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- 공식(Pitting corrosion) …
- 틈새 부식(Crevice corrosion) …
- 등전기 부식(Galvanic corrosion) …
- 응력부식균열(Stress corrosion cracking – SCC)
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부식 (Corrosion)의 종류 – ulsansafety – 티스토리
부식 (Corrosion)의 종류 · Grain Boundary Corrosion(입계부식) · Stress Corrosion Cracking(응력균열부식) · 수소 관련 부식 · 고온 부식
Source: ulsansafety.tistory.com
Date Published: 5/20/2021
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금속 부식 (corrosion) 의 종류
부식은 부식환경에 따라 습식(wet corrosion)과 건식(dry corrosion)으로 분류되고 부식 범위에 따라 전면부식(general corrosion)과 국부부식(localized …
Source: mechengineering.tistory.com
Date Published: 2/12/2021
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부식의 종류 – GLEANING – 티스토리
부식의 종류 · 갈바닉 부식에 대한 방식 및 응용 · Galvanic Corrosion(이종금속부식 – 갈바닉부식) · 부식 유형별 종류(Types of Corrosion) · 부식발생 조건.
Source: bosch.tistory.com
Date Published: 1/13/2021
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부식의 종류
부식은 부식환경에 따라 습식(wet corrosion)과 건식(dry corrosion)으로 대별되며 다시 전면부식(general corrosion)과 국부부식(localized corrosion) …
Source: blog.daum.net
Date Published: 2/15/2021
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1.1.3 부식의 종류 [원자력기사]
1.1.3 부식의 종류 [원자력기사] · 1) 공식 또는 점식 (Pitting Corrosion) · 2) 입계부식 (Intergranular Corrosion) · 3) 응력부식균열 (SCC, Stress …
Source: ddaju.tistory.com
Date Published: 5/3/2021
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부식 의 종류 | 기초강좌#1.부식의 원리 (Corrosion Mechanism …
부식의 종류 · 갈바닉 부식에 대한 방식 및 응용 · Galvanic Corrosion(이종금속부식 – 갈바닉부식) · 부식 유형별 종류(Types of Corrosion) · 부식발생 …
Source: you.dianhac.com.vn
Date Published: 3/17/2022
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부식의 종류, 영향 및 방지대책
주위 환경에 의한 부식: 습식 부식, 건식 부식(200도씨 이상 가열), 화학 부식, 토양 중의 수분, 염분에 의한 부식. (2) 배관의 부식 방지 대책. 지하철 …
Source: cool991326.tistory.com
Date Published: 5/27/2022
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기초강좌#1.부식의 원리 (Corrosion Mechanism) 상위 195개 답변
부식의 종류 · 갈바닉 부식에 대한 방식 및 응용 · Galvanic Corrosion(이종금속부식 – 갈바닉부식) · 부식 유형별 종류(Types of Corrosion) · 부식발생 …
Source: you.halongpearl.vn
Date Published: 12/29/2021
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- Author: 김반장TV 극한직업-조선도장의 시작
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- Date Published: 2020. 1. 23.
- Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=PkAybQPJoAA
부식(Corrosion)의 종류 및 특징
내부의 잔류응력 혹은 외부에서 받는 힘에 의해 부식이 가속되는 것으로 잔류응력은 주조(fabrication) 특히 용접 중의 변형, 불균일한 냉각, 내부구조의 재배열 및 리벳/볼트/프레스에 의해 유도된 응력 등을 들 수 있다. 표면에 작용하는 인장응력의 경우에는 보통 항복응력과 같은 수준의 힘이 작용되어야 하나 더 낮은 응력에서도 응력부식균열이 일어날 수 있다. 사실 모든 합금은 응력부식균열을 일으킬 수 있는 특별한 환경을 가질 수 있고 일어나는 시간은 수분에서 수년에 이른다. 이와 같은 예로 오스테나이트 스테인레스 강의 경우 50℃이상의 온도에서 주위의 염소농도가 수 ppm(염소를 포함하는 절연재 혹은 냉각수에 의해)이 넘을 경우 염소가 뜨거운 표면에 농축하여 부식속도가 빨라지는 경우와, 열교환기 튜브의 Welled point crevice에 쌓인 scale에 의해 균열이 일어나는 경우가 있다. 이외 Caustic에 의한 철강재의 embrittlement로 사용온도 50℃이상, caustic농도 30%이상에서 철강재의 잔류응력이 남아 있는 경우 발생하기 쉽고 기타 Hydrofluosilic acid중의 Monel 도 균열이 발생하기 쉽다.
