서형석님의 글
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전채홍 귀하
답변 감사합니다
추가 설명으로 현재 제가 안고 있는 장비의 문제점을 파일을 첨부하였읍니다.
파일을 열어보시고 의견 부탁합니다.
일본에서 진공로를 2000년 3월에 수입히여 현재까지 사용중 노 본체의 외부에 pin hole이 생겨 (금년 8월말 부터 현재까지 7개 pin hole이 생겼음) 냉각수가 흘러나오고 있는 상태입니다.
업체에서는 냉각수의 산도가 문제라고 책임이 없다고 합니다
쿨링타워를 사용하고 있으며 기꼐까지 연결한 파이프도 steel입니다만 파이프는 이상이 없읍니다.제가 생각하기에는 업체에서 선정한 ss400의 재료에도 문제가 있는것 같고 특히 sus304는 냉각수가 흐르는 통로에 안쪽재료로서 사용되었고 ss400은 바깥쪽재료로 사용되어진것에 대해서 갈바닉 부식이 영향을 끼친게 아닌가 생각됩니다.
냉각수 산도는 pH6정도 입니다.
주기적으로 중화제를 첨가하여 pH를 조정하고 있읍니다
기계외부는 도색이 되어져 있읍니다.
필요하면 저희가 실비를 제공하더라도 진단을 받았으면 합니다.
감사합니다

----------------- [답 변] -------------------
네... 보내주신 화일은 잘 보았습니다.
그런데... 실제 400과 304는 접촉하고 있지는 않습니다.

물이라는 매체로 연결이 되어 있는것이고요..

즉, 내부의 304 진공 챔버를 냉각시키기 위하여 겉에 400재료로 둘러싼 것이군요.. 냉각수의 통로를 만들기 위하여

그런데.. 400의 중간쯤에 냉각수의 누수가 되었군요.. 여러군데에서..

냉각수 통로는 9mm의 폭으로 되어 있고요..

저는 지난번 답변에서는 클래드 된 거라 생각하고 있었는데, 그것은 아니군요...

이상한 것은 왜 400을 선정하였나 입니다. 일반적으로 진공챔버를 냉각할 경우에는 동파이프 등으로 감아서 하질 않는지...

그리고 지금 그림으로라면, 냉각수 통로가 실린더형 입니까? 아니면 내부에 유로가 별도로 형성되어 있는 것입니까?(나선형으로 돌면서 유로를 형성시키죠 일반적으로는)

제가 지금 판단할 수는 없을 것 같습니다. 더군다나 핀홀 타입의 손상이라면, 문제는 간단하지가 않은 것 같습니다.

부식에 있어서는 모든 재료가 의외성이 있기 때문입니다.

그럼.. 상태를 파악하기 위하여 몇가지 질문을 더 드리겠습니다.

1. 냉각수 inlet 온도와 outlet온도, 챔버 내부의 온도는 얼마입니까? 여기에서 측정해보시지 않으셨다면 설계온도가 있을 것이며, 또한 냉각수가 증기화될 가능성이 있는지를 알아보는 것입니다.

2. 수질검사는 어떻게 어떤항목을 행하고 있습니다. 특히 pH 검사 외의 다른 수질관리방안에 대해서 말씀해 주십시오. 특히 이온의 검사현황 및 산소농도 체크.. 등..

3. 냉각통로의 유로에 대해서 말씀해 주십시오. 위에서 언급한 나선형인지 아니면 통짜인지.. 그리고 냉각수의 속도도.....

4. 냉각수 계통에 대해서도 가능하다면 말씀해주시지요..

5. 그리고, 핀홀된 부위를 검사하셨는지요..?? 현재 상태는 방치된 상태인지 아니면 보수되고 있는 것인지요..?? 혹시 내부의 내시경검사는 해 보셨는지요?? 외부의 핀홀이 어떻게 되어 있는지요..?? 사진이 혹시 있는지요..

6. 마지막으로 이것은 재료선정의 문제일 수도 있겠지만, 설계시에 고려되지 않은 운전조건 등의 문제(즉 설계잘못), 그리고, 가장 흔한 일이지만 운전의 문제일 가능성도 많습니다. 자세하게 열어보지 않고서는 상당히 까다로운 문제입니다. 특히나 이번경우와 같은 것은 업체의 하자 등과 연관이 많은 것으로 보여 단순하게 답해줄 내용이 아닌 것 같아 이렇게 여러가지 질문을 드립니다.

