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最新 腐食事例解析と腐食診断法
The Current Issue Case Histories in Corrosion Failures Analysis and Corrosion Diagnostics


第1編 総目次

第1編 腐食の基礎


 第1章 水溶液腐食の基礎 
    
  第1節 腐食熱力学 (朝倉 祝治)
   1. 避けることのできない腐食・腐食熱力学
    1.1 宿命を示す熱力学
    1.2 腐食する金属としない金属・金属材料の安定性の熱力学的評価
   2. 金属の腐食機構のあらまし
    2.1 金属腐食機構の分類
   3. 気体中で起こる金属腐食・乾食
   4. 水を含まない溶液中の腐食反応

  第2節 電気化学反応による腐食・湿食 (朝倉 祝治)  
   1. 水を含む環境におかれた金属の表面状態
   2. 不動態
   3. 湿食を理解するための電気化学反応の基礎 ・ボルタの電池を用いた電気化学反応の理解
   4. 湿食の反応機構
    4.1 短絡されたボルタの電池とガルバニブロック
    4.2 同一の金属板上に発生する腐食・鉄の腐食の例
    4.3 アノードとカソードの組み合わせ形態によって理解できる湿食現象
    4.4 代表的な腐食形態とその事例
     (1) 全面腐食
     (2) 異種金属接触腐食
     (3) すきま腐食
     (4) 孔食
     (5) 粒界腐食
     (6) 選択腐食
     (7) エロージョン・コロージョン
     (8) 応力腐食割れ

  第3節 プルベダイアグラムとその利用 (朝倉 祝治)
   1. プルベダイアグラム
   2. プルベダイアグラムによる腐食・非腐食の判定
    (1) 腐食抑制剤の防食効果判定
    (2) 金属の不動態化の判定
    (3) カソード防食の防食効果判定
    (4) マクロ電池形成および迷走電流による腐食の判定
   3. プルベダイアグラムによる防食方法の原理的かつ統一的導出

  第4節 腐食危険と腐食対策 (朝倉 祝治)
   1. 腐食機構から理論的に導出される腐食危険性
   2. 腐食機構から原理的に導かれる腐食対策

 
 第2章 腐食形態

  第1節 腐食損傷の分類 (石原 只雄)

  第2節 全面腐食 (石原 只雄)

  第3節 局部腐

   1. 孔食 (pitting corrosion) (石原 只雄)

   2. すきま腐食 (crevice corrosion)  (石原 只雄)

   3. 粒界腐食 (intergranular corrosion) (石原 只雄)

   4. 応力腐食割れ (stress corrosion cracking,SCC) (石原 只雄)

   5. 水素脆化 (hydrogen embrittlement) (石原 只雄)

   6. 腐食疲労 (石原 只雄)

   7. フレッティングコロージョン (fretting corrosion, 擦過腐食) (石原 只雄)

   8. 異種金属接触腐食 (梶山 文夫)

   9. 選択腐食 (脱亜鉛腐食,黒鉛化腐食) (梶山 文夫)

   10. 電食と交流腐食
 (梶山 文夫)
    1. 電食の定義
    2. 電食の現象
    3. 埋設パイプラインの電食の事例
    4. 交流腐食の定義

   11. 通気差腐食 (梶山 文夫)

   12. マクロセル腐食 (梶山 文夫)

   13. エロージョンコロージョンとFAC (礒本 良則) 

   14. キャビテーション損傷 (礒本 良則)

   15. 糸状腐食 (礒本 良則)

   16. 溝状腐食 (礒本 良則)