부식 (Corrosion)의 종류
부식의 정의와 종류
1 부식의 정의
✓ 외부 환경과의 상호작용에 의한 금속의 퇴화 현상이다. 상호작용은 전자(금속)와 이온(수용액) 이동에 의한 전기 화학적 반응이다.
✓ Cell이 형성되면서 분극이 발생되어 부식이 발생될 수도 있다.
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예시)
Zn + HCl→ ZnCl+H
Zn→ Zn + 2e : 양극반응(부식반응), Anodic Reaction
2H + 2e → H : 음극반응, Cathodic Reaction
2 부식 반응 특성
✓ Cell 형성에 의한 분극(Polarization) 형성 시 부식이 발생한다.
✓ 금속 표면에서 양극 음극 반응이 동시에 같은 속도로 발생한다.
✓ 부식은 양극 반응에서 발생한다.
✓ 전자 소모를 발생시키는 음극 반응이 있다.
✓ 음극 반응
종류: 수소 발생, 산소 환원, 금속 이온의 환원 수소 발생
2H+ + 2e- → H2 (pH가 5 이하 산성 분위기)
2H2O+ 2e- → H2 + 2OH (pH가 6 이상 알칼리 분위기) 산소 환원 O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O (pH가 5 이하 산성 분위기)
O2 + 2H2O+ 4e- → 4(OH)- (pH가 6 이상 알칼리 분위기) 금속 이온의 환원 M(n)+e- → M(n-1)
한가지 이상의 음극 반응이 발생되며, 음극 반응수가 증가할수록 부식속도도 증가한다.
3 부식의 5요소
✓ 양극 반응
✓ 음극 반응
✓ 전자 전도체(Electronic Conductor): 전자의 흐름이 가능한 전도체
✓ 이온 전도체: 이온전달이 가능한 매체
✓ 폐쇄 회로(Close Loop): 연속적 전자 흐름이 가능한 회로 부식 Mechanism 금속의 용출(금속의 이온화 전자 전도체인 금속 자체로 전자 이동 → 용출된 금속의 전지가 이은 전도체를 통해 주소/산소이온과 결합 수소 발생 혹은 산소 환원(음극 반응) → 방식의 기본 원리: 상기 5 요소 중 하나만 방지한다.
예) Cathodic Protection, Coating, 절연등
4 부식의 종류
✅ Uniform Corrosion(균일부식)
① 금속 표면 전체에 걸친 균일한 부식 발생
② 공정운전에 문제없을 경우 추가적인 부식관리가 불필요할 수도 있다.
✅ Galvanic Corrosion(이성금속 부식)
① 전위차가 다른 두 금속이 접촉시 두 금속간 전위차에 의해 부식이 발생한다.
② 전위가 낮은 금속 표면에는 양극(부식반응), 전위가 높은 금속 표면에는 음극반응이 발생한다.
③ 전위차에 비례하여 부식이 발생되고, 전위차가 약 60mV 이하이면 부식이 발생되지 않는다.
④ 대비책
• 이중 금속이 불가피할 경우는 양극, 음극으로 설계하여 전자밀도 감소를 통해 부식 저감을 검토 한다.
• 용접봉 선택 시 용접봉 전위가 모재보다는 높은 것을 사용한다.
