납품받고 있는 업체의 플렉시블 조인트 구조에서,
파이프 및 기타 관내부구조는 STS316 재질이 적용되어있고, 플랜지는 SS400재질이 바로 용접되어 있는 구조입니다.
해당구조에서 이종접촉에 의한 갈바닉 부식이 무조건 일어나게 되나요?
실례로 대부분의 사용환경에서는 별다른 부식현상은 발생하지 않고 있습니다.
부식이 일어나지 않는 이유가 있을까요?
잘 아시다시피 Galvanic Corrosion은 위에서 잘 언급한 필요 조건 외에도 다음과 같은 충분 조건들이 반드시 함께 검토되어야 합니다.
- 1. 직접 접촉하고 있는 두 금속의 활성도 (이온화) 경향의 차이는 기본적인 두 금속의 종류 뿐만 아니라 어떤 전해질이 두 금속에 동시에 접촉하는냐, 그리고 어떤 온도에서, 어떤 불순물 속 (설치 위치) 에 있느냐에 따라 달라집니다.
- 2. 각기 다른 conductivity를 가지는 전해질의 종류를 판단하는 것은 실무에서의 평가를 위해서 아주 중요한 단계인데 반드시 실제 적용되는 conductivity와 유사한 전해질에서의 Galvanic Potential Series (GPS) 를 사용하여야 합니다. 간혹, tap water인 경우에도 seawater 용 GPS를 사용하는 경우가 있는데 적합하지 않습니다. 이때 만약 온도가 상온보다 높으면 상온용 GPS의 data는 달라질 수 있으므로 그 온도에 해당하는 GPS를 이용해야 합니다.
- 3. 만약 외부에 노출되는 경우만 고려한다면 부식율은 강한 Acidic 분위기가 아니라면 전해질이 두 금속에 동시에 접촉하는 시간만을 고려할 수도 있습니다. 접촉 시간의 계산이 용이하지 않으면 상대습도/설치위치등에 따라 평가를 하기도 합니다.
- 4. 동일 전해질 내에서 동시에 접촉되는 Anode 금속과 Cathode 금속의 면적비로서 Anode금속의 부식율을 계산합니다. 이때 한쪽 또는 양쪽이 Coating이 되어 있다면 이 면적비는 현장 경험 Data에 의해 계산되어집니다.
- 5. Dissimilar Metal Flange Connection의 경우 Offshore나 Salt Water 피해가 심한 해안가 설비를 중심으로 Isolation Kits를 사용하는 경우가 점점 더 많아지고 있습니다.
- 6. 추가로, CUI Protection과 함께하는 Inorganic Zinc Coating은 또 다른 Galvanic Corrosion을 야기할 수 있으므로 주의가 요구됨. (See API RP583 and NACE SP0198)
위의 답글에서 알 수 있듯이 현재 주어진 자료로는 판단이 곤란하며 위에서 언급된 추가 자료가 (관계있는 사항 중) 제공되면 더 나은 회신이 제공될 수 있을 것으로 봅니다.
보다 더 자세한 정보가 필요하시면 아래를 참조하시기 바랍니다.
References
https://www.springer.com/gp/book/9783030364298 , Clause 2.4.1.3 and the references
Design Temperature, Operating Temperature, Fluid 및 기타 운전 특성(Turbulence) 등등 알려주세요
감사합니다.
답글 너무나도 감사드립니다.
사용환경 관련하여 코멘트 남깁니다.
Design Temp. : 60도,
Operating Temp : 50도 이하, 매우 건조한 실내 환경
Fluid : 연료유, = F-76
연료유펌프의 배관연결용 플렉시블 조인트입니다.
내부는 F-76 Fuel의 Conductivity (0.005 μS/cm)가 아주 낮고 외부는 dew point가 control 되는 건조한 실내 환경이라면 안팎으로 모두 Galvanic Corrosion은 예상되지 않습니다.
부식이 일어나려면 3가지 요소가 함께 존재해야 합니다. 첫째 두 금속중에 어느 한쪽에 좀더 쉽게 전자를 내 보낼 수 있는 능력의 조합이어야 합니다. 지금의 스테인레스강과 일반 탄소강의 조합은 충분히 그런 조건을 충족합니다. 두번째는 전해질 즉, 물이 있어야 합니다. 그리고 마지막으로는 두 금속이 절연되지 않고 마주 접촉해야 합니다.
대개의 저런 조건에서 대기중에 노출되거나 실내에 있으면서 물에 잠길 일이 없기에 부식이 안되는 것 처럼 보일 수 있으나, 이슬에 의해서도 전해질의 역할을 충분하게 발생할수 있기에 눈으로 확인되는 수준은 시간의 문제입니다.
아마도 저 호스의 용도가 기름이나 기타 물이 아닌 것으로 예상되는데, 만약 내부에 흐르는 유체가 물이라면 좀더 이른 시간에 갈바닉에 의한 부식이 발생할 것입니다. 오일과 같은 경우라고 해도, 플랜지를 도금하지 않는 한 부식을 전혀 예방하는 것은 이론적으로는 매우 어렵습니다.
결국 Life Cycle Cost 관점에서 이종 재질의 조합으로 인한 위험성을 고려하고도 그냥 쓰기에 무방하다는 판단으로 이해합니다.