亜鉛めっきパイプの防錆 | ジュンツウネット21

亜鉛めっきパイプはそれ自体防錆能力を持っています。さらに防錆効果を上げるため表面処理がなされますがそれはどのようなものなのか,その使用方法等について解説して下さい。

解説します。

1. 防錆処理の目的

溶融亜鉛めっきされたパイプはそれ自体で十分な防錆能力をもっていますが,使用環境,使用条件などからさらに防錆効果を上げるための表面処理が施されます。その目的を大別しますと,白さびの防止,上水道の白濁防止および地中埋設管の電食防止が上げられます。

1.1 白さびの防止

亜鉛めっきの表面には大気中で緻密な酸化皮膜が形成されます。亜鉛めっきがすぐれた耐食性をもっているのは,この緻密な酸化皮膜が大気をしゃ断し下地亜鉛を保護するからです。

白さびとは,緻密な酸化皮膜が十分に形成される前に,雨や露で濡れで容易に乾燥しないような環境にさらされたときに発生するもので,白色のかさばったさびが白黒の粉が付着したような状態となったものです。また,酸性物質,アルカリ性物質,有機酸,海水などの亜鉛を腐食させる物質がめっき表面に付着しても白さびは発生します。

白さびによる亜鉛の減量は,通常めっき膜厚にして1μm以下ですし,発生環境から開放されると次第に消失しその下には緻密な酸化皮膜が形成されていますので,耐食性にはほとんど影響がありません。したがってJIS,ISO規格を諸外国の規格では,白さびを品質上の欠陥として扱っていませんが,商品価値など外観上の問題から白さびの防止を要望され,その方法としては化学薬品による化成処理と塗装の二つがあリます。

1.2 上水道の白濁防止

昭和40年代前半までは,給水用鋼管といえば亜鉛めっき鋼管が主流でした。しかし,その後水質の劣化などから赤水および白濁水などの問題が多発し,その対応策がいろいろ検討されました。白濁水の原因は管内面の亜鉛が溶出するためで,その程度は水質に大きく影響されます。水道水は滅菌のために塩素の投入が法律で決められています。添加された塩素は水に溶解して遊離塩素として存在しますが,水源水の汚染とともに塩素の添加量が多くなり亜鉛の溶出が進みます。このほか,遊離炭酸,溶存酸素なども影響します。

白濁防止の対策として,水源の選定,水質の改善,使用上の留意点などが検討されましたが,結果的に亜鉛めっき面にライニング処理する方法が採用されてきました。

1.3 地中等埋設管の電食防止

給水用やガス用の鋼管は,土中およびコンクリート中に埋設して使用されますが,この場合局部電池に起因する電食などを生じます。電食防止としてはめっき鋼管の外面に絶縁性防食テープを巻き付けて使われます。

2. 防錆処理の種類と問題点

2.1 化成処理

化成処理としてクロメート処理,硫化処理,りん酸塩処理がありますが,溶融亜鉛めっきの光沢を失わずに白さびを防止する方法としてクロメート処理ができます。

クロメート処理は,無水クロム酸,重クロム酸ソーダ,重クロム酸カリなどの水溶液に亜鉛めっき鋼管を浸漬して,めっき層表面にクロム酸-クロミウムの皮膜を形成させる方法です。水溶液の濃度は,耐食性を付与する目的では5%程度ですが,白さび防止の場合は0.05%前後の低濃度が使用されます。

低濃度液によるクロメート処理のため長期間の白さび防止効果は期待できません。通常の大気環境では1~3ヵ月,海岸地域,工場地域などの腐食性雰囲気では10日間程度で効果が消失する場合もあります。また,クロム酸は毒性をもっていますので取り扱いは十分な注意が必要です。

2.2 塗装処理

亜鉛めっき鋼管の防錆処理の塗装に使用される塗料は,無色透明で速乾性であることが要求されます。一般には脱脂溶剤タイプの樹機溶剤タイプの樹脂塗料が使用されていますが,作業環境上の問題から水溶性樹脂塗料の使用もふえてきております。

めっき鋼管の白さび防止としては,現在有機溶剤型の樹脂塗料が主流を占めています。塗りムラなどがなければ白さび防止には十分な効果を発揮します。

問題点としては,塗膜というより有機溶剤を使用するので作業環境上注意する必要があります。近時有機溶剤を用いない水溶性樹脂塗料が開発されましたが,白さび防止効果は若干低下しクロメート処理と同程度です。また樹脂塗料のため塗膜は滑りやすいので,足場用鋼管などの外面クランプが適用される管には不適当です。

2.3 ライニング処理

給水用鋼管は,白さび防止として外面は樹脂塗料が塗装され,白濁防止として内面をライニング処理されます。ライニングの種類としては,硬質塩化ビニルライニング鋼管とポリエチレン粉体ライニング鋼管とがあり,前者は40年代後半から飛躍的に伸び,東京,大阪を始め11政令指定都市を含め,結水人口10万人以上の全国水業体の90%までが採用しており,後者は50年代に開発され認可事業体は60%に達し,2~3年後は塩ビライニング鋼管に追いつくと予想されています。

両者の違いは,塩ビライニング鋼管は亜鉛めっき鋼管に硬質塩ビ管を挿入して接着剤で貼り付けるのに対し,ポリ粉体鋼管は外面では溶融亜鉛めっきしますが,内面はめっきせず鉄面にポリエチレンの粉末を加熱接着させるものです。

樹脂ライニング鋼管の問題点としては,管端腐食とねじ接合部における発錆が上げられます。この問題はライニング鋼管需要拡大の大きなネックになっており,メーカー各社が研究に取り組み,いろいろな管端防食継手が開発され問題は解決されつつあります。したがって,強いて問題とするならほかの防食方法に比較して高価ということでしょう。

2.4 電食防止処理

地中等埋設管の電食防止処理としては防食テープが使用されます。外面に付着した水分,粉じん,油脂類などを完全に除去したのちに,十分な粘着力および絶縁抵抗性能をもった防食用ビニル粘着テープやペトロラタムテープなど半幅ずつ重ね合わせてすき間のないように確実に巻き付けます。

せっかく防食テープを使用していながら,施工方法が不十分なためかえって腐食を促進する場合があります。めっき面は異物を完全に除去して十分な清浄を保ち,粘着テープは半幅を確実に重ね合わせ浮き上がりのないようにしっかり巻き付けることが必要です。

なお電食防止としては,最近めっき鋼管を使用せず黒管の内外面に直接硬質塩ビライニングを施したり,外面一層ポリ被覆内面粉体塗装を施した防食用鋼管が開発されています。

ブルカージャパン ナノ表面計測事業部

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最終更新日:2019年8月13日