부식(corrosion)

1 부식
 1) 부식의 정의
   - 금속이 주변의 물질, 환경에 의해 화학 작용을 일으키고 이에 따라 변질(변화)되면서 금속자체가 소모되는 현상.
   - 산소등의 산화체와 반응하여 금속이 전기화학적으로 산화되는 것을 말한다.
 2) 부식의 특징
   - 파이프의 경우 내면부식과 외부부식이 있는데 내면부식은 염화물에 의한 부식이 있으며 외부부식은 일반적인 부식(건식과 습식 부식)이 있다.
   - 높은 응력을 받는 강재는 제하상태보다 더 빨리 부식되는데 이를 응력부식(Stress corrosion)이라 한다.
3) 부식과 침식
   - 부식(corrosion)은 침식(erosion)과 구분되는데 침식은 중력, 생물, 유동체에 의해 지표가 깎이거나 광물입자가 떨어져나가는 현상을 말한다.

 

2 부식의 종류
 1) 건식부식
   - 고온산화부식
   - 고온가스부식

 2) 습식부식 : 보호성 피막의 국부적 손상이나 불균일한 접촉환경, 박테리아등에 의해 발생
  ① 전면부식/균일부식(uniform corrosion) : 전체적으로 균일하게 마모에 의한 부식
  ② 입계부식(intergranular co-)
    - 오스테나이트강 입계탄화물이 석출될때 발생
    - 오스테나이트계 스테인레스강이 열처리 되었을때 입계에서 크롬이 탄소와 반응을 일으킴으로 입계주위를 따라 크로밍 고갈되는 경우
    - 예민화처리(sensitization treatment)라고도 불림
  ③ 공식(Pitting co-) : 표면 피막의 파괴로 발생
  ④ 내부응력부식 : 인장응력등 내부응력으로 부식
  ⑤ 2종금속부식(갈바닉부식(galvanic cor-) / 접촉부식)
    - 2개의 다른금속이 접촉하여 두 금속중 이온화 경향이 큰 금속이 더 빠르게 부식되는 현상
    - 먼저 부식되는 금속을 양극(anode), 부식되지 않는 금속을 음극(cathode)이라함.
  ⑥ 홈부식(grooving co-)
    - 홈부식은 ERW방법으로 제조된 강관에서 발생되는 부식
    - 용접시 발생되는 조직간(용접부, HAZ, 모재) 특성차이로 전기화학적 활성이 상대적으로 차이가 발생하여 용접부만 선택적으로 부식이 일어나는 현상
    - 용접선을 따라서 V형상으로 국부적으로 발생한다.

3 부식의 원인
 1) 내적원인
   - 금속조직의영항 : 결정상태에 따라 부식의 촉진결정
   - 가공영향 : 금속의 결정구조를 변형하여 부식을 촉진함
   - 열처리영향 : 잔류응력이 제거되면 구조적안정으로 내식성이 향상된다.

 2) 외적원인
   - 산도 영향 : pH4 이하에서는 보호피막이 파괴됨
   - 용해 성분 영향 : 가수분해에 의한 부식
   - 온도의 영향 : 80도까지는 부식촉진됨.

 

4 부식의 방지
 1) 표면피복
   - 아스팔트 콜타르, 플라스틱 라이닝, 방식테이프, 전기방식법, 폴리에틸렌 피복

 2) 유전방식
   - 외부전원 : 외부에서 전원을 연결하여 전자를 주입하는 방식.
   - 유전양극에 의한 방식(희생양극재 적용) : 음극방식의 일종으로 방식하는 금속재를 음극으로 하고 그보다 이온화 경향이 큰 금속을 양극으로 하여 접촉시키고 여기에 전기를 통하여 방식하는 방법.
     * 희생양극재적용 예시 : Mg등 배관에 설치

 3) 기타방식
   - 배관재선정 : 동일계선정
   - 온도제어 : 50도이상에서 부식촉진되므로 그 이하에서 운전
   - 용존산소제거
   - 방식재투입 : 규산인산계 방식제등