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店長ブログ

手塚ゆうこです。

作家・手塚務津夫からお店の管理こもごも任されています♪

作家は遊び心たっぷり(ありすぎ)で、いつも全く同じモノを作ってくれるか不安ですが、それが芸術の味でもあるんですよね〜。
ゆーさんの日記、がんばって更新してます♪


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ロボット雑貨の卸し

雑貨屋さんで作品を少し
置いてもらってます♪
東京・萩山の「くらりす」です。
くらりす 雑貨販売 萩山

クロネコwebコレクト






ここでは、ステンレスについての注意事項をまとめます。
ステンレス作品のメンテナンス・専門的な情報を調べる足がかりにして下さい。

当店で使用しているステンレスはSUS304ですので、主にSUS304の情報をまとめていきたいと思います。
暇ができたら調査して更新していきたいと思います。 2009・ 1・ 1
                         2009・ 2・13追記
                         2009・ 6・30追記
                         2014・ 4・29修正・追記
                         2014・ 5・12追記
                         2014・ 5・26参考文献追記
                         2014・ 9・ 9修正追記


ステンレスが錆びる要因

 もらい錆び (2014・4・29追記)
   ステンレスが錆びたという事例の代表格です。
   例えば、ステンレス表面に付着した異種金属の粉をそのままにしておくと、
   異種金属が腐食を起こし、錆びたように見えます。
   放置すると、電蝕でステンレスが錆びます。
    屋外でステンレスを使用する場合は、定期的に水で洗い流す等メンテナンスして下さい。
    近所で新築工事がある場合は、金属サイディングとかガルバリウム鋼板など
    施工されたりしますのでご注意を。   

 異種金属接触腐食・ガルバニック腐食(←2014・4・29全面修正・追記)
   ・電位差のある金属同士を接触させ続けると錆びます。
    一般に電蝕といわれる腐食です。
    上記のもらい錆びのメカニズムの一部にもこの作用が関係しています。
   ・ステンレスのシンクに鉄の缶を直に置くと赤錆が発生するのは電蝕によるものです。
    当店では作品をキッチンでも使用して頂きたいと思っていますが、
    設置する場所が鉄でではないか確認して下さい。
    シンク廻りはステンレスで作製されている事が多いので心配ないとは思います。
   ・接触する金属の種類に応じた腐食具合等は調査します。
    ↑電位差が全てを左右します。電位差表はそのうち・・・(←2014・4・29追記)
  電蝕対策
   ・絶縁体を間に挟めばこの現象は起きないとの事です。
    ゴムやプラスチックはお勧めです、手に入り易いですし。
    その他の絶縁体の情報は調査します。紙類や木材、厚みですね・・・・
   ・電位差の無い(無理なら少ない)金属を接触面に使用。(←2014・4・29追記)
   ・「カソード防蝕」(2014・5・12追記)
    電位差を利用して、接触金属をあえて錆びさせて交換する。
        日常生活ではこの処置をする機会はないかと・・・・

 塩素(2014・4・29全面修正・追記)
   ・塩素(塩)にさらし続けると錆びます。
    塩化物イオン(cl-)等ハロゲンイオンにより孔食が進み錆びます。
     余談ですが、プールの手摺が錆びて朽ち果てないのは、sus304ではない種類の
      ステンレスだからです。
   ・海塩粒子
     海水の主要成分に塩化物cl-が含まれています。(その他のイオン成分もありますが…)
     海沿いで、軒下などの雨に流し落とされない場所の場合、塩分を含んだ飛沫が
     付着し、腐食の原因になります。
      乾燥・付着・乾燥を繰り返し、濃度が濃くなり影響が強まります。
     醤油がついたままだと厳しいという情報もありました。(←2009・2・13追記)
   塩素対策
    ・付着したらよく水洗いしてください(特に隙間)。
       濃度・時間に応じた腐食具合等は調査します。

