めっきは何年もつのか。なぜ誰も数字を出せないのか

「何年もつのか」は、まったくまともな問いです

ほかの部品には寿命があります。軸受には時間、電池には回数、塗料には保証年数。 めっきは何年もつのかと供給者に尋ねることは、ほかの何かを尋ねるのと同じ問いです。

そして業界も、いちおう答えてきました——塩水噴霧試験の時間が持ち出されるのは、 それが答えのように見えるからです。 問題は、その数字が試験槽のものであって、あなたの部品のものではないことです。

では何年もつのか——そして、なぜ誰も答えられないのか

理由はこれで全部なので、はっきり書く価値があります。 ISO 9223:2012 は大気を六つの腐食性区分に分け、それぞれの区分での亜鉛の 「最初の 1 年」の実測腐食速度を与えています。以下はその表 2 の数字です。

最初の行と最後の行を並べて見てください。CX の上限は C1 の上限の 250 倍です—— これは区分の境界どうしの比較であって、特定の二地点の比較ではありません。 その二区分に落ちる実在の地点どうしが、ここまで離れていないこともあります。 それでもどう数えても、ひらきは 2 桁を超えます。 カタログが「8 年もちます」と印刷すれば、読者のかなりの部分に対して 100 倍外れます。

だからカタログは「優れた耐食性」と書き直します。それは手抜きではありません—— 誰が読んでも成り立つ唯一の言い方です。 同時にそれは判断にまったく使えず、それは 表面処理の比較が何も言っていない理由という別の頁の主題です。

あなたに許されている見積り

別の規格の一文が、上の表を算術に変えます。ISO 14713-1:2017 第 5 節の注記です。

亜鉛めっきの、ある特定の大気曝露条件における寿命は、めっきの厚さにほぼ比例する。

これが割り算をしてよい根拠です。寿命 ≈ 厚さ ÷ 速度。 しかも同じ規格が、ここでの「寿命」が何かを定義しています——用語は life to first maintenance（初回の保守までの寿命）で、 「素地への保護を回復するために保守が必要になるまでめっきが劣化する」までの期間を指します。 それが何でないかに注意してください。部品が壊れる日ではなく、手を入れる必要が生じる日です。

では本物の締結部品を入れてみます。ISO 4042:2022 の表 10 は、電気めっきした締結部品に使える 厚さの記号を挙げています——最小の局部厚さで 3、5、8、10、12、15、20、25、30 µm。 よくある 8 µm の亜鉛を取って、二つの大気に置きます。

ねじは一本、答えは二つ、しかも重なりません。誰もごまかしていません—— 答えはもともと一つではなく、問いのほうが、そのどれかを選び出すのに足りる情報を持っていないのです。

C1 では、同じ割り算が 80 年を超えます。表にわざと入れませんでした—— それは誰の手元にある曝露データの範囲からも遠く外挿した先にあり、 裏づけのない数字は、数字を出さないことより悪いからです。 C1 は年数としてではなく、「ここは先に壊れる箇所ではない」と読んでください。

「5 年対 20 年」という当て推量は当たっていて、その理由は知る価値があります

ISO 10684:2004 は自分の言葉で、締結部品の溶融亜鉛めっきで得られる亜鉛の層は 「常に 40 µm を超える」と書いています。言い方に注意してください—— 40 は下限であって、目標値ではありません。 電気めっきの 8 µm と比べれば、少なくとも 5 倍の亜鉛です。 そして寿命が厚さにほぼ比例するなら、それは少なくともおよそ 5 倍の寿命です。C3 なら、 40 ÷ 2,1 = 19 年（速いほうの端）、40 ÷ 0,7 = 57 年（遅いほうの端）。

ですから掲示板の「電気めっき 5 年、溶融亜鉛 20 年」という当て推量は、言い伝えではありません。 それは厚さの比であり、この関係が十分に線形に近いので、比がそのまま渡っていくのです。

溶融亜鉛にお金を払うとき、何を買っているのかも分かります。より良い亜鉛ではなく、より多い亜鉛です。 そして ISO 10684 が同じ段落で続けて、めっきがこれだけ厚いために 「特別な限界寸法でねじを製造しなければならない」と書いている理由でもあります。 5 倍の時間をもたせるほど厚いめっきは、ナットが入らなくなるほど厚くもあります。