* 주요 Pure Metal의 고유 전위 예시
금속 금속이온 평형 (단위 활동도) 수소전극에 대한 전극전위(25 C, Volts) ↑ Au-Au+3 +1.492 귀 방향
(음극적) Pt-P2 +12 Pd – Pd* +0.987 Ag-Ag+ +0 799 Hg – Hg+2 +0.788 Cu-Cut +0.337 H – HT 0.000 Pd – Pd2 -0.126 Sn-Sn*2 -0.136 NiNi*2 -0.250 Co-Cot -0.277 Cd – Cd -0.403 Fe – Fet2 -0.440 CiCrt3 ) -0.744 Zn – Zn2 -0.763 A – AIF 1.662 Mg – Mg”? -2.363 활성 방향
(양극적) Na – Na -2.714 ↓ K – K -2925
✅ Localized Corrosion(국부부식)
① 유형: 국부적으로 집중 발생한다.
② 부식 사고의 대부분을 차지한다.
③ 내식성 분위기에서는 주로 금속표면에 부동태 피막 (Passivation Film)을 형성해 내식을 하나 만약 특정 부위의 부동태 피막이 파괴될시 집중적 국부 부식이 발생할 수 있다.
✅ Crevice Corrosion(틈새부식)
① 금속 표면의 작은 틈(Crevice)에서 발생한다.
② 작은 틈에 음극반응 매개체인 용존 산소 이온 고갈에 따른 산화 반응인 금속이온 용출이 많아짐에 따라 OH 이온보다 상대적 확산속도가 빠른 CL. 이온 등의 음이온 유입&농축으로 pH 감소에 의한 부동태 피막 파괴로 집중적인 부식이 발생한다.
③ M+CL- + H2O = MOH + H+CL- : ‘M’은 Na, K 등 알칼리 금속은 제외한다.
④ 방지책
• 이 작은 틈새 생성을 방지한다.
• 리벳용접 보다는 용접을 실시한다.
• Flange에 Teflon과 같은 비흡수성 Gasket을 사용 한다.
✅ Pitting Corrosion (공식)
① 주로 7족 할로겐이온에 의한 부동태 피막 파괴로 집중적으로 부식이 발생한다.
② 피막 파괴는 표면 결함, 금속 성분의 불균일 등의 특수한 부위에서 선택적으로 진행되고 일단 부식이 시작되면 산화 피막이 있는 모재의 넓이 방향보다 깊이 방향으로 부식이 진행돼 결국 구멍을 내는 형태이다.
③ 공식 발생을 위해서는 최소 음이온 농도 및 온도가 요구된다.
• 최소 음이온농도 온도가 높은 재료일수록 우수한 재료이다.
• SUS 304 경우 CL- 이온 농도가 0.0001Mole 이상이면 공식이 발생한다.
※ 전형적인 Pitting Mechanism
✅ Grain Boundary Corrosion(입계부식)
① 금속의 각 입자 경계면을 입계(Grain Boundary)라 하며 입계부위가 선택적으로 부식된다.
② 부동태막 형성에 의한 내식성 재료가 예민화될 경우 발생한다.
③ Austanite Steel 304/316에서 주로 발생한다.
④ 예민화 현상
• 450 ~ 650℃ 사이 장시간 노출 시 발생
• Cr 고갈(Cr23C6 형태로 입계에 석출)
⑤ 대비책
• 열처리: 800℃ 이상에서 가열하여 급냉한다.
• 탄소함량이 적은 재료를 사용한다. (S.S 304L/316L, 탄소함량 0.03%이하)
• 탄소와 친화력이 큰 원소인 Co, Ti이 첨가된 S.S 321/347을 이용한다.
✅ Stress Corrosion Cracking(응력균열부식)
① 다양한 부식 유형 중 가장 위험한 부식 형태이다. (Catastrophic Effect)
② 기계적 특성이 우수한 재료(고장력강, 고장력 AL 합금, 동합금)등에서 자주 발생한다.
③ 응력 부식의 부식 분위기에서 가능하다. CL-, NO³, CO₃, NH₃, Caustic, 아민용액 등
④ 기계적 응력, 음이온 농도, 온도 등에 따라 발생한다.
⑤ 대비책: 정확한 반응 Mechanism 규명이 어려움에 따라 발생 환경 제거, 재질 향상, 후열 처리 등이 요구
된다.
✅ 수소 관련 부식
① 부식을 유발하는 음극반응, 금속의 용출 등의 직접적 손상을 초래하지는 않으나 반응 생성물인 수소로 인해 파손 문제로 발전할 수 있다.
