「ステンレスなのに錆びた」「使って半年で穴が開いた」「ある日突然割れた」——腐食トラブルは種類によって原因も対策も全く異なります。「錆び」とひとまとめにしても解決しません。孔食・すきま腐食・応力腐食割れ・粒界腐食・異種金属腐食を現場で見分け、正しい対策を選べるように整理します。
腐食の種類と見分け方——一覧
| 種類 | 外観の特徴 | 主な起因 | よく起きる材料・環境 |
|---|---|---|---|
| 全面腐食 | 表面全体が均一に腐食・赤錆 | 酸・アルカリへの浸漬、不動態皮膜なし | 炭素鋼・鋳鉄（水・大気中） |
| 孔食（ピッティング） | 表面に小さな穴・点状の錆 | 塩化物イオン（Cl⁻）による局部的な皮膜破壊 | ステンレス（SUS304）・海水環境 |
| すきま腐食 | フランジ・ガスケット接触部に集中した腐食 | すき間内部のCl⁻濃縮・酸素欠乏 | ステンレス・チタンのボルト締結部 |
| 異種金属腐食（ガルバニック腐食） | 電位の低い金属側が局部的に腐食 | 異種金属の接触＋電解質（水・塩水） | アルミ×ステンレスボルト、鉄×銅配管 |
| 応力腐食割れ（SCC） | 表面の傷が少ないのに突然割れる | 引張応力＋特定腐食環境の組み合わせ | SUS304（塩化物）、黄銅（アンモニア） |
| 粒界腐食 | 結晶粒界に沿った腐食・ぼろぼろになる | 鋭敏化（溶接熱影響部のCr欠乏帯） | SUS304溶接部（450〜850°C加熱域） |
| エロージョン腐食 | 流れ方向に沿った腐食・平滑な凹み | 高流速流体による機械的摩耗＋腐食の複合 | 銅配管エルボ部・ポンプ羽根車 |
孔食（ピッティング）——ステンレスに穴が開くしくみ
孔食はステンレスを使っている現場で最も頻繁に遭遇する腐食トラブルです。ステンレスの耐食性は表面のごく薄い不動態皮膜（主にCr₂O₃）が担っています。この皮膜は塩化物イオン（Cl⁻）に対して局所的に弱く、ある一定濃度のCl⁻が存在すると、皮膜の弱い部分が点状に破壊されます。破壊された部分は外部のCl⁻がさらに濃縮され、腐食が垂直方向に深く進んで「穴」になります。
SUS304：約18、SUS316：約25、SUS316L：約25、SUS317L：約32、二相系2205：約35〜40
| Cl⁻濃度の目安 | 推奨材料 |
|---|---|
| 〜200ppm（市水・雨水） | SUS304で対応可能 |
| 200〜1,000ppm | SUS316L以上を検討 |
| 1,000〜5,000ppm（海岸近く・温泉） | SUS316L・二相系（SUS329J4L） |
| 海水（約19,000ppm） | スーパー二相系・チタン・Ni合金 |
すきま腐食——「接触面の内側」で起きる腐食
すきま腐食は、ガスケット・フランジ接触面・ボルト座面など、液が入り込めるが流通しにくいすき間で起きます。外部の液が入ると、すき間内部の酸素が消費されて外部と濃度差が生じます（酸素濃淡電池）。酸素欠乏部分が腐食の陽極になり、さらにCl⁻がすき間内部に濃縮されて腐食が加速します。
対策として有効なのは：①すき間をなくす（溶接・シール強化）、②高PREN材（スーパー二相系・チタン）へ変更、③カソード防食の適用、④定期点検と早期発見です。
応力腐食割れ（SCC）——最も危険な腐食トラブル
応力腐食割れは「引張残留応力」と「特定の腐食環境」が同時に存在するときにだけ起きる、特異な破壊形態です。表面の腐食はほとんど見えないまま内部でき裂が進展し、突然破断します。破面を見ると貝殻状・枝分かれ状の脆性的な割れが見られます。
| 材料 | SCCを起こす環境 | 応力の起源 |
|---|---|---|
| オーステナイト系SUS（SUS304・316） | 塩化物（海水・温泉・冷却水）＋60°C以上 | 溶接残留応力・締め付けトルク |
| 黄銅（C2600・C3604） | アンモニア・アミン雰囲気 | 加工残留応力（深絞り・曲げ後） |
| マルテンサイト系SUS・高強度鋼 | 水素（酸洗・めっき・カソード防食） | 締結応力・加工残留応力 |
| チタン合金 | 発煙硝酸・メタノール（特定の条件） | 高応力設計部位 |
粒界腐食——溶接後に「鋭敏化」で起きる
オーステナイト系ステンレスは450〜850°Cに加熱されると、結晶粒界にCr炭化物（Cr₂₃C₆）が析出し、粒界近傍がCr欠乏帯になります（鋭敏化）。この状態で腐食環境にさらされると、Cr欠乏帯が優先腐食されて粒界が溶け、材料がぼろぼろになります。
異種金属腐食——「電位差」が引き起こす選択腐食
電位の異なる金属が電解質（水・塩水）を介して接触すると、電位の低い（卑な）金属が優先的に腐食されます。
| 組み合わせ | 腐食される側 | 対策 |
|---|---|---|
| ステンレスボルト×アルミ部品 | アルミ（大きく腐食） | 絶縁ワッシャー・絶縁塗装 |
| 銅配管×鉄バルブ | 鉄 | 同一金属系に統一、または絶縁継手 |
| 炭素鋼×ステンレス | 炭素鋼 | 絶縁、または防食塗装 |
| チタン×ステンレス（海水中） | ステンレス | 電位差が大きい場合は絶縁必須 |
- 腐食の外観（全面か局部か・穴か割れか）を記録・写真に残した
- 使用環境（Cl⁻濃度・pH・温度・流速）を確認した
- 溶接部・フランジ接触部・ボルト座面など「すき間」になる箇所を点検した
- 引張残留応力の有無を確認した（溶接・冷間加工後）
- 異種金属の接触がないか確認した
- 材料変更だけでなく、設計・環境・維持管理で対策できないか検討した
まとめ
- 腐食は種類によって原因・対策が全く異なる。「錆び」とひとまとめにしては解決しない。
- 孔食は塩化物がステンレス不動態皮膜を局部破壊して起きる。PREN値で耐性を比較できる。
- すきま腐食はSUS316Lでも発生する。すき間の設計・シールで防ぐのが根本対策。
- 応力腐食割れは「引張応力＋特定環境」の組み合わせで起きる最も危険な腐食。SUS304は塩化物環境で要注意。
- 粒界腐食は鋭敏化（溶接熱影響）が原因。SUS304LまたはSUS321/347の選択で防げる。
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