   17. 微生物腐食
 (梶山 文夫) 
    1. 定義
    2. 微生物腐食研究史俯瞰
    3. 微生物の特質
    4. 微生物腐食の特異性
     (a) 従来マイルドとみなされる環境中の金属の短期腐食を誘起
     (b) 金属表面の生物皮膜による自然電位貴化とガルバニックセル形成により金属腐食を促進
     (c) 選択腐食を誘起
    5. 土壌中の鋳鉄の腐食
    5.1 土壌腐食に深く関与する微生物
     5.1.1 硫酸塩還元菌 (SRB)
     5.1.2 メタン生成菌 (MPB)
     5.1.3 鉄酸化細菌 (IOB)
     5.1.4 硫黄酸化細菌 (SOB)
     5.1.5 鉄細菌 (IB)
    5.2 E h とpHの関係および微生物の活性域
    5.3 微生物腐食速度
    5.4 微生物腐食機構
     5.4.1 硫酸塩還元菌(SRB)による腐食機構
      (1) von Wolzogen Kuhr と van der Vlugt によって提出されたカソード復極説
      (2) カソード復極説に対する是非
      (3) フィールド調査結果による腐食機構研究
      (4) D. desulfuricans が棲息している液体培地を用いた実験室試験による腐食機構研究
      (5) SRBが棲息している土壌を用いた実験室試験による腐食機構研究
     5.4.2 鉄酸化細菌 (IOB) による腐食機構
     5.4.3 鉄細菌 (IB) による腐食機構
    6. ステンレス鋼の微生物腐食
     6.1 ステンレス鋼の微生物腐食の特徴
     6.2 ステンレス鋼の微生物腐食機構
    7. 銅合金の微生物腐食
    8. アルミニウム合金の微生物腐食
    9. その他の金属の微生物腐食
    10. 高分子の生物劣化


 第3章 腐食環境

  
第1節 淡水 (藤井 哲雄)
   
1. 水源と水質
    1.1 雨水
    1.2 河川水
    1.3 湖沼水
    1.4 地下水
   2. 淡水腐食のメカニズム
   3. 水質と腐食の要因
    3.1 水処理技術の変遷
    3.2 pH の影響
    3.3 溶存酸素(DO)および水流速の影響
    3.4 水温の影響
    3.5 塩化物および残留塩素
    3.6 スケール
    3.7 水質汚染の影響
    3.8 淡水中の腐食試験
   4. 配管材料と耐食性

  第2節 海水 (石川 雄一)

  第3節 大気腐食 (篠原 正)
   はじめに
   1. 金属表面での水膜の生成
    1.1 大気状態の分類
    1.2 水膜の形成
     1.2.1 化学凝縮
     1.2.2 毛管凝縮
   2. 大気腐食挙動に及ぼす水膜の影響
    2.1 炭素鋼の腐食度 CR に及ぼす水膜厚さ d の影響
    2.2 ステンレス鋼の発銹に及ぼす水膜の影響
    2.3 電気化学的検討
   3. 環境条件の影響
    3.1 降雨と結露
    3.2 温度の影響
    3.3 付着海塩量に及ぼす風の影響
     3.3.1 風による海塩の輸送と付着
     3.3.2 風が非常に強い時の海塩量  
   まとめ

  第4節 土壌 (梶山 文夫)
   1. 腐食環境としての土壌
   2. 中性土壌中および水溶液中の材料に対する実際の腐食電池列
   3. 土壌の腐食性と土壌特性値
   4. 土壌の腐食性評価法
   5. 腐食因子としての土壌抵抗率と腐食プロセスとの関係
   6. 土壌腐食モニタリング

  第5節 高温水 (原 信義)
   はじめに
   1. 圧力−体積−温度(P -V -T )関係
   2. 誘電率
   3. 水のイオン積とpH
   4. 導電率
   5. 輸送特性
   6. 気体の溶解度
   7. 無機化合物の溶解度
   8. 電解質の解離平衡
   9. 電解質溶液の臨界点
   10. 熱力学的推算法

  第6節 非水溶液 (荒牧 國次)
   1. 非水溶媒と非水溶液
   2. 非水溶液中における金属の腐食
   3. 腐食事例


 第4章 各種材料の耐食性

  第1節 鉄鋼材料  
   1. 炭素鋼,低合金鋼 (伊藤 叡)
    1. 環境の影響
    2. 材料因子の影響
     2.1 化学成分
     2.2 耐食性低合金鋼の位置づけ
    3. 耐硫酸露点腐食鋼
    4. 耐候性鋼
    5. 耐海水鋼
    6. 耐溝食性電縫鋼管
    7. 耐水素誘起割れ鋼
    8. 耐硫化物応力腐食割れ鋼
    9. その他の耐食性低合金鋼