② 수소는 가장 작은 원소로 금속 내부에 침투하여 확산할 수 있다.
③ 침입한 수소는 침입형 고용체를 형성하기도 하지만 고용도를 상회하는 수소는 서로 결합해 분자가 될 수 있다.
④ Hydrogen Blistering: 금속 내부 수소 분압에 의해 표면 혹은 내부가 부풀어 파괴되는 현상이다.
⑤ Hydrogen Embrittlement: 수소에 의해 재료가 취화 돼 부서지는 현상이다.
✅ 고온 부식
① 고온의 질소화합물, 유황성분, 탄산화물, 염화물 등이 존재 시 발생한다.
② 고온부식의 특징은 금속의 용출이 일어나는 일반 부식과 달리 부식 발생 결과 무게가 증가한다. (Scale 형성에 따름)
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금속 부식 (corrosion) 의 종류
금속 부식 (corrosion) 의 종류
금속이 특정한 환경에서 화학적반응에 의해 손상되는 현상이다. 보통 스테인리스강과 같은 합금도 특정 환경에서는 내식성을 띄지만 다른 환경에서는 부식성을 가진다.
부식은 부식환경에 따라 습식(wet corrosion)과 건식(dry corrosion)으로 분류되고 부식 범위에 따라 전면부식(general corrosion)과 국부부식(localized corrosion)으로 분류된다.
전면 부식은 그 부식 속도로 수명 예측이 가능하고 대책은 비교적 용이하다. 반면, 국부부식은 예측할 수 없다.
국부부식의 종류는 아래와 같다.
공식 (pitting corrosion)
스텐레스강 및 티타늄 등과 같이 표면에 생성하는 부동태막에 의해 내식성이 유지되는 금속 및 합금의 경우, 표면의 일부가 일부 파괴되어 새로운 표면이 노출되면 그 일부가 용해하여 국부적으로 부식이 진행한다. 이러한 부식형태를 공식(pitting corrosion)이라 한다.
틈 부식 (crevice corrosion)
스텐레스강 표면에 이물질이 부착되든가 또는 구조상의 틈부분은 다른 곳에 비해 현저히 부식되는데 이러한 현상을 틈부식이라 한다. 공식과 유사한 현상이지만 공식은 비커중의 시험편에서 발생하는데 비해 틈부식은 실제환경에서 생기므로 실용면에서 중요한 의미가 있다.
이종 금속 접촉 부식 (galvanic corrosion)
이종 금속을 서로 접촉시켜 부식환경에 두면 두 금속 사이에 전자를 교환하여 비교적 빠르게 부식된다. 이와 같은 이종 금속의 접촉에 의한 부식을 이종금속접촉부식 또는 전지작용부식이라 한다.
입계 부식 (intergranular corrosion)
오스테나이트계 스텐레스강을 500∼800℃로 가열시키면 결정입계에 탄화물이 생성되고 인접부분의 Cr량은 감소하여 Cr결핍영역이 형성된다. 이러한 상태를 만드는 것을 예민화 처리(Sensitization treatment)라 한다. 이렇게 처리된 강을 산성용액 중에 담그면 Cr결핍층이 현저히 부식되어 떨어져 나간다. Cr 결핍층의 Cr 은 약 5%정도까지 저한다.
응력 부식 균열 (SCC, Stress Corrosion Cracking)
응력부식균열은 재료, 환경, 응력이 특정조건을 만족하는 경우에만 발생한다. 일반적으로 내식성이 우수한 재료는 표면에 부동태 막이 형성되어 있지만 그 피막이 외적 요인에 의해 국부적으로 파괴되어 공식(pitting) 또는 응력부식균열의 기점으로 된다. 국부적으로 응력 집중이 증대되어 내부의 용액은 SCC전파에 기여하여 균열이 진전하여 간다. 이처럼 피막의 생성과 파괴가 어떠한 조건하에서만 생겨 균열은 진행한다. 응력부식균열은 내식성이 좋은 재료에만 발생한다.