同じ規格は、ナットのねじをいつ切るかも決めていて、二つの方式のどちらを使ったかを部品に文字で刻ませます—— 溶融亜鉛めっきのナットは、めっきのあとでねじを切ります。 そのうちの二文字は、絶対に組み合わせて使ってはなりません。

これが見積りであって保証でない、四つの理由

以下はどれも規格自身から出ています。どれもこの算術を無効にしませんが、 どこまで信じてよいかを教えてくれます。

1. 割っている速度は「初年度」の速度です

ISO 9223 は第 7 節で率直です—— 「初年度の腐食速度を単純に外挿して長期の腐食挙動を予測することはできない。」 そして長期の指針値として ISO 9224 を指します。その規格は 1 より小さい時間指数で侵食を表します—— 亜鉛は自身の腐食生成物が表面に積もるにつれて遅くなります。

ですから速度が実際に落ちていくなら、この素直な割り算は寿命を過大にではなく過小に見積もります。 誤差の向きは望ましいほうです——けれどもそれは条件つきの結論であって、保証ではありません。 ISO 9224 自身が例外を挙げています。その指針値は平板の長期曝露から来ていて、 電気めっき、機械めっき、溶融亜鉛めっきはそれぞれ異なる挙動を示し、共通の指数はどれにも合わないことがあると警告し、 二酸化硫黄の多い環境では指数を 1,0 と取ること、つまりまったく遅くならないと仮定することを勧めています。

ですから「この算術はもともと安全側」を一般則として持ち歩かないでください。 滞水、凹んだ部分の薄いめっき、不動態化の失効、汚染のひどい場所は、真の答えを反対側へ押しえます。 そして上の C5 の欄——速いほうの端で 1 年未満——は、そもそも「長期の外挿」が扱うために作られた区間にすら入っていません。

2. 規格は、意図的にあなたの部品を扱いません

ISO 9223 の序文です——「この国際規格は、製品の設計と運用の方法を考慮しない。 それらが耐食性に影響するとしても、その影響はきわめて個別的で一般化できないからである。」

水がたまる止まり穴に締められたねじは、曝露架にぶら下がった平板の試験片ではありません。 雨のあと一日じゅう濡れたままの継手は、水の切れる隣の板より濡れている時間が長いのです。 規格は逃げているのではありません——自分が答えている問いの境界を示しています。 その境界の内側はすべてあなたのもので、たいていそこが結果を決めます。

3. その厚さは、どこでもその厚さではありません

これには ISO 4042 が名前を与えています。表 10 の注記が dog bone effect を記述しています——電気めっきは外側の縁に厚く、凹んだところに薄く付く。 規格が測定のために「基準面」を定義している理由でもあり、そのうえで明文でこう書いています—— 基準面の外で厚さが低いことは、不合格の理由にしてはならない。

あなたの 8 µm は、基準面の上での 8 µm です。ねじの谷でも、十字穴のなかでも、頭部の下でも、 それは正規に薄く、供給者は何も間違っていません。 部品が本当にさびる場所が凹んだところなら、図面のその数字は、この寿命の見積りを支配している数字ではありません。

4. 不動態化と上塗りは、この算術に入っていません

表 2 の速度は「金属としての亜鉛」の速度です。3 価の不動態化、封孔剤、有機の上塗りは表面の初期のふるまいを変え、 それがだいたい塩水噴霧試験が測っているものです。だからこそ 塩水噴霧の時間と使用寿命は別の量であり、 両者の換算は一度も成立したことがありません。 この頁の厚さの計算が答えている問いは、塩水噴霧槽が答えている問いとは違いますし、互いの代わりにもなりません。

年数を書く代わりに、これを書いてください

供給者に使用寿命を保証させないでください。彼らはあなたの大気を知りませんし、 ISO 9223 は自分がジオメトリを模擬しないと明記しています—— 年数を要求することは、その判断ができない唯一の相手に判断を投げることです。 引き渡せて、測れるものを指定し、環境についてのあなたの仮定は別に書き出してください。

