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Safety Engineering326

부식 (Corrosion) 의 개념과 원리 part.2 부식(Corrosion)의 개념과 원리 고온에서의 일반부식 금속과 고온의 물과 접촉하는 경우 (5)에서 생성된 Fe(OH)2는 (8)과 같이 분해하게 된다. 그리고 (5)와 (8)을 종합하면 (9)의 식이 만들어 지는데, 이렇게 생성된 Fe3O4는 다른 Fe산화물과 다르게 흑색을 띄며 물에 잘 녹지 않고, 자성을 띠고 있어 자성산화철이라고 한다. 고온에서의 일반부식도 상온과 마찬가지로 pH농도와 용존산소의 영향을 받는다. pH농도 물에 용존산소가 존재하지 않고 pH가 적덩하게 유지되면, 표면에는 Fe3O4의 피막을 형성해 부동화해서 금속의 부식방지에 효과적이다. 그러나 물의 pH가 낮으면 Fe3O4피막이 생성되기 이전에 일부 Fe(OH)2는 (5)의 반대 방향으로 반응이 진행되어 부식을 촉진시키게 되고,.. 2020. 5. 3.
부식 (Corrosion)과 pH농도, 용존산소와의 관계 부식(Corrosion) 부식(Corrosion)이란 금속 표면에서 주위 물질과의 화학반응에 의해 표면에 변화가 일어나는 현상을 말한다. 일반적으로 금속이 산소와 결합하여 산화물을 생성하는 과정을 뜻하며, 철(Fe)과 산소(O2)가 반응하여 산화철(Iron Oxide)을 생성하여 녹이 형성된다. 모든 금속은 금속 원래의 상태로 돌아가려는 경향이 있다. 우리의 일상에서 우리가 주로 사용하는 금속들은 원래 금속산화물 형태였다. 그러나 여러 공정을 거쳐 높은 에너지 상태인 가공된 제품들로 사용된다. 따라서 금속들은 낮은 에너지 상태인 원래의 산화물, 즉 부식되어 있는 상태로 돌아가고자 하는데, 이 현상은 자연스러운 현상임에도 우리 일상에서는 자칫 사고로 이어질 수 있어 매우 중요한 요소가 된다. 위에서 언급한.. 2020. 5. 2.
고온 부식 (High Temperature Corrosion) 의 개념과 원리 고온 부식(High Temperature Corrosion) 고온 부식이란 금속이 고온에서 산화성을 띈 기체나 용융 액체에 접할 경우 표면이 산화하는 현상을 말한다. 예를 들어 중유 중 존재하는 V, Na, S 등이 융점이 낮은 회분이 고온부에 부착하게 되고, 축적하게 되어 구성 재료를 가속 산화(Catastrophic Oxidation)하는 현상을 말한다. 종류로는 바나듐 부식(Vanadium Attack), 수증기 산화, 침탄(탄화수소 가스), 질화(질소산화물), 가속 산화(할로겐화합물), 용융 염부식(고온 황화 부식 등) 등이 있다. 고온 부식은 주로 바나듐 부식, 황산 소다(Na2SO4)에 의한 바나듐 부식 촉진, 황산소다(Na2SO4) 자신에 의한 고온 황화 부식, 오산화바나듐(V2O5), 황산.. 2020. 5. 1.
부식 피로 (Corrosion Fatigue) 의 개념과 원리 부식 피로(Corrosion Fatigue) 부식 피로(Corrosion Fatigue)란 금속이 부식환경 중에서 반복 응력을 받아 피로와 부식이 중첩한 결과 분할되려는 현상을 말한다. pH, 온도, 용액 조성, 반복속도가 주요 변수이며, 같은 하중에서 반복하는 속도가 늦은 쪽이 빠르게 파단하는 특징을 가지고 있다.(속도가 늦으면 부식 환경과 접하는 시간이 걸어지기 때문) 금속재료는 어느 환경에 존재하느냐에 따라 반복 응력의 횟수가 증가해도 파괴되지 않는 피로 한도 또는 피로강도(Fatigue limit or Fatigue Strength)가 다르다. 일반적으로 피로강도는 진공에서 높은 값을 가지며, 대기에서는 낮은 편이며, 부식 용액에서는 매우 낮은 값을 갖는다. 따라서 부식 용액에서는 낮은 응력에도 .. 2020. 4. 30.
