塩水噴霧試験の目的について

質問

今、メッキ品の塩水噴霧試験を計画しています。
色々メッキの文献を読みましたが、塩水噴霧で評価する理由が
よく分からなくなりました。

塩水を腐食促進として用いる理由は
?局部腐食(孔食)が起こりやすい
?潮解作用で、大気中の水を吸湿する

と認識しています。

しかし、?が起こるのはSUSやAlの不動態皮膜を形成するものであり、不動態皮膜が塩化物イオンで破壊されることを言うと文献で見ました。

ZnやNiメッキした部品でも塩水で評価するのは?の理由によるものなのでしょうか？
塩化物イオンが、金属塩を形成し、腐食を促進させるのはどの金属(メッキ)でも起こり得り、?が理由だと思っていましたがどちらが正しいのでしょうか？

お手数おかけしますが、ご教授よろしくお願いします。

回答No.3

noname#230359 · ベストアンサー

?、?の前があるかと思います。

　　金属はどうして腐食する？
　　http://pub.nikkan.co.jp/uploads/book/pdf_file4d5ce1bd8bada.pdf　　

金属＝鉄として、
酸素があれば酸化＝錆がおきるが極々表面で止まる。
水があると鉄イオンとなって溶出し溶在酸素と化合し水酸化鉄 → 赤錆を作る。溶け出すから進行するが、真水では赤錆は準安定的なカサブタとなって進行を抑える。
海水でも反応式は同じながら、赤錆を不安定な性質に変えてしまい錆が止まらない。海水は中性であるが酸が加わると更に酷くなる。

?は不動態皮膜を形成したものが部分的に破れ下の金属が孔状に腐食する現象。
単一金属で海水中で腐蝕が起きやすいこととは別に考える。

Ｎｉは単一では不動態皮膜のため腐蝕に強いが、薄目のメッキで孔があると下の鉄から腐蝕される。（Ｎｉメッキは純Ｎｉとは限らずやや弱いことあり）
ステンレスの不動態皮膜はそれより弱く塩水で侵されるものが多い。

亜鉛は単独でも海水で腐蝕される。鉄より激しい。
亜鉛メッキに必ず付けられるクロメート処理。これはクロムの不動態皮膜。
　　http://tri-osaka.jp/fields/kinpyou/surface/morikawa/R17/Chromate.pdf

傷の自己修復作用とかあるが、塩水噴霧試験するとクロメート膜も徐々に溶けていき亜鉛がヤラレ、守っていた（犠牲防食）下の鉄もヤラレ何百時間でアウト。

塩水噴霧試験の結果は、フィールドでどういう環境下で何年保つという一応の対応関係があるから意味あるものとなります。

?の用語として、潮解とは

　　物質が空気中の水（水蒸気）をとりこんで自発的に水溶液となる現象のこと

なので塩水を噴霧することとは違うニュアンスです。水の作用そのものは冒頭に書いた通りです。

　　http://www.mac-wire.com/products/data/mekki.html
　　（2）電気めっき被膜のピンホール（有孔度）について
　　ピンホールをなくすためには少なくとも８ミクロン以上のめっき厚さが必要
なのでＮｉメッキは普通これ以上にする。以下では孔食によらない孔が既にあるためいずれ錆びると覚悟すべき。

ステンレスのクロム不動態皮膜は傷ついたら下からクロムが浸みだして補修する作用があり錆びにくい。塩水はそれを侵す。

潮解しての錆を防ぐには焼き塩にして結晶中の水分をとばし、空気中の水分も無くして密封する。それで鉄に触れても錆には及ばない。

腐蝕、錆は水が絡んでくると化学作用に（局部電池とか）、電気作用も複合してくるので、用語も複雑になります。

Niメッキがヤラレルのは中の鉄から。気付いたときにはベロッとメッキが剥がれたり。
薄メッキでピンホールだらけでは一斉に錆びて判りづらいが厚メッキなら傷のトレースができるほどです。
でも水なら長期に目立たないかもしれません。それと試験と実際との対応関係はあくまで目安。逆に試験で大丈夫だったから実際でも大丈夫とは言い切れません。

