목차(이종금속의 접촉에 의한 부식)
이종금속의 접촉에 의한 부식
1️⃣이종금속의 접촉에 의한 부식
- 금속류와 전차선 및 조가선등을 지지하기 위해서 부득이하게 두 종류의 금속이 접촉할 수가 있다 이러한 두 가지 이종금속이 접촉하고 있는 개소가 염분 등 전해물질의 용액에 접촉하면 그곳에 국부전지가 형성되어, 그 용액중에서 용해하여 부식
- 접촉 부식량에 의한 부식량은 그 경우의 부식 전류량과 비례관계이고, 그 원인은 전극의 전위차
- 전극 전위차가 큰 금속, 즉 전위열에서 금속상호간에 서로 떨어져 있는 정도가 크면 접촉 부식이 심해짐
- 예를 들면, 알루미늄과 동이 조합된 알루미늄의 부식량을 철과 동이 조합된경우 철의 부식량은 보다 커짐
- 실제로 각종금속체 표면에 산화피막이 형성되거나, 표면이 부식으로 생성된 생성물로 피막되는 복잡한 현상을 나타내고 있는경우가 많아,
반드시 전위차에 비례하지는 않지만 원칙적으로는 이와 같은 경향을 나타냄
2️⃣이종금속의 접촉부식 원인
1)수분의 부착, 온도의 영향
- 이종금속의 접촉부식은 국부전지작용(일종의 전기분해작용)이기 때문에 수분이 없으면 부식은 절대발생하지 않지만, 대기중에 노출되어 있으므로 수분의 부착이나 온도에 영향을 받게 된다.
2)부식 환경의 영향
- 부착수분의 성질, 예를들면 염수(해안지방), 아황산 수(공해지대)등에 따라 물의 도전성은 높아지고, 그 농도에 따라 부식은 상당히 빨라진다
3)온도조건
- 온도가 높으면 부식이 빨라지고, 온도가 20도 높아지면 부식속도는 약 2배가 됨
- 연간 기온이 높은 개소 또는 전류 등에 의하여 온도가 상승하는 개소는 주의가 필요
4)분진의 부착
- 분진이 부착되면 습기를 먹고, 분진의 성분이 습기에 용해된다
3️⃣부식의 방지방법
- 이종금속, 접촉부위는 수분이 모이지 않는 구조로 한다
- 이종금속 간 절연한다
- 국부전지의 전류 차단시킴으로써 부식을 방지한다
- 중간금속을 삽입한다
- 중간금속을 삽입함으로써 이종금속 상호의 전위차를 감소시켜 부식을 감소시킨다
- 전극 전위가 상호 접근된 것을 선정한다
- 접촉면을 작게 한다
| 상대 전위차 | 부식 측 금속의 부식정도 | 부식정도 |
|---|---|---|
| 0~0.2 | 거의 부식되지 않는다 | A |
| 0.2~0.8 | 약간의 부식이 진행된다 | B |
| 0.8~1.2 | 심하게 부식된다 | C |
| 1.2이상 | 조합이 불가능하다 | D |
목차(이종금속의 접촉에 의한 부식)
이종금속의 접촉에 의한 부식
💯기출문제
●06.접지전극 부식형태 구분하고 이종 금속결합에 의한 부식원인 및 대책
1. 접지전극 부식 형태
접지전극은 토양 환경에 노출되어 다양한 부식 형태를 보입니다. 일반적인 부식 형태는 다음과 같습니다.
- 균일 부식: 전극 표면 전체에 걸쳐 균일하게 부식이 진행되는 형태입니다.
- 국부 부식: 전극의 특정 부위에 집중적으로 부식이 진행되는 형태로, pitting corrosion이라고도 합니다.
- 응력 부식: 인장 응력이 작용하는 부위에서 부식이 가속화되는 현상입니다.
- 갈바니 부식: 이종 금속이 접촉하여 발생하는 부식으로, 다음 절에서 자세히 다루겠습니다.
- 미생물 부식: 토양 속 미생물에 의해 발생하는 부식으로, 주로 철근 콘크리트 구조물에서 발생합니다.
2. 이종 금속 결합에 의한 부식 원인 및 대책
원인
- 전위차: 서로 다른 금속은 전기화학적 전위가 다르기 때문에 접촉 시 전위차가 발생합니다. 이 전위차는 미소 전류를 발생시켜 부식을 촉진합니다.
- 습기: 습기는 전해질 역할을 하여 전류 흐름을 용이하게 만들어 부식을 가속화합니다.
