부식

부식의 정의

부식은 금속이 주위 환경과 화학·전기화학 반응을 일으켜 산화되는 현상이다.

그 결과 재료의 성질이 저하되어 배관의 수명과 누수를 좌우한다.

쉽게 말해 쇠가 공기와 물에 닿아 녹스는 현상이다.

핵심어를 먼저 잡아 두자.

부식 셀의 구조

부식은 양극, 음극, 전해질이 함께 있을 때 진행하는 전기화학 반응이다.

양극에서는 금속이 전자를 잃고 이온으로 녹아 나온다.

방출된 전자는 금속 내부를 따라 음극으로 이동한다.

전해질이 없으면 전기화학 부식은 거의 진행되지 않는다.

부식 반응식

양극에서는 철이 전자 두 개를 잃고 이온으로 용해된다.

음극에서는 산소가 전자 네 개를 받아 수산화 이온으로 환원된다.

두 반응이 합쳐지면 산화철, 즉 녹이 생성된다.

용존산소가 많을수록 음극 반응이 빨라져 부식이 가속된다.

이종금속 접촉부식

이종금속 접촉부식은 전해질 속에서 다른 두 금속이 전기적으로 접촉할 때 생긴다.

두 금속의 전위차가 구동력이 되어 한쪽 금속이 먼저 부식된다.

양극이 된 금속은 부식이 촉진되고, 음극이 된 금속은 보호된다.

전위차가 클수록 부식 위험이 커진다.

지중 매설관과 대책

지중 매설관은 구간마다 토양이 달라 양극과 음극 셀이 생긴다.

그래서 투수성이 낮은 외면 피복과 전기방식을 함께 쓴다.

희생양극법은 전원이 필요 없고 설치가 쉽지만 양극 수명이 짧다.

대규모 매설관에는 전원 장치를 쓰는 외부전원법이 적합하다.

정리

정리하면 부식은 양극, 음극, 전해질이 있을 때 진행하는 전기화학 반응이다.

설비용수는 용존산소와 pH, 지중은 토양 차이, 이종금속은 전위차를 본다.

답안에서는 원인과 대책을 섞지 말고 나눠 쓴다.