수소취성 (Hydrogen Embrittlement)
수소환경에서 연성이 떨어져 취성이 증가되는 현상이다.
공동 부식(cavitation corrosion)
공동 부식은 액체의 유속이 빠른 부분에서 기포가 생기고 금속표면에서 터지면서 강한 충격으로 산화피막이 깨지고 금속도 손상을 입게 된다.
마손 부식(fretting corrosion)
마손 부식은 마찰에 의해 산화물층이 벗겨지고 산소에 노출된 금속이 다시 산화되고 이 과정이 반복되는 화학적 부식이다. 마손 부식에 의한 생성물은 수산화물이 아니라 산화물이다.
참고문헌
http://www.kemco.or.kr/up_load/blog/%EB%B6%80%EC%8B%9D.pdf
부식의 종류
(2) 국부부식(Localized corrosion)
균일부식이 표면전체에서 고른 속도로 부식되는데 비해 국부부식은 국부적으로 부식이 집중되어 발생하는 현상으로 대표적인 것은 공식 (孔式 , pitting)이다. 공식(孔式, pitting)은 어느한 부분이 계속적으로 상대적 양극으로 작용하므로서 구멍모양으로 진행하는 부식으로, 일명 점식(點蝕)이라고도 한다. 이러한 국부부식은 다음과 같은 경우에 주로 발생한다.
① 틈새(crevice)
구조적으로 틈을 형성하고, 틈에 수분이 존재시 틈입구 안쪽에서 상대적으로 산소결핍으로 산소농담전지의 양극이 되어 집중적으로 부식한다. 이를 틈새부식(crevice corrosion)이라 한다. 피복파손에 따른 틈새부식이 발생시 피막하 부식(皮膜下腐蝕, underfilm corrosion or filiform corrosion)이라 부른다.
② 입계 (粒界, intergranular)
금속의 결정입계가 넓은면에 비해 상대적 양극으로 작용시 깊은 골을 만들며 부식한다. 이를 입계부식(intergranular corrosion)이라 부른다.
③ 선택부식
황동중의 아연, Al청동중의 알루미늄, 금합금중의 동이 선택적으로 부식되어 홈을 만드는 부식, 일명 탈합금(Dealloying) 또는 분금 (分金, parting)이라 한다. 특히 황동중의 아연부식을 탈아연 부식이라 한다.
2. 부식의 원인, 기구 현상의 특징에 따른 분류
① 에로죤 부식(erosion corrosion)
고속유체에 의해 부식피막이 파괴되면서 새로운 부식면이 반복적으 로 만들어 지면서 금속면을 침식하는 현상
② 케비테이션 부식(cavitation corrosion)
펌프임펠러나, 프로펠러에서와 같이 기포를 계속적으로 만드는 회전체에서 기포가 깨어지는 고압측 금속면에서는 기포가 께어질 때 발생 하는 충격력이 부식피막을 파괴한다. 이러한 현상이 반복될 때 부 분적 으로 깊은 홈을 만든다.
③ 궤식(潰蝕, impingement corrosion)
심한 난류(亂流)에 의해 부식피막이 반복적으로 파괴되면서 부분적으로 부식을 일으키는 현상
④ 응력부식 균열(應力腐蝕 龜裂, stress corrosion cracking)
인장응력을 받고 있는 금속이 부식환경에서 취성파면을 나타내며 균열 파괴되는 현상
⑤ 수소취화 (水素脆化, hydrogen cracking)
금속이 수소를 흡수하므로서 일으키는 파괴를 말하며 일명 수소균열 (hydrogen cracking) 이라한다. 수소취화는 금속내부로 확산된 수소가 산화반응을 하여 수소화학물로 석출하기 때문에 발생한다.
⑥ 부식피로(腐蝕疲勞, corrosion fatigue)
금속이 부식환경에서 반복 응력이나 교번응력을 받을 때 나타나는 균열을 말하며, 부식의 진행은 응력을 받을 때마다 부식피막이 파괴되 는데 이러한 부식피막의 파괴가 반복적으로 일어날 때 균열은 진행 된다.
