Corrosion 유형유형유형유형

1. Uniform Attack

부식 Medium에 노출된 금속표면 전 범위에서 균일하게 진행되는 가장 일반적인부식의 형태이다. 이 부식의 가장 대표적인 예는 대기중에 노출된 금속표면의 녹이다. 가장 일반적인 2가지 부식은 Acid(HCl, H2SO4, HF, H2PO4)에 의한 부식과고온에서의 Sulfur Compound에 의한 부식이다. 이 유형의 부식에서 가장 중요한요소는 부식 Medium의 농도이다.

2. Galvanic Corrosion

이종 금속이 접촉하고 있거나, 부식 Medium내에서 이종 금속이 전기적으로 연결된 경우 발생한다. 금속의 부식 경향은 전위차의 크기에 비례하며 전위차는 부식을 발생시키는 원동력이다.

이종 금속이 전해액 속에 있다면, 두 금속 중 표에서 위쪽에 있는 금속(Anodic)의부식속도가 Non-galvanic 상태에서보다 빨라지고, 아래쪽(Noble, Cathodic) 금속의부식속도는 혼자 부식되는 것보다 상당히 낮아지며 Galvanic Corrosion에 가장 큰영향을 주는 요소는 다음과 같다.o 전위차가 큰 금속의 쌍o Corrosive Medium의 전도도o 금속쌍의 거리o Anode와 Cathode의 면적비

Corrosive Medium의 전도도가 클수록 부식율은 커진다. 예를 들어 전위차가 큰금속쌍이 존재하여도, Corrosive Medium이 전도도가 낮은 증류수라면 부식률은매우 낮아진다. 그러나 물에 불순물, Salt등이 함유되어 있거나 산용액이라면, 전도도가 매우 높고 부식율도 상당히 높아진다.

금속쌍이 매우 근접해 있거나 접촉하고 있는 경우 부식율은 매우 높아진다.Cathodic 면적에 비해 Anodic 면적이 매우 작다면 Anode에서 매우 빠른 부식이진전된다. Copper 또는 Nickel 판재에 Steel Rivet이 사용된 경우와 Steel 판재에Copper 또는 Nickel Rivet이 사용된 경우의 예를 보면 Steel Rivet은 넓은

Cathode (Copper 또는 Nickel 판재)면적으로 인해 심한 부식이 발생한 반면,Steel 판재의 경우에는 Cathode(Copper 또는 Nickel Rivet) 면적이 적어 부식이매우 적게 진행된다.

이종 금속간의 부식은 값싼 재질로 제작된 희생 양극을 이용하거나 Neoprene,Nylon, Asbestos와 같은 절연 Washer 또는 Sleeve를 사용하여 부식을 방지할수 있다.

3. Crevice Corrosion

부식환경에 노출된 금속구조물의 좁은 간극부에서 생기는 부식현상을 CreviceCorrosion라고 하는데, 부식물질의 농도차에 의해 부식이 발생한다는 사실을 제

Galvanic Series

MagnesiumZink

AluminumMild Steel

Wrought IronCast Iron

Stainless Steel, Type 410(Active)Stainless Steel, Type 316(Active)

Muntz MetalAdmiralty

Aluminum BrassCopper

Aluminum BronzeNickelInconel

Stainless Steel, Type 410(Passive)Stainless Steel, Type 316(Passive)

MonelHastelloy C

Titanium

小小小小

大大大大

외하면 Galvanic Corrosion과 비슷하다. Rivet, Bolt, Washer, Gasket, 침적물과 같은 불규칙한 표면에 의해 발생한 틈이 부식물에 노출되어 있다면, 심한 국부 부식을 야기한다. 이 유형의 부식은 Concentration-Cell(농도전지) 또는 ContactCorrosion이라 부르기도 한다. Crevice Corrosion을 방지하는 가장 좋은 방법은간극을 가능한 만들지 않는 것이다.

4. Pitting Corrosion

금속표면의 국부에서만 일어나면서 내부로 진행하고 부식 속도가 대단히 빠르다.설비에 아주 치명적인 부식 형태이나 외관상 부식된 국부이외의 부분은 거의 처음상태를 유지하고, 전면부식을 일으키는 조건에서 Pitting Corrosion은 일어나지않는 것이 특징이다. Pitting Corrosion이 발생하며 설비의 전체적인 부식이 아주미미하여도, 아주 짧은 시간에 손상되어, Leaking등의 고장을 유발할 수 있다.

