마손 부식 (찰과 부식, Fretting Corrosion) 의 개념과 원리

마손 부식(찰과 부식, Fretting Corrosion)

마손 부식(Fretting Corrosion)은 찰과부식이라고도 하며 마찰에 의해 산화물 층이 벗겨지고 산소에 접하는 금속이 다시 산화되는 과정이 반복되는 화학적 반응이다. 마손 부식은 전기화학적이라기 보다는 순수한 화학적 부식이라고 할 수 있으며, 마손부식에 의한 생성물은 수산화물이 아닌 산화물(강의 경우 Fe2O3 등)이 생성된다.

 

마손부식(Fretting Corrosion)은 한쪽 또는 양쪽이 금속이며, 서로 접합한 두 개의 표면이 눌려서 마모되고, 거기에 부식이 발생되는 현상을 말한다. 접촉면에 수직압력이 발생하고, 윤활제가 없는 경우 진동 등에 의해 서로 움직이며 발생한다.

Fig.1 마손부식(Fretting Corrosion)의 발생원리

Fig.2 마손부식 발생, Fig.1 결과 위와같은 상황이 되며, 반복된다.

Fig.1, Fig.2와 같이 주로 한쪽 표면에 있는 요철이 다른 표면의 부동태 층에 자극을 주어 손상을 입히며, 접하게 된 금속은 다시 산화되고, 요철에 의해 다시 손상되며 반복 결과 부식이 진행된다. 이러한 과정에서 마손부식은 다른 부식과는 다르게 수분이 필요하지 않고 산소를 필요로 한다.

 

마손부식의 특징

마손 부식은 액상보다 기상 중에서 발생하기 쉬우며, 수분 또는 수증기가 존재할 경우 금속표면에 흡착되어 윤활작용을 주어 마손 부식이 생기지 않는 특징을 가진다. 엔진, 자동차부품, 볼트, 넛트 등 하중이 걸려 진동이나 상대 운동이 반복적으로 일어나는 곳에서 발생하며, 그 결과 구멍이나 홈이 만들어진다.

 

마손부식 방지하기 위해 윤활유나 그리스 등을 사용하도록 하고, 접촉면이 서로 닿지 못하도록 개스킷 사용, 부하를 크게 만들어 움직임을 방지하기도 한다.