   2. 鋳鉄 (宮坂 松甫)
    1. 非合金鋳鉄
    2. 高ケイ素鋳鉄
    3. 高ニッケル鋳鉄

   3. ステンレス鋼 (石原 只雄)
    はじめに
    1. ステンレス鋼の腐食特性
     1.1 ステンレスとは
     1.2 ステンレス鋼の不動態皮膜
     1.3 ステンレス鋼の不動態特性と合金成分
     1.4 不動態皮膜の破壊
    2. ステンレス鋼の種類とその用途
     2.1 オーステナイト系ステンレス鋼
     2.2 フェライト系ステンレス鋼
     2.3 オーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼
     2.4 マルテンサイト系ステンレス鋼
     2.5 析出硬化系ステンレス鋼
    3. ステンレス鋼使用上の問題点
     3.1 加熱脆化
      3.1.1 シグマ(σ)脆性
      3.1.2 475℃脆性
     3.2 局部腐食現象
      3.2.1 孔食
      3.2.2 すきま腐食
      3.2.3 粒界腐食(intergranular corrosion)
      3.2.4 応力腐食割れ(stress corrosion cracking,SCC と略記)
    4. 各種環境下におけるステンレス鋼の耐食性
     4.1 酸およびアルカリによる腐食
     4.2 淡水および海水による腐食
     4.3 大気腐食
     4.4 高温水腐食
     4.5 高温腐食
    5. 局部腐食試験
     5.1 孔食試験
     5.2 ステンレス鋼の臨界孔食温度(CPT)
     5.3 すきま腐食試験
     5.4 粒界腐食試験
     5.5 応力腐食割れ試験
    おわりに

  第2節 非鉄金属材料
   1. 銅および銅合金 (山田 豊)
    1. 一般耐食性
    2. 耐薬品性
    3. 実用材料の腐食特性
     3.1 純銅
     3.2 銅合金
      (1) Cu−Zn 系合金
      (2) Cu−Ni 系合金
      (3) Cu−Sn 系合金
      (4) Cu−Al 系合金
      (5) Cu−Si 系合金
      (6) 導電性合金

   2. アルミニウムおよびアルミニウム合金 (花崎 昌幸)
    はじめに
    1. アルミニウム合金の一般的な腐食挙動について
     1.1 アルミニウムの腐食形態
      1.1.1 全面腐食
      1.1.2 孔食
      1.1.3 粒界腐食
      1.1.4 応力腐食
      1.1.5 異種金属接触腐食
      1.1.6 剥離腐食
    2. 大気中における各種アルミニウム合金の耐食性
     2.1 板,形など展伸材の耐食性
     2.2 鋳物材の耐食性
     2.3 異種金属接触腐食挙動
    3. 淡水中における耐食性
     3.1 水道水中における耐食性
     3.2 湖水・河川水における耐食性
    4. 海水中における耐食性
    5. 土壌中における耐食性
    まとめ

   3. ニッケルおよびニッケル合金 (菅原 克生)
    はじめに
    1. 各種Ni基耐食合金の分類
     (1) Ni
     (2) Ni−Cu
     (3) Ni−Cr−Fe
     (4) Ni−Mo
     (5) Ni−Cr−Mo
     (6) Ni−Cr−Fe−Mo−Cu
    2. Ni基耐食合金の略歴
    3. Ni基耐食合金の耐食性および基本的な諸特性
     (1) Ni基耐食合金中の各添加元素の耐食性への効果
     (2) 全面腐食
     (3) 局部腐食
      @孔食,すきま腐食
      A応力腐食割れ
     (4) 熱的安定性
     (5) 代表的な機械的性質と加工性
     (6) 溶接性
    4. 最近開発されたNi 基耐食合金
     (1) Ni−Mo系
     (2) Ni−Cr−Mo系

