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耐食性・耐久性

【参考資料】
  1. 銅及び銅合金の耐薬品性に関する資料 (837KB)
      -伸銅品データブック (一般社団法人日本伸銅協会 編集)-
  2. 建築用材料の腐食と化学的性質に関する資料 (2.57MB)
      -伸銅品データブック(一般社団法人日本伸銅協会 編集)-
 
31銅の塩害について教えてください。先日、客先より塩を含んだ外気が製品内に組み込んだ銅管の表面(銅管内は冷水が通っており、表面が結露しています)を通過した場合、塩害による腐食を起こすのではないかとの質問がありました。製品の製作工程上この銅管には塗装等の処理が出来ません。銅管でもやはり塩害の影響を受けるのでしょうか。銅管の厚みは0.45mmです。
  1. 海岸近くの銅屋根の腐食データを見ますと、9年で30μm程度となっています。腐食速度としては微量と考えます。
  2. 銅合金の各種環境中に於ける耐食性でも海水に対しBという評価なのでさほど深刻ではありません。
      「伸銅品データブック」P123-128 日本伸銅協会 (837KB)
    詳細は上記をご覧ください。

以上のようにご心配している程ではないので経過観察しつつご使用いただいたらいいのではと考えます。
32歴史的建造物として、銅板をまいて円筒とした「相輪とう」があります。たとえば茨城県行方市の西蓮寺にあるものは鎌倉時代に作られたとの伝承があります。屋根がなく、風雨、直射日光にさらされてきたものです。このような状態で、銅板がどの程度腐食するか(薄くなるか)という点について参考となるデータはないでしょうか。銅板の鍛造法などなど影響するファクターは多いことは承知しています。1000年とか2000年というレンジでの銅板の耐候性について、何か考える際の参考データをご教示いただけると幸いに存じます。
1000年単位での銅板の耐候性に関するそのものズバリのデータは見当たりませんが、本ウェブサイトのCopperBookの中の銅屋根に関するQ&A(専門向け)に下記データが載っています。
http://copperbook.jp/data_douyane/qasenmon/07.html
33銅系金属に対する硫酸ナトリュウム主成分の薬用入浴剤の影響について問い合わせです。
事例外焚き風呂釜の桶内ストレーナー固定用に市販銅線が硫酸ナトリュウ系入浴剤を1か月余り使用して、表面に白緑色のスケールが付着して、銅線が劣化しました。入浴剤メーカーに実物を送付して原因調査依頼しましたが、これまでにそのような現象は起きていないとの回答。釜の加熱チュウ―ブは銅系であり心配です。
硫酸ソーダを含んだ入浴剤の硫酸イオンと銅イオンと反応して硫酸銅を生成したのではと考えます。入浴剤には、硫酸イオンや炭酸イオンを含み銅と反応して青緑色の化合物をつくります。恐らく経験されたものはこれと考えます。硫酸根は銅にとって腐食媒となりますのでできるだけ避けた方がいいと考えます。従いまして銅管を長持ちさせるためには、入浴剤を使う回数を減らす、分量を加減するなど工夫した方がよいと考えます。
34銅とステンレスでは電位差が近いため、異種金属接触腐食は発生しないとありますが、黄銅とステンレスでは異種金属接触腐食は発生するでしょうか。発生する場合、間にシールテープで絶縁すれば問題ないでしょうか。また、黄銅と純銅または青銅では異種金属接触腐食は発生するでしょうか。
  1. シールテープは、ねじ込みますと金属面が出ますので絶縁性は期待できないと考えます。
  2. 黄銅と純銅、青銅鋳物(砲金)との組み合わせは、文献ではX(要絶縁)となっています。
空気調和・衛生工学第87巻第3号P211-220「異種金属接触腐食と水質」竹中工務店山手利博
35泉質が銀泉(二酸化炭素泉(炭酸泉))ということなのですが、銅にどのような影響がでるのか、腐食の程度など向き不向きなど教えてください。
  1. CO2に対しては、反応して炭酸銅(緑青)を生成すると考えます。従って、お寺の屋根のような色合いになる可能性が考えられます。但し、ムラになる場合もあると考えます。CO2(湿式)での腐食評価はAで問題はないと考えます。
