AISI 316L ステンレス鋼の濃塩酸中での活性溶解および局所腐食挙動
Active Dissolution and Localized Corrosion Behavior of AISI 316L Stainless Steel in Concentrated Hydrochloric Acid
AISI 316Lオーステナイト系ステンレス鋼は、石油化学貯蔵・加工装置で広く使用されているが、濃塩酸への暴露は不動態皮膜を不安定化させ、活性溶解と局所腐食を促進する。本研究では、室温で7.2M、9.6M、12Mの塩酸溶液中でのAISI 316Lステンレス鋼の腐食挙動を調査した。ASTM G61に準拠したサイクリックポテンショダイナミック分極(CPP)試験を実施し、光学顕微鏡(OM)、走査型電子顕微鏡(SEM)、エネルギー分散型分光法(EDS)、金属組織断面観察により腐食形態を評価した。電気化学的結果は、すべてのHCl溶液で安定した不動態領域がなく、正のヒステリシスループを示す活性溶解領域が存在することを示し、不可逆的な表面損傷と低い再不動態化を示唆した。腐食電流密度は、7.2Mおよび9.6M HClで10^-1 mA cm^-2のオーダーから、12M HClで10^1 mA cm^-2のオーダーへと増加し、腐食速度の大幅な加速を示した。SEMおよび断面分析により、約0.87mmのピット深さに達する局所的なピット腐食の発生が確認された。結果は、濃塩酸が一般的な活性溶解と局所的なピット腐食の共存を促進し、HCl濃度の増加がピットの形態と伝播モードを変化させることを示している。
- 室温の7.2M、9.6M、12M塩酸溶液中でAISI 316Lステンレス鋼のサイクリックポテンショダイナミック分極試験を実施し、全ての濃度で安定した不動態領域が存在せず活性溶解と正のヒステリシスループを示した
- 塩酸濃度の増加に伴い腐食電流密度が7.2M・9.6Mで10^-1 mA cm^-2オーダーから12Mで10^1 mA cm^-2オーダーへ約3桁増加した
- SEMおよび断面分析により約0.87mmの深さに達する局所ピット腐食の発生を確認し、HCl濃度増加がピット形態と伝播モードを変化させることを示した
AISI 316Lステンレス鋼の濃塩酸環境での腐食挙動を系統的に評価した研究であり、石油化学貯蔵・加工設備の材料選定と腐食管理に直接的な示唆を与える。具体的には、HCl濃度の上昇に伴い腐食電流密度が10^-1から10^1 mA cm^-2オーダーへ3桁増加し、約0.87mmに達するピット腐食が確認された点は、実設備の保守計画や材料コストに影響する重要な知見である。ただし、本記事は学術的研究の成果報告であり、特定企業の製品や市場への直接的な投資インパクトは限定的。材料エンジニアリング領域の基礎研究として、耐食性材料や表面処理技術への応用可能性に注目したい。