食器洗い機の電気腐食とは何ですか?

ステンレス鋼のナイフ、フォーク、スプーン - を攻撃する隠された電気化学の戦いとその勝利方法。

キラリと光る食器を期待して食洗機を降ろします。その代わり、フォークには小さな茶色の穴があり、ナイフには粗い灰色の斑点が見られます。 「でも、ステンレスだよ！」とイライラが募ります。犯人は多くの場合、電気腐食、食器洗い機の高温、湿った、化学的に攻撃的な環境で繁栄する電気化学現象。この記事では、ステンレス鋼のカトラリーに対するガルバニック攻撃の背後にある科学を詳しく分析し、スプーンや刃が脆弱である理由を説明し、食器類を何十年も新品の状態に保つための実用的で研究に裏付けられた戦略を提供します。

ガルバニック (またはバイメタル) 腐食は、次の場合に発生します。2つの異なる金属電気的に接続されており、電解質。食器洗い機は、アルカリ性洗剤、溶解塩、食品の酸を多く含む熱水など、完璧な電解質を提供します。この湿式電池では、貴金属の低い (活性の低い) 金属がアノードとなって優先的に腐食しますが、貴金属の高い (活性の低い) 金属は陰極として機能し、保護されたままになります。駆動力は、ガルバニック系列上の 2 つの金属間の電位差です。

海水のような条件では、ステンレス鋼 (不動態状態) は、銀や銅に近い、貴族のランクの比較的高い位置にあります。ただし、不動態酸化クロム皮膜が塩化物、高 pH、または機械的摩耗によって損傷すると -、下にある鋼はさらに活性化します。ここで、ガルバニック攻撃が潜行性になります。金で装飾されたプレートや銀のバターナイフなど、より貴金属に触れると、酸化層の小さな亀裂がフォーク全体を陽極に変える可能性があります。

図 1: 食器洗い機の設定での簡略化された電解腐食セル。貴金属 (陰極) は無傷のままですが、貴金属 (陰極) は腐食します。洗剤が豊富に含まれた水は、導電性媒体として機能します。

最新の食器洗い機は、熱 (60 ～ 70 度)、強力なアルカリ性洗剤 (pH 10 ～ 12)、および軟水を組み合わせて使用​​します。このトリオは、ステンレス鋼上の不動態酸化クロム皮膜を積極的に不安定化します。アルカリ水酸化物は酸化物を化学的に攻撃しますが、食用塩や硬水の残留物からの塩化物イオンは微細な欠陥に侵入し、トリガーを引き起こします。孔食。 2 番目の金属が存在すると、たとえ接触していなくても、ガルバニック対によって局所的な攻撃が劇的に加速する可能性があります。

食洗機特有の要因としては、再生塩軟水器に使用されます。塩コンパートメントが漏れたり残留物が残ったりすると、塩化ナトリウムが電解質を直接濃縮し、導電率と塩化物の攻撃性を劇的に高めます。同様に、酸性の食品の残りカス（酢、柑橘類）は局所の pH を低下させ、カトラリーの表面に有害な微環境を作り出します。

図 2: 電気腐食を最小限に抑えるための負荷戦略。食器洗い機のカトラリーバスケット内では、ステンレススチールと銀、アルミニウム、または銅のアイテムを常に隔離してください。

あなたのカトラリーは、完璧な合金の一体構造ではありません。ナイフの刃はより硬いマルテンサイト系ステンレス鋼 (例: 420、1.4116) で作られることが多く、フォークやスプーンにはオーステナイト系 18/10 (304) または 18/8 グレードが使用されます。特に溶接で異なる溶加材が導入された場合、ブレードとハンドルの接合部にマイクロガルバニ対が生じる可能性があります。しかし、本当のリスクは食器洗い機のバスケットで発生します。そこでは、ステンレス鋼のスプーンにもたれた銀のバターナイフが巨視的なガルバニックペアを形成します。

