（⼀社）東北空調衛⽣⼯事業協会
令和４年度 技術講習会（WEB）『無薬注型防食システム”Corro-Guard®”について』〜環境にやさしい腐⾷対策で設備の⻑寿命化に貢献〜

2022年 09月14日（水）13:40〜14:15

経営企画本部

中央研究所

松川 安樹

目次
１．はじめに（腐⾷について）
２．代表的な腐⾷事例と事例解析の結果
３．無薬注型防⾷システム“Corro-GuardⓇ”

2

１．はじめに（腐食について）

3/11

開発した技術の内容をお聞きいただく前に、次の内容をご理解ください。
①金属がさびるのは必然の現象②腐食は電気化学反応→ 酸化反応（例：Fe→Fe2++2e）と還元反応（例：1/2O2+H2O+2e→2OH-）の二つの反応が必ずセットで発生する。
3

①

⾦属がさびるのは必然の現象

鉱物

例：車ボディー
(環境：大気)

還元製錬

エネルギー

鉄鉱石
（酸化鉄）

さび(酸化鉄)成型

例：建築設備配管(環境：土壌、水)

鉄（製錬）
鉄鉱石
（酸化鉄）

4

圧延（腐食）
さび（酸化鉄）

酸化鉄（鉄鉱石）から無理矢理作られた鉄は酸化鉄（さび）に戻りたがる！

１．はじめに（腐食について）

6/11

開発した技術の内容をお聞きいただく前に、次の内容をご理解ください。
①金属がさびるのは必然の現象②腐食は電気化学反応→ 酸化反応（例：Fe→Fe2++2e）と還元反応（例：1/2O2+H2O+2e→2OH-）の二つの反応が必ずセットで発生する。
5②

腐食は電気化学反応（酸化・還元反応がセットで発生する）

酸性溶液（例えば，HCl）中に亜鉛（Zn）板を投入すると・・・気泡が発生して，亜鉛板が溶ける。
この気泡の正体は，水素ガス（H2）Ｚｎ

この反応を化学式で書くと，
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑
この反応は次の２つの素反応から成る
6ＨＣｌZn → Zn2+ + 2e2H+ + 2e- → H2

アノード反応（酸化反応）
・・・電子を放出する

カソード反応（還元反応）
・・・電子を吸収する

アノード部
e-

電子の授受が行われる反応→電気化学反応

Zn2+e-ee-Zn
7H+H+H H
H2

カソード部②腐食現象は電気化学反応。
二つの反応が必ずセットで発生する。

水道水中で鉄がさびるときの反応は︖
アノード部
アノード： Fe → Fe2+ + 2e- ・・・(1)e-アノードで出る電子をどこかで消費しないといけない
何がこの電子を消費するのか？

溶存酸素の還元反応
電気的中性条件から
Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2Fe(OH)2e-ee-

水中で酸素が消費される！
カソード：
1/2O2 + H2O + 2e- → 2OH- ・・・(2)

Fe2+

FeO2

OH-

H2O

OH-

カソード部
浸漬直後・・・(3)
半年後

8アノード反応とカソード反応を確認することで、腐⾷の原因や対策を検討できる。
例1
脱酸素による腐食対策。
→ カソード反応の抑制

例2塗装による腐食対策。
→ ｱﾉｰﾄﾞ・ｶｿｰﾄﾞ両反応の抑制

アノード部
e-

アノード部

脱酸素

Fe2+e-e-e-ee-

Fe

O2ee-

H2O
ｶｿｰﾄﾞ部

9

塗装

Fe2+FeO2H2O
ｶｿｰﾄﾞ部

１．はじめに（腐食について）

11/11

まとめ

『腐食』をコントロールすることで、設備機器・配管の安心・安全を確保することができます。
次の内容をご確認いただいた上で、ご聴講お願いします①金属がさびるのは必然の現象②腐食は電気化学反応→ 酸化反応（例：Fe→Fe2++2e）と還元反応（例：1/2O2+H2O+2e→2OH-）の二つの反応が必ずセットで発生する。
10

目次
１．はじめに（腐⾷について）
２．代表的な腐⾷事例と事例解析の結果
３．無薬注型防⾷システム“Corro-GuardⓇ”

