【錆から鉄を守る方法！錆びる原因も解説】
私たちの身の回りでは多くの製品が金属によって作られています。
中でも最も広く使用されているのが鉄であり、専門的には鋼(SS400)と言う素材を使われることが多いです。
鉄は生産性が高く、流通量が多いので安価で使いやすい素材ですが「空気」「水分」と接触する事で「錆」が発生する問題があります。
錆は時間経過と共に内部へ浸食し、鉄の強度を著しく低下させてしまいます。
今回は鉄の天敵となる「錆」から鉄を守る方法と錆びてしまう原因について解説します！
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目次
1. 鉄や鋼とは？
2. 鉄が錆びる原因とは？
3. 錆がもたらす影響について
4. 鉄を錆から守る方法とは！？
5. もし鉄が錆びた場合の対処法について
6. まとめ

『鉄や鋼とは？』
鉄は金属元素であり元素番号26、元素記号はFeで表されます。
原料は鉄鉱石でコークスなどと一緒に高温で熱する事でまず銑鉄が作られます。
その銑鉄へ鉄スクラップやフェロマンガンなどの副原料を混ぜ、炭素量を調整したものが「鋼」となります。
身の回りにある鉄の多くはこの鋼が使用されていることが多いです。
鋼は強度と柔軟性を兼ね備えているので耐久性があり、加工しやすいのが特徴です。
この鋼にも成分を変化させることで多くの種類がありますが、最も多く流通している規格が「SS400」となります。
本記事では分かりやすいように鋼の事をまとめて鉄と呼称します。
【製缶　～金属材料の種類について～】
https://www.nc-net.or.jp/company/98405/product/detail/183039/

『鉄が錆びる原因とは？』
金属表面が浸食される現象を「腐食」と呼び、その後酸素や水分と結びつくことで「錆」となります。
鉄自体は腐食を防ぐ能力が低いため、自然の環境下では時間経過と共に錆びてしまいます。
鉄が錆びる原因は空気中の酸素や水分にあります。
まず鉄の表面に付着した水分は鉄から電子(エネルギー)を奪う事で、酸素と結合し「水酸化物イオン」が作られます。
そうして作られた水酸化物イオンは鉄と結合する事で「オキシ水酸化鉄」と「水」の2つに分かれます。
いくつも作られたオキシ水酸化鉄同士が結合し、最後は赤錆が作られます。

電子の増減(イオン化現象)が発端で、鉄は空気中にある「酸素」「水分」と結合し最終的に錆が発生しています。
また錆の進行速度は温度・湿度・塩分濃度などによって変化しますが、基本的に一度腐食が始まると表面積が増大していくため加速度的に進行していきます。

鉄が錆びるメカニズムについてより詳しい解説
【錆が発生する過程】
https://x.gd/E4z9z
【金属の錆びやすさ(イオン化傾向)について】
https://www.nc-net.or.jp/company/98405/product/detail/228626/

『錆がもたらす影響について』
錆は見た目的な美観を損なう影響もありますが、安全性や経済性にも大きな影響を与えます。
①強度の低下
錆は鉄の表面から内部へと進行し、断面積を減少させます。
これにより構造物の強度が著しく低下するため最悪の場合、崩壊につながる可能性があります。
②経済的損失
錆による損傷は修理や交換の必要性を高め、大きな経済的負担となります。
米国腐食技術者協会（NACE）の報告によると、腐食による年間経済損失は世界のGDPの約2.5%に相当するとされています。
③効率の低下
産業設備において錆はパイプラインの流量減少や機械部品の摩擦増大など、操業効率の低下を引き起こします。
④環境への影響
錆による構造物の劣化は、保守の際に多くの資材が必要となりますので環境負担の増大につながります。
【鉄の錆対策と防食技術】
https://ja.nc-net.or.jp/company/98405/product/detail/233667

『鉄を錆から守る方法とは！？』
鉄を錆びさせないためには鉄をとにかく酸素・水分と「接触させない」事が重要です。
基本的には鉄の表面をコーティングし接触を防ぐ方法になりますが、大きく分けて3種類あります。
①防錆油
表面を油でコーティングする事で酸素・水分を遮断し、錆を防ぎます。
メリット・・・・特殊な装置などが必要なく手軽に処理が可能 / 修正・補修が簡単
デメリット・・防錆期間が1カ月～12カ月と比較的短期間 / 防錆能力が低い
②メッキ
表面を金属の薄膜でコーティングする事で酸素・水分を遮断し、錆を防ぎます。
メリット・・・・傷がつきにくく耐久性が高い / 膜厚が均一でムラになりにくい
デメリット・・沿岸部など不得手な環境や対応できない素材がある / 修正・補修が困難
③塗装
表面を塗料の膜でコーティングする事で酸素・水分を遮断し、錆を防ぎます。
メリット・・・・様々な色彩や機能性を付与できる / 安価で修正・補修が容易
デメリット・・適切な素地調整(下地処理)を行わなければ剥がれやすい / ムラが生じやすい

一時的な防錆は「防錆油」、長期的な防錆は「メッキ」「塗装」という風に使い分けされています。
メッキと塗装はそれぞれにメリット・デメリットがあり周辺環境や使用用途、コストなどを
考慮して選定する必要があります。
また塗装はブラスト処理にて素地調整(下地処理)を行う事によって、剥がれやすいデメリットを解決し、高い耐久性を確保する事が出来ます。
【塗装は下地で性能が決まる！？】
https://www.nc-net.or.jp/company/98405/product/detail/229378/

『もし鉄が錆びた場合の対処法について』
錆は鉄の天敵で、安全性・経済性にも大きな損失を与えます。
もし鉄か錆びた場合にはどのように対処すればいいのでしょうか？
対処法は錆の進行程度によっても大きく異なりますので、状態を確認し対処する必要があります。
「軽度の錆」
比較的軽度の錆はサンドペーパーで研磨又は錆取り剤などで溶解、軽減する事が可能です。
広範囲の処理や重度の錆を落とすのには向いていません。
「中程度の錆」
中程度の錆は金ブラシや電動工具などを使用して軽減する事が可能です。
完全に錆を除去する事は難しいので、あくまで軽減となります。
時間がかかり重労働となりますが、安価に軽減する事が可能です。
「重度の錆」
重度の錆はブラスト処理にて落とす事が可能です。
金属素地を露出させるため、完全に錆を落とす事が出来ます。
設備が必要となりますが、塗装の密着性を大きく向上させる効果もあります。

錆の程度を見極める事で、上記の方法によって錆を除去・軽減する事が可能です。
錆を除去した後は再び錆が発生しないように、なるべく早く防錆処理を行いましょう。
またあまりにも錆が進行した部分は母材に穴が空いたり、薄くなっていたりしている場合には錆を落とすだけではなく追加で補修・補強を行う必要があります。
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『まとめ』
鉄(鋼)は鉄鉱石を原料としており、存在している鉄鉱石は錆びているのが自然の状態ではあるので再び錆びた自然の状態に戻ろうとします。
「酸素」「水分」と鉄が接触、電子の増減(イオン化現象)が起こり錆が発生する。
錆は表面に凹凸を形成しながら表面積を増やし、反応面積が増大するので加速度的に進行する。
一度錆が発生した場合、早急に対処する事で最低限の損害で済ませる事ができます。

鉄の表面をコーティングし、酸素と水分を遮断する事で錆を防ぐことが可能です。

原田鉄工では最も優れた素地調整である「大型ブラスト設備」と広大な「屋内塗装設備」を完備しております。
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