 溶接テンパーカラー(2014・4・29追記)
   ・kurobo工房の作品の作風を左右する溶接の焼き色。
    テンパーカラー(以下TCと表記)と呼ばれますが、これも錆びの原因になります。
    通常、急激な錆進行の要因にはなりませんが、環境によっては腐食進行速度増します。
    溶接の際の熱の入り具合で色も変化し、その具合に応じて腐食進行度合も変わります。
     下手な人が溶接すると最悪な表面状態になります。
    TCを除去することで解決します。
   対策
    屋外で使用する場合は水洗い等メンテナンスをして下さい。
     余談ですが、
      kurobo工房自宅の表札(集合住宅・雨が軽く当たる渡り廊下)は、
      5年程度使用していますが(メンテナンスせず)軽く見た感じ無事です。
      一緒に掛けてるストラップの金具(鉄部分)は錆びてます。
      壁の埋め込みネジ部(これが恐らく鉄)を締めているボルトが電蝕で錆びています。
       詳細状況報告を後日画像と共にアップできればと思っています。
    TC除去作品をご希望の方はご一報ください。

 応力腐食割れ(2014・9・9修正追記)
   ・塩素イオン・海塩粒子を含む環境下に引張応力のかかった状態でよく発生します。
     溶接個所・強加工個所で発生事例が多いです。
     表面が錆びるのではなく、材料に亀裂が入って最終的に割れます。
   対策
    屋外で使用する場合は水洗い等メンテナンスをして下さい。
    kurobo工房の作品で発生した場合は無償修理させて頂きます、ご連絡下さい。
     kurobo工房自宅の表札で発生した模様と記載していましたが、
     作家の仕業でした・・・・せっかくの事例だと思ったのに残念です・・・
      繰り返し応力による破断をさせたそうです。
      その個所の画像は後日アップします。

 微生物腐食(2014・5・12追記)
   ・大量の微生物が長期間付着する場合、微生物自体・生成物質・沈着物質によって
     電位差が発生、ガルバニック腐食の原理で腐食が発生します。
   対策
    定期的に付着物を清掃して下さい。


SUS304と磁性と腐食(2014・4・29全面追記・修正)
  素材のSUS304はオーステナイト系ステンレス鋼なので磁性は基本無いですが・・・
   ・強加工(冷間鍛造等)により磁性を帯びます。
     結晶構造の変化(マルテンサイト変態)によるものです。
     この変化による腐食具合の変化は発見できませんでした。
   ・溶接の熱により溶接個所周辺が磁性を帯びます。
     これも結晶構造の変化が原因です。
     熱による変化(特に600〜800℃)の場合炭化物が粒界に析出するので、
      粒界腐食を起こすようになります。進行すると粒界割れが発生します。
   ・2例共に、固溶化処理(約1100℃まで加熱して急冷)をすることで改善されます。
  kurobo工房の作品は固溶化処理をしていませんので、溶接個所周辺は磁石が反応します。
  屋外の使用の場合、定期的な水洗いなどメンテナンスをして下さい。


SUS304の酸性雨の影響は?(2014・4・29全面修正・追記)
  まず酸の種類による影響を概略します。
   ・硫酸  濃度によって腐食が発生します。
        推奨される硫酸取扱い範囲があります。
   ・硝酸  不動態化処理に使用される。耐硝酸性高い。
   ・塩酸  耐食性弱い。
   ・リン酸 耐食性弱い。
  酸性雨の成分(道総研 環境科学研究センター)
   陰イオン
    水素イオン(H+)硫酸イオン(SO42-) 硝酸イオン(NO3-) 塩化物イオン(Cl-)
   陽イオン
    ナトリウムイオン(Na+) カリウムイオン(K+) カルシウムイオン(Ca2+)
    マグネシウムイオン(Mg2+) アンモニウムイオン(NH4+)陽イオン
  日本で観測される酸性雨
   濃度は地域によってばらつきがある。(都市部でpH4.5〜5.2)
  酸性雨の影響
   軒下などの雨に流し落とされない場所の場合、飛沫が付着し、
    乾燥・付着・乾燥を繰り返し、濃縮されて濃度が濃くなります。
    地域によって酸性雨成分は違いますが、SUS304に対する腐食濃度に達した場合、
    腐食が始まります。
  対策
   屋外で使用する場合は、時々水洗いして拭いてあげて下さい。



