금속 부식 및 이를 방지하는 방법

부식이란 무엇입니까?

금속 및 그 합금으로 만들어진 기능적 아이템이나 건축적 요소는 매일 다양한 환경 요인에 노출됩니다. 이로 인해 부식 (각각 화학적 또는 전기화학적)이라고 하는 화학적 또는 전기화학적 반응으로 인해 재료가 열화 됩니다. 부식은 종종 부식 이라고 불리며 금속 재료를 나타냅니다. 녹이 발생하면 금속 표면이 녹이 라는 특유의 붉은 변색으로 뒤덮입니다. 녹은 개별적인 화합물이 아니라 산화물, 수산화물 및 철염(철 및 강철과 같은 합금의 산화에 의해 생성됨)의 층입니다. 부식을 일으키는 환경 요인:

• 대기 강수량,
• 습기,
• 환경 오염(예: 황산화물, 질소 산화물, 먼지),
• 부적절한 pH 수준,
• 물질적 스트레스,
• 생물체의 존재,
• 토양과의 접촉.

화학적 및 전기화학적 부식

화학적 부식 화학적 부식은 이온 전도성이 없는 환경에서 발생하므로 일반적으로 배기 가스, 석유, 특정 유기 물질 또는 수소, 황화수소, 일산화탄소(II) 또는 염소 와 같은 가스가 있는 환경에서 발생합니다. 화학적 부식은 때때로 건식 부식이라고도 합니다. 일반적으로 부식 물질의 전체 표면이 부식제와 접촉하게 됩니다. 그러나 이것은 일반적으로 구조에 심각한 위험을 초래하지 않습니다. 전기화학적 부식 전하를 전도할 수 있는 환경(전해질에서)에서 발생합니다. 그러한 환경의 예는 용존 가스 또는 염분을 포함하는 물입니다. 그러한 경우, 국부적인 갈바닉 전지(예를 들어, 수분과 접촉하는 지점)가 물질 표면에 형성된다. 전해질이 있으면 회로가 닫힙니다. 전기화학적 부식은 금속 표면을 산화시키고 갈색 침전물(녹)을 형성합니다.

금속 부식 및 패시베이션

부식제에 닿는 금속 표면은 그 영향으로 산화됩니다. 그것은 금속 산화물 층으로 덮여 있습니다. 이것이 항상 바람직하지 않은 것은 아닙니다. 패시베이션은 금속 표면과 강하게 결합된 충분히 견고한 산화물 층이 형성되는 현상입니다. 추가 분해(추가 산화)로부터 재료를 보호하기로 되어 있습니다. 예를 들어 알루미늄 에서 패시베이션을 관찰할 수 있습니다. 반응성이 높은 금속이지만 부동태화 덕분에 부식에 강합니다. 금속은 일반적으로 부식 방지 기술 중 하나인 패시베이션 공정을 거치게 됩니다. 그러나 패시베이션도 자연에 존재합니다. 이것은 표면이 ‘patina’라고 하는 녹색 변색으로 덮일 수 있는 구리에서 관찰할 수 있습니다.

부식되는 것은 금속뿐입니까?

금속 또는 그 합금으로 만들어진 항목은 일반적으로 화학적 또는 전기 화학적 부식으로 인해 성능이 저하됩니다. 철, 강철, 구리 또는 알루미늄의 전기화학적 부식은 일반적이지만 금속성 물질뿐만 아니라 다른 물질 에도 영향을 미칩니다. 예를 들어 콘크리트의 화학적 부식을 관찰할 수 있습니다. 부식될 수 있는 재료(금속 제외):

• 콘크리트 및 철근 콘크리트,
• 플라스틱 ,
• 목재,
• 세라믹.

각 재료의 부식 과정은 다릅니다. 부식은 주로 재료/환경 인터페이스의 전기 전도성 유형에 따라 달라집니다. 또한 재료가 존재하는 환경의 유형도 중요합니다. 전도성이 높은 본체의 경우 일반적으로 전기화학적 부식을 처리합니다. 낮은(또는 0) 전도도의 경우 부식은 본질적으로 훨씬 더 화학적(또는 물리화학적)입니다.

부식 방지 기술

부식 을 완전히 제거할 수는 없습니다 . 모든 부식 방지 기술은 그 과정을 억제하는 것을 목표로 합니다. 결합되지 않은 형태로 자연적으로 존재하는 귀금속은 부식 방지 보호가 필요하지 않습니다. 여기에는 금 또는 백금이 포함됩니다. 부식 방지 방법:

• 예를 들어 수분 제거, 이온 교환기를 사용하여 물에 용해된 염분 제거, 산성 물질 중화와 같이 환경에서 부식의 원인이 되는 요인을 제거합니다.
• 부식을 늦추는 물질(억제제) 사용;
• 금속의 전위 변화;
• 보호 코팅을 사용합니다. 금속은 보호되는 것보다 더 귀중하거나(절연 코팅) 덜 귀한(차폐 코팅) 다른 금속으로 덮을 수 있습니다.
• 비유기물 코팅, 예를 들어 유리질 에나멜, 크롬산염 코팅 사용;
• 폴리머 재료 또는 탑코트 페인트와 같은 유기 코팅을 사용합니다.

코팅 은 널리 사용되는 부식 방지 보호입니다. 용융 금속( 용융 코팅 )에 항목을 담그거나 전해 전해 코팅 을 통해 전해질 수용액에서 가져옵니다. 덜 인기있는 방법은 스프레이 건으로 수행되는 금속 스프레이 입니다. 가장 널리 사용되는 보호 금속은 아연 입니다. 특히 강철 또는 주철의 코팅제로 사용됩니다. 아연 코팅은 철에 비해 열역학적 안정성이 낮음에도 불구하고 우수한 보호 특성을 나타냅니다. 그러나 금속 제품의 열화를 방지하는 동안 아연 자체가 습기에 노출되면 부식될 수 있습니다. 아연 도금의 내구성은 두께뿐만 아니라 제품이 사용되는 환경 조건에 따라 달라집니다. 적용 방법에 따라 전기 아연 도금 또는 용융 아연 도금

전 세계적 규모의 부식의 경제적 영향

부식은 세계적인 문제입니다. 우리는 재료의 부식으로 인한 부상과 사망, 경제적 손실 및 부정적인 환경 영향을 계속 기록합니다. 부식은 압력 탱크, 항공기 부품 및 견인 장비에 심각한 고장을 일으킬 수 있습니다. Mohmmad A. Jafar Mazumder 가 부식의 글로벌 영향: 발생, 비용 및 완화(2020) 라는 제목의 기사에서 특정 국가의 부식 관련 문제에 대한 일반적인 유지 관리 비용은 국가 총생산의 1~5%로 다양합니다. 2013년 NACE International은 부식의 경제적 영향에 대한 글로벌 연구를 수행했습니다. 무엇보다도 부식 방지 기술을 관리 시스템과 통합하는 것이 얼마나 중요한지 보여주는 것이 목표였습니다. 발표된 보고서에 따르면 부식 비용은 전 세계 GDP의 3.4%인 2조 5천억 달러로 추산되며, 이는 매년 전 세계 국가들이 부식 방지를 위해 상당한 예산을 책정해야 함을 의미합니다. 출처: https://irispublishers.com/gjes/fulltext/global-impact-of-corrosion-occurrence-cost-and-mitigation.ID.000618.php https://psk.org.pl/aktualnosci/ekonomiczne-skutki -코로지