淡水および海水環境におけるモネル400間の耐食性

モネル 400 は、典型的な組成が約 65% の Ni、33% の Cu、それに少量の鉄、マンガン、炭素、シリコンを含むニッケル銅固溶体合金です。耐食性に優れているため水環境で広く使用されていますが、淡水と海水では性能が大きく異なります。比較と定量分析は以下の通りです。

淡水は一般に塩分濃度が低く、塩化物イオン濃度が低く、pH が中性または弱アルカリ性で、溶存酸素と微生物の活動が限られています。

モネル 400 は、淡水中でニッケルおよび銅の酸化物/水酸化物が主体となる、安定した緻密な不動態酸化膜を形成します。このフィルムは、合金マトリックスと腐食性媒体とのさらなる接触を効果的に阻止します。常温で静的またはゆっくりと流れる淡水条件下では、その一様な腐食速度は非常に低く、通常は 0.000025 ～ 0.000051 mm/年 (0.001 ～ 0.002 mpy、ミル/年に相当) 未満です。

従来の淡水では、孔食、隙間腐食、応力腐食割れ (SCC) は無視できます。溶存酸素の多い強酸性の淡水または重工業汚染でのみ、局所的な腐食がゆっくりとした速度で発生する可能性があります。

Monel 400 は、冷却水パイプライン、貯蔵タンク、水処理装置などの淡水システムで長期安定したサービスを実現でき、多くの場合、適切な動作条件下では耐用年数が数十年に及びます。

海水は、高い塩化物含有量（約 19,000 ～ 35,000 mg/L）、中性 pH、豊富な溶存酸素、および海洋微生物を含む複雑な電解質です。これらの要因によりモネル400の腐食メカニズムは大きく変化します。

流動し、よく空気を含んだ海水の中でも、モネル 400 は良好な一般腐食耐性を維持します。不動態皮膜は流体力学的精練により自己修復できます。均一な腐食速度は一般に 0.000025 ～ 0.000127 mm/年 (0.001 ～ 0.005 mpy) に維持されており、淡水中での腐食速度に近い値です。

孔食および隙間腐食: 高濃度の塩化物イオンは、特に停滞または流量の少ない海水、隙間、および海洋生物付着物で覆われた領域に浸透して不動態皮膜を破壊する可能性があります。孔食と隙間腐食が主な故障モードとなり、局所的な腐食速度は均一な腐食速度よりも数十倍、さらには数百倍も高くなる可能性があります。

硫化物による腐食: 酸素が乏しく、汚染された沿岸海水または堆積環境では、硫酸塩還元バクテリアが硫化水素を生成します。モネル 400 は H2 S に敏感で、皮膜の破壊や局所的な腐食を促進し、さらには水素脆化を引き起こす可能性があります。

流れ誘起エロージョン・コロージョン: 高流量またはキャビテーション条件下では、流体の洗掘と電気化学的腐食の相乗効果により、全体的な腐食速度が大幅に増加します。

モネル 400 は、海水パイプライン、ポンプ、バルブ、プロペラ シャフトなどの海洋環境で広く使用されていますが、デッド ゾーンの回避、隙間の削減、局所的な腐食を制御するための防汚処理の適用などの設計対策が必要です。