1. 수소공격과 탈탄의 경우 고온, 고압의 수소분위기하에서 7기압 이상, 200~595oC 영역에서 탄소강, 저합금강을 쓸 경우 수소공격과 표면 탈탄의 의한  강도저하 및 파괴가 됨을 알 수 있고, 메카니즘이 나와 있어 API 941 nelson curve에 의해 온도와 수소분압에 적절한 재질을 선정함을 명확히 이해하고 알수 있습니다.  또한, 오스텐나이트계열의 경우는 결정구조가 FCC 구조로 매우 안정적인 구조이고 원자 충진률이 탄소강보다 높아서 수소원자가 침투하기 힘든 것으로 이해하고 있습니다.

그렇다면, 마르텐사이트계와 페라이트계는 탄소강과 같이 BCC 구조로 이루어져 있어 오스텐나이트계 보다 수소 침투가 쉬운지요?

2. 제가 잘 못 이해하고 있을 수도 있지만 수소취성은 H2 embrittlement와 HIC 두개 모두 같은 수소취성으로 알고 있었는데, 지난 번 플랜트 코드교육을 통해 수업을 들었을 때는 따로 정의를 하는 것 같습니다.

HIC의 경우는 H2S 존재 시 해리과정에서 수소이온이 금속내 침투하여 수소이온과의 결합을 통해 H2 농도가 증가되어 클랙이 가는 것으로 이해했습니다.

그러나, H2 embrittlement는 명확한 메커니즘이 없고 단지 상압조건 0~220도 영역 (탄소강은 20~70도 가장심함)에서 발생이 된다로고만 알고 있는데, 제가 아직 정확히 H2 embrittlement에 대한 개념이 잘 안세워져서 H2 embrittlment에 대해서 명확히 설명을 해주셨으면 고맙겠습니다.

부탁 드리겠습니다.

류재홍 드림


관리자 2011-10-25 19:44

1번 : 수소의 고용도는 Austenite 조직이 훨씬 큽니다. 하지만 수소가 문제를 일으키기 위해서는 조직내에 들어있는 수소가 이동할 수 있어야 하는 데.. 그렇게 하기 위해서는 BCC 구조에 비해 FCC 구조에서는 매우 큰 Energy가 필요합니다. 그렇기 때문에 수소에 관한 문제가 탄소강에서는 잘 발생하지만 Austenitic Stainless Steel에서는 여간해서는 발생하지 않는 것이지요. 흔하지 않은 사례로 강의 시간에 Austenitic조직에서 발생한 Hydrogen의 손상 사진을 기억하실 겁니다. (스테인레스강 표면이 Embossing 처리된것 처럼 보였던 사진..) 2. 수소는 고온의 수소와 상온 및 저온의 수소로 구분해서 이해해야 합니다. 고온의 수소는 탈탄에 이은 흑연화(Graphitization)와 메탄의 형성으로 이어지는 손상(Hydrogen Attack)이 주요 양상이 될 것이고, 상온 및 저온의 경우에서는 이와는 반대로 금속조직내에 들어간 수소가 전위의 이동을 막아서 경화와 균열을 유발하는 수소 취성(Hydrogen Embrittlement)과, 수소가 분자화 되면서 부피가 팽창하고 압력을 만들어 균열을 유발하는 HIC가 그 사례가 될 수 있습니다. 물론 수소 취성에 대해서는 여러가지 이론들이 제시되고 있으며, 정확하게는 아직도 구체적인 Damage Mechanism이 정립되지 않았다고 볼 수 있습니다. 하지만 일반적인 관점에서 위와 같이 설명드리면 크게 무리는 아닙니다. 좀더 세부적인 내용을 공부하고 싶으시면, ASM Metal Handbook Vol13권을 보시거나, API 571를 보시면 어느 정도 이해의 폭을 넓힐 것입니다.

류재홍 2011-10-25 21:01

좋은 답변과 의견 고맙습니다. 최적의 재료 선정을 위해 조업 분위기 속의 변수들을 하나 하나 맞혀 가며 최적화 해 나가는 일련 일들이 곧 R&D를 하는데 필수 부분인거 같습니다. 앞으로도 많은 조언 부탁 드리며 저 또한 열심히 본 홈페이지에서 활동하도록 하겠습니다.

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