Langelier Index (LI) 랑게리에 지수

LI의 정의

랑게리에 지수는 수돗물이 관과 설비에 스케일을 만들지, 부식을 일으킬지 예측하는 대표 지표다.

정의는 실제 pH에서 탄산칼슘이 포화되는 pH, 즉 포화 pH(pHs)를 뺀 값이다.

이 값의 부호가 탄산칼슘 피막이 생길지 녹을지를 가른다.

부호별 의미를 차례로 보자.

부호별 판정

부호가 양수이면 탄산칼슘이 과포화되어 스케일이 석출된다.

0이면 평형 상태로 스케일도 녹지도 않는다.

음수이면 미포화 상태라 관벽의 탄산칼슘 피막이 녹아 부식이 진행된다.

그래서 부호를 먼저 확인하는 것이 판정의 첫걸음이다.

pHs 계산 입력값

pHs는 실제 pH 외에 칼슘 경도, 알칼리도, 수온, TDS에 따라 달라진다.

경도와 알칼리도는 모두 CaCO3 기준 mg/L로 맞춰야 한다. 단위가 다르면 결과가 크게 벗어난다.

같은 pH라도 경도와 알칼리도가 높으면 pHs가 낮아져 LI가 커진다.

그래서 수질이 바뀔 때마다 LI를 다시 계산해야 한다.

계산 예제

가상의 배수지 수질로 LSI를 계산해 보자.

먼저 A와 B를 구한다. A는 TDS, B는 수온으로 정해진다.

다음으로 C와 D를 구해 pHs를 계산하면 8.03이 된다.

LSI는 실제 pH 7.2에서 pHs 8.03을 뺀 −0.83이다.

음수이므로 부식 쪽으로 기운다. pH와 알칼리도를 올리는 대책이 필요하다.

부호별 대책

LSI가 음수이면 pH와 알칼리도를 올린다. 석회 주입도 같은 방향의 안정화 수단이다.

반대로 양수이면 pH를 내리거나 스케일 방지제를 쓴다.

두 대책이 반대 방향이므로 부호를 먼저 확인해야 한다.

같은 값이라도 관 재질과 운영 목표에 따라 우선순위가 달라진다.

LSI의 한계

LSI는 측정 항목이 적고 계산이 간단해 현장에서 바로 판정할 수 있다.

한계는 분명하다. 금속 부식은 예측하지 못하고, 용존산소와 염화물 영향은 식에 없다.

또 과포화가 스케일을 만드는 속도는 알려 주지 않고, 저경도 수질에서는 판정이 불안정하다.

그래서 RSI를 함께 보고 마블 시험과 부식 쿠폰 시험으로 확인한다.

특히 용존산소는 부식을 촉진하므로 LSI와 함께 관리해야 한다.

핵심 정리

핵심을 정리한다. LI는 실제 pH에서 탄산칼슘 포화 pH를 뺀 값이다.

양수는 스케일 석출, 0은 평형, 음수는 피막 용해에 따른 부식 경향이다.

음수는 pH와 알칼리도를 올리고, 양수는 pH를 내리거나 방지제를 쓴다.

LSI는 탄산칼슘만 보므로 RSI와 병행해 판단한다.