塩害は以前は海岸地域での問題とされたが、冬に凍結防止の塩カルを撒くようになり自動車部品に限らず対策が必要になってます。

＞「塩水が悪さをするのは、SUSやAlで隙間腐食がある時」

その間での電気のやりとりがあるからと思いますが充分な説明は無理です。増悪するのは確か。
１個の製品で不可分なら仕方ないが、試験はそれが起きないよう他の金属と離すのが原則。『悪さをするのは・・ある時だけ』と解釈するのは誤り。

＞Niメッキ、水

塩水に較べて反応が緩やかに進むぐらいかと。
電気化学的な作用なので電気抵抗の影響も大きく、水と試験で使うような溶液は全く違うしフィールドでも何桁もの差が有り得ます。

＞ZnメッキとNiメッキの比較

Znの方が個体差少なくコンスタント。それにクロメートの性能が非常に影響。性能が良い６価クロメートが許されなくなり３価とそれ以外の処理も含めて入り乱れる状況かと。

Niは孔の有無によってバラツキが大きい。
かといって厚メッキしすぎると剥離の危険。Znは軟らかいので溶融メッキのように何百μでも可能。

　　塩水噴霧試験結果　レイティングナンバーの比較
　　http://www.sanwa-p.co.jp/report/en.pdf
ようするにメッキの出来次第。種類で即断はできない。
ZnメッキとNiメッキは用途が違うので両者比較することも少ないです。

レイティングナンバはＪＩＳ規格にあるが概略は
　　http://koza.misumi.jp/surface/2002/04/60.html

亜鉛は犠牲防蝕なのでヤラレて当然、クロメートがどこまでガードするか。ニッケルは金属として亜鉛より強い。その比較は単純に考えて宜しいかと。

ニッケルの不動態皮膜はクロムのほど耐蝕性はなく、性能重視ならその上にクロム0.1～μをのせるニッケルクロムメッキ。
ニッケルメッキは種類でも強弱ありそれを複数行う強化策：多層ニッケルメッキ。
　　http://genba.sanwa-p.co.jp/2005/01/post-13.html

耐蝕性といっても、単独塩素、酸も酸化性還元性の区別（有機酸）、アルカリ性と様々で全てに耐えことを要求すると貴金属とかになってしまうので、相手を限ってコストとの相談です。

お礼

色々とご教授いただきありがとうございました。
まだ、疑問に思う部分もありますが、文献を調べて勉強したいと思います。
ありがとうございました。

補足

ご丁寧な回答ありがとうございます。
私の見た文献には、「塩水が悪さをするのは、SUSやAlで隙間腐食がある時」という書き方がされていましたが、塩水が錆を促進するのはどの金属でも共通であり、錆びにくいとされているSUSやAlでも、隙間で酸素濃淡があり塩素があるとその限りではない　という意味だったのでしょうか？

もう1つ確認させてください。
Niメッキは塩害(塩水噴霧試験ですぐに赤錆発生)には弱いが、水には強いという事を上司が言っていましたが、意味がよく分かりませんでした。
(上司も昔専門家から聞いただけで、全然理解していません)
Niメッキは、ピンホールがあればZnよりも錆びやすい。ピンホールが無ければZnより錆びにくい。それは、水だろうと、塩水だろうと同じだと思うのですが違うのでしょうか？

話が逸れましたが、今回の疑問も、元はそこから端を発したものです。
もし、分かれば教えていただけますでしょうか？

ご回答ありがとうございます。

＞でも水なら長期に目立たないかもしれません。
Niメッキの場合、水程度なら鉄が腐食してもしばらくは安定した酸化皮膜で
赤錆とはならないので目立たない　ということでしょうか？