11２-1 代表的な腐食事象(1/2)
冷水配管保温材下の外面腐食

空調機銅コイルのⅠ型孔食

空調設備
蒸気還水配管の炭酸腐食

0.5mm

材料：20A SGP白経年：約2年12

材料：15φﾘﾝ脱酸銅
経年：約1年

材料：50A SGP黒経年：3年1ヶ月

２-1 代表的な腐食事象(2/2)
給水用ﾗｲﾆﾝｸﾞ鋼管の異種金属接触腐食

材料：50A VLP
経年：約11年
13

衛生設備

給湯用銅配管の潰食

黄銅製衛生金物の脱亜鉛腐食

材料：50φﾘﾝ脱酸銅
経年：約7年

材料：40φＰﾄﾗｯﾌﾟ経年：約3年

２-1

代表的な腐⾷事例

まとめ

建物内では、腐食の教科書に掲載されているほとんどの腐食現象が発生している。

経験するまで、知らない人が多い。

技術者少ない14→ 技術の水平展開 困難２－２

事例解析の結果a) 全体・様々な腐食が発生
・異種⾦属接触腐食、潰食 ⇒減・局部腐食の割合⇒多b) 年代別①(1993〜2002年)と②(2003〜2012年)の比較
・外面腐食 ⇒ 増・炭酸腐食 ⇒ 減①15②③②(2003〜2012年)と③(2003〜2012年)の比較
・異種⾦属接触腐食等 ⇒ 少・局部腐食 ⇒ 増

図3 建築設備機器・配管に発生した腐食事例解析の結果（1993〜2021年に弊社が経験した腐食事例を腐食形態別に分類）

腐食事例の現状

まとめ①配管︓亜鉛めっき鋼管・炭素鋼鋼管a) 空調設備
（１）開放式（２）密閉式b) 消火設備
スプリン
クラ配管

冷温水・冷却水
冷温水→

局部腐食の対策が急務②機器︓熱交換器銅チューブa) 空調設備
（１）開放式（２）密閉式⇒ 空調機
冷凍機

冷温水・冷却水
冷温水
熱交換器
熱交換器

Ⅰ型孔⾷
200A×150A

写真

冷却水配管、5年で漏水

参考資料 松川ら︓亜鉛めっき鋼管の電位逆転現象による局部腐⾷現象の解析（その１ 研究の歴史と事例解析）、空気調和・衛⽣⼯学会論⽂集、No.146, pp.45-53（2009） など

16

写真

空調機熱交換器、5年で漏水

参考資料 松川ら︓空調機銅チューブの腐⾷、材料と環境2003講演集(2003),pp137-140 など

目次
１．はじめに（腐⾷について）
２．代表的な腐⾷事例と事例解析の結果
３．無薬注型防⾷システム“Corro-GuardⓇ”

17

３．無薬注型防食システム“Corro-GuardⓇ”
①②③④

技術の概要
腐⾷対策技術の詳細
導入事例
導入後の運用図 配管内面の腐⾷状況（1年間通水後の状態、32A SGP白）18© SHINRYO CORPORATION. All rights reserved.

３．無薬注型防食システム“Corro-GuardⓇ”
①②
③④

19

技術の概要
腐⾷対策技術の詳細
導入事例
導入後の運用© SHINRYO CORPORATION. All rights reserved.

（１）特⻑（２）対象設備（３）期待される効果

１．技術の概要（１）特⻑① 防錆剤を使用しない防⾷技術（予防保全技術）② 腐⾷センサーによる「腐⾷の⾒える化」（予知保全技術）

写真 アニオン交換樹脂

写真 腐⾷センサー（特許第6114437号、特許第6329672号）→ 予防保全技術と予知保全技術の組合せで、設備の⻑寿命化に貢献© SHINRYO CORPORATION. All rights reserved.

（２）対象設備
・国内外のすべての建物（新築・既設の両方に適用）
・冷温水設備（密閉・開放）・冷却水設備（初期のみ）
・消火設備→

炭素鋼鋼管や熱交換器銅チューブに発⽣する腐⾷（全面腐⾷・局部腐⾷）を防止© SHINRYO CORPORATION. All rights reserved.

（３）期待される効果①

設備の⻑寿命化→ 局部腐⾷を防止→ 更新した空調機や冷凍機の熱交換器銅チューブの腐⾷対策に有効②

フラッシング作業の効率化→ 無排水フラッシング→ フラッシングの完了基準の策定③BCP対応→ 災害発⽣時に空調用水を⽣活用水として利用可© SHINRYO CORPORATION. All rights reserved.

← 更新した空調機の銅チューブが運用開始から数年で漏水した事例

３．無薬注型防食システム“Corro-GuardⓇ”
①②
③④
⑤23

技術の概要
腐⾷対策技術の詳細
導入事例
導入時の注意事項
導入後の運用© SHINRYO CORPORATION. All rights reserved.