屋外で洗浄等メンテナンスしないでいるとこんな感じになるという事例をまとめました。

 
kurobo工房作家自宅の表札の錆発生調査状況
及びステンレスの錆に関する考察


状況調査報告の項目は以下の通りです。
設置現状
はずしたままの状態
はずした後、表面を清掃した状態
考察
  文献追加調査に基づく再考察の際は追記日時を記載します。

 
設置状況

 設置してから5年強(2014年9月現在)経過。
 集合住宅の廊下。
 高さ位置2m弱。
 雨の時は強風で無いなら直接雨が当たらない状況。
 霧雨・雨の飛沫は多少かかる状況。


 kurobo工房ロボットは溶接の焼色をそのまま残して
 いますので、この画像では錆なのか汚れなのか溶接
 の色なのか識別困難。
 拡大画像は後の項目にて掲載。

 作家が壁面への固定を鉄ビスで行った結果、ビス頭
 に錆発生。


 左側の犬も右のロボット同様の状況。

 壁面へ固定しているビスも右側と同様。
 左側より錆発生が多い模様。
 錆が発生したビス部分から錆が延びてきてる気配有?


 表札の文字部分。
 この画像では文字部分の錆の発生の確認は出来ず。

 錆が発生したビス部分から錆が延びてきてる気配有?


 飾っていたストラップの金具部分に錆発生。
 メッキ処理されていても野外では錆びる模様。

 ストラップの猫に錆は見られず。

 猫とストラップ金具を繋ぐ2重リングに薄い茶の気配。
 錆か汚れか、この画像では識別困難。


 破断の発生を確認。
 作家が繰り返し応力を加えて破断させた、との事。
 応力腐食割れではない模様。


設置状況は以上です。  このページの最初に戻る

 
はずしたままの状態

 壁面から外した状態。


 作家が破断させた個所の接写画像。
 むしり取ったような断面。
 断面に錆は無い。
 汚れか溶接の焼色か錆か、
 破断面以外の面にくすんだ色が確認される。


 左側の犬その1。
 汚れか溶接の焼色か錆か、
 清掃してみないと判断困難。


 左側の犬その2。
 耳の面が溶接範囲以上に茶色く変色。
 錆か汚れか、清掃後に判別予定。


 壁面へ固定していたビス部分その1。
 鉄ビスの錆は深い模様。
 


 壁面へ固定していたビス部分その2。
 ビスを穴から外した状態。
 ステンレス部に錆が移ったのか、
 ステンレス自体が錆びたのか、現状では判別困難。


 壁面へ固定していたビス部分その3。
 爪楊枝で軽く削ってみた後の状態。
 鉄ビスの錆が移って被膜になっていた模様。
 それ以外の個所は清掃後に判別予定。


 はずした鉄ビス。
 露出部分から片側は完全に錆発生。
 穴内部だったネジ個所は白く変色している模様。
 ビスのメッキの最初期の腐食状態?

 右側ロボット拡大画像その1。
 溶接テンパーカラーの紫は錆びずに識別可能。
 それ以外の個所は清掃後に判別予定。


 右側ロボット拡大画像その2。
 ロボット頭部に特に黒いざらつきがあるように見える。
 


 右側ロボット拡大画像その3。
 汚れがひどい。
 清掃後に判別予定。


 右側ロボット拡大画像その4。
 首のネジ部がかなり黒い。
 清掃後に判別予定。


 ストラップ金具接写画像。
 鉄にメッキ処理されたストラップ金具は完全に腐食。
 作品との結合に使用した2重リング(ステンレス製)に
 茶色くなった個所がみられる。


はずしたままの状態は以上です。  このページの最初に戻る

 
はずした後、表面を清掃した状態

清掃方法:鉄ビス接触個所を爪楊枝にて削る。
     その後、市販歯ブラシを使用し水洗い。

 洗った後の遠景。
 多少汚れが落ちたように見えるが、
 錆の状況は接近しないと判別不明。


 破断させた個所。
 破断面は腐食していない。
 バフ研磨した丸棒部分は腐食していない。
 ナット部分が変色している。全面腐食か?ひどい汚れか?
 ナット自体が強加工されているので表面は弱いのか?
 溶接肉盛上に薄く茶色を確認。斑なのでもらい錆びか?
 数年後、腐食が進行しているか観察予定。


