부식(Corrosion) 의 종류와 발생 원인, 효과적인 방지 대책

부식의 종류와 발생 원인, 효과적인 방지 대책

 

1. 부식(Corrosion) 이란?
부식은 운전 유체와의 화학적 반응에 의해 금속 재질이 변질되거나 손상되는 현상을 의미하며, 

산업 현장에서 주요한 손상 요인 중 하나입니다

 

2. 부식의 종류
  1) 균일 부식(Uniform Corrosion)
    - 금속 표면 전체가 일정하게 부식되는 형태
    - 상대적으로 예측이 가능하며, 보호 코팅이나 재료 변경으로 방지 가능

  2) 국부 부식(Localized Corrosion)
    - 특정 부분에서 집중적으로 발생하는 부식
    - 주요 유형
      → 공식(Pitting Corrosion): 작은 구멍 형태로 깊게 부식됨
      → 갈바닉 부식(Galvanic Corrosion): 서로 다른 금속이 접촉할 때 전위차로 인해 한쪽 금속이 선택적으로 부식됨
      → 틈 부식(Crevice Corrosion): 금속과 금속 사이의 틈에서 발생하며, 산소 농도 차이에 의해 가속됨

  3) 응력 부식 균열(Stress Corrosion Cracking, SCC)
    - 기계적 응력과 부식 환경이 결합하여 균열이 발생하는 현상
    - 주로 고온, 고압 환경에서 발생하며, 특정 합금에서 더 취약함

  4) 미생물 부식(Microbiologically Influenced Corrosion, MIC)
    - 세균이나 미생물이 생성하는 부산물에 의해 발생하는 부식
    - 정유 및 화학 플랜트의 배관이나 저장탱크에서 자주 발견됨

  5) 보온직하부식(Under Insulation Corrosion, UIC)
    - 보온재 내부에 수분이 축적되면서 금속 표면이 부식되는 현상
    - 주로 배관이나 장비의 보온층 아래에서 발생하며, 주기적인 점검이 필요

 

 

3. 부식 발생 요인
  1) 운전 유체의 농도와 온도

    - 특정 화학물질이 포함된 유체의 농도가 높거나 온도가 상승하면 부식 속도가 빨라질 수 있음

  2) 습도 및 수분 함유량

    - 공기 중 습기나 보온/보냉재 내부의 수분이 부식을 촉진할 수 있음

  3) 전기화학적 반응

    - 금속 간 전위차에 의해 부식이 가속될 수 있음

  4) 기계적 손상과 스트레스

    - 반복적인 기계적 하중이나 균열이 부식 발생을 유도할 수 있음

 

 

4. 부식 방지 방법
  1) 부식 저항성이 높은 재질 사용

    - 스테인리스강, 합금강 등 부식에 강한 소재를 적용

  2) 재료 표면 보호

    - 페인트, 코팅, 아노다이징 등 보호막을 형성해 부식 환경으로부터 차단

  3) 두께 감육 고려

    - 부식 발생 가능성을 감안하여 초기 설계 시 여유 두께를 확보

  4) 클래딩(Cladding)과 라이닝(Lining) 적용

    - 경제성을 고려하여 탄소강(Carbon Steel) 위에 부식 저항성이 높은 재료를 덧붙여 보호층을 형성

  5) 보온재 관리

    - 보온/보냉재 내 수분으로 인해 발생하는 보온직하부식(UIC)을 방지하기 위해 주기적인 점검과 방수 처리를 실시

  6) 부식 억제제 사용

    - 특정 화학물질을 첨가하여 부식 반응을 억제하는 방식으로, 냉각수 시스템 등에 적용됨

  7) 전기화학적 보호(Cathodic Protection)

    - 희생양극 방식이나 외부 전원을 이용해 금속을 보호하는 방법으로, 배관 및 해양 구조물 등에 사용됨

 

 

5. 부식의 영향과 중요성
  1) 설비 수명 단축

    - 지속적인 부식으로 인해 설비가 조기에 교체되어야 하는 상황 발생

  2) 유지보수 비용 증가

    - 부식을 예방하지 않으면 지속적인 보수 작업이 필요해 운영 비용 상승

  3) 안전 사고 발생 가능성

    - 배관이나 압력용기에서의 부식으로 인해 누출, 폭발 등의 사고 발생 위험 증가