  2. なお炭酸水ではタフピッチ銅C、リン脱酸銅でBという評価です。なのでこの温泉に常時漬かっているような使われ方では銅は避けた方がいいと考えます。
  3. 硫黄分はありませんか。この場合は硫化により黒ずむと考えます。
  4. 何れにしても変色は避けられないのですが、オブジェの場合それが逆に面白いかもしれません。
36質問は銅管の腐食(穴あき)の事です。井戸水です。15軒ぐらいの専用水道で飲料水で30年以上使用しています。水質検査を行い、結果は飲適でした。遊離炭酸11mg/l ph6.8 硬度48mg/l 溶存コロイド状シリカ70mg/l 鉄0.03mg/l マンガン0.005mg/l 機物TOC0.3mg/l未満です。エコキュートを使用します。配管は樹脂管で給湯機内が銅管です。メーカーは長期間の使用により、腐食が懸念されます。との回答で "不適合" の返事でした。水質によりスケールの詰まりは懸念されますが、(シリカ70mg/l) 遊離炭酸11mg/l 硬度48mg/l ph6.8 では穴あきは回避出来ると思います。貴センターの見解はどうでしようか。詰まりについては活水器「エルセ」で解決する予定です。
  1. 腐食に関する文献ではⅠ型孔食は遊離炭酸15ppm以上(13ppmとも言われている)で起こりやすいとあります。本ケースでは11ppmとなっており閾値より下ですが、危険は有していると考えた方がいいと思います。
  2. 何よりもメーカー側が不適という判断を出していますので保証が得られないような気がします。これが最も問題のような気がします。貴職の判断は正しいかもしれませんが、保証が得られない危険を冒してまで設置するのは得策ではないように思います。
37純銅にて設計を検討しているのですが、以下環境においてどのくらいの腐食速度を有しているか教えてください。使用環境20~60℃の井戸水、Clイオン濃度50ppm程度、対象材料が純銅においての腐食率データがありますか。できれば、温度とClイオン濃度でまとめられた腐食率表があれば、いただきたいです。
  1. 「新・銅と衛生」P42-47 日本銅センター (1.49MB) では、Clイオン40ppm程度では銅の耐食性に問題ないとあります。従って、50ppmでもそれ程影響ないと考えます。
  2. 問題は井戸水なのでむしろ遊離炭酸と滅菌用塩素だと考えます。遊離炭酸は、13ppm以上あればⅠ型孔食の危険性があります。塩素はClイオンと混同されますが、こちらは電位を高め孔食を促進します。
38ある施設では、給排水の配管に銅管を、水は井戸水を使用しております。近年配管のトラブルが発生しており、銅管に適している井戸水なのか検査を検討しておりますが、具体的に何の項目を検査し、その検査結果がどの程度の値であれば適性なのかを教えてください。
  1. 井戸水による銅管のトラブルは、ほとんどが遊離炭酸によるものです。この測定は、サンプル採取がキーで専門の方にサンプリングをお願いする必要があると考えます。
  2. 後は一般的な水道水の検査項目でいいのではないでしょうか。
39実験のため、水素の予熱コイルに銅管(φ6㎜)の使用を考えております。圧力は0.5Mpa、温度は200℃程度。銅の水素に対する腐食性の知見が無く是非を判断しかねます。温度は高圧ガスの材料強度の使用限界ですが、腐食性はいかがでしょうか。また、懸念される事項があれば教えてください。
  1. 水素に対しは、全く腐食性がありませんので問題ありません。
      「伸銅品データブック」P123-128 日本伸銅協会 (837KB)
    表6.1-2のリン脱酸銅(銅管の材質)の水素の欄がAになっています。他の物質との相性もこれで分かりますので参考にしてください。
  2. 水素脆性に関しても脱酸銅なので心配ありません。
  3. 耐圧的にも全く問題ありません。
40水中照明(水道水の池用)を設計したいのですが、筐体の材質は、真鍮とステンレスどちらが耐食性が高いのでしょうか。異種金属は用いなことを前提として。また、真鍮の海水の対する耐食性はどうなのでしょうか。(異種金属を用いない。隙間腐食を誘発する部分を作らない条件)
