『부식(corrosion)의 정의, 3요소, 종류, 사례 및 방지』에 대하여

소개글

『부식(corrosion)의 정의, 3요소, 종류, 사례 및 방지』에 대하여에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 부식의 정의

2. 부식의 3요소

3. 부식의 종류

4. 부식의 사례

5. 부식의 방지

본문내용

부식전위보다 비(卑)하게 함에 따라 수명이 짧아지므로 HE이다.
그림. 응력부식균열
-응력부식균열(stress corrosion cracking, SCC)방지법
: SCC의 필수요소로는 Suserptible alloy, Corrosive, Environment, Tensile stress의 3작용이 동시에 있어야 일어나므로 세가지 중의 한가지의 인자를 제거하면 방지가 가능하다.
㉠ 염소이온농도,사용온도의 하향㉡ 용존산소, 산화물질의 제거㉢ 표면부착물의 제거(수시청소)
㉣ 구조상 응력이 집중되는 모양이나 틈새를 피할 것
㉤ 용접 또는 가공 후 응력제거 열처리 실리(주로 용접부 근처에서 발생)
㉥ 쇼트피닝에 의한 압축응력부여
㉦ 적절한 재질 선택
(페라이트강은 SCC가 발생하지 않으나 강도가 낮으므로 신중한 고려가 필요하고 MO가 첨가되어 Pitting 성을 개선한 강종이다 고 Ni계 오스테 나이트강이 유리함, 최근에는 강도와 SCC성, 내식성을 동시 개선한 Duplex강이 개발되어 사용 중임)
9)수소취성 및 수소균열
-수소취성은 전위를 고정시켜 소성변형을 곤란하게 하는 원자상 수소(原子狀水素)에 의해 생기는 금속의 취성이다. 재료내부에 공동(空洞, cavity)이 있으면 그 표면에서 접촉반응에 의해 분자상수소를 발생시켜 고압의 기포를 형성하게 된다. 이와 같은 브리스터(blister)는 스텐레스 칼에서 종종 볼 수 있다. 수소에 의해 취화된 강에 어느 임계값 이상의 인장응력이 가하여지면 수소균열이 발생한다. 이러한 임계응력은 수소함유량이 증가함에 따라 저하하며 때로는 필요한 인장응력이 수소자체에 의해 생기고 수소균열은 외부부하에 관계없이 생긴다.
원자상 수소는 금속자체의 부식 또는 보다 비(卑)한 금속과의 접촉에 의해 생긴다. 또한 수소는 산세(酸洗), 음극청정(cathode cleaning), 전기도금과 같은 공업적 공정에서 금속중으로 녹아 들어간다. 강의 수소취성은 Bi, Pb, S, Te, Se, As와 같은 원소가 존재할수록 더 잘 일어나게 된다. 그 이유는 이들 원소들이 H+H=H2의 반응을 방해하여 강표면에 원자상 수소농도를 높게 하여 주기 때문이다. 황화수소(H2S)는 석유공업에서 부식균열의 원인으로 된다. 수소균열은 탄소강에서 생기며 특히 고장력 저합금강, 마르텐사이트계 및 페라이트계 스텐레스강 및 수소화물(hydride)을 만드는 금속에서 현저히 발생한다. 마르텐사이트 구조인 고장력저합금강의 경우, 약간 높은 온도 즉 250℃대신에 400℃에서 템퍼링하면 수소취성 감수성을 저하시킬 수 있다. 비교적 고온에서 템퍼링하면 Fe24C와 같은 조성을 갖으며 수소를 간단히 흡수하는 특수한 템퍼링 탄화물인 소 탄화물로부터 일반적인 세멘타이트가 생성한다. 수소취성은 음극분극에 의해 SCC와 실험적으로 구별할 수 있다. 이는 음극분극이 수소발생에 의해 수소취성을 조장하지만 SCC는 억제하기 때문이다.
