ステンレスはなぜ錆びる？ もらい錆・隙間腐食・孔食をやさしく解説
「錆びない金属」のイメージがあるステンレスですが、条件次第では錆びます。「なぜ錆びないのか」と「どんな条件で錆びるのか」を理解すれば、ステンレスを正しく使えます。この記事でもらい錆・隙間腐食・孔食の3つの腐食形態をやさしく解説します。
ステンレスが錆びにくい理由：不動態皮膜
ステンレスが錆びにくい理由： Crが大気中の酸素と反応して表面にCr₂O₃（酸化クロム）の不動態皮膜（約2〜5nm）を自己形成します。この皮膜が腐食因子の侵入を防ぎます。傷がついても酸素がある限り自己修復します（自己修復性）。
ステンレスが錆びる3つの主要形態
もらい錆（異種金属接触腐食）
ステンレス表面に鉄粉・鉄くず・普通鋼の切屑が付着すると、その鉄が先に錆びてステンレス表面を汚染します。赤茶色の錆が点在します。
孔食（ピッティング）
塩化物イオン（Cl⁻）が不動態皮膜を局所的に破壊し、深い穴（ピット）が形成される腐食。進行すると貫通孔になります。
隙間腐食
ボルト・ガスケット・重なった板の隙間など、溶液が滞留する狭い空間で酸素が欠乏し、不動態皮膜が維持できなくなる腐食。
腐食形態別：原因・発生条件・対策
| 腐食形態 | 主な原因 | 発生しやすい環境 | 対策 |
|---|---|---|---|
| もらい錆 | 鉄粉・鉄くずの付着 | 切削加工後・鉄製設備との接触 | 鉄粉除去・酸洗い・不動態化処理 |
| 孔食 | 塩化物イオン（Cl⁻） | 海水・塩素系洗剤・温泉水 | SUS316以上に変更・表面研磨・定期洗浄 |
| 隙間腐食 | 隙間での酸素欠乏 | ボルト締結部・フランジ面・重ね継手 | 隙間をなくす設計・シール材使用・SUS316以上 |
| 粒界腐食（鋭敏化） | 溶接熱でCr炭化物析出 | 溶接熱影響部 | SUS304L/316L使用・固溶化熱処理 |
| 応力腐食割れ | 引張応力 + 塩化物 | 高温塩化物溶液・残留応力部材 | 二相系・高Ni合金・応力除去処理 |
ステンレス種類別の耐食性比較
孔食電位（Vc’100）でわかる耐孔食性
耐孔食指数（PI）とは： PI = Cr(%) + 3.3×Mo(%) + 16×N(%)という式で計算される耐孔食性の指標です。数値が大きいほど塩化物環境に強いです。SUS304のPI ≒ 18、SUS316のPI ≒ 25、二相系（SUS329J3L）のPI ≒ 40程度です。
錆を防ぐための実践的なポイント
材料グレードの選定
塩化物環境にはSUS316以上。海水・プールにはSUS329J3L（二相系）かチタンを検討します。
表面仕上げ
表面が滑らかなほど腐食因子が付着しにくい。BA仕上げ・電解研磨はもらい錆・孔食のリスクを下げます。
施工・保管管理
鉄製工具や鉄粉との接触を避ける。保管時は鉄材と分けて保管し、切削後は鉄粉を除去します。
定期洗浄
塩素系洗剤を使った後は水洗いを徹底。隙間部に残った洗剤が隙間腐食の原因になります。
まとめ：ステンレスの腐食で押さえておきたいこと
- ステンレスはCr₂O₃の不動態皮膜で腐食を防ぎますが、皮膜が破壊される条件では錆びます。
- 主な腐食形態はもらい錆・孔食（塩化物）・隙間腐食・粒界腐食・応力腐食割れの5種です。
- 塩化物環境（海水・塩素系洗剤）ではSUS304では孔食が起きやすく、SUS316以上を選びます。
- 溶接後の腐食対策にはSUS304L / SUS316L（低炭素グレード）を使います。
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