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[스크랩] 티타늄 소재 특성및 스테인레스 27종 특성 3

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작성자 최고관리자 댓글 0건 조회 420회 작성일 21-04-02 13:33

본문

* 사용환경별 대기부식 사례
 
노출
시간
(년)
표면마무리
장 소
최대 pit깊이,㎛
17Cr
18Cr-10N
17Cr-12Ni-2.5Mo
노출
세척
차폐
무세척
노출
세척
차폐
무세척
노출
세척
차페
무세척
23
냉간압연, 
어닐링처리후
산화막제거
해양
준공업지역시골
-
-
100

 
160
200
30
50

 
100
60
15
21
거친연마
해양준공업지역
시골중공업지역
50
30
250
85
45
30
20
40
150
155
35
410
50
10
10
20
80
40
15
530
 
 
미생물의 부식이란 금속표면에 서식하는 박테이아 등의 군집이 금속표면에 틈을 제공하거나 표면에 특성을 변화시켜 금속부식을 유발하는 것을 말한다.
 
* 사용환경별 대기부식 사례
 
- Sulfate Reduction Bacteria
- SBR은 혐기성 박테링로 Sulfate를 Sulfide로 환원시키면서 철표면에서 발생하는 양극과 음극반응에 모두 영향을 미침
 
양극반응:
8H₂O=8H+ + 8(OH)-
 
4Fe + 8H+=4Fe²+ + 8H
음극반응:
H₂SO₄ + 8H=4H₂S+4H₂O
부식생성물:
Fe2+ + h2s=FeS + 2H²
 
3Fe₂+ + 6(OH)- = 3Fe(OH)₂
 
낮은 pH환경내에서 홀동이 많고 위의 반응에 의해서 환경내에 접해있는 금속의 국부지역에 황산농도를 5wt%까지 상승시키므로 간접적으로 부식에 참여함.
 
* MIC의 영향요소
 
- 온도:10~50℃에서 가장 활발
- 유속:MIC는 미생물이 금속표면에 막을 형성하면서 발생하는데 유속이 빠를수록 미생물 피막형성이 최호화됨
- pH:미생물 종류에 따라 활동하는 pH의 범위가 다름
- 물의 청정도:부유물질이 많을수록 MIC다발
 
* MIC를 판별하는 방법
 
- 부식생성물 분석: Black sulfide부식생성물 존재, 주로Fes
- 부식표면분석:Fe-, Mn- 화합물, CI-다량 존재, S,P
- Bacterial slime(Exopolymer)존재유무
 
* MIC 
 
- 물리적 방식법:표면의 미생물 피막. 퇴적물, Sale등을 물리적으로 제거
- 화학적 방식법:화학적 방법으로 부식생성물, 미생물 피막 등을 제거
- Biocide처리:살균제 처리
 
 
* 토양의 부식 유발인자
 
- 토양내 부식인자:물리적, 화학적, 생물학적 요인
- 토양내 수분
 
* 토양의 부식 유발인자
 
_ 전기전도도:전기전도도가 큰 토양일수록 부식성이 큼
- 염의 영향: CI-, pH
- 산소: 산소 함량이 많은 곳이 음극, 작은곳이 양극
   (예)매설Pipe의 상부가 산소량이 많아 음극이 되고, 하부는 상대적으로 산소량이 적어 양극이 되어 Pipe의 하부가 우선적으로 부식되는 사례가 많음
 
* 토양의 부식 
 
- 매설전 토질에 대한 철저한 분석후 적절한 소재의 선정 필요
- Conting법: Metallic Coating, Cement Mortar
- 화학물질 첨가: 토양의 중성화
- 토양의 교체
 
 
스텐인리스강의 고온부식은 주로 보일러,열교환기, 굴뚝 등에서 발생이 되고 있으며 대표적인 고온부식의 사례는 고온,고압 수용액에 의한 부식, 고온기체롸 금속간의 반응에 의한 부식으로 크게 나누어 진다. 여기서 고온, 고압 수용액에 의한 부식은 전기화학적 반응에 의하여 지배가 되며 전장에 서술한 일반 스테인리스강의 각종 부식이론과 유사한 원리이다.또한 고온기체롸 금속간의 반능에 의한 부식은 연료의 연소시 생성되는 고온기체 및 그들의 2차 반응물과 Ash등으로 인하여 유발되는 고온부식을 말한다.
연료의 연소시 연료의 종류 및 연소바업에 따라 응축성기체, 액체, 고체입자 등 여러부산불들이 생성되는데 이들 중 어던 불순물들은 금속의 표면에 쌓이게 됭어 열교환기의 효율을 감소시키고 가스의 압력을 증가시키며 경우에 따라서는 심한 부식을 유발하게 된다.