（１）開発の背景（２）防⾷方法（３）防⾷効果

（１）開発の背景（1/4）

・配管の⻑寿命化を図るために、腐⾷対策は重要な課題。
・亜鉛めっき鋼管や銅管の局部腐⾷対策は確⽴されていない。
減少している腐⾷塩ビライニング鋼管の異種⾦属接触腐⾷（11年で漏水）35％（その他、分類不可）

9/44

22％

（局部腐⾷）

13％（炭酸腐⾷）

給湯銅管の潰⾷（7年で漏水）4％（均⼀腐⾷）
5％（外面腐⾷） 6％（潰⾷）8％（異種⾦属接触腐⾷）
7％（応⼒腐⾷割れ）

図 社内腐⾷事例の解析結果（腐⾷形態別分類）© SHINRYO CORPORATION. All rights reserved.

（１）開発の背景（2/4）

《局部腐⾷の抑制方法に関するアイデア》

25年間実施してきた基礎研究で得た知⾒
過去に対応した500件以上の腐⾷事例
局部腐⾷の抑制には、配管施⼯の初期段階腐食の起点を作らないこと が有効© SHINRYO CORPORATION. All rights reserved.

（１）開発の背景（3/4）
【局部腐⾷の発⽣要因】（事例解析で得た知⾒）
A ビル

B ビル

局部腐⾷による漏水発⽣26

知⾒１︓材料や水質が同じでも腐⾷する時としない時がある。
知⾒２︓建物内の特定の箇所だけで腐⾷する。

考察１︓⾦属が最初に水に接触した時の環境 が大きく影響している。
考察２︓水張り・フラッシング時に局部腐⾷の起点ができるかどうかで設備の寿命が決まる。

局部腐⾷が発⽣するイメージ
補給水

亜鉛
冷却水配管の局部腐⾷
冷却水、SGP白、250A、9年で漏水
27

図

炭素鋼
亜鉛めっき鋼管の断面局部腐⾷が発⽣するイメージ

水中微粒⼦

亜鉛
冷却水配管の局部腐⾷
冷却水、SGP白、250A、9年で漏水
28

図

補給水

炭素鋼
亜鉛めっき鋼管の断面局部腐⾷が発⽣するイメージ
補給水
水中微粒⼦

亜鉛
冷却水配管の局部腐⾷
冷却水、SGP白、250A、9年で漏水29

図

局部腐⾷の起点
炭素鋼
亜鉛めっき鋼管の断面局部腐⾷が発⽣するイメージ
冷却水

局部腐⾷が進⾏+冷却水配管の局部腐⾷
冷却水、SGP白、250A、9年で漏水
30+++

亜鉛

－－ － －－

図

亜鉛めっき鋼管の断面

炭素鋼

局部腐⾷が発⽣するイメージ

水張直後に局部腐食の起点をつくらないことが重要

補給水
水中微粒⼦

亜鉛冷却水配管の局部腐⾷
冷却水、SGP白、250A、9年で漏水31

図

局部腐⾷の起点
炭素鋼
亜鉛めっき鋼管の断面（２）防食方法① 防錆剤を使用しない防⾷技術（予防保全技術）② 腐⾷センサーによる「腐⾷の⾒える化」（予知保全技術）

写真 アニオン交換樹脂

写真 腐⾷センサー（特許第6114437号、特許第6329672号）→ 予防保全技術と予知保全技術の組合せで、設備の⻑寿命化に貢献© SHINRYO CORPORATION. All rights reserved.

（２）防⾷方法（1/4）
１）水道水中の成分と腐⾷性カチオンアニオン
腐⾷を抑制する
アニオン
腐⾷を促進するアニオン

図 東京の水道水（1000kg） に含まれる物質の重量の⼀例
参考資料︓腐⾷センターニュースNo.057
33© SHINRYO CORPORATION. All rights reserved.

解説︓局部腐⾷の発⽣機構

OH-OH-

カソード
反応

H2O

水導水Fe2+O2

SO42-

Fe(OH)2

Cl保護皮膜Fe3O4e- e- Fe
アノード反応H2O
FeCl２Fe

炭素鋼鋼管

FeCl2 + 2H2O→ Fe(OH)2 + 4H+ + 2Cl孔⾷内部は低pH（酸性），濃Cl-環境へ

局部腐⾷は、SO42-とClの濃縮により促進される
34© SHINRYO CORPORATION. All rights reserved.