ZnメッキとNiメッキの比較で考えると
赤錆発生までを判定基準としたらZnメッキ＞Niメッキ
白錆発生までを判定基準としたらZnメッキ＜Niメッキ

ということでしょうか？

お手数ですが、再度ご回答お願いいたします。

再三のご回答ありがとうございます。
色々調べましたが、ニッケルメッキは亜鉛メッキと比較し、有機酸やアルコールに対し耐食性が優れる事が分かりました。当方の部品は、燃料で使われることもあり上記の物質に対するケアが必要です。

何故ニッケルが有機酸(orアルコール)に対して強いか分かりますでしょうか？
安定な皮膜を作るから？

質問の論点が、ニッケルメッキが優れるところ(燃料使用下で)
に変わっていますが、そして何度も申し訳ありませんが、もし分かればご回答お願いいたします。

回答No.5

noname#230359

簡単に言うと、耐食性の塩水を利用した濃縮ﾃｽﾄ。
塩水噴霧で１００時間ＯＫは空気中の通常の状態で○○○○時間ＯＫと判断。
だと思いますよ。
他のテストでも濃縮テストあります。

お礼

ご回答ありがとうございました。
もう少し文献を調べて見たいと思います。
ありがとうございました。

回答No.4

noname#230359

前の回答者さんがご指摘ですが、少々難しく考えすぎのように感じます。
周知の事実として、海岸に近い場所では、金属類の腐食の進行が速いことが
知られています。もう少し化学的にいえば、水及び塩化ナトリウムイオンが
金属類の腐食を加速するということです。

詳細なメカニズムは棚上げとして、塩水噴霧試験とは、周知の加速手段を
用い、試験条件を統一して、相対的な比較を行うことを目的とした試験と
捉えたら如何でしょうか。

なお、より実際の腐食進行を再現することを目指して、乾燥と湿潤状態とを
組み合わせたサイクル試験も標準化されているようです。（参考文献）

なお、塩水噴霧試験は、塩分を含む霧で充満した湿潤状態で評価を行い
ますので、潮解作用が結果に影響を与えることはないでしょう。

もう一つ　参考文献を貼っておきます。
http://www.jwtc.or.jp/gijutsu/09.pdf

塗装やめっきを施した鋼板に対して塩水噴霧試験を実施する場合、被膜の
ピンホールや傷の影響が強く表れることが知られていますが、
だからといって、塩水噴霧試験が無効だという判断ではないようです。

被試験物に応じて、腐食進行の実態と整合性のよい他の試験方法もあるよう
ですが、個別の試験に先立って実施するデフォールトの試験方法の位置づけ
と思います。

参考URL：

http://www.sia-tokyo.gr.jp/ssi-def/S-001/sia/modules/news/download.php?url=/teccs_ope_%C6%FE%CC%E72010%2001.pdf.12694222

お礼

ご回答ありがとうございました。
もう少し文献を調べて見たいと思います。
ありがとうございました。

回答No.2

noname#230359

夏なので海に行ってみる

また雨をなめてみる

そして加速試験をググる

お礼

ご回答ありがとうございました。
もう少し文献を調べて見たいと思います。
ありがとうございました。

回答No.1

noname#230359

少し考え過ぎ感があります。
材料の腐食試験は、塩水だけではなく、最近は微量の化学物質が付着し、又は溶け込んだ
雨水等が蒸発し、濃縮されPHが上がり、硫酸や硝酸液に近い作用をする場合もあり、その
確認も小生の仕事分野では必要です。

さて、塩水噴霧試験は、塩水がかかる条件で使用可能かが目的と考えます。
ですから、?の目的に近く、塩水を腐食促進として考え、通常環境条件では、寿命は**年程度か、
それ以上の判断をします。
また、?に関しては、海に近い環境で使用の場合に、潮風に乗り微量の塩水又は塩分が
メッキ等に付着し、一旦は蒸発するかもしれませんが、湿気の度合いで?が促進され、
腐食促進環境を作ります。

?は現象で、?がその原理なので、貴殿の記載内容通りになり、問い合わせ的には？？？
と受け止められる事となっているようです。

お礼

ご回答ありがとうございました。
もう少し文献を調べて見たいと思います。
ありがとうございました。