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「材料の鉄人」による材料解析、構造物の破損・腐食調査
破壊や腐食などによる材料の損傷原因を探ります。
和歌山事業部ホーム > 材料試験・調査・分析 > 材料解析、構造物の破損・腐食調査 > 銅管の腐食原因調査事例、黄銅継手の脱亜鉛腐食事例
A. 供試材の明細 銅管
B. 調査方法および結果

a. アルミニウム表面よりのSEM観察およびEDX分析結果

アルミニウム付着物をSEM観察した結果(写真1〜2)

表面は腐食された様相を呈していた
白色付着物(写真1)を分析
黒色付着物(写真2)を分析
Si、Fe、C、O、S、Clが検出
Fe →微細な鉄粉
Si →微細な砂やホコリ
S、Cl

→アルミニウムはSO42−、Clによって腐食

C →使用環境(鉄工所)を考えると、旋盤加工等に
 使用された油類

b. 銅管穴あき断面のミクロ観察結果

穴あき部は、ほぼ全体にわたり腐食生成物で覆われた様相

銅管の貫通部近傍の外面側に軽微ではあるが腐食(写真3)
穴あきは粒界および粒内に関係なく進展(写真4)
外面側から内面側に向かって生成した孔食と推察
腐食生成物をEDX分析
Clが検出

c. まとめ

以上の調査の結果より、今回の銅管のガス漏れは

  1. 銅管表面に付着した水のClの影響によって生成した腐食
  2. 穴あきは粒界および粒内に関係なく進展し、外面側から内面側に向かった様相

孔食
アルミニウムの腐食生成物よりSが検出されたことから、SO42− も影響した可能性が推察される

写真2 白色付着物のSEM 観察結果
写真1 白色付着物のSEM
観察結果

写真3 黒色付着物のSEM 観察結果
写真2 黒色付着物のSEM
観察結果

写真4 ガス漏れ部断面のミクロ観察
写真3 ガス漏れ部断面の
ミクロ観察

写真5 ガス漏れ部断面のミクロ観察
写真4 ガス漏れ部断面の
ミクロ観察



A. 供試材の詳細 黄銅継手
B. 調査方法および結果

a. 漏れ部断面のミクロ観察結果(写真1〜2)

外面側と内面側の金属組織は明らかに異なり、外面側には多数の孔がある(写真1)
いずれの箇所にもスケール状の異物が付着
外側は、フェライト組織が大きく、多数の浸食溝が検出
腐食生成物と推定
脱亜鉛腐食と推定

b. 漏れ部断面のSEM観察、EDX分析結果(写真3〜4)

スケールを分析
 
継手外側(巣状部)を分析(写真3)
継手内面側を分析(写真4)
Cl、Sが検出
 
Cuのみ検出
 
・Cu+Zn(健全部)
・Znのみ(濃化部)
腐食生成物
脱亜鉛腐食

c. まとめ

以上の調査の結果より、今回の銅管のガス漏れは

  1. サンプルの小径部で大小の孔あきがあり、外表面から内面側に向かって進展し貫通しており、ミクロ的に断面観察したところ、継手肉厚の2/3程度が多数の孔あきで浸出されていた。
  2. 更に電顕で観察または分析したところ、侵食孔あき部は健全部(Cu+Zn)とは違い、 ZnがないCu主体の特異な組成となっていることが判明した。
  3. 内面側ではZnが濃化した部位が検出されるなど異常部も確認された。

脱亜鉛腐食

脱亜鉛腐食が発生(進行)した要因は

  1. 高い温度状況、液が停滞する(流速が遅い)環境
  2. 電食→電鉄などの迷走電流
  3. 硫酸イオン、塩化物イオンが多く存在する環境

写真1 漏れ部断面のミクロ観察(全体)
写真1 漏れ部断面の
ミクロ観察(全体)

写真2 漏れ部断面のミクロ観察(拡大)
写真2 漏れ部断面の
ミクロ観察(拡大)

写真3 漏れ部断面のSEM観察(外面側)
写真3 漏れ部断面の
SEM観察(外面側)

写真4 漏れ部断面のSEM観察(内面側)
写真4 漏れ部断面の
SEM観察(内面側)


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