일반적으로 손상이 나타나면 그 것만 가지고 판단하려 하지만, 실제의 경우에는 전반적으로 진단을 해 보고 전체적으로 생각해야 하는 경우가 더욱 많습니다. 손상이란 것을 보면 거의 대부분의 경우에 국부적으로 항상 나타나는 곳에 나타나기 때문에, 국부적으로만 판단하는 경우가 허다합니다만, 그러다 보면 많은 실수를 하게 될 수도 있습니다. 저도 많은 경험이 있는 것은 아니지만, 여기저기 진단하다 보면 갑갑한 경우가 더욱 많습니다.
특히 자료를 잘 내어주지 않은 경우가 많죠.. 일반적인 경우는 한 회사의 부서끼리 사이가 별로 좋지 않게 될 경우가 많죠.. 운전부서와 정비부서가 있을 경우는 특히 그렇습니다.

그럴경우 매우 조심하는 편입니다.


기회가 있으면 한번 가보고 싶군요.. 상태 관찰을 하기 위하여..

옛 말에 백문이 불여일견이라하질 않았습니까... 하하..

그리고 여담인데요... 혹시 이화다이아몬드에 계시는 것 맞죠..??

강영모씨 아시나요..?? 혹시 아시면 연락좀 하라고 전해 주세요...

그럼.. 차분해 고려해 보시기 바랍니다.

정작 답변은 해드리지 못하고, 질문만 드리는군요..

Please reference the following web site for Galvanic Corrosion

http://www.corrosionkorea.org/Kindex.html FAQ No.225

Thomas J.C. Eun

전채홍 귀하
답변 감사합니다
추가 설명으로 현재 제가 안고 있는 장비의 문제점을 파일을 첨부하였읍니다.
파일을 열어보시고 의견 부탁합니다.
일본에서 진공로를 2000년 3월에 수입히여 현재까지 사용중 노 본체의 외부에 pin hole이 생겨 (금년 8월말 부터 현재까지 7개 pin hole이 생겼음) 냉각수가 흘러나오고 있는 상태입니다.
업체에서는 냉각수의 산도가 문제라고 책임이 없다고 합니다
쿨링타워를 사용하고 있으며 기꼐까지 연결한 파이프도 steel입니다만 파이프는 이상이 없읍니다.제가 생각하기에는 업체에서 선정한 ss400의 재료에도 문제가 있는것 같고 특히 sus304는 냉각수가 흐르는 통로에 안쪽재료로서 사용되었고 ss400은 바깥쪽재료로 사용되어진것에 대해서 갈바닉 부식이 영향을 끼친게 아닌가 생각됩니다.
냉각수 산도는 pH6정도 입니다.
주기적으로 중화제를 첨가하여 pH를 조정하고 있읍니다
기계외부는 도색이 되어져 있읍니다.
필요하면 저희가 실비를 제공하더라도 진단을 받았으면 합니다.
감사합니다

waterleak.xls

서형석님의 글
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기계업체에서 소결로가 들어왔는데 PH6의 냉각수 환경에서 급속도로
<br />
부식이 일어났읍니다.
<br />
냉각수가 흐르는 곳의 안쪽재료는 sus304이고 바깥쪽재료는 ss400입니다.
<br />
이종금속이 접촉되었을때의 갈바닉 부식에 대해 자세히 부탁합니다.

----------------- [답 변] -------------------
안녕하세요...

님의 질문에서 어느쪽 (안쪽 ? 바깐쪽 ?)에서 부식이 발생하였는지가 불명확합니다. 짐작에는 냉각수측이라 생각됩니다만, 어느 부위에서 부식이 발생하였는지에 따라 적용될 수 있는 부식 기구도 달라질 수 있을 거라 생각합니다.

그리고, 갈바닉 부식을 문의하셨는데... 질문의 부식과 어떤 상관이 있어서 문의하신 것인지..?? 아니면.. 학문탐구의 목적으로..??

만약 갈바닉부식에 의하여 부식되었다고 생각하신다면, 어떠한 이유에서인지를 먼저 말씀해 주시는것이 좋을 듯 싶습니다.

막연히 이종금속 접합이라고 하여 갈바닉부식이 나타나지는 않습니다.

먼저 문제의 Define을 명확히 한 이후에 듣는 답변이 정확할 가능성(?)이 높습니다. 무턱대로 답변할 경우에는 많은 낭패가 따를 수 있기 때문이지요..

번거러우시겠지만, 문제를 확실하게 Define해 주시기 바랍니다.

예를 들면. pH 6의 냉각수에 함유 가능한 불순물이온은 어느정도이고(사실 필요없을 가능성도 있습니다.) 부식된 부위가 냉각수와 닿는 304의 표면(안쪽)인지, 304/400의 계면인지, 아니면 400의 표면인지(바깥쪽)...

또하나 중요한 것은 부식이 특정부위만 나타났는지.. 예를들어 304의 표면(안쪽)에 나타났다면, 전반적인 부식인지.. 아니면 국부적인 부식인지..