⑦ 찰과부식(擦過腐蝕, fretting corrosion)
부식환경에서 상대운동을 하는 금속면에서는 기계적 마모보다 빠른 손상이 발생한다. 즉 부식이 동반된 마모가 발생하는데 이러한 손상 을 찰과 부식, 또는 마찰부식이라 한다.
3. 부식환경에 따른 부식
환경에 따른 부식에는 대기부식, 담수부식, 해수부식, 토양부식, 고온 가스부식, 용융염부식, 고온수부식 등이 있다. 다음은 부식의 종류를 그림으로 나타낸 것이다
(A) 균일부식(uniform corrosion)
(B) 이종금속접촉 부식(galvanic corrosion)
(C) 틈새부식(crevice corrosion)
(D) 공식 (pitting)
(E) 응력부식 (stress corrosion)
(F) 부식피로(corrosion fatigue)
(G) 수소취화 (hydrogen induced cracking)
(H) 입계부식 (intergranular)
(I) 탈합금부식 (dealloying)
(J) 에로죤(erosion)
(K) 케비테이션 (cavitation)
(L) 찰과부식(fretting)
(M) impingement corrosion
※ 철재탱크의 국부부식이론 및 방식이론
매설 철재 탱크는 부식환경에 따른 부식 문제가 있기 때문에 주요 탱크는 법으로 부식방지 조치를 취하도록 규정 하고있다. 한 예로서 국내 지하유류저장탱크의 부식방지 규정을 보면 탱크의 외부를 도장하고 그 위에 수지라이닝 하게되어 있는데 이때 라이닝과 내부토막에 손상이 없다면 (1상태) 탱크의 부식문제는 걱정하지 않아도 된다. 그러나 만약 라이닝이 손상되어 손상부를 통해 수분이 도막에 닿게 되면 (2상태) 짧은 기간에 도막손상과 더불어 철판에서 공식(pitting)사고가 발생한다. 즉 손상부가 소양극-다음극 부식전지의 양극이 되어 짧은기간에 부식파공되게 된다.
다음 그림
는 소방법상 유류탱크의 방식 규정이며 피복파손시 집중부식 모형도이다.
Ea < Eb a : 피복파손부 (면적 : 소) b : 피복건전부 (면적 : 대)
1.1.3 부식의 종류 [원자력기사]
1.3 부식의 종류
우리는 앞서 부식이 어떤 과정으로 발생되며, 부식을 방지하기 위해 원자력발전소의 부식을 방지하기 위한 수화학을 살펴보았다.
그렇다면, 수화학 관리를 하지 않는다면 어떠한 부식이 발생하는지 부식의 종류를 살표보자.
부식은 부식 환경에 따라 습식(Wet Corrosion)과 건식(Dry Corrosion)으로 분류되고, 부식 범위에 따라 전면부식(General Corrosion)과 국부부식(Localized Corrosion)으로 분류된다.
전 면 부 식
전면부식은 넓은 범위에 걸쳐 전면적으로 거의 똑같이 생기는 상태의 부식을 말한다.
전면부식은 부식의 속도를 토대로 수명을 예측가능하고 대책은 비교적 용이하다.
국 부 부 식
국부부식은 전면부식의 상대되는 용어로써 금속 표면의 일부에 집중적으로 발생되는 것을 말한다.
국부부식은 부식의 발생을 예측할 수 없어 대책 또한 세우기 어렵다.
원자력발전소에서 수화학 처리를 수행하는 주요 요인은 국부부식이다.
따라서 원자력기사 시험에서는 주로 국부부식 문제를 다룬다. 그리고 국부부식의 명칭을 한글이나 영어 모두를 물어보고 있으므로, 부식의 한글명칭과 영어명칭을 명확히 알고 있어야 한다.
국부부식의 종류는 다음과 같다.
1) 공식 또는 점식 (Pitting Corrosion)
금속의 표면이 국부적으로 깊게 침식되어 콩알만한 작은 구멍을 만드는 부식 형태를 말한다. 금속 표면에 취약한 부분(표면결함 등)에 의해서 발생하며, 중력방향으로 성장하여 내부로 들어가게 되는데, 내부에 상당한 부식이 진행된 가장 위험한 형태의 부식이다.