次に何が起こるでしょうか？ステンレス鋼は、その不動態皮膜が無傷であれば、陰極として機能し、実際には守る銀（銀の変色は、多くの場合、別の硫化反応によって起こります）。ただし、ステンレス鋼の表面がセラミックプレートによって傷付けられたり、塩化物によって損傷されたりすると、特に金縁のカップのようなさらに高貴な素材に触れると、役割が逆転して陽極になる可能性があります。結果が特徴です穴あき、エッチングされた外観まさにコンタクトゾーンにあります。多くのサイクルを繰り返すと、これにより刃物が弱くなり、細菌が住み着く粗い表面が形成されます。

もう一つの見落とされている貢献者は、炭素鋼残留物。カトラリーをスチールウールでこすると、微細な鉄の粒子がステンレスの表面に埋め込まれます。食器洗い機では、これらの粒子が陽極として機能して腐食し、小さな錆の汚れが残りますが、これはステンレス自体が錆びていると誤診されることがよくあります。これはやはり電解腐食ですが、「第 2 の金属」は埋め込まれた鉄です。

食器洗い機内のガルバニックシリーズは静的ではありません。それは温度、pH、および特定の洗剤の配合によって異なります。高アルカリ性洗剤は、ステンレス鋼の腐食の可能性をより活性な状態に移行させる可能性があります。銅ベースの装飾要素 (ヴィンテージのカトラリーによく見られる) が近くにある場合、電位差は 0.5 V - を超え、破壊的なガルバニック電流を引き起こすのに十分です。興味深いことに、標準の 18/10 の安全ウィンドウは比較的狭いです。の追加2-3% モリブデン316 ステンレス鋼は塩化物孔食に対する耐性を大幅に高め、耐食性カトラリーのゴールドスタンダードとなっています。食器洗い機を頻繁に使用する場合は、Mo を含む 18/10 で作られた食器 (多くの場合「マリングレード」または「耐酸性」として販売されています) を選択することは長期的な投資になります。

1. 異種金属を分離する:銀、アルミニウム、または銅の製品をステンレス鋼と直接接触させないでください。カトラリー バスケットの個別のコンパートメントを使用するか、家宝の銀を別々に積み込んでください。
2. 中性洗剤を選択してください:酵素ベースまたは低アルカリ性 (pH 7 ～ 9) の食器洗い機用洗剤を選択してください。水酸化ナトリウムを含む強力な市販製品は、酸化層を劇的に不安定化します。
3. スチールウールは避けてください。非金属スクラバーを使用してください。鉄粒子が埋め込まれている場合は、クエン酸ベースのステンレス鋼クリーナーを塗布してカトラリーを不動態化し、遊離鉄を選択的に除去します。
4. 濡れたカトラリーを放置しないでください。食器洗い機から直ちに取り出し、可能であれば手で乾燥させてください。湿気が長時間続くと、食品残渣の下の隙間腐食が促進されます。
5. 以下を検査および保守します。初期のピットの兆候を定期的にチェックしてください。小さな茶色の斑点を見つけた場合は、柔らかい布と非研磨性のステンレススチール磨き剤で優しく磨いて不動態を回復してください。
6. 戦略的にアップグレードする:頻繁に使用する器具には、電気接触に対するセラミックバリアを追加するために、モリブデンを含む 18/10 または高品質の PVD ​​コーティングされたステンレス鋼 (以前の分析で詳しく説明したとおり) を投資します。

食器洗い機のガルバニック腐食は、科学的に文書化された現実の現象です-。神話ではありません。ただし、これは避けられないものでも、低品質のステンレス鋼の兆候でもありません。原因となる電気化学的条件を理解することで、正確かつ低労力で対策を講じることができます。金属を分離し、穏やかな化学薬品を選択し、カトラリーの受動的皮膚を修復するために必要な酸素を与えます。あなたのナイフ、フォーク、スプーンは、何十年にもわたって、食事のたびに、完璧なサービスを提供してきたあなたに報いるでしょう。

覚えておいてください、目標は食器洗い機を恐れることではなく、隠されたバッテリーを出し抜くそれがその中に形成されます。荷重の習慣を少し変えるだけで、高価な合金よりも強力になる可能性があります。

 

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