（２）防⾷方法（2/4）
２）アニオン交換処理水のイメージと水質変化
アニオン交換処理

表 アニオン交換処理前後の水質分析結果

腐⾷性のイオン

防⾷性のイオン項目

Cl－

HCO3－

SO42－

アニオン交換樹脂

HCO3－
HCO3－→
35

東京都水道水処理前

処理後

pH（25℃）曝気後

7.96

8.21

全硬度（Ca＋Mg）（mg/L）

5655

Cl－（mg/L）

101未満

SO42－（mg/L）

241未満

HCO3－（mg/L）

55111水道水に含まれるイオンの割合を調整することで防⾷する技術© SHINRYO CORPORATION. All rights reserved.

（２）防⾷方法（3/4）
アニオン交換処理による腐⾷対策のイメージ
補給水の種類

水道水

水張り直後数日後（滞留状態で放置）

腐⾷⽣成物
Cl－ SO42－ Mg2+ 腐⾷性のイオン
Ca2+ HCO3－ Na+ （Cl－、SO 2－）4

局部腐⾷の起点

数年後
腐⾷⽣成物が増加

局部腐⾷が進⾏して漏水

⾦属配管断面
⾦属配管断面HCO3－ HCO3 Mg2+－

処理水

Ca2+

⾦属配管断面

36+

HCO3－ Na

防⾷性の腐⾷性アニオンがイオン無いため腐⾷が抑制－（HCO3 ）局部腐⾷の起点ができない

水張り時に供給された酸素分だけ全面腐⾷

局部腐⾷の起点ができない

（２）防⾷方法（4/4）■他の防⾷処理との⽐較

他の防⾷処理では対応できない局部腐⾷も防止できる
表 当社開発品と既存の水処理との⽐較

項目① 防食性能

当社開発品

薬注処理

脱酸素処理

全面腐⾷○◎◎

局部腐⾷

◎

△△◎×

◎

イニシャル△○△

ランニング

◎

△△

② 環境への負荷③ コスト
37© SHINRYO CORPORATION. All rights reserved.

（３）防食効果

炭素鋼鋼管および亜鉛めっき鋼管

70

腐食速度 [mdd]

5040

腐食抑制

20

0

1mdd未満
↓
流動有り

流動無し
都水38

腐食抑制

腐食抑制

30

10SGP白(亜鉛めっき鋼管)

SGP⿊
(炭素鋼鋼管)

60

流動有り

流動無し

処理水

腐食速度は、炭素鋼で最⼤1/60以下、亜鉛で1/2以下

大気開放+50℃昇温処理水
東京都水39

循環後 SGP-⿊試験開始後312日

大気開放＋50℃昇温処理水
東京都水40

循環後 SGP-白試験開始後312日３．無薬注型防食システム“Corro-GuardⓇ”
①②
③
④

41

技術の概要
腐⾷対策技術の詳細
導入事例
導入後の運用© SHINRYO CORPORATION. All rights reserved.

③

導⼊事例

No.

42

物件名

2018年以降、８施設に導入。

新築／既設系統

保有水量[m3]

導入年月

1

某大学病院

東京都

新築

冷水・温水 （密閉回路）

702018.62

某地域熱供給施設

東京都

既設

冷水・温水（蓄熱槽あり）

7,000

2018.7

3

某事務所ビル

神奈川県

新築

冷水・温水 （密閉回路）

180

2018.11

4

某展示場

東京都

新築

冷水・温水 （密閉回路）

122019.4

5

某事務所ビル

東京都

新築

冷水・温水 （密閉回路）

5.3

2020.1

6

某事務所ビル

東京都

新築

冷水・温水 （密閉回路）

15.3

2020.4

7

某データセンター

大阪府

新築

冷水（密閉回路）

200

2021.128

某製薬会社 研究所

神奈川県

新築

冷水・温水 （密閉回路）

1000

2022.1© SHINRYO CORPORATION. All rights reserved.

都内某病院への導⼊事例（VE提案︓ステンレス鋼管 → 白ガス管＋Corro-Guard）【システム図】
新研究棟

高架水槽

OHU

AHU

建物規模
研究棟︓地上13階、地下 2階
別 館︓地上 6階、地下 2階

別館

保有水量
68m3（冷水︓35m3、温水︓33m3）

AHP
OHU

OHU

仮設
給水 Corro-Guard®の仕様

AHU

・アニオン交換処理用ボンベ5本

・腐⾷モニタリングユニット

1台（処理可能水量︓16m3/本）アニオン交換処理用ボンベ＋腐⾷モニタリングユニット
43© SHINRYO CORPORATION. All rights reserved.