2) 입계부식 (Intergranular Corrosion)
금속 또는 합금의 결정입자 경계에 선택적으로 생기는 부식을 말한다. 즉, 결정 입계가 선택적으로 침식(부식)되는 현상을 말한다.
3) 응력부식균열 (SCC, Stress Corrosion Cracking)
인장응력하에 있는 금속재료가 재료와 부식환경이 특징적인 조합하에서 취성적으로 파괴되는 현상을 말한다. 즉 응력부식균열은 재료, 환경 및 응력의 3인자가 특정 조건을 만족할 경우에서만 발생한다.
따라서 응력부식을 방지하기 위해서는 먼저 응력을 낮춘다. 응력부식균열이 인장응력에 의하여 일어나므로 재료를 두껍게 하거나 하중을 줄이는등 응력 제거를 통하여 방지할 수 있다. 다음으로 환경의 유해성분 제거, 합금의 조성변화, 부식 억제제의 첨가 등을 통하여 방지할 수 있다.
4) 틈새부식 (Crevice Corrosion)
나사부, 경첩부 같은 금속끼리 혹은 금속과 비금속의 접촉부위에 틈새가 있을경우, 틈새에 물이 들어가면 물은 여러가지 물질을 용해하는 성질이 있기 때문에 틈새 내의 물과 틈새 외부의 용액과의 성분 차이로 인하여 양극(+)과 음극(-)으로 구성되어 부식이 발생시켜 틈새의 깊은 곳이 부식된다.
5) 이종금속 접촉부식 (Galvanic Corrosion)
서로다른 금속이 접촉하면 부식 속도가 매우 빨라지기도 한다. 예를들어, 알루미늄 파이프와 구리 파이프를 물속에서 연결하면 알루미늄은 산화-환원에 대한 전극 전위가 낮아서 그 표면이 부식하기 쉽다.
6) 침식부식 (Erosion Corrosion)
금속재료 표면에 흐르는 유체의 유속 증가로 인하여 금속재료 표면의 보호피막이 떨어져 금속재료의 부식 속도가 증가하는 현상이다. 또한, 파이프의 굽힘 부위에서와 같이 유체가 매우 빠른 속도나 큰 각으로 재료와 충돌하는 부위에서 발생하는 부식형태도 포함된다.
7) 마모부식 (Fretting Corrosion)
두 면 사이가 상대적으로 반복되는 미끄럼의 발생에 의해 마모가 발생하면, 균열의 발생이 촉진되고, 접촉면 사이에 산화부식마모가 발생한다.
예제 1 (2011년 원자력기사 기출) 부식이 금속표면의 국부에만 집중하고 이 부분에서의 부식 속도가 특히 빨라서 금속내로 깊이 뚫고 들어가는 심한 국부부식 형태로 발생하는 부식의 종류는? ① 이중금속 접촉부식(Galvanic Corrosion) ② 입계부식(Intergranular Corrosion) ③ 점식(Pitting) ④ 침식부식(Erosion Corrosion)
정답) ③ [pit]의 사전적 의미는 크고깊은 구덩이를 의미한다. 그리고 공식(= 점식)은 금속의 표면이 국부적으로 깊게 침식되어 콩알만한 작은 구멍을 만드는 부식을 말한다.
예제 2 (2013년 원자력기사 기출) 금속면에서 비교적 화학적 활성이 큰 부위부터 부식이 집중적으로 진행되는데 비균질 부위나 보호피막이 부분적으로 파괴된 부위에서 일어나는 부식은? ① 마모부식(Corrosion-Erosion) ② 점식(Pitting Corrosion) ③ 응력부식균열(SCC) ④ 틈새부식(Crevice Corrosion)
정답) ② 금속 표면에 취약한 부분에서 (표면결함 등)에 의해서 발생하며 국부적으로 발생하는 부식은 공식(= 점식)을 의미한다. 공식(= 점식)은 중력방향으로 성장하여 내부로 들어가게 되는데, 내부에 상당한 부식이 진행된다.