  1. 水道器具に真鍮,ステンレスとも標準的に用いられていますので、耐食性の比較は難しいと考えます。真鍮は脱亜鉛腐食を避けるためにクロムめっきを施す場合があります。また、シリカやビスマスを添加した耐脱亜鉛黄銅材もあります。
  2. 海水に対する耐食性については以下を参照願います。73黄銅、64黄銅とも海水に対しC評価で避けた方がいいと考えます。
      「伸銅品データブック」P123-128 日本伸銅協会 (837KB)
41リン青銅と純銅の耐食性について比較した場合、どのような違いがあるでしょうか。リン青銅の方が耐食性が高いでしょうか。インフラ関係に使用する上で、重要な点となりますので、ご教示頂けましたら誠に幸いで御座います。また、1.銅及び銅合金の耐薬品性に関する資料の中で、(湿性)という言葉が出てきますが、これはどのような状態でしょうか。
  1. 純銅は導電性に優れる。リン青銅は耐摩耗性に優れる。など用途に応じた特長を有しています。
  2. 耐食に関しては、貴職がご覧になっている表の通りで、相手によって純銅がスコアーが高かったり、リン青銅が高かったりします。従って露出する可能性のある物質で両者を比較チェックください。  
     「伸銅品データブック」P123-128 日本伸銅協会 (837KB)
  3. 2.の表の乾性、湿性ですが、乾性は全く水分のない状態で湿性は空気中の水分も含み少しでも水分のある状態と考えます。
42はんだ付け部の不具合について教えてください。製品部品のはんだ付け部が腐食するメカニズムを究明しております。腐食部を分析すると塩素が検出されます。海に近い場所では無く、内陸部で発生します。なぜ、はんだ付け部の銅リード線が塩素腐食するのでしょうか。知見をお持ちであれば教えてください。フラックス要因ではないです。部品周辺から塩素が微量検出されます。
  1. 貴職は否定されましたが、最も疑わしいのはフラックスです。銅管の場合もそうですが、接合部での腐食の大半はフラックスに起因しています。フラックスは強酸で塩化亜鉛、塩化アンモニア系です。従って、腐食も塩素の存在もこれで説明付くのですが…。
  2. 後、考えられるのは上水からの残留塩素です。
43マンションの床埋設給湯管(銅管)で孔食により漏水事故が起こるため、何か対策はないか教えてください。
  1. 孔食という見解が正しいのであれば、今からの対策はとても難しいと考えます。
  2. モルタルなどへの埋設配管で見られる事故事例は、拘束されて伸縮できず立ち上がり部などで疲労割れを起こす例です。この場合であれば、自由に伸縮できるようなスペースを作ってあげることですが…。
  3. 埋設配管の漏洩による改修工事は、はつりなどが必要で非常に大変です。
一般的には別配管を露出で布設して漏洩配管は殺してしまうやり方で対応すると考えます。
44築30年超の1,000戸の団地で給湯用銅管の更新を考えています。孔食も潰食も起きるとすれば5年から10年で起こり、それ以降は起こらないとの資料があれば教えてください。
  1. 2年ほど前までは、10年以上健全であれば同じ条件でお使い頂ければ半永久的に持つだろうとお答えしてきました。基本的にはこの方針で問題ないと考えています。
  2. 但し最近30年以上使用した銅管からの漏洩事例がいくつか散見され、必ずしも安全とは言えない(絶対ではない)と認識しています。
従いまして、本件に関しては、設備業者の判断に委ねた方がいいのではと考えます。
45冷却水配管に銅パイプを使用しています。誤ってpH2の水を48時間程度流してしまいました。
  1. 早急に対応が必要でしょうか。
  2. 将来的には交換したほうがよいでしょうか。
     材質:C1220T
     外径:9.52mm
     肉厚:1.2mm
  1. 強い酸でもすぐに漏洩に至ることはないと考えます。但し、酸が残って腐食媒になるケースがありますので水でよくフラッシングすることが大事です。
  2. フラッシングすれば従来と同じ程度の寿命は期待できると考えます。