• めっきと厚さの記号——たとえば ISO 4042 の亜鉛、記号 8
• 不動態化、そして封孔剤か上塗りを、名前で書く
• 重要な部位が凹んだところなら、厚さを部品のどこで測るかを明記する
• この部品が置かれると判断した腐食性区分を、区分の形で書き、どう判断したかを添える
• 水がたまる形状は、はっきり示す

こうすれば、見積りはあなたのもので、擁護するのもあなたです。供給者に求めるのは、彼らが本当に当てられるものになります。 そして部品が 2 年でさびたなら、現実と突き合わせられる、書かれた仮定が手元にあります。 誰も守れない約束の数字より、ずっと値打ちがあります。

これはこの連載がずっとやってきたのと同じ手です—— 形容詞を、指定された量に置き換える。 そしてその量を双方から見える場所に置くこと——調達でいえば、その場所は引合いそのものです。

この記事は六つの手順のどれか一つには収まりません。手順をまたいで出てくるか、組み付けたあとに出てくる話です。ここに行き着く判断がどこで下されているかはねじの決め方にまとめてあります。

よくある質問

亜鉛めっきは何年もちますか。

めっきだけで決まる答えはありません。ISO 9223:2012 が与える亜鉛の初年度腐食速度は、いちばん穏やかな区分で年 0,1 μm 以下、いちばん厳しい区分で 8,4 から 25 で、一方の上限はもう一方の上限の 250 倍、区分の全体では 2 桁以上ひらきます。できるのは見積りです——寿命 ≈ 厚さ ÷ 速度。8 μm の電気亜鉛めっきは C3 でおよそ 4 から 11 年、同じねじが C5 ではおよそ 1 から 2 年です。なお「海の近く」はそれ自体では区分になりません。大気中の塩化物、濡れの程度、遮蔽の状態によって、海辺の場所は C3 から CX のどこにでも落ちます。

溶融亜鉛めっきは、電気めっきより本当に 5 倍もちますか。

おおむねそうで、それは主に厚さの比であって「より良い亜鉛」ではありません。ISO 10684 は締結部品の溶融亜鉛めっきの層が常に 40 μm を超えると述べ、ISO 4042 の電気めっきの記号は 3 から 30 μm です。5 倍の亜鉛で、寿命が厚さにほぼ比例するなら、およそ 5 倍の寿命になります。同じその厚さが、ISO 10684 にナットのねじを大きく切ることを規定させている理由でもあります。

厚さを腐食速度で割ってしまってよいのですか。

一次見積りとしてはよく、何を割っているのかを分かっていることが前提です。ISO 9223 の第 7 節は、初年度の速度を単純に外挿して長期の挙動を予測することはできないと明記し、ISO 9224 を指します。亜鉛は腐食生成物が積もるにつれて遅くなるので、速度が実際に落ちるなら素直な割り算は寿命を過小に見積もる傾向があります。ただしそれは条件つきです——ISO 9224 の指針値は平板から来ていて、電気めっき、機械めっき、溶融亜鉛はそれぞれ違うふるまいをすると自ら警告し、二酸化硫黄の多い環境ではまったく遅くならないものとして計算することを勧めています。

規格はなぜ、私の部品を計算に入れてくれないのですか。

入れないと自分で言っているからです。設計と運用の方法は除外されていて、その言い方によれば、それらの影響は「きわめて個別的で一般化できない」からです。水がたまる止まり穴に締められたねじは、曝露架の平板の試験片ではありません。規格は、自分が答えている問いの境界を示しています。

8 μm を指定すれば、ねじ全体が 8 μm になりますか。

なりません。ISO 4042 の表 10 が与えるのは基準面の上での最小の局部厚さで、外側の縁に厚く凹んだところに薄く付く dog bone effect を記述したうえで、基準面の外で厚さが低いことは不合格の理由にしてはならないと明文で書いています。ねじの谷、十字穴のなか、頭部の下は、正規に薄くなります。

塩水噴霧の時間が長いほど、寿命は長いのですか。

換算に使える関係はありません。塩水噴霧は、同じ加速条件のもとで異なるめっきを比べるものです。この頁の厚さの計算は、等級づけられた大気のなかで亜鉛が消費されていく時間を見積もるものです。答えている問いが違いますし、その時間はもともと予測ではありません。