자재 선택 시 이종 금속 부식 방지

볼트를 사용하여 지붕 위에 여러 장비를 설치한 새로 건조된 선박을 상상해 보십시오. 예를 들어, 뜨거운 알루미늄 리벳을 사용하여 강철 구조물에 공명판이 설치되었습니다. 이제 보드가 갑자기 바닥에 떨어지면 몇 달을 빨리 감으십시오. 사고에 대한 철저한 분석은 고장의 원인이 이종 금속 부식이라는 결론을 내렸습니다.

갈바닉 부식이라고도 하는 이종 금속 부식은 석유 및 해양 산업과 같이 습한 환경에서 운영되는 많은 새로 건설된 현장에서 흔히 발생하는 현상입니다. NACE International의 조사에 따르면 부식으로 인한 전 세계 비용은 2조 5000억 달러입니다.

아래에서는 이종 금속 부식, 어떻게 그리고 왜 발생하는지, 사고를 예방하고 프로젝트 지연에 피해를 입힐 수 있는 팁을 살펴봅니다.

이종 금속 부식이란 무엇입니까?

갈바니 반응은 서로 다른 귀족 또는 전기화학적 전위를 가진 두 금속이 전해액이나 축축한 환경에서 서로 접촉할 때 발생합니다. 활성 금속(덜 귀금속)은 양극으로 작용하고 수동 금속(높은 귀금속)은 음극으로 작용합니다.

음극에서 물은 산소와 반응하여 수산화물을 형성합니다. 그러나 이 반응이 일어나기 위해서는 전자의 유입이 필요하다. 활성 금속은 전자를 잃기 시작하고 이온은 전해 매체를 통해 이동하여 수동 금속에 침착됩니다. 결과적으로 샘플 표면에서 다른 화학 반응이 일어나기 시작하고 덜 귀금속이 부식됩니다. 부식 속도는 반응 가능한 음극의 면적과 두 금속 사이의 귀족 수준 차이에 정비례합니다.

해수에서 다양한 금속과 이들의 전기화학적 전압 범위를 비교하는 차트가 아래에 포함되어 있습니다.

전압차가 큰 금속이 가장 많이 반응합니다. 예를 들어, 스테인리스 스틸 클램프의 아연 도금 강철 나사는 티타늄 나사보다 빨리 부식됩니다.

이종 금속 부식은 pH 값이 다른 영역에 배치되고 서로 전기적으로 접촉할 때 동일한 금속 부품 간에 발생할 수도 있습니다.

이종 금속 부식에 영향을 미치는 요인

다음 요인은 두 금속 간의 이종 금속 부식 속도에 영향을 미칩니다.

• 전극 전위: 전극 전위가 넓은 금속은 귀금속이 적은 금속의 부식을 빠르게 확인합니다.
• 접촉 저항: 두 금속의 경계에서 낮은 접촉 저항은 더 높은 전자 흐름 속도를 허용하여 더 많은 부식을 일으킵니다.
• 전기 저항: 고농축 전기화학 용액(pH <7)은 음극에서 수소 형성을 자극하고 갈바닉 부식을 증가시킵니다.
• 금속 영역: 반응 속도는 음극의 면적에 정비례하고 양극의 면적에 반비례합니다.
• 분위기의 변화: 대기 조건의 변화는 이종 금속 부식에 영향을 줄 수 있습니다. 예를 들어, 습한 영역에 노출된 음극 영역의 크기는 반응이 얼마나 빨리 일어날 것인지를 결정합니다. 더 많은 노출은 더 많은 가속으로 이어집니다.

이와 관련하여 환경이 이종 금속 부식에 미치는 영향에 대해 자세히 알아보겠습니다.

이종 금속 부식에 영향을 미치는 환경 요인

환경에 따라 양극의 전기화학적 특성이 변할 수 있습니다. 환경 조건은 전위, 전류 용량 및 양극 소비율의 세 가지 주요 양극 속성에 영향을 미칩니다.

양극 전위는 화학 물질 또는 해수 작동 환경에서 더 음이 될 수 있습니다. 동일한 환경에 대한 다양한 변화라도 뜨거운 바닷물과 차가운 바닷물, 해저 진흙과 같이 양극의 실제 전류 용량에 영향을 미칠 수 있습니다.

특정 환경에 대한 양극의 전류 전달 용량과 관련된 장기 성능 데이터가 필요합니다. 충분한 데이터가 없는 경우 정전류 테스트 및 전위차 테스트와 같은 추가 전기화학적 테스트를 수행하여 다양한 환경 조건에서 양극의 전류 전달 용량을 확인해야 합니다.

이종 금속 부식을 방지하는 방법

다음은 이종 금속 부식을 방지하기 위해 따라야 할 몇 가지 모범 사례입니다.

• 개요 실행: 적용 재료, 관련된 하중 및 갈바니 반응에 대한 대기의 가능한 영향에 대한 개요를 얻으십시오.
• 기본 규칙 준수: 갈바니 차트에서 동일하거나 거의 동일한 귀족의 금속을 선택하십시오.
• 이종 금속 절연: 서로 다른 금속의 접점 사이에 절연체를 사용하십시오. 예:플랜지 조인트의 슬리브 볼트, 절연 와셔 사용
• 격리 스풀 사용: 비전도성 절연 스풀(GRP(Glass Reinforced Plastic)과 같은)을 사용하여 비탄화수소 유체를 운반하는 서로 다른 두 금속의 배관 연결을 달성할 수 있습니다.
• 희생 양극 사용: 희생 양극은 해수에서 금속을 보호하는 데 사용됩니다.
• 음극 페인트: 접촉을 방지하기 위해 대안으로 페인트를 사용하십시오. 가장 고귀한 부분인 음극을 칠하십시오.

참고 :양극을 도색하면 도료에 크랙이 생기면 그 단면에 갈바닉 전류가 흘러 부식이 가속화됩니다. 갈바니 소재의 균열도 마찬가지입니다.

이와 관련하여 빈번한 검사는 이종 금속 부식으로 인한 사고 위험을 최소화하는 데 도움이 될 수도 있습니다.

재료의 선택은 매우 중요합니다. 양극 물질의 치수와 모양은 파도, 전류 및 진동의 형태로 주변 환경에 의해 가해지는 기계적 힘을 견딜 수 있어야 합니다. 또한 화학적 조성, 균질성 및 전류 전달 용량과 같은 다른 많은 요소도 고려해야 합니다. 경험이 풍부한 금속 공급업체와 협력하여 고품질 내식성 합금을 구입하면 애초에 이종 금속 부식을 방지하는 데 도움이 될 수 있습니다.

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