배관부식의 원리와 대책

배관부식의 정의

배관부식은 배관 금속이 물이나 공기와 전기화학 반응을 일으켜 손실되는 현상이다.

냉온수·냉각수·증기 배관에서는 누수와 열교환 성능 저하, 교체 비용으로 직결된다.

기술사 시험에서는 부식의 종류·원인·방지대책을 묶어 묻는 문제가 반복해서 나온다.

부식 전지의 원리

배관 금속은 작은 전지가 되어 스스로 녹는다.

양극에서는 금속이 이온으로 녹으며 전자를 남긴다. 그 전자는 금속을 따라 음극으로 이동한다.

음극에서는 용존산소가 전자를 받아 환원된다. 그래서 용존산소량이 부식 속도를 좌우한다.

부식 유형 비교

부식 유형은 원인과 형태에 따라 나뉜다.

이종금속이 접촉하면 이온화 경향이 큰 쪽이 양극이 되어 먼저 부식된다.

농도차가 있으면 산소가 적게 닿는 쪽이 양극이 되는 농담전지 부식이 생긴다.

국부부식은 감육이 작아 보여도 관통 사고로 이어져 가장 위험하다.

접합부 부식과 계산

냉각수 배관의 강관이 동관 밸브와 직접 연결된 가상의 예를 보자.

강관은 동관보다 활성이므로 양극이 되어 접합부 주변이 먼저 부식된다.

대책은 두 금속 사이에 절연 플랜지를 넣고 접합부 주변을 도장으로 보호하는 것이다.

부식 여유는 연간 부식속도에 설계 수명을 곱해 구한다. 값을 대입해 계산해 보자.

방지대책

대책은 재료 선택, 절연, 도장, 수질 관리, 음극 방식으로 나뉜다.

이종금속은 직접 접촉시키지 않고 절연 패킹으로 전기적으로 끊는다.

수질 관리로 용존산소와 염화물을 낮추고, 음극 방식으로 배관을 음극화한다.

방식의 원리는 전위와 환경을 제어해 부식 속도를 낮추는 것이다.

흔한 실수와 정리

답안에서 가장 흔한 실수는 부식과 방식을 섞어 쓰는 것이다.

부식은 재료가 변질되는 현상이고, 방식은 그 반응을 막거나 늦추는 대책이다.

이종금속 접촉에서는 이온화 경향이 큰 금속이 양극이 되어 먼저 부식한다.