예제 3 (2014년 원자력기사 기출) 응력부식균열의 설명중 틀린 것은? ① 비교적 작은 부식에 의해서도 균열을 초래한다. ② 고온, 고압계통에서 물리적 응력집중 현상이 있을 경우 발생한다. ③ 부식의 진행속도가 느리고 금속표면에 균일하게 피막을 형성한다. ④ 이 종류의 부식 방지책의 수단으로 응력수준을 낮추어 설계 개선한다.
정답) ③ 응력부식균열은 재료, 환경 및 응력의 3인자가 특정 조건을 만족할 경우에 발생하며, 비교적 작은 부식에 의해서도 응력에 의해 취성적으로 파괴될 수 있다. 이는 부식이 매우 빠른 속도로 발생할 수 있다.
예제 4 (2015년 원자력기사 기출) 가압경수로형 원전 1차계통 냉각재와 접하는 구조재료에서 응력부식균열이 발생하는 요인을 바르게 나열한 것은? ① 빠른 유속, 중성자 조사, 냉각재 내 붕산 ② 인장 응력, 빠른 유속, 예민화 된 미세조직 ③ 인장 응력, 예민화 된 미세조직, 고온수 등의 환경요인 ④ 냉각재 내 붕산, 중성자 조사, 고온수 등의 환경요인
정답) ③ 응력부식균열은 재료, 환경 및 응력의 3인자가 특정 조건을 만족할 경우에 발생한다. 따라서 보기 3번의 인장응력(응력), 예민화 된 미세조직(재료), 고온수 등의 환경요인(환경)의 3인자가 특정 조건을 만족하기 때문에 발생한다. 중성자 조사는 응력부식균열을 발생시킬 수 있는 요인이 되지만 문제에서는 적절히 나열되지 않았다. 그리고 빠른 유속은 침식부식(Erosion Corrosion)을 유발할 수 있는 인자이며, 냉각재 내 붕산은 부식과는 큰 연관성이 없다.
예제 5 (2016년 원자력기사 기출) 다음에서 설명하는 부식의 종류는? 부식이 금속표면의 좁은 부위에 집중되어 일어나면서 진행속도가 대단히 빠르고 단시간 내 금속 내부로 깊이 진행된다. ① 피팅 ② 입계부식 ③ 응력부식균열 ④ 마모부식
정답) ① 피팅은 계속 반복해서 출제되었다. 그만큼 피팅은 부식중에서 가장 위험하며, 금속의 표면이 국부적으로 깊게 침식되어 콩알만한 작은 구멍을 만드는 부식을 말한다.
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부식의 종류, 영향 및 방지대책
1. 배관 부식
환경 또는 물이나 산소 등과 크게 관계되고, 물에 접하는 관 내면 또는 지중매설관의 경우 토양의 전기저항이 낮아서 발생한다.
(1) 부식 종류 및 원인
내면 부식: 강관 내부 염화물의 침전에 의한 염소이온농도의 불균일로 특정 지점에서의 빠른 부식이 진행되어 점 부식이 발생한다.
외면 부식: 보호성 피막의 국부적 손상이나 불균일한 접촉환경에 의해 발생, 수분, 도장흠집, 부식성용액, 박테리아에 의해 발생
전면 부식: 금속의 전면이 거의 균일하게 침식된다
입계 부식: 오스테나이트 강의 입계 탄화물이 석출될때 발생한다.
공식: 할로겐 이온의 존재, 또는 표면에 이물질이 부착되었을 경우에 발생한다.
내부응력 부식: 인장응력 등 내부응력으로 인해 부식이 발생한다.
극간 부식: 패킹의 이음 등에서의 이물질 부착으로 인한 극간의 존재로 부식이 발생한다.
금속 이온화 부식(부식피로): 주위 환경으로부터의 전자의 손실 또는 획득으로 인한 금속의 이온변화로 산소나 수소등의 가스가 발생하는 전기화학반응이 발생한다. 철은 염산과 반응하면 수소를 발생하여 하전된 이온으로 녹아나와 철 표면에 무수히 많은 양극과 음극이 생성되고 균일한 전면 부식이 발생한다.
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