전기 방식 의 개념과 원리 Part.2(희생양극법)

전기방식의 개념과 원리

전기방식은 보호하고자 하는 금속의 부식을 방지하기 위해 직류전원에서 구하는지 혹은 타 금속과의 조합에 의해 전지를 구하느냐에 따라 2가지로 나눠진다. 전기방식의 종류로 크게 희생 양극법과 외부 전원 법이 있고, 여기서 다시 심매전극법, 천매 전극 법, 배류법(선택/강제)으로 나누어진다.

 

음극 방식 법을 사용할 때 보호하고자 하는 금속에 전류를 주면 인접하는 금속체에 전식이 생기기도 한다. A를 방식 하기 위해 B의 양극을 설치하게 되면, C의 금속체는 전류의 통로가 되어 전류 유출부는 부식되게 되며, 이를 음극 방식의 간섭이라고 한다. 간섭은 전류가 금속체를 지나는 금속의 저항이 적은 경우 일어나므로 해수보다는 지하매설 같은 비저항이 높은 경우 발생한다.

 

Fig.1 전기방식을 잘못 사용하면 다른 배관의 부식을 유도할 수 있다.

 

희생 양극법(유전 양극 방식)

희생 양극법(유전 양극 방식)은 토양 중의 방식 배관보다 전위가 낮은 금속을 양극으로 사용하여 방식 배관과 전선으로 연결하고 양극과 배관 사이의 이종 금속 전지 작용(Galvanic Corrosion)을 유도하는 방식 배관으로 전류를 유입시켜 부식을 방지하는 방법이다.

 

Fig.4 희생양극법 예시

 

이 방법은 유효 전압차(금속 간 전위차)가 작기 때문에 토양 비저항이 높은 장소에서는 많은 수의 양극을 필요로 하지만, 다른 시설물에 간섭의 영향을 미치지 않는 안전한 방법이다. 주로 철(Fe)을 보호하고자 할 때의 양극재료는 철과의 전위차가 큰 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 알루미늄(Al) 등이 사용되며, 구리(Cu)에 대해서는 철(Fe), 알루미늄(Al)에 대해서는 아연(Zn)을 사용한다.

 

양극으로서 그 역할을 장기간 유지하는 것이 필요하며, 따라서 특별한 양극용 합금이 만들어진다. 철의 경우 Mg-Al-Zn합금, Al-Zn합금(인듐(In), 주석(Sn) 등 소량 첨가), Zn-Al합금(카드뮴(Cd), 수은(Hg), 인듐(In) 등 소량 첨가) 등을 사용한다. 마그네슘(Mg) 합금은 철과의 전위차가 커서 양극으로써 역할을 잘 수행할 수 있으나, 자기 부식량이 많아 장시간 사용에는 어려워 해수에서는 주로 아연(Zn) 또는 알루미늄(Al)을 사용한다.

 

희생 양극법은 시공 후 관리가 간편하고, 저렴한 전기방식 방법으로 많이 사용되나 전철, 대규모 구조물과의 누설전류 영향이 있는 등 환경과 양극 배치가 적정하지 못하면 충분한 방식 효과를 얻을 수 없는 경우가 발생한다. 따라서 이 방법을 사용하기 전 충분한 검토가 필요하다.