관정부식 (Crown Corrosion)

관정부식이란

관정부식은 하수관 관정부에서 콘크리트가 부식되는 현상이다.

하수관 안 황화수소가 관정부에서 황산으로 바뀌어 콘크리트를 녹인다.

이 현상은 관 아래가 아니라 관 윗부분에서 집중적으로 일어난다.

발생 과정

관정부식은 황산염이 황화수소로 바뀌는 데서 시작된다.

용존산소가 없으면 황산염환원균이 황산염을 황화수소로 환원한다.

난류와 낙차로 황화수소가 기상부로 빠져나와 관정부 공간으로 이동한다.

기상부의 황화수소는 호기성 황산화균에 의해 SO2, SO3를 거쳐 산화된다.

그 결과 관정부 물방울 속에서 황산이 생겨 콘크리트를 녹인다.

황산 생성과 침식

관정부에 모인 황산은 콘크리트의 수산화칼슘과 반응해 석고를 만든다.

이 석고가 팽창하면서 관벽 표면이 떨어져 나간다.

콘크리트 벽이 얇아지면 구조 강도가 떨어져 관로 붕괴로 이어질 수 있다.

다른 열화와 비교

관정부식은 황화수소의 산화가 원인인 생물학적 황화물 부식이다.

일반 화학적 부식은 산성 용액과 직접 반응하며 물에 잠긴 부분 전체에서 일어난다.

기계적 마모는 모래와 자갈의 충돌로 관저부 바닥에서 생긴다.

따라서 관정부식은 물에 잠기지 않는 관 상부에서 일어나는 것이 특징이다.

방지 대책

대책은 H2S 발생을 줄이는 방법과 이미 생긴 부식을 막는 방법으로 나뉜다.

약품주입은 발생원을 줄이는 근본 대책이다. 철염은 황화철 침전으로 황화물을 고정한다.

유속 증가는 설계 조건이 맞을 때만 쓸 수 있다.

피복은 손상되면 재부식이 진행되므로 약품주입과 병행하는 것이 일반적이다.

시험 포인트와 직접 풀기

관정부식은 시험에서 과정 서술과 방지대책을 묶어 자주 출제된다.

답안 첫 줄에는 정의를 쓰고, 과정을 순서대로 적는다.

이제 직접 문제를 풀어 보자.

정답과 정리

정답은 관 상부, 즉 관정부다. 물에 잠기지 않은 윗부분에서 부식이 집중된다.

관정부식은 H2S 생성 억제와 관정부 산 노출 차단을 함께 고려해야 한다.