전기 방식 의 개념과 원리 Part.3(외부전원법, 배류법)

외부 전원 법(통전 방식)

외부 전원 법(통전 방식)은 장거리 배관이나 대 용량의 전류를 필요로 하는 시설을 방식 할 때 사용하는 방법으로 가스배관을 음극으로 만들기 위해서 외부에서 전류를 넣어주는 정류기(교류 전압을 직류 전원으로 전환)가 필요하다. 이 방법은 대전류를 넣을 수 있으며 최고 60V까지 전압을 높일 수 있기 때문에 대규모의 매설관 방식에 적용하고 있다. 일반적으로 큰 전류를 필요하거나 영구적으로 사용하는 시설에서 사용한다.

 

양극 전극으로는 주로 가스배관에는 고규 소주 철(HSCI, High Silicon Cast Iron)을, 그 외 해수 및 담수에는 탄소 양극과 자성산화철 양극을 주로 사용하며, 이들은 취약하므로 선체, 화학장치, 기타 원자력발전소 등 중요시설물에는 납(Pb), 은(Ag) 또는 티타늄(Ti) 망에 백금(Pt)이 도금된 불용성 양극을 사용한다. 가스배관에 사용하는 고규 소주 철은 염소이온 농도(Cl-)가 2000ppm 미만이고, 38℃이하에서 주로 사용한다.

 

외부 전원 법의 장점으로는 전압 또는 전류를 자유롭게 조절할 수 있는 점이 있으며, 부식 조건이 변화할 경우에도 대응이 쉽다는 점이다. 또한 양극의 불용성이 충분하다면, 반영구적으로 사용할 수 있으며 따라서 유지관리비가 적게 들 수 있다. 하지만, 조절하는 시간이 길고, 양극의 불용성 또는 강도가 충분하지 못할 경우 외부 전원 방식이 이루어지지 않는다는 점이다.

 

외부 전원 법의 설치방법에는 양극을 설치하는 방법에 따라 천매 법(Shallow Bed)과 심매법(Deep Well)이 있다.

 

심매전극법(Deep Well Anode Bed Method)

심매전극법은 지표면의 비저항보다 깊은 곳(15m 이하)의 비저항이 낮은 경우에 적용하기 위하여 개발된 것이나, 토지의 임대나 구매가 곤란한 경우 등 경제적인 면에서 주로 사용한다.

 

Fig.1 심매전극법 예시

 

천매 전극 법(Shallow Anode Bed Method)

천매 전극 법은 비저항이 낮고 토지의 임대나 구매가 용이한 지역에서 적용하며 시공이 간단하고 유지보수가 용이하나 외부로부터 손상을 받기가 쉽다. 배관과의 거리는 100m~150m 정도 이격 하여 설치한다.

 

Fig.2 천매전극법 예시

 

배류법(Polarized Drainage Method)

전철로 인해 매설배관에 흐르는 누설 미주 전류를 안전하게 전철의 레일로 돌려보냄으로써 전철 누설전류에 의한 부식을 방지하는 방법이다. 배류법에는 설치방법에 따라 직접 배류법, 선택 배류법, 강제 배류법이 있다.

 

미주 전류의 발생원은 직류전기철도, 전기용접기 또는 전기방식 장치 등이며 이중에 전철 레일로부터의 미주 전류 발생이 대표적이라고 할 수 있다. 전철 레일로부터 누설된 전류는 근접된 매설 금속체에 유입되고 변전소 부근에서 유출되어 레일로 들어가며 전류가 유출되는 부분의 금속체는 심한 전식을 일으킨다. 미주 전류 부식은 직류 발생원에 따라 마크 로셀 부식에 비해 전류가 금속체의 일부로부터 단기간에 커다란 부식손상을 일으킬 수 있다.

 

매설 금속체의 미주 전류 부식을 피하기 위해서 유입된 전류가 지중에서 유출되지 않도록 레일과 금속체 간에 배류기를 설치하여 전식을 방지하는 방법이다.