부식여유는 해당 부식환경에서 설계수명까지 예측되는 두께 감소를 강도 계산에서 제시된 설계 두께에 더하는 것입니다.

따라서, 우선적으로 해당 부식 환경이 어떤 부식성을 가지고 있는지를 검토해야 합니다.

해당 유체의 Corrosion Rate를 찾아서 그값을 기준으로 CA를 정해야 하는데, 실제로는 이게 단순히 CR x design life로 계산되지는 않습니다. 그렇게 계산하면 엄청나게 두꺼운 CA가 도출되기 때문에 그렇게 하지 않고, 일종의 지수 처럼 전체 운전 조건을 감안하여 적용합니다. 즉, Basic Material Design Engineer의 감각이 필요한 사항이며, 여기에는 Corrosion Inhibitor의 적용이나 Flow Rate 및 온도와 압력 등의 추가적인 고려가 함께 적용됩니다. 

참고로 NACE Corrosion Data등의 자료를 보면 20 ~ 50mpy의 CR인 강종은 해당 분위기에서 양호한 재료로 추천되는데, 여기에서 20mpy만 가지고 설계 수명 20년을 고려해 보면 다음과 같은 계산이 가능합니다.

요구되는 CA = (20myp x 20년 x 25.4mm)/1000 = 10mm

그런데 이렇게 높은 CA를 갖는 배관이나 기기를 보신적이 없을 것입니다. 그래서 이렇게 산수로 계산하면 안되고 Material Engineer의 종합적인 판단이 필요한 것입니다. 

좋은 답글에 아주 기본적이고 개략적인 사항을 조금 더 추가해 봅니다.

질문의 관심에 따라 Mechanical & Metallurgical Premature Failure는 언급하지 않겠습니다.

우선 Corrosion Allowance (CA)를 정하는 기본 판단은 설비의 설계 수명과 예상되는 Corrosion Rate(CR)의 산출일 것입니다.  설비 수명은 2, 5, 10, 20, 30, 50년 등 다양하며 이는 공장/설비 설계의 기준에 따르게 되고, 또한 설비의 중요도, 크기, 설계 수명까지 영구용이냐 소모재인가 (영구용/임시용)등에 따라서도 더욱 세분화될 수 있습니다.

아마도 질문은 후자인 CA 산출 방법 (특정 재료에 대해) 에 관한 것으로 판단됩니다.

우선 산출을 위한 Input Data (Service의 다양한 Temperature & Pressure 조건들, Chemical Composition, Phase, Contamination, Service Cycle, Service velocity, Upset condition, etc.) 를 충분히 확보해야 할 것입니다.  이것의 부족은 결국 수명을 단축시키는 심각한 CR이나 Crack으로 이어질 수 있기 때문이지요.  이때 최대 CA 는 Onshore Plant설비에서는 6 mm (1/4 inch) & Offshore Plant& Pipeline설비에서는 8 mm (5/16”)를 주로 적용합니다.

그 다음으로 특히 다음의 2가지 Dilemma (단지 기본사항으로서) 에 봉착하게 됩니다.

1. (1) 여러가지의 부식성 분위기가 혼재할 경우 각각의 부식 Data는 확보하고 있는데 이들 혼합 분위기로 부터 최종 CA를 어떻게 결정하는냐하는 문제일 것입니다. [기본답: 상황에 따라 가장 Severe CR이 적용되기도 하고 실제 실험/Field 자료 에 의해 이 값보다 더한 CR이 계산/산출되어지기도 합니다.]
2. (2) 그 다음으로 Corrosion Cracking 분위기인데 CA는 어떻게 결정해야 하는 것입니다. [기본답: 상황에 따라 3-6mm CA가 Standard에 의해 정해지기도 하고 실제 실험/Field 자료 에 의해 적절한 CA를 추가하게 됩니다.]

위의 (1) & (2) 의 고려에 의한 최종 CA의 결정은 이분야 전문가들의 과제이자 임무가 아닌가 생각합니다.

그 외에도 부수적인 많은 요인들이 있기에 더 필요한 구체적인 질의는 전문가들과 개별 접촉이 가장 현명한 해결책이 아닌가 생각합니다.

Hope this helps,

thomaseun at yahoo.com