赤錆(あかさび)とは

赤錆とは、鉄が酸素に触れ、酸化してできる赤茶色の酸化物のことで、日常的に目にする錆はほとんどがこれにあたります。赤錆はすき間が多く、非常にもろいのが特徴です。赤錆は鉄そのものを腐食させボロボロにする性質があります。水酸化鉄、第二酸化鉄とも呼ばれ、化学式ではFe₂O₃やFeO(OH)となります。

一方同じ錆でも、黒錆は『良性の錆』です。赤錆とは違い緻密な皮膜で酸化を防止するはたらきがあり、古くから「黒皮」や「黒染め」のように意図的に金属に黒錆を作る事で赤錆を防ぐ技術もあります。四酸化三鉄とも呼ばれ、化学式ではFe₃O₄となります。

赤錆と黒錆の違い

赤錆(Fe₂O₃)黒さび(Fe₃O₄)
形状泥状(もろい)結晶状(固い)
体積比101
茶褐色黒色
水溶性赤水が出る溶出なし
磁性なしあり
錆の進行ありなし
身近にある黒錆

赤水(あかみず)とは

古い水道管の老朽劣化が進み赤錆ができると、水が赤色になり洗濯物も赤色に染まります。これが赤水です。赤錆は赤色の泥絵具に利用されています。
この赤水の中には鉄バクテリアが生息し、水道水の水質検査で「一般細菌数」としてカウントされるほとんどは、この鉄バクテリアです。

赤水のトラブル

現在の生活利用の水道配管に「赤水」は見られなくなりましたが、工場の循環水ラインなどではこの赤水のトラブルが多く発生しています。このトラブルも水中に浮遊していた赤錆が黒錆化することで水底に沈殿し赤水は透明な水に変化します。

工場の冷却水などに用いる循環ラインの水は管種としては内部コーティングのない安価な白ガス管などが利用されます。それは、半導体のウエハー洗浄水のように製品に直接的な影響を与える水質として問題にされることはないからです。

しかし赤水が出ることは配管の劣化が進行していることを示すもので、いずれは漏水などのトラブルに見舞われる予兆が出ているということです。施設管理者の立場からは、生産設備のアセットマネジメントとして早急な対策が必要になります。

T.K.K.エボリューションの赤錆・赤水対策

赤水そして赤錆の対策としてご提案するのは、給水管を通る水道水をBW水改質装置を設置して改質することで、発生している赤錆を黒錆に変化させる「配管マグネタイト工法」です。この“錆をもって錆を制する”「配管マグネタイト工法」の施工事例を以下にご紹介いたします。

給水管の赤水対策 事例

NTTーATクリエイティブ株式会社 本社工場 事例

約7ケ月で赤水が綺麗な透明な水に改善しました。

受水槽の水質変化の経過

某化成品製造会社様(名古屋)事例

対象装置
目視比較(3ケ月後)

水質検査(3ケ月後)
温水ドラム採水/水質検査データ
温水ドラム2/18採用(施工前)温水ドラム5/12採用(施工後)
鉄分1.1ml/l0.05未満
色度20度6.5度
濁度4.1度1.0度

鉄分:1/22、色度:約1/3、濁度:約1/4に改善しました。

温水ライン採水/水質検査データ
P・27抜き2/18採水(BW無)P・27抜き5/12採水(BW有)
鉄分79mg/l5.1mg/l
色度2000度150度
濁度700度43度

鉄分:約1/15、色度:約1/13、濁度:約1/16に改善しました。

給水管の赤錆対策 事例

芝浦メカトロニクス 事例

芝浦メカトロニクス株式会社

横浜市の栄区は精密機械工業の工場が数多くある地域です。その中でも芝浦メカトロニクス株式会社は、半導体・電子部品の製造装置の開発からサービスまでのトータルソリューションを手がける総合的な企業です。
こちらで、BW水改質装置(バイオウォーター)が給水管劣化防止の効果について検証していただきました。

以下がテストピースです。 長方形は軟鉄の薄板、円筒形は亜鉛メッキをはがしたGP管の継手です。

(長方形の軟鉄は、水道用のGP管と比べると炭素含有量が少なく、給水管劣化防止効果を確認するには適切ではありませんが、平板なので錆の階層構造と腐食状態を確認するのに役立ちます。)

この2種類のテストピースを、循環水系のクッションタンク(BWあり)とクリーンルーム空調系のクッションタンク(BWなし)に入れ、錆の状態を観察しました。

ザ・バイオウォーター1-2-3設置現場

1ヶ月後のテストピース

軟鉄(表面のサビを取って腐食状態を観察)

GP管(実際の水道管における錆の状態を観察)

これらのテストピースは、1年後にも観察されましたが、「BWあり」の方は孔蝕の兆候は 全く見られませんでした。

以上の結果から、BW水改質装置(バイオウォーター)の有り無しで、出来る錆の形状・質が全く異なりることが分かります。この検証によりBW水改質装置(バイオウォーター)が給水管の劣化防止に効果があることが証明されました。

北海道 鹿追町立中学校 事例

築22年を経た鹿追中学校は赤水の害に悩まされていたので、町役場の施設課の職員がBW水改質装置(バイオウォーター)を知り、取り付けました。

鹿追町立中学校

平成16年の設置から3年後に校舎の建替工事があり、その時取り外した旧配管の一部を町役場の職員により弊社に送付頂きました。
その配管は、コーティングしたような見事な黒錆と、その黒錆を保護するようなカルシウム被膜で覆われていて、さらに孔食が始まっていた箇所は、まるでかさぶたのように黒錆が盛り上がって塞いでいました。