부식에 저항성이 큰 Oxide Film을 갖고 있는 304계열 Stainless Steel, Al과 같은Alloy는 Film이 손상된 경우 Pitting Corrosion에 매우 취약하다. 316, 317계열Stainless Steel는 Halide 환경에서 Pitting 부식을 방지하기 위해 Pitting 경향을감소시키는 Mo이 첨가된 Alloy이다.

Pitting은 Scale이 제거되었거나, Crevice에 침전물이 축적된 국부적인 면적에서발생한다. 강의 경우에는 Pitting은 Cl-와 같은 음이온과 관련이 있으며 표면이어느정도 불균일한 것이 원인이 된다.

5. Intergranular Corrosion

Stainless Steel의 미세 조직에서 입계(Grain Boundary)를 따라서 일어나는 부식침투 현상으로 특정한 열 사이클에 의해 입계에 Carbide, Nitride 등의 금속간 화합물이 석출되고, 이로 인해 Cr이 고갈된 입계 바로 옆의 매우 좁은 영역에 크롬이 확산 될 수 있는 시간이 충분하지 못 할 때 일어나는 현상이다. 따라서 입계 자체가 부식침투의 장소가 아니고 입계 바로 옆의 크롬농도가 매우 낮은 영역이 부식침투의 영역이 된다.

Stainless Steel에서 이러한 Intergranular Corrosion을 막기 위해서는 주로 3가지방법이 사용되고 있다.

첫째는 고용화 처리에 의하여 미세조직의 균질화를 얻은 다음 급냉하는 방법이다.이 방법은 현장에서 용접 되는 경우는 불가능 하다.둘째는 Ti, Nb 같은 원소를 첨가하여 입계를 안정화 시키는 방법으로 이러한Stainless Steel으로는 321, 347, 348계열의 Austenite Stainless Steel등이 있고,페라이트계에 409, 436, 444 Ferrite Stainless Steel 등이 있다.세째는 탄화물 형성의 주원소인 탄소를 0.03% 이하로 매우 방법으로, 304L, 316L계열의 Stainless Steel 등이다.

6. Stress Corrosion Cracking(SCC)

Stress와 Corrosion이 특정한 부식환경과 인장응력의 동시 작용으로 일어나는금속부식 파괴기구이다. Stress는 가공, 현장설치를 위한 용접 잔류응력, 운전중의 열 응력 등이 될 수 있고, Corrosion은 심한 국부 부식이다. 표면에서 발생한국부부식 부위는 Stress의 집중부위로 작용하며 갑자기 발생하고, 수리가 불가능하다. Crack은 Alloy의 종류, 부식환경등에 따라 Transgranular 또는 Intergranular형태로 나타난다.

Austenitic Stainless Steel은 Hot Cl 환경에서 SCC에 매우 취약하다. 공정 유체중에 존재하는 Cl는 습기가 있는 경우 공정 운전정지 중에 SCC를 유발한다. ClSCC는 일반적으로 Transgranular Type이다. Cl SCC는 액상에서 발생하며,Liquid Water가 존재하는 최대 온도에서 좀더 심한 문제를 야기한다. Monel,Inconel, Incoloy는 SCC에 저항성이 있다.

7. 선택부식선택부식선택부식선택부식 (Selective Leaching)

주로 합금에서 일어나는 현상으로 어느 특정 성분 금속만이 부식되는 현상이다.잘 알려진 예는 15 % 이상의 Zn 이 함유된 황동(Brass : Cu-Zn 합금)에서 Zn이선택적으로 부식되는 것으로 탈아연 부식 (Dezincification) 이라 한다. 황동은 고온 산화에 의해서도 Zn 이 선택적인 산화가 일어나는데 이를 고온탈 아연 현상( Dezincing) 이라 한다.

탈 아연화 현상의 Mechanism 은 세 단계로 구성된다.1단계 : Brass 가 용해된다.2단계 : Zn 이온은 용액에 머문다.

3단계 : Copper는 Plate로 되돌아 온다.

Dezincification의 형태로 Plug Type과 Layer Type이 있다. Layer Type은 넓은 면적에서 좁고 긴 형태인 반면, Plug Type은 Round형의 큰 Pit과 비슷한 형태이다.Cooler 및 Condenser의 Admiralty 또는 Aluminum Brass Type Tube 및Tubesheet에서 발생하며 억제 방법은 유체 흐름을 개선하여 정체부위의 제거,중화제 사용을 통한 pH 조절, Tube 재질 개선(90-10 Cu-Ni, 70-30 Cu-Ni 및Monel)등이 있다.