腐食と防食｜ガルバニ腐食・めっき・塗装をわかりやすく解説

結論：腐食は「金属が元に戻ろうとする現象」、防食は「それを食い止める技術」

消火器の本体が赤く塗装されているのは、目立たせるためだけではありません。実は塗装そのものが防食（ぼうしょく）＝さび止めの役割を果たしています。

消防設備士の試験では、腐食の原因（特にガルバニ腐食）と防食の方法（めっき・塗装・犠牲陽極法など）がよく出題されます。「なぜ異種金属を接触させてはいけないのか」「なぜステンレスはさびにくいのか」――これらの疑問に答えられるようにしておきましょう。

腐食とは？――金属が化学変化で劣化すること

腐食（ふしょく）とは、金属が周囲の環境（水・酸素・酸・アルカリなど）と化学反応を起こして、表面から徐々に溶けたり、さびたりして劣化する現象です。

鉄が赤さびになるのは、鉄が酸素と水と反応して酸化鉄に変化しているということです。金属は自然界ではもともと酸化物（鉱石）として存在していたので、腐食は「金属が元の安定した状態に戻ろうとする反応」とも言えます。

腐食の2つのタイプ

腐食は発生のメカニズムによって大きく2種類に分かれます。

乾食（かんしょく）＝ 化学的腐食

水分がなくても起こる腐食です。高温環境で金属が酸素や硫黄と直接反応して酸化します。

• 例：高温の炉の中で鉄が酸化してスケール（酸化皮膜）ができる
• 消火器との関連は薄いが、基礎知識として押さえておく

湿食（しっしょく）＝ 電気化学的腐食

水分が存在する環境で、電気化学反応によって起こる腐食です。日常で目にするさびのほとんどがこのタイプです。

• 例：雨ざらしの鉄柵が赤さびになる、海沿いの金属が激しく腐食する
• 消火器との関連が深い（湿気の多い場所に置かないルールの根拠）

ガルバニ腐食（異種金属接触腐食）――試験最頻出！

湿食の中でも特に重要なのがガルバニ腐食（異種金属接触腐食、電食とも呼ばれる）です。

ガルバニ腐食とは

2種類の金属が水分を介して電池のような状態になり、イオン化傾向の大きい（卑（ひ）な）金属が溶け出すのです。

イオン化傾向とは

金属が電子を放出してイオンになりやすい順番のことです。イオン化傾向が大きい金属ほど腐食しやすいです。

たとえば鉄（Fe）と銅（Cu）を接触させて水分があると、イオン化傾向の大きい鉄が優先的に腐食します。

消火器との関係

消火器の部品には鉄・銅・アルミニウムなど複数の金属が使われています。これらが直接接触した状態で湿気にさらされると、ガルバニ腐食が発生するおそれがあります。

だから消火器の整備では、異種金属の接触部分にはパッキンや絶縁材を挟むこと、湿気の多い場所に設置しないことが重要なのです。

防食の方法――腐食を防ぐ4つのアプローチ

1. 被覆防食（ひふくぼうしょく）

金属の表面を別の材料で覆って、水や酸素に触れさせない方法です。もっとも一般的な防食法です。

• 塗装：消火器本体の赤い塗装がまさにこれ。見た目と防食の一石二鳥
• めっき：金属の薄い膜を電気や溶融で付ける（後述）
• ライニング：ゴムや樹脂で内面をコーティング（配管の内側などに使用）

2. 電気防食（でんきぼうしょく）

電気化学的な方法で腐食を防ぐ技術です。

犠牲陽極法（ぎせいようきょくほう）：

守りたい金属よりもイオン化傾向の大きい金属を取り付けて、そちらを優先的に腐食させる方法です。

たとえば鉄製の構造物に亜鉛（Zn）の板を取り付けると、イオン化傾向は Zn ＞ Fe なので、亜鉛が先に溶けて鉄を守ります。亜鉛が「犠牲」になって鉄を守るので「犠牲陽極法」と呼ばれます。