フィールドテスト詳細

日時

工事:平成16年8月(築後22年)
サンプル抜き取り:平成19年6月(BW水改質装置設置(配管マグネタイト工法施工)後3年10ヶ月)

場所

北海道河東郡鹿追町立中学校 建物内全体給水管(受水槽以下)
サンプル管抜き取り場所:同中学校2階天井給水管(SGP50A)

テスト結果(サンプル管調査)

1:サンプル管(図1)を縦方向に裁断し、管内面(図2)を観察。 その後管壁に形成されている酸化物の階層構造を観察するため、表層の赤錆部分を剥離しました(有機酸MSDSに24時間漬け込む)。

2:その結果、給水管内面の孔蝕あとには強固な結晶状の鉄酸化物(マグネタイトFe3O4)の付着が確認できました(図3)。

(図3)

(図3)のとおり、パイプの穴あき部分にまるで詰め物をして補修したかのようにマグネタイトが形成されています。

3:次に鉄酸化物の積層構造を見ると、黒錆に覆いかぶさるように白色の被膜が広がっています(図4)。この白い被膜はカルシウムで、あたかも黒錆の酸化被膜を保護するかのように形成されています。

(図4)黒錆の上に広がるカルシウム層。表面の赤錆と底面の黒錆の間に広がっている。(表面の赤錆は有機酸で剥離している)

このサンプル管は3年10ヶ月前の酸化被膜工法施工前は、赤錆による孔蝕が進み、管の劣化が進んでいたと思われます。
その孔蝕部分は、現在管が自己修復したかのように黒錆化しており、穴あき部に黒錆の栓をして溶接したような状態となっています。
さらにその黒錆の上にカルシウム被膜が形成されています。この二重の被膜によって管は孔蝕を免れ、酸化被膜自体も保護されるという、理想的な赤錆対策が実現しています。

以上の状況から、当該中学校の給水管劣化に対しては十分な対策ができており、今後の劣化は止められていると判断できます。

八王子ターミナルビル 事例

東京郊外の八王子駅の駅ビル「八王子ナウ」という地上10階地下1階の大商業施設の事例です。ビルにはレストランはもちろん、高級スーパー、ファッション、美容関係のお店などがたくさん入っています。テナントの事を考えると、水の安全は必須です。
平成18年にこの建物にBW水改質装置(バイオウォーター)を取り付け、一年後の数値を確認しました。
取付前と後の水質検査を比較すると、安全な水になっていることが良く分かります。

「消毒性副生成物」の数値が大幅に改善

検査時期 /検査項目BW水改質装置取付前(平成17年9月14日)BW水改質装置取付後(平成18年9月1日)取付前後の変化
クロロ酢酸(mg/l)0.0020.001未満50%減
クロロホルム(mg/l)0.0160.00381.2%減
総トリハロメタン(mg/l)0.0170.00665%減
トリクロロ酢酸(mg/l)0.020.00955%減
ホルムアルデヒド(mg/l)0.0050.00340%減

また、赤錆対策という観点からも大きな効果が見られました。
BW水改質装置(バイオウォーター)取り付け位置より下の管壁に黒錆ができていて、赤錆による管の腐食を防いでいるのです。

埼玉県 小手指ハイツ 事例

西武池袋線小手指駅にほど近い一画に、20棟を超える小手指ハイツの建物群があります。その一つJ棟にもBW水改質装置(バイオウォーター)が導入されています。

小手指ハイツ

J棟ではBW水改質装置(バイオウォーター)を導入する前、赤錆対策としてアメリカ製の磁気式装置を入れていましたがほどなくして赤水が出て、装置が効いていないのではないかという不満の声が住人から上がってきました。そこでJ棟管理組合は磁気式装置を取り外し、1年間のテスト期間を経て、BW水改質装置(バイオウォーター)の導入を開始しました。
BW水改質装置(バイオウォーター)を設置して5年(テスト期間を入れると6年)後、赤錆対策の効果を検証しました。

小手指ハイツの水道管はVLGP管(内面を塩ビでコーティングした鋼管)です。
この管種は次のような構造のため、継ぎ手と咬合するネジ部分の鉄は露出しています。

そのため、このネジ部分が水に触れ、赤錆による劣化が日々進行していきます。 また、塩ビで覆われている部分も、水が管端部から塩ビ被膜と鉄の地金の間に侵入し、そこから鉄の腐食が始まり、やがて穴が開いていきます。

このようにVLGP管は、通常であれば(1)ネジ咬合部、(2)塩ビ被膜と地金の間の2か所に赤錆による劣化が生じますが、BW水改質装置(バイオウォーター)を導入した当ハイツでは、その錆が黒錆化して、配管の劣化を食い止めていました

水に触れて錆ない鉄はありません。けれどもその錆が「赤錆」でなく「黒錆」である時、 鉄は腐食を免れ、逆に黒錆の酸化被膜によって保護されるのです。

「コルテン鋼」という鋼材があります。これは表面を緻密な錆で覆うことにより、内部まで腐食しないようにした耐久性のある鋼材で、橋や鉄道車両に用いられます。BW水改質装置(バイオウォーター)による配管マグネタイト工法は、この「コルテン鋼」と同じ防錆法で、配管を赤錆劣化から守ります。

赤錆・赤水の対策として、持続性・コストに優れた、環境・人にやさしい「配管マグネタイト工法」をお奨めいたします。ご不明な点等お気軽にお問い合わせください。