濡れたままの鉄はなぜそこだけ錆びる？

鉄のフライパンを濡れたまま置いておくと、水が残っていた所から赤く錆びてきます。乾いていた所は錆びないのに、水がついた所だけ錆びるのはなぜですか？

鉄の表面に残った水の中で、鉄を溶かす小さな電池のような反応が進むからです。

水の中にできる小さな電池

濡れた鉄の表面では、場所によって役割が分かれます。鉄が鉄イオンになって溶け出す所と、鉄から流れてきた電子を酸素と水が受け取り、水酸化物イオンができる所です。

電子は鉄の中を、イオンは水の中を動くので、全体がひと続きの回路になります。電池と同じつくりで、局部電池と呼ばれるものです。溶け出した鉄イオンは、水酸化物イオンや酸素と反応して、水を含んだ酸化鉄になります。これが赤錆です。

乾いた所には、イオンが動ける水がありません。電池の回路がつながらないので、反応はほとんど進まないのです。水が残っていた所だけが錆びるのは、このためです。

目に見えないほど薄い水の膜でも、電池の通り道になります。鉄が錆びやすくなるのは、一般に湿度が60〜70%ほどを超えたときです。

表面に塩やほこりが付いていると、もっと低い湿度でも錆が出ます。塩は水を吸って膜を作りやすくするうえ、水に溶けて電気を通しやすくするからです。

鉄のフライパンや包丁を、使ったあとに拭いてよく乾かすのは、電池の通り道になる水を残さないためです。

工場の配管には、中を流れる液の温度を保つために保温材を巻き、その外側を薄い金属板のカバーで覆います。

カバーの継ぎ目や傷から雨水が入ったり、結露したりすると、保温材が水を含んだままになります。配管の表面に水の膜が残り続け、外から見えない所で錆が進むのです。保温材下腐食（CUI）と呼ばれ、穴があいて中のガスや液が漏れる事故の原因になります。

ただし、工場の配管はとても長く、保温材をすべてはがして確かめるのは現実的ではありません。そこで、漏れたときの影響の大きさと錆びやすさから、点検する順番を決めます。

最初に探すのは、カバーのはがれや継ぎ目の傷みなど、水が入った疑いのある所です。怪しい所は保温材を外して見たり、超音波で配管の厚さを測ったりして、錆の進み具合を確かめます。カバーの継ぎ目から水を入れない工夫や、配管の錆止めの塗装も対策です。

鉄が錆びるのは、表面の水の中で、鉄を溶かす小さな電池の反応が進むからです。工場でも、配管のまわりに水を残さない工夫と見えない所の点検で、この電池が働く場所を減らしています。