부식 방지 개요

화학설비나 이의 배관 등에 위험물질 등이 접촉하는 부분에는 폭발이나 화재를 방지하기 위해서 취급하는 위험물질 등의 종류, 온도, 농도 등을 고려하여 내식성이 있는 재료로 제작하거나 내식성이 있는 재료로 내부를 라이닝 하거나 또는 방식도료를 도포하는 등의 조치를 하여야 한다.

 

 

부식 방지 개요

관련 법규

산업안전보건 기준에 관한 규칙 제256조(부식 방지)

사업주는 화학설비 또는 그 배관(화학설비 또는 그 배관의 밸브나 콕은 제외한다) 중 위험물 또는 인화점이 섭씨 60도 이상인 물질(이하 “위험물질등”이라 한다)이 접촉하는 부분에 대해서는 위험물질등에 의하여 그 부분이 부식되어 폭발ㆍ화재 또는 누출되는 것을 방지하기 위하여 위험물질등의 종류ㆍ온도ㆍ농도 등에 따라 부식이 잘 되지 않는 재료를 사용하거나 도장(塗裝) 등의 조치를 하여야 한다.

 

법규에 대한 용어 의미

▶ 배관의 밸브나 콕은 제외 사유는 별도의 재질에 대한 규정이 있다.(다음 법규 참조)

산업안전보건 기준에 관한 규칙 제259조(밸브 등의 재질) 사업주는 화학설비 또는 그 배관의 밸브나 콕에는 개폐의 빈도, 위험물질등의 종류ㆍ온도ㆍ농도 등에 따라 내구성이 있는 재료를 사용하여야 한다.

 

▶ 농도 등 : 농도 등이라 함은 압력, 유속 등을 포함한다.

 

▶ 부식이 잘되지 않는 재료 : 부식이 잘되지 않는 재료라 함은 티타늄, 유리, 도자기, 고무, 합성수지 등의 내식성 재료로 라이닝한 것을 말한다.

 

▶ 도장 등 : 도장 등이라 함은 내식도료의 도표, 산화피막처리, 전기방식처리 등을 말하며, 내구년한을 적절히 정하여 기간내에 그 부분을 교환하는 것을 뜻한다.

 

 

부식 방지 사유 

반응기, 증류기 등의 화학설비나 이들의 배관에는 각종의 위험물질 등을 다량 취급하고 있을 뿐만 아니라 고온, 고압 등의 조건에서 운전되는 경우가 많다.

이러한 설비나 배관의 재질이 위험물질 등에 의해 국부적으로 또는 전체적으로 부식되어 기계적인 강도가 저하되는 경우에는 이러한 부분에서 위험물질 등이 누출되거나 공기, 물 등이 내부로 침입하게 되어 폭발이나 화재가 발생되는 위험성이 높다.

일반적으로 이러한 화학설비나 배관이 위험물질에 의해 부식이 되는 정도는 사용하는 위험물질 등의 종류, 농도 및 불순물 함유율과 온도, 압력, 유속 등의 운전조건에 따라 크게 달라진다.

따라서 화학설비나 이의 배관 등에 위험물질 등이 접촉하는 부분에는 폭발이나 화재를 방지하기 위해서 취급하는 위험물질 등의 종류, 온도, 농도 등을 고려하여 내식성이 있는 재료로 제작하거나 내식성이 있는 재료로 내부를 라이닝 하거나 또는 방식도료를 도포하는 등의 조치를 하여야 한다.

 

 

부식의 형태

금속의 부식에는 산화, 질화 또는 수소취화와 같은 건조상태에서 생기는 건식(乾蝕, Dry Corrosion)과 습윤상태에서 생기는 습식(濕蝕, Wet Corrosion)이 있다.

보통 열교환기에서 문제가 되는 것은 부식은 대부분이 습식이며, 부식의 원인이나 양상은 사용유체, 사용조건 또는 발생조건에 따라 달라져 매우 복잡하다.

화학장치용 기기의 부식형태의 표시에는 여러 가지 방법이 있으며 다음은 석유학회기준에 의한 부식형태의 평면적인 분류체계를 나타낸다.

이 평면적인 분류방식은 10㎝×10㎝의 관찰기준면을 고려하여 부식형태를 표면적으로 부식의 상태, 크기 및 형상에 따라 분류한 것이며 다음과 같다.

 

① 전면부식 : 관찰면적의 95% 이상이 연속적으로 부식당한 것으로써 하나의 부식의 크기가 95㎠이상이라고 할 수 있는 경우를 말한다.

② 부분부식 : 전면이라고는 할 수 없으나 관찰기준면 중의 약 40～94%정도가 연속적으로 부식당하고 있는 경우를 말한다.

③ 국부부식 : 부분부식에 비해 더욱 국부적인 부식이며 하나의 부식부의 크기가 관찰기준면의 40% 미만의 넓이가 작은 부식이 한 개 또는 몇 개 있는 경우이며 더욱이 부식부 한 개의 넓이가 침식깊이의 약 6배 이상인 경우를 말한다.

④ 식공(蝕孔)부식 : 더욱 부식부의 단위가 작아져서 부식부 한 개의 넓이가 침식깊이의 6배 미만의 소위 구멍이라고 하는 부식공이 한 개 또는 수백개 있는 경우를 말한다.

⑤ 균열부식 : 재료표면의 개구부가 아주 좁고, 소위 균열이라고 하는 평면적으로는 선상으로 뻗는 부식을 말한다.

⑥ 금속표면이 산화 등에 의해 취화되는 증상으로 박리되어가는 부식이다.

 

 

내식성 판정 기준

 

화학설비의 재료를 선정할 때에는 전술한 부식과 경제성을 고려하여 선정하나 압력용기의 일반적인 내식성 판정기준은 다음과 같다.

 

<표> 내식성 판정 기준

내식성 구분	부식률 (mm/년)*	부식 여유(mm)	부식의 상태
부식하지 않는 재료	0.025 이하		부식하지 않는다.
우수한 내식 재료	0.05 이하		거의 부식하지 않는다.
양호한 사용 재료	0.13 이하	1 이상	약간 부식한다.
	0.25 이하	2 이상	부식한다.
	0.50 이하	3 이상	상당히 부식한다.
사용해도 좋은 재료	1.25 이하		상당히 부식한다.
사용하지 못하는 재료	1.25 이상		심하게 부식한다.

 

* Corrosion Rates (부식률)

Corrosion penetration rate (CPR, 부식 침투율) : 부식의 결과로 재료의 두께가 제거되는 속도 (보통 0.5 mm/yr 이하의 CPR은 허용됨)