- 토양 성분: 토양 속 염분, 산성 물질 등은 전해질 역할을 하여 부식을 촉진합니다.
대책
- 절연: 이종 금속 사이에 절연체를 삽입하여 전기적 연결을 차단합니다.
- 도금: 부식이 잘 되는 금속에 내식성이 우수한 금속을 도금하여 부식을 방지합니다.
- 방청제 도포: 부식 방지 코팅제를 도포하여 부식을 억제합니다.
- 희생양극법: 부식이 잘 되는 금속을 희생시켜 다른 금속을 보호하는 방법입니다.
- 외부 전원 방식: 외부에서 전류를 공급하여 부식을 방지하는 방법입니다.
3. 접지전극 부식 방지 대책
- 내식성 재료 사용: 스테인리스 스틸, 동 등 내식성이 우수한 재료를 사용합니다.
- 도장: 부식을 방지하기 위해 도료를 칠합니다.
- 방청제 도포: 부식을 억제하는 화학 물질을 사용합니다.
- 전기방식: 희생양극법, 외부 전원 방식 등을 적용합니다.
- 정기적인 점검: 접지 저항을 주기적으로 측정하고, 부식이 의심될 경우 즉시 조치합니다.
●08.이종 금속의 접촉에 의한 부식의 발생 원인과 방식대책에 대하여 설명하시오
이종 금속 접촉 부식이란?
서로 다른 종류의 금속이 전해질(물, 토양 등) 속에서 접촉할 때 발생하는 부식 현상을 이종 금속 접촉 부식이라고 합니다.
발생 원인
- 전위차: 서로 다른 금속은 각각 고유의 전위를 가지고 있습니다. 이종 금속이 접촉하면 전위차가 발생하고, 이에 따라 전자가 더 높은 전위를 가진 금속에서 낮은 전위를 가진 금속으로 이동하게 됩니다.
- 전해질: 물, 토양 등 전해질은 이온을 포함하고 있어 전자의 이동을 용이하게 하여 부식 반응을 촉진합니다.
- 산화 환원 반응: 전자를 잃은 금속은 산화되어 부식되고, 전자를 얻은 금속은 환원됩니다.
부식 과정
- 전위차 발생: 이종 금속이 접촉하면 전위차가 발생합니다.
- 전자 이동: 전자가 전위가 높은 금속에서 낮은 금속으로 이동합니다.
- 이온화: 전자를 잃은 금속은 양이온이 되어 전해질 속으로 용출됩니다.
- 부식: 용출된 금속 이온이 다른 물질과 반응하여 부식 생성물을 형성합니다.
부식의 영향
- 구조물의 강도 저하: 부식으로 인해 구조물의 두께가 감소하고 강도가 약해져 안전성을 위협합니다.
- 기능 저하: 부식으로 인해 기계 부품의 마모, 전기 회로의 단락 등이 발생하여 기능이 저하될 수 있습니다.
- 유지보수 비용 증가: 부식된 부분을 교체하거나 보수해야 하므로 유지보수 비용이 증가합니다.
방식 대책
- 절연: 이종 금속 사이에 절연체(고무, 플라스틱 등)를 삽입하여 전기적 연결을 차단합니다.
- 도금: 부식되기 쉬운 금속에 내식성이 우수한 금속을 도금하여 보호합니다.
- 방청제 도포: 부식을 억제하는 화학 물질을 도포합니다.
- 희생양극법: 부식되기 쉬운 금속(아연, 마그네슘 등)을 희생시켜 다른 금속을 보호합니다.
- 외부 전원 방식: 외부 전원을 이용하여 부식을 방지합니다.
- 내식성 재료 사용: 스테인리스 스틸, 티타늄 등 내식성이 우수한 재료를 사용합니다.
예시
- 선박: 선체에 사용되는 다양한 금속(철, 동, 알루미늄 등)이 해수라는 전해질 속에서 접촉하여 부식이 발생합니다.
- 배관: 철관과 동관이 연결된 부분에서 부식이 발생할 수 있습니다.
- 건축물: 철근 콘크리트 구조물에서 철근과 콘크리트 첨가물 사이의 접촉 부위에서 부식이 발생할 수 있습니다.
결론
이종 금속 접촉 부식은 다양한 산업 분야에서 발생하는 심각한 문제입니다. 부식을 방지하기 위해서는 부식 원인을 정확히 이해하고 적절한 방식 대책을 적용해야 합니다.
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