상하수도기술사 115회 1교시 기출문제 3. 갈바닉 부식(Galvanic corrosion)

답 1. 갈바닉 부식 개요

- 두 이종 금속이 용액 속에 담구어지게 되면 전위차(電位差)가 존재

- 이들 사이에 전자의 이동이 발생하여 귀전위(貴電位: noble potential)를 가진 금속의 부식속도는 감소되고 활성전위(活性電位', active potential)를 가진 금속의 부식속도는 촉진

- 즉 전자는 음극이 되고 후자는 양극이 되며, 이러한 형태의 부식을 갈바닉 부식 또는 이종금속 접촉부식이라 함

- 이와 같이, 두 이종금속 사이의 가역전위 차이는 갈바닉 부식의 기전력이 되며, 부식 경향을 예측하는 기준이 됨

- 갈바닉 부식은 전기화학적 과정이며, 접촉면에 인접할수록 부식이 심해지는 특징

[이미지 출처 : 영인에이티(주) 전기화학 공식 네이버 블로그]

답 2. 갈바닉 부식 방지 대책

- 두 금속을 서로 전기적으로 절연

- 전위차가 가능한 적은 조합이 되도록 금속 배치

- 전기 도금은 부식에 대한 저항성을 높임

- 양극위 면적보다 음극의 면적을 작게할 것

- 두 금속보다 전위가 낮은 제3의 금속(희생양극)을 부착할 것

답 3. 상수도시스템에서의 부식의 종류

1) 공식(Pitting corrosion)

- 토양조건, 피복결함 등으로 가장 빈번히 발생하는 부식으로, 상수도 관로의 부식을 조사할 경우 가장 주의를 기울여 관찰해야 하는 부식형태

2) 이질토양 매설에 의한 부식

- 서로 다른 토양에 가로 질러서 매설되어 있는 경우, 갈바닉 쌍(Galvanic couple)이 형성되어 부식 발생

3) 통기차에 의한 부식

- 점토질과 실트, 모래토양 사이에는 산화제 작용을 하는 산소농도의 차이가 날 수 있으며, 매설심도가 깊은 관의 경우 깊이 방향으로 산소농도의 차이 발생

- 즉, 산소농도가 낮은 곳은 음극으로 높은 곳은 양극으로 작용하여 부식 발생

4) 미생물 부식

- 가장 널리 알려진 미생물에 의한 부식은 혐기성 미생물인 황산염 환원세균(SRB)에 의한 것

- 이 미생물은 중성의 산소농도가 적은 점토질과 같은 혐기성 환경하에 잘 서식하며, 배관내부의 정체되거나 유속이 느린 환경에서 형성되는 결절(Tubercle)의 내부에 서식하여 부식 가속화

5) 틈부식(Crevice corrosion)

- 금속이 겹쳐지는 볼트/너트 사이의 틈이나 가스켓 표면 등에는 물이 정체되어 있어 주변보다 큰 부식성을 가지게 되므로 부식이 발생

6) 온도차에 의한 부식

- 온수배관과 냉수배관이 지하에서 연결되는 경우 많이 발생하며, 주로 동관에서의 사고가 많이 발견

- 온수측 배관은 양극으로 작용하고 냉수측 배관은 음극으로 작용

7) pH 차이로 인한 부식

- 금속배관이 콘트리트 구조물을 관통하여 토양내를 지나가거나, 알칼리성 화학물질 등에 의해서 오염된 지역을 관통하여 매설된 경우에 발생하는 부식

- 낮은 pH 의 토양에 접한 배관부가 양극으로 작용하고, 높은 pH의 토양에 접한 배관부가 음극으로 작용

8) 물리적 현상으로 인한 부식

- 응력, 피로, 마찰 등과 같은 물리적 현상도 부식 촉진

9) 전식(전기분해 부식)

- 지중이나 수중에서 목적 이외의 전류가 유입되었다가 다시 누출될 때 누출부에서 금속이 이온화하여 소모되는 현상

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