아래 사진은 소형 소각로의 부식 사례를 나타낸 것이다. 고온의 소각로 부위에서 폐가스가 나오는 부분에는 다량의 분진이 쌓여 잇고 가동 수개월만에 심하게 부식이 일어나 있음을 알 수 있다. 주로 이러한 부식은 고온에 장시간 노출되어 있어 심하게 예민화(우측사진)가 일어나게 되고 분진중에는 다량의 유황성분이 포함되어 있어 심한 부식을 유발하게 된다.
 
* 고온노출에 의한 예민화 조직
 
 
* 사용 연료별 Water Soluble Deposite의 Spectrophotometry 분석결과
 
Fuel
H₂O
SO₂²-
CI-
Fe³+
NH⁴­
Other
Heav Oil
27.66
63.70
0.012
0.221
6.78
1.54
Coal and LNG
43.35
29.08
0.157
0.379
2.33
24.70
Coal
29.24
53.08
0.213
0.033
1.29
16.10
 
* 주요 연료성분의 영향인자
 
-
 
Sulfur: 산화된Gas(SO₂,SO₃)는 H₂SO₄(황산)을 만들며, 일반적으로 저온영역에서는(206℃ 이하)전면부식을 ,고온영역에서는 국부부식을 일으킴
-
Chlorine:Cl₂Gas는 H₂O와 반응하여 HCI을 만들어 매우 치명적인 국부부식 유발함
 
* 강재선택
 
- 사용연료 및 온도에 따라 소재사요이 결정되어야 하나 Sulfur, CI가 함유된 고온 분위기하에서는 304강은 부적절하고 대체 강종으로는 309S, 310S, 317강종이 적절하다. 그러나 설계상 고려저을 충분히 반영할 수 경우는 316L Grade 강종도 사용이 가증할 것으로 판단된다. 단,900℃이상의 충분한 고온에서 초내열강 또는 Ni 합금강 등이 필요하므로 다음의 참고 Data를 유의해서 고려 바란다.
 
* 고온 연속산화 특성비교
* 페라이트계강의 연속가열시 질량증가
 
* 304강 연속가열에 의한 질량증가
* 316강 연속가녕에 의한 질량증가
* 반복가열 및 연속가녕에 따른 사용한계 온도
 
 
사용환경의 가혹화와 극한 용도로의 적응 및 Maintenace Free 개념의 도입 등에 의해 최근에는 고부식 환경하에서도 거의 부식이 발생하지 않는 초내식 스테인리스강이 점차 개발 되고 있다. 주로 고합금계이며 다량의 Mo 와 N가 첨가되어 있으며 이러한 부식환경하에서는 물론 원자력 발전소, 타황설비, 해수설비, 및 화학 Plant에 적극 채용되고 있다.
스테인리스강의 내식성을 평가하는 여러 지수중 pitting에 대한 내성을 평가하는 PRE(Ptting Resistance Eguivalent)값이 30이상인 경우가 이에 속하여특히 PRE지수가 40이상인 경우는 Suter Stainness Steel로 불리우고 있다.
 
 
* 초내식강의 종류별 특성비교
 
 
대표규격
대표성분계
기계적 성질
비고
Duplex
SAF 2205
STS 329J3L
22CR5Ni3Mo
YS 500Mp
TS 700mPA
바교적 저가로 범용사용
Super
Austenitic
254SMO
20Cri18Ni6Mo
YS280Mpa
TS 600Mpa
고가이며 550℃ 이하에 적용, PRE가 가장높다.
Super
Ferrtic
MONIT
29Cr4Mo
YW 500Mpa
TS 630Mpa
금속간화합물 석출리 용이하여 박물로만 사용
Super
Duplex
SAF 2507
UR47N
25Cr7Ni4Mo
YS 650Mpa
TS 840Mpa
300℃이하에 사용되며 높은 내 SCC성을 보유
 
* 각 부식환경별 적정 소재 Guide
 
출처 :루어맨의 블로그  |  글쓴이 : 루어맨 원글보기 
 

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