이러한 것들에 대한 종합적인 분석이 없는 상태에서의 답변은 무의미할 수 있습니다.

설령 답이 나온다고 하더라도, 교과서적인 부분일 수 밖에 없음을 이해하시기 바랍니다.

재료가 파괴되거나 부식되었을 경우에는 그만한 이유가 반드시 있기 마련입니다. 그러나 그 이유에 대해서 언급할 때 주변상황에 대한 정확한 분석이 없는상태에서는 어디까지나 추측일 뿐입니다. 그러나 이러한 추측은 금물입니다. 왜냐하면 인간에게는 항상 선입견이라는 것이 존재하기 때문입니다.
정도의 차이는 있겠지만, 누구나가 처음 그러하리라 판단한 것을 고쳐서 생각하기는 어렵기 때문입니다.

참고하시기 바랍니다.

제가 많지는 않지만, 파손 분석을 수행하면서 어려웠던 점이었습니다.

전채홍 드림....

이 경우 바깥쪽재료인 ss400은 양극(anode)가 될 것이고 안쪽재료인 sus304는 음극(cathode)이 되어 바깥쪽재료의 부식이 불가피할 것으로
예상됩니다.

방식법
1) 가능한 동일한 재질을 사용(가장 좋음)
2) 음극인 안쪽재료를 피복
3) 전기방식 등을 고려


스테인레스의 갈바닉 부식은 다음을 참고하십시요.
스테인레스의 부식


---------참고자료-----------
갈바닉 부식(galvanic corrosion)

(1) 특징 : 두 이종금속(dissimilar metal)이 용액 속에 담구어지게 되면
전위차가 존재하게 되고 따라서 이들 사이에 전자의 이동이 일어난다.
그리하여 귀전위를 가진 금속의 부식속도는 감소되고 활성전위를 가진 금속의
부식속도는 촉진된다. 즉 전자는 음극이 되고 후자는 양극이 된다.
이러한 형태의 부식을 갈바닉 부식 또는 이종금속접촉부식이라 한다.

(2) 면적의 영향
갈바닉 부식에 영향을 미치는 하나의 중요한 인자는 양극과 음극의 면적비이다.
갈바닉 부식에 있어서 가장 위험한 조건은 소양극-대음극이다. 양극 면적에서의
전류밀도가 높을수록 부식속도는 커지게 된다. 반대로 소음극-대양극은 갈바닉
부식을 줄일 수 있는 좋은 조건이 된다. 예를 들어, 구리판에 박힌 철못과 철판에
박힌 구리못을 생각해보면, 전자는 소양극-대음극이고 후자는 소음극-대양극이다.
따라서 후자에 있어서 보다 전자에 있어서의 갈바닉 부식이 훨씬 심하게 되고
철못은 큰 손상을 입게 된다.

* 갈바닉 부식의 이용
① 음극방식(cathodic protection) : 음극방식은 갈바닉 부식의 원리를 이용한
것으로, 부식되고 있는 금속을 갈바닉 전지에서 음극이 되게 함으로써 부식을
방지하는 것이다. 갈바나이징한 강은 음극방식의 대표적인 예이다. 강에 피복된
아연이 선택적으로 부식됨으로써 강을 보호하게 된다.
즉 아연이 희생양극(sacrificial anode)으로서 작용하게 된다. 반대로, 주석의
경우에는 아연보다 내식성이 크지만 강에 피복시킬 경우 바람직하지 못한 결과를
초래한다. 피복된 주석이 약간 부식되거나 손상되어 강이 노출될 경우 소양극-
대음극의 위험한 현상이 초래되어 강의 부식이 크게 촉진되기 때문이다. 땅 밑에
묻혀있는 강 파이프를 보호하기 위해서 Mg가 희생양극으로 사용되기도 한다.

② 은그릇의 얼룩제거 : 가정에서 은그릇을 청소하는 데에는 연마제를 사용한다.
이러한 연마제를 사용하게 되면 연마로 인해 은이 제거되어지며 특히 은도금한
그릇에 사용하면 도금이 벗겨진다. 은그릇에 나타나는 대부분의 얼룩은 황화은에
의한 것이다. 이러한 얼룩을 제거하기 위한 간단한 전기화학적 방법은 알루미늄의
접촉에 의해 생기는 전류로 인해 황화은은 다시 은으로 환원된다. 이 때 은은
조금도 제거되어지지 않는다.
이와 같은 전기화학적 방법으로 얼룩이 제거된 은그릇을 따뜻한 비눗물에 씻으면
깨끗하게 청소된다. 물론 이것은 연마제로 닦은 것처럼 깨끗하게 되지는 않지만
은이 제거되어지는 것을 방지할 수 있다.