外部電源法：

外部から電流を流して、守りたい金属を強制的に陰極（−）にする方法です。地中に埋められたガス管や水道管の防食に使われます。

3. 環境制御

腐食が起こりにくい環境をつくる方法です。

• 除湿（湿度を下げて水分を減らす）
• 防錆油（ぼうせいゆ）の塗布
• 乾燥剤の使用

消火器を湿気の少ない場所に設置するルールは、この考え方に基づいています。

4. 耐食材料の選択

そもそも腐食しにくい金属を使う方法です。

ステンレス鋼がその代表例です。ステンレスに含まれるクロム（Cr）が空気中の酸素と反応して、表面に不動態皮膜（ふどうたいひまく）という極めて薄い酸化膜をつくります。この皮膜が金属内部への腐食の進行をブロックします。

めっきの種類と特徴

被覆防食の中でも、試験で問われやすいめっきについて詳しく見ておきましょう。

電気めっき

電気を使って金属の薄い膜を付ける方法です。めっきしたい物を電解液に浸し、電流を流すと、めっき金属が表面に均一に析出します。

• 膜厚が薄く均一にできる
• 装飾用にも使われる（クロムめっきなど）

溶融めっき

溶かした金属の中に製品を浸してめっきする方法です。溶融亜鉛めっき（通称：ドブ漬け）が代表例です。

• 膜厚が厚く、防食効果が長持ち
• 屋外のガードレール・鉄塔・配管などに広く使われる
• 亜鉛は鉄より腐食しやすい（イオン化傾向：Zn ＞ Fe）ので、傷がついても亜鉛が先に溶けて鉄を守る＝犠牲防食効果もある

亜鉛めっきの「二重の防食効果」

亜鉛めっきが優れているのは、被覆防食と犠牲防食の2つが同時に働くからです。

消火器と腐食・防食の関係まとめ

ここまでの知識が、消火器のどんなルールにつながっているかを整理します。

• 本体容器の塗装（赤色25%以上）：識別性＋被覆防食
• 湿気の多い場所に設置しない：湿食（電気化学的腐食）を防ぐ
• 異種金属の接触部に絶縁材を使用：ガルバニ腐食の防止
• 点検時に塗装の剥がれをチェック：被覆防食が破れると腐食が進行する
• ステンレス製部品の使用：不動態皮膜による耐食性

まとめ問題

問題1（基礎）

腐食のうち、水分の存在下で電気化学反応によって起こるものを何と呼ぶか。

（1）乾食
（2）湿食
（3）風化
（4）酸化

問題2（ガルバニ腐食）

鉄と銅を接触させた状態で水分のある環境に置いた場合、優先的に腐食するのはどちらか。その理由として正しいものを選べ。

（1）銅が腐食する。銅のほうが硬いため
（2）鉄が腐食する。鉄のほうがイオン化傾向が大きいため
（3）銅が腐食する。銅のほうが密度が高いため
（4）両方とも同じ速さで腐食する

問題3（防食方法）

守りたい金属よりもイオン化傾向の大きい金属を取り付けて、そちらを優先的に腐食させることで本体を守る防食法はどれか。

（1）外部電源法
（2）被覆防食法
（3）犠牲陽極法
（4）不動態処理法

問題4（応用・めっき）

溶融亜鉛めっき（ドブ漬け）が鉄の防食に優れている理由として、最も適当なものはどれか。

（1）亜鉛は鉄より硬いため、表面を物理的に保護できる
（2）亜鉛の膜による被覆防食と、傷ついた際の犠牲防食の二重効果がある
（3）亜鉛は熱伝導率が低いため、鉄の温度変化を防げる
（4）亜鉛は鉄よりイオン化傾向が小さいため、鉄に電子を供給できる

問題5（応用・ステンレス）

ステンレス鋼がさびにくい理由として正しいものはどれか。

（1）表面に厚い亜鉛の層があるため
（2）鉄の含有量が極めて少ないため
（3）クロムが酸素と反応して不動態皮膜を形成するため
（4）炭素含有量が多く、硬いため