冷凍機

【 都内某病院に導入したCorro-Guardの外観】
モニタリング装置
ろ過フィルター
ユニット

アニオン交換処理⽤ボンベ×5台（樹脂︓55kg、300Φ×1117mm）

44© SHINRYO CORPORATION. All rights reserved.

（1）Corro-Guard®の導⼊フロー（1/2）① 水張り・水道水から「⾦属を腐食させにくい水」を作り水張りに使用水張りを⾏う系統【⾦属を腐⾷させにくい水】（アニオン交換処理水）② フラッシング水道水③ 腐⾷モニタリング（運用段階）

45© SHINRYO CORPORATION. All rights reserved.

0123[mm]

現場に合わせてホース等で接続

（1）Corro-Guard®の導⼊フロー（2/2）① 水張り・循環ろ過によるフラッシング（無排水）フィルタ② フラッシング③ 腐⾷モニタリング（運用段階）
pH8.0以上、DO︓1mg/L未満、濁度︓5度未満でフラッシング終了
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（特許第6114437号）

３．無薬注型防食システム“Corro-GuardⓇ”①②③④47

技術の概要
腐⾷対策技術
導入事例
導入後の運用© SHINRYO CORPORATION. All rights reserved.

１．技術の概要（１）特⻑① 防錆剤を使用しない防⾷技術（予防保全技術）② 腐⾷センサーによる「腐⾷の⾒える化」（予知保全技術）

写真 アニオン交換樹脂

写真 腐⾷センサー（特許第6114437号、特許第6329672号）→ 予防保全技術と予知保全技術の組合せで、設備の⻑寿命化に貢献© SHINRYO CORPORATION. All rights reserved.

都内某大学病院 Corro-Guard 腐⾷モニタリング装置① 腐⾷モニタリング装置の仕様

蛍光式溶存酸素計

腐⾷センサ 電極 (鉄)49© SHINRYO CORPORATION. All rights reserved.

SEMSツール

腐⾷センサ 電極 (銅)② 腐⾷モニタリング方法 (センサの測定原理について)
腐⾷計︓LINEAR POLARIZATION RESISTANCE (LPR) CORROSION RATE INSTRUMENT
9030Plus
測定原理︓LPR(直流分極法)
メーカー︓COSASCO (アメリカ)
鉄
価格︓約50万
約20mVの電圧を印加 (分極)鉄
① 電極間に約20mVの電圧を印加し、流れた電流を計測② オームの法則 (V=IR)から、電極表面の抵抗値 Ωを算出
③ 抵抗値と腐⾷速度の相関関係から、腐⾷速度を算出

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③ 腐⾷モニタリングの現状

鉄の腐⾷速度︓
約30µm/year→25µm/year (減少)・・・表面に保護被膜が形成︖/shinryocom/中のアイコン

銅の腐⾷速度︓約1µm/yearで定常
溶存酸素濃度︓0.05 mg/Lで定常

自席で導入物件の腐⾷状況を簡単に確認可能
51© SHINRYO CORPORATION. All rights reserved.

再確認︓期待される効果①設備の⻑寿命化→ 局部腐⾷を防止→ 更新した空調機や冷凍機の熱交換器銅チューブの腐⾷対策に有効②

フラッシング作業の効率化→ 無排水フラッシング→ フラッシングの完了基準の策定

③

BCP対応
→ 災害発⽣時に空調用水を⽣活用水として利用可© SHINRYO CORPORATION. All rights reserved.

← 更新した空調機の銅チューブが運用開始から数年で漏水した事例

まとめ

無薬注型防食システム（Corro-Guard ®︓コロガード）を導入することで１）設備の⻑寿命化により『安全』と『安心』を提供
２）持続可能な社会の実現に貢献

よろしくお願いします53© SHINRYO CORPORATION. All rights reserved.

防食技術の開発は、横浜国立大学リスク共生社会創造センターとの共同研究の一環で行われたものです。
横浜国立大学朝倉祝冶名誉教授、三宅淳巳教授、岡崎慎司教授、伊藤大輔特別研究教員

共同研究推進委員会
小玉俊明様・委員長（㈱ﾅｶﾎﾞｰﾃｯｸ）
藤井哲雄様（(有)ｺﾛｰｼﾞｮﾝ･ﾃｯｸ）
高崎新一様（㈱ﾍﾞﾝﾁｬｰ･ｱｶﾃﾞﾐｱ）
山手利博様（武蔵野腐食防食研究室）
縣邦雄様（ｱｸｱｽ㈱）54© SHINRYO CORPORATION. All rights reserved.