10)대기부식(大氣腐蝕 ; atmospheric corrosion)
-Fe가 대기 중에 노출되었을 때, 습기가 존재하지 않으면 거의 부식이 되지 않는다. 예를 들어 사막지대에 Fe가 놓이게 될 경우 오랜 시간동안 부식이 되지 않고 보호될 수 있다. 또한 부식과정은 전해액이 존재하지 않으면 진행될 수 없다. 따라서 물 또는 수용액의 온도가 응고점(凝固點)이하고 내려갈 경우 부식은 거의 발생하지 않는다. 얼음은 전기 전도도가 대단히 낮기 때문이다. 그러나 대기부식의 발생은 대기의 습기함량에만 의존하는 것이 아니라 대기 중에 존재하는 먼지함량(dust content) 및 가스 상태의 불순물 등에 의해서도 변화되는데 이러한 것들은 습기가 금속표면 상에 쉽게 응축할 수 있도록 도와준다.
4. 부식의 사례
▶ 체수가 쉬운 구조 부위의 부식
- 거세트 플레이트와 플랜지등의수평면
☞ 물 빠짐이 나쁘므로 부식이 발생하기 쉬움
☞ 염분, 융빙제 등이 부착하기 쉬움
▶ 볼트이음부의 틈, 다이아프램 개구부의 빗물침입
▶ 도막품질의 확보가 어려운 부위의 부식
☞ 현장이음부, 볼트머리와너트, 리벳머리돌출부
☞ 가스 절단된 부재의 모서리부
부식사례 1 부식사례 2
부식사례 3 부식사례 4
부식사례 5 부식사례 6
5. 부식의 방지
-부식제어의 일반적인 방법
1) materials selection(재료의 선택)금속재료 : 공업용 부식저항 재료를 선택할 때 적용되는 일반적인 규칙
① 환원성 혹은 비산화성 분위기를 만들기 위하여 니켈, 구리 합금의 사용
② 산화성 분위기를 만들기 위하여 크롬 합금의 사용
③ 강력한 산화성 분위기를 만들기 위하여 티타늄과 그 합금을 사용
-좋은 부식저항을 나타내는 금속과 환경의 조합
① 스테인레스강 - 질산
② 니켈과 그 합금 - 가성
③ 모넬 - 불화수소산
④ 하스텔로이 - 고온의 염산
⑤ 납 - 묽은 염산
⑥ 알루미늄 - 오염되지 않은 대기
⑦ 주석 - 증류수
⑧ 티타늄 - 고온의 강한 산화용액
⑨ 탄탈륨 - 극한 저항
⑩ 강 - 진한 황산
비금속재료 : 플라스틱, 고무와 같은 고분자재료, 세라믹재료
비금속재료는 주로 라이너, 가스킷, 코팅 등의 형태로 부식제어에 사용
2) Coatings 코팅(피복)
부식을 방지하거나 감소시키기 위해 금속, 무기물 및 유기물 피복이 금속에 사용
3) Design 설계
설비의 적절한 공업적 설계
-일반적인 부식에 대한 중요한 설계 규칙
① 두께를 고려 - 기계적 강도와 더불어 부식의 침투작용의 고려
② 균열부식을 줄이기 위하여 리벳보다는 용접의 사용
③ 전기적 접촉의 방지 - 갈바닉 부식
④ SCC를 방기하기 위하여 과다한 응력과 응력집중을 방지
⑤ 유체가 흐르는 곳에서 날카로운 굽힘을 피하도록 - 마식방지
⑥ 빨리 부식되는 곳은 교체가 가능하도록 등등
4) Environment control (환경의 개선) : 환경이 중요
-부식을 줄이는 방법
① 온도의 감소
② 액체속도의 감소
③ 액체로부터 산소의 제거
④ 이온농도의 감소 등
5) 음극 및 양극보호
-음극보호 : 희생 양극을 연결시키거나 직류전압을 걸어서 음극으로 만들어 금속을 보호
-양극보호 : 외부에서 양극 전류를 가해 부동태피막이 생성되어 금속이 보호된다.

키워드

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