   4. チタン,タンタル,およびジルコニウム (中原 正大)
    1. 物理的な基本特性
    2. 耐食特性(全面腐食に対して)
    3. 局部腐食および特殊な現象
     3.1 すきま腐食
     3.2 応力腐食割れ
     3.3 水素吸収脆化
     3.4 発火
    4. Ti,ZrおよびTaの使用にあたって

   5. 亜鉛,マグネシウム(亜鉛の耐食性) (高谷 松文)
    1. 亜鉛の耐食性
     1.1 亜鉛の腐食特性
     1.2 鋼に対する犠牲防食能
    2. マグネシウムの耐食性
     2.1 マグネシウムの腐食特性
     2.2 耐食性に及ぼす合金の影響
      (1) Mg−Al 系合金
      (2) Mg−X−Zr 系合金
     2.3 マグネシウムの純度による腐食
    おわりに

  第3節 非金属材料
   1. 高分子材料 (後藤 誠裕,津田 健)
    1. ゴム
    2. 熱可塑性プラスチック
    3. 熱硬化性プラスチック
    4. 腐食形態と腐食度
    5. 高分子材料の耐食性

   2. セラミックス材料 (殷 シュウ,佐藤 次雄)
    緒言
    1. ジルコニアセラミックスの低温アニールによる強度劣化
    2. 非酸化物セラミックスの腐食
     2.1 高温空気・酸素・水蒸気による酸化腐食
     2.2 溶融塩による酸化腐食
     2.3 高温高圧水による酸化腐食
    3. 酸・アルカリ性水溶液による溶解腐食
     3.1 アルカリ性水溶液腐食
     3.2  酸性水溶液腐食
    おわりに

   3. コンクリート (宮田 恵守)
    1. コンクリートと劣化の概要
    2. コンクリートを構成する材料
     2.1 セメント
     2.2 骨材
     2.3 混和材料
     2.4 練混ぜ水
     2.5 鋼材
    3. 様々な劣化
     3.1 化学的侵食
     3.2 中性化 (炭酸化)
     3.3 アルカリ骨材反応
     3.4 塩害
     3.5 凍害

  第4節 耐熱材料
   1. フェライト系耐熱鋼 (増山 不二光)

   2. オーステナイト系耐熱鋼 (増山 不二光)

   3. 超合金 (小泉 裕,原田 広史)

   4. 金属間化合物とセラミックス (黒川 一哉)

    はじめに
    1. アルミナ皮膜形成材料
     1.1 Ni - Al 系
     1.2 Ti - Al 系
     1.3 Nb - Al 系
    2. シリカ皮膜形成材料
     2.1 SiC
      2.1.1 酸化皮膜の成長機構
      2.1.2 SiO2 / SiC 界面反応
      2.1.3 アクティブ酸化とパッシブ酸化
     2.2 Si3N4
      2.2.1 酸化皮膜の成長機構
      2.2.2 酸化挙動に及ぼす助剤成分の影響
     2.3 シリサイド
      2.3.1 酸化挙動と耐用温度
      2.3.2 金属酸化物の蒸発によるSiO2皮膜形成
     おわりに

   5. 高温耐食コーティング (原田 良夫)
    まえがき
    1. 高温機器の腐食環境とコーティングの適用状況
     1.1 高温機器の腐食環境
     1.2 高温耐食コーティング用金属の選択とMCrAlX合金
    2. 高温耐食コーティング法
     2.1 金属拡散浸透法
     2.2 物理蒸着法
     2.3 溶射法
     2.4 複合コーティング法
    あとがき