 鉄ビスとの接触個所。
 もらい錆を除去しきれず。深く食いついている感じ。
 放置すれば腐食進行の可能性有。
 数年後、腐食が進行しているか観察予定。


 ここのナット表面はあまり変色していない。
 先ほどのナット表面は汚れか?
 ブラッシングに斑があったか?
 溶接管表面は腐食と言える程では無い。
 溶接テンパーカラーがそのまま残っている。
 紫位だと腐食要因にならないのか?


 ロボットの首の部分。
 清掃の結果、ネジ部に金属光沢復活。
 背面なので汚れ・腐食要因が少なかったか?


 ロボットの頭の部分。清掃後。
 全体的にこげ茶色と黒に変色している。
 どっちが汚れでどっちが錆か?
 カラーの文献を探して比較予定。


 犬ロボット接写その1。
 本の部分は溶接の焼き色がくすんだ気配。
 錆?汚れ?その他?
 溶接肉盛り上に茶色確認。
 これはテンパーカラーが腐食に至った可能性有。
 胴体はセンタレス丸棒を溶接した際の
 加工後の表面状態をくすませた感じ。
 判断困難。


 犬ロボットの耳部分。
 茶色の個所がくっきりV字になっている。
 直線部分はディスクサンダーで切断した個所。
 熱が原因の粒界腐食は文献にあったが、
 表面の加熱範囲に粒界が発生した結果か?
 ただ、表面の全面腐食の事例は文献では発見できず。
 吊るしてある猫・カエルでもサンダー加工しているが、
 そちらでは変色の確認は出来ず。
 追加調査が必要。


 ロボットの顔を接写。
 ナット表面が全体的に変色している。
 鼻の根元の溶接肉盛り表面は変化無し。


はずした後、表面を清掃した状態は以上です。
 
考察

雨が直接かかる場所に設置している表札との比較が必要だが、
雨の飛沫がかかる位の状況はやはり不利と思われる。

バフ研磨をした棒部分に錆・汚れの確認が少なかったので、
仕上げの研磨は防蝕には有効と思われる。

ナット表面が溶接の如何に関わらず棒材等と比較して全面的に変色していた。
固溶化処理していないナットは耐食性に劣っている可能性が高い。

テンパーカラー腐食は確証を得られる程の状況ではなかった。
熟練工が最小限の熱量で溶接した為と思われる。

追加調査の必要があるが、現時点では、
サンダー切断による熱は組織を変態させるに足る熱量と推察。
サンダーの使用は最小限が防蝕の観点からは望ましいと思われる。

鉄ビスは完全に錆びていた。そのもらい錆びがステンレス面に密着していた。
もらい錆びが深かったのは、ビスの浮き錆との接触面だった。
ビス面とステンレス面の接触面へのもらい錆びは非常に少ない。
水分の多い箇所でガルバニック腐食により鉄部分が電蝕を起こし、
発生した錆びがステンレス面にくいつき、
ステンレス自体を腐食させていく、という行程になると思われる。

以上2014/10/14記入分

考察は以上です。  kurobo工房作家自宅の表札の錆発生調査状況の先頭に戻る
全体作製日時:2014/10/14
一部修正日時:2018/03/13


参考文献

図解入門 よくわかるステンレスの基本と仕組み―性質、製造、材料、加工の基礎知識 (How‐nual Visual Guide Book)

ステンレス (現場で生かす金属材料シリーズ)

ステンレス鋼の選び方・使い方 (JIS使い方シリーズ)

ステンレス鋼の基礎と上手な使い方―ステンレス鋼の本質・製造・使用法 (初歩と実用シリーズ)

ステンレス鋼データブック

首都圏の酸性雨―ネットワーク観測による環境モニタリング

広域大気汚染―そのメカニズムから植物への影響まで (ポピュラー・サイエンス)