응력 부식 균열 (S.C.C Stress Corrosion Cracking) 의 개념 및 원리 응력 부식 균열(S.C.C Stress Corrosion Cracking) 응력 부식 균열(S.C.C Stress Corrosion Cracking)이란 금속이 부식 분위기(전해액 등)에서 인장 응력을 받으면 본체에 분할이 생기는 현상을 말한다. 입계 부식과는 관계없이 결정립을 관통하는 미세한 균열이 발생하는 형태로 주로 오스테나이트계에서 주로 발생하며, 탄소강, Cu합금, Al합금, Ni합금 등에서도 발생한다. 부식이라는 화학작용과, 응력이라는 역학적 작용이 중첩되어 Mechano-chemical 한 반응으로 볼 수 있다. 응력부식균열은 금속 표면이 응력을 받고 있는 상태에서 전해액 등 할로겐 이온을 포함하고 있는 부식 분위기에 있을 때 육안으로는 부식을 확인하기 어려우나 일정 시간이 지나면 표면에 미.. 2020. 4. 29.
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, Fig.2와 같이 주로 한쪽 표면에 있는 요철이 다.. 2020. 4. 28.
캐비테이션 부식 (Cavitation Corrosion) 의 개념과 원리 캐비테이션 부식(Cavitation Corrosion) 캐비테이션 부식(Cavitation Corrosion)은 침식 부식(Erosion Corrosion)의 특수한 형태로 금속 표면 주변에 있는 액체에서 증기포(Vapor Bubble)가 생성되고 소멸되는 것과 관련된 부식이다. 즉, 유체 중 압력변동에 의해 금속표면에는 기포가 생기게 되고, 이 기포가 붕괴될 때 압력 변화를 수반하여 충격파가 피막을 파괴하는 과정에서 발생하는 부식이다. 여기서 캐비테이션(Cavitation)이란 유체의 속도 변화로 인한 압력 변화로 공동이 생기는 현상으로 정의할 수 있다. 계 내부에 빠른 속도로 액체가 운동하게 되면 압력이 증기압보다 낮아지며 액체 사이에 기포가 생기는 현상으로 이 기포가 관 또는 벽에 닿으면 소음이 생.. 2020. 4. 27.
침식 부식 (Erosion Corrosion) 의 개념과 원리 침식 부식(Erosion Corrosion)의 개념과 원리 침식 부식(Erosion Corrosion)이란 금속재료 표면과 부식 용액의 역학적인 요인에 의한 금속의 침식으로, 접한 부분의 전기화학적 부식이 겹쳐서 발생하는 현상을 말한다. 따라서 침식 부식은 금속재료를 손상시키게 되는데, 용액의 운동방향과 평행하게 표현 손상이 나타나는 것이 특징이다. 일반적으로 표면에 깊은 흠이 생기거나 불균일한 침식이 나타나게 된다. 침식부식은 우선 수용액, 유기용매 등 고속 유체가 금속표면 마찰되며 그 결과로 활성화된 표면이 부식된다. 즉 Slurry 등 고체입자가 혼합될 경우 더 심해지게 된다. 따라서 배관의 굴곡부위, 관의 구경이 변하는 오리피스 노즐 등에서 발생한다. 터빈의 블레이드 등 유동이 난류흐름(Turbu.. 2020. 4. 25.
탈성분 부식 (Demetallification : Selective leaching) 의 개념 탈성분 부식(Demetallification : Selective leaching) 탈성분 부식(Demetallification : Selective leaching)은 선택 부식이라고도 하며, 고용체 합금 안에 한 성분이 선택적으로 이탈, 소실해서 발생되는 부식이다. 그 결과 탈성분 부식 부분은 변색되는 것이 특징이며, 재료에 구멍이 나기도 하고, 얇게 변하게 되어 인장이 강하거나 연성이 크게 변하기 때문에 조금만 힘을 가하면 파단된다. 가장 흔한 탈성분 부식으로는 탈아연 부식(dezincification)이 있다. 탈아연 부식은 보통 황동(70% Cu, 30% Zn)에서 발생하며, 고온, 해수에 염화물, 질산, 황산, 염산, 아세트산 등의 산성(층상 탈 아연 부식 발생), 약알칼리성(전상 탈 아연 부.. 2020. 4. 24.
입계 부식 (Intergranular Corrosion) 의 개념과 원리 입계 부식(Intergranular Corrosion) 입계 부식은 금속이나 합금의 결정립계에 따라서 발생하는 국부적인 부식이다. 금속은 대부분의 환경에서 입계의 영향을 크게 받지 않는다. 따라서 결정립계가 결정립에 비해 반응성이 별로 크지 않기 때문에 부식이 균일하게 발생한다. 하지만 어떤 조건에서는 결정립계가 큰 반응성을 가지게 되고, 입계가 선택적으로 부식이 된다. 이런 현상을 입계 부식(Intergranular Corrosion)이라고 한다. 입계 부식은 주로 열처리 조건, 성분 원소에 따라 발생한다. 입계 부식의 특징 입계 부식은 주로 입계 내의 불순물 또는 입계 영역에서 한 성분이 과다하거나 부족한 경우 발생하는 것으로 알려져 있다. 입계 부식으로 인해 주로 Stainless Steel, Ni.. 2020. 4. 23.
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