 第5章 高温腐食の基礎

  第1節 高温腐食
   1. 高温酸化  (谷口 滋次)
    1. 高温酸化と高温構造材料
    2. 保護酸化皮膜の形成
    3. 酸化物の熱力学的安定性
    4. 高温酸化の速度論
     4.1 酸化物の格子欠陥と移動過程
     4.2 Wagner の放物線酸化理論の概略
     4.3 原子価制御の原理
     4.4 放物線速度定数
    5. 酸化物の形態
     5.1 酸化皮膜の構造
     5.2 内部酸化
    6. 酸化皮膜の機械的性質
     6.1 酸化皮膜の損傷
     6.2 酸化物成長応力
      (1) Pilling−Bedworth(体積比)モデル
      (2) 酸素の金属への固溶
      (3) エピタキシー関係
      (4) 酸化物の組成変化
      (5) 空孔の凝集
      (6) 組織の不均一性
      (7) 酸化皮膜中での酸化物の形成
      (8) 多層酸化物の形成
      (9) 相変態
      (10) 内部酸化物の形成
     6.3 熱応力
     6.4 酸化皮膜の塑性変形能
     6.5 酸化皮膜の密着性
    7. 活性元素効果
     (1) 釘付け機構
     (2) 空孔吸収機構
     (3) 皮膜の成長機構の変化
     (4) 皮膜の塑性変形能の向上
     (5) 硫黄偏析抑制効果
     (6) 中間層機構
     (7) 化学結合の向上

   2. 硫化腐食 (黒川 一哉)
    はじめに
    1. 硫化物の特性
    2. 金属・合金の硫化
    3. 金属・合金の酸化 / 硫化
     3.1 金属における酸化/硫化
     3.2 合金における酸化 / 硫化
     3.3 実環境での酸化 / 硫化
    おわりに

   3. ハロゲンによる高温腐食 (丸山 俊夫)
    はじめに
    1. ハロゲン腐食の速度
     1.1 皮膜の成長速度と質量変化
     1.2 金属ハロゲン化物中におけるイオンの拡散
     1.3 金属ハロゲン化物の蒸発速度
    2. 熱力学的基礎
     2.1 金属ハロゲン化物の標準生成ギブズエネルギー
     2.2 金属ハロゲン化物の平衡蒸気圧
     2.3 金属−ハロゲン−酸素系の相安定図
    3. 塩素および塩化水素雰囲気における高温腐食
    おわりに

   4. 溶融塩腐食 (原 基)
    はじめに
    1. ガスタービン翼における溶融塩腐食(硫酸塩腐食)
     1.1 腐食事例
     1.2 腐食機構
      (1) 硫化モデル
      (2) 酸性−塩基性フラクシングモデル
      (3) 局部電池モデル
    2. 重油焚きボイラー管における溶融塩腐食 (バナジウムアタック)
     2.1 腐食事例
     2.2 バナジウムアタックの機構
    3. ごみ焼却プラントのボイラー管における溶融塩腐食(塩化物・硫酸塩腐食)
     3.1 腐食事例
     3.2 腐食機構
    4. 腐食試験と解析法
     4.1 溶融塩腐食試験
      (1) 実験室簡易試験
       (a) 灰塗布試験
       (b) 灰中埋没試験
      (2) 電気化学試験
      (3) バーナーリグ試験
      (4) 実機試験
     4.2 耐食性評価法
      (1) 腐食減量法
      (2) 組織学的評価法
      (3) 腐食寿命予測
     おわりに

   5. メタルダスティング (西山 佳孝)
    概略
    1. 腐食機構
    2. 金属材料の腐食挙動と防食

   6. 浸炭および水素侵食 (榊 孝)
    1. 浸炭
    2. 水素侵食

  第2節 燃焼ガスによる酸露点腐食 (川原 雄三)
   はじめに
   1. 酸露点腐食の発生要因
    1.1 硫酸露点腐食
    1.2 塩酸露点腐食
    1.3 硫酸/塩酸露点腐食
   2. 燃焼ガス環境の変動と腐食の発生
    2.1 装置の起動,停止
    2.2 燃焼ガスの諸条件の変動
    2.3 燃焼ダストの付着障害と中温腐食の発生
   3. 腐食防止法
    3.1 環境面の腐食防止対策
     (1) 燃料添加剤の使用
     (2) 燃焼の制御
    3.2 耐食材料
     (1) 耐硫酸露点腐食鋼
     (2) ステンレス鋼
     (3) 非鉄金属材料
     (4) 有機系材料
     (5) 無機系材料
   4. 材料の耐食性の試験,評価方法
    4.1 実験室腐食試験法
    4.2 実機腐食試験
     (1) 酸露点の計測
     (2) 腐食試験
     (3) 腐食モニタリング
   まとめ

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