モネルの基本的性質

モネル（Monel）は、ニッケルと銅を主成分とする高耐食合金です。一般的にはニッケルを約65〜70%、銅を約30%含み、必要に応じて鉄やマンガン、シリコンを少量添加しています。高い靭性と強度を持ち、酸・アルカリ・海水など幅広い環境で優れた耐食性を発揮します。

性質数値（代表値）備考
主成分Ni–Mo–Cr系ニッケル基耐食合金
密度約8.9 g/cm³ 高密度で剛性が高い
融点約1350–1400 ℃高温に強い
引張強さ約690–785 MPa（Hastelloy C-276）高強度
ヤング率約205 GPa弾性に優れる
熱膨張係数約12 × 10⁻⁶/K熱変形が少ない
電気抵抗率約12 μΩ·cm導電性は中程度

モネルは、機械的強度と耐食性を両立できる金属として知られています。海水ポンプ、熱交換器、バルブ、化学装置など、過酷な環境での信頼性が求められる用途に使用されています。

モネルの耐食性

モネルは、海水や酸性・アルカリ性溶液など、幅広い腐食環境に強い金属です。特に、塩化物イオンによる孔食や応力腐食割れに対して優れた耐性を示します。さらに、酸化性および還元性のどちらの条件下でも比較的安定しており、腐食環境が変化する条件でも長期間の使用に耐えます。

耐食性が発揮される主な環境

  • 海水環境：塩化物による孔食・隙間腐食に非常に強い。
  • 酸性環境：硫酸・フッ化水素酸を除く多くの酸に耐性を持つ。
  • アルカリ環境：苛性ソーダなど強アルカリ溶液でも安定。
  • 還元性環境：還元性酸中でも耐食性を維持。
  • 高温酸化環境：酸化皮膜が安定し、高温下での腐食進行を防止。

ただし、モネルは強い酸化性酸（たとえば濃硝酸など）には不向きです。そのため、使用環境に応じて他のニッケル合金（インコネル、ハステロイなど）と使い分けられます。

モネルが耐食性に優れている理由

モネルの耐食性は、ニッケルと銅の固溶体構造によって形成される安定した保護皮膜にあります。
この皮膜は非常に緻密で、酸素や塩化物イオンの侵入を防ぎます。また、局部的に損傷しても再酸化によって自己修復されるため、長期的に金属表面を保護します。

さらに、ニッケルが酸化・還元環境での化学的安定性を高め、銅が海水環境での耐食性を強化するという相乗効果により、幅広い条件下で安定した性能を発揮します。

酸化皮膜の特性

  • 自己修復性
    表面が酸化しても、酸素や水分との反応により酸化皮膜が再生し、腐食を防ぎます。
  • 緻密さ
    酸化皮膜は非常に薄いながらも、塩化物や硫化物の侵入を抑えます。
  • 化学的安定性
    中性・アルカリ性・還元性環境で特に安定し、腐食速度が低いです。

このように、モネルは「海水環境に最も強い合金の一つ」として知られています。その信頼性の高さから、船舶部品、化学プラント、発電設備、医療装置など、多くの分野で採用されています。

モネル特性を機器に付与できる、カンメタエンジニアリングの防食溶射技術

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これら溶射材にて機器へ溶射を施すことによって、特定の部分に各金属が持つ特性を付与することが可能です。

製油所、石油化学プラントなどの分野における防食溶射のパイオニアとして、50年以上にわたり経験・ノウハウを培ってきました。国内ほとんどの大手製油所・石油化学会社様のプラントへの施工実績があり、これまでの施工事例は延べ一万基にも及んでいます。

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