염산·황산 탱크 재질 선정

재질 선정이란

염산·황산 탱크 재질 선정은 내식성이 확보된 재료를 고르는 설계 행위다.

재질은 산의 종류, 농도, 온도에 따라 달라진다.

부식 여유와 누출 방지 조치도 함께 정해야 한다.

이제 재질 선정의 원리와 시험에 나오는 방식을 확인한다.

환원성 산과 산화성 산

염산과 황산은 모두 강산이지만 부식 거동이 다르다.

환원성 산은 염산과 희석 황산처럼 금속을 녹이는 산이다.

이 경우 Cr·Mo 함량을 높이면 내식성이 좋아진다.

산화성 산은 진한 황산과 질산처럼 피막을 만드는 산이다.

이 경우 Cr과 Si 함량이 높은 재질이 유리하다.

재질별 적용 조건

재질 선정은 농도 구간별로 나누어 비교해야 한다.

304 계열은 상온에서 약 3% 황산에만 저항성이 있다.

316 계열은 상온에서 약 20% 황산까지 저항성이 있다.

고농도나 고온에서는 904L, 합금 20 같은 고합금을 검토한다.

염화물이 5000 ppm 이상이면 904L 계열이 합금 20보다 우수하다.

염산은 환원성 산이므로 스테인리스강 탱크를 피한다.

기상부 부식

염산·황산 저장탱크는 액상 부식과 기상부 부식을 함께 견뎌야 한다.

기상부는 액상보다 산 농도가 높아 부식이 더 심하다.

그래서 통기나 건조제로 수분 유입을 막아야 한다.

농축 황산은 흡습성이 있어 증기 공간의 산 농도가 높아진다.

시험에서 자주 나오는 실수

첫째, 염산과 황산을 같은 재질로 묶어 답하는 실수가 많다.

둘째, 304 계열은 황산 접촉용으로 거의 쓰이지 않는다.

셋째, 304 계열의 응력부식균열 온도 조건을 함께 적는다.

넷째, 환기와 건조제 같은 부속 조건을 빠뜨리면 감점된다.

직접 풀어 보자.

정리

재질 선정은 산의 종류, 농도, 온도, 염화물 혼입 여부를 함께 고려한다.

염산은 라이닝이나 고니켈 합금을, 황산은 농도별 재질을 검토한다.

304 계열의 상온 황산 한계와 응력부식균열 온도를 확인한다.

억제제는 보조 수단일 뿐 재질 선정을 대체하지 못한다.