화학적 부식

부식이란 금속이 주변 환경과의 화학적 또는 전기화학적 상호작용 결과로 파괴되는 것을 의미합니다. 전기를 통시키지 않는 환경에서 발생하는 부식을 화학적 부식이라고 합니다. 이러한 부식은 강철의 열간 압연 처리나 공격적인 환경에서의 사용 과정에서 발생합니다. 금속 표면에는 산화물, 황화물 등의 화합물로 이루어진 필름이 형성됩니다. 경우에 따라서는 표면이 두꺼운 필름이 형성되어 추가적인 부식을 방지하기도 합니다. 예를 들어, 주석, 납, 알루미늄, 크롬 및 니켈은 표면에 전체적으로 보호 필름을 형성합니다. 그러나 철강과 주철의 표면 필름은 구조가 느슨하며, 균열이 생기면서 부식이 금속 내부로 침투합니다.

전기화학적 부식

전기 화학적 부식은 전류가 흐르는 것과 관련이 있습니다. 대기 습기에 노출된 녹슨 금속 구조물, 선박의 외형, 염수와 담수에서의 수력학적 구조물 내 강철 보강재 등은 이러한 부식의 예입니다. 화학적 및 전기화학적 부식의 메커니즘을 자세히 살펴보면 두 사이에 명확한 차이점을 발견하기 어렵습니다. 화학적 부식이 전기화학적 부식으로 자연스럽게 넘어가기도 하며, 그 반대의 경우도 발생할 수 있습니다. 특히 전해질 상태에서의 금속 부식은 이중적인 성격을 띕니다.

다른 종류의 부식

부식의 진행 조건에 따라 다양한 부식이 존재합니다. 고온 가스 환경에서의 금속 부식을 가스 부식이라고 하며, 전해질이 아닌 환경, 예를 들어 벤젠에 금속이 존재하는 경우 이를 부식이라 합니다. 공기 중의 금속 구조물은 대기 부식에 영향을 받습니다. 전류를 전도하는 액체 환경에서는 전해질 부식이 발생합니다. 지하의 파이프라인과 금속 구조물은 토양 부식의 영향을 받을 수 있습니다. 떠돌이 전류는 전기 부식을 초래할 수 있습니다. 서로 다른 금속의 접촉, 예를 들어 구리와 알루미늄의 접촉은 접점 부식을 초래할 수 있습니다. 구조적 부식은 금속의 구조적 불균일성과 관련됩니다. 예를 들어, 흑연이 함유된 철이 황산 용액에서 더 빠르게 손상됩니다. 스트레스에 의한 부식은 변화를 일으켜 부식 피로, 즉 금속의 지구력을 감소시킬 수 있습니다. 마찰로 인한 부식은 회전 중의 축을 예를 들어 물에서 파괴할 수 있습니다. 틈새 부식은 부품 간의 틈새에서 발생할 수 있습니다. 박테리아와 사람의 땀샘에서 생성된 물질에 의해 생물적 부식이 발생할 수 있습니다.

지역화별

부식은 국부적, 전반적, 그리고 입계 부식으로 구분됩니다. 국부적 부식은 금속 표면의 특정 부위에 집중됩니다. 이는 위험한 파괴 형태로, 내부로의 침투가 용이하여 구조물의 기능 상실을 초래할 수 있습니다. 국부적 부식은 종종 표면의 기계적 손상 부분에서 발생합니다. 전반적 부식은 금속 표면 전체를 부식시켜 점차적으로 제품을 부패시키고, 상대적으로 쉽게 통제가 가능합니다. 표면에서 시작된 파괴가 결정립 경계를 따라 확산되면 입계 침식이 발생합니다. 이는 금속의 취약성과 하중 능력 감소를 초래하여 위험한 파괴 형태에 해당합니다. 용접이나 금속의 열처리 과정에서 자주 발생합니다. 입계 부식에 대한 금속의 내구성은 탄소 함량에 달려 있습니다. 예를 들어, 합금 크롬-니켈 스틸 X18N9에서 탄소 함량이 0.015%로 감소하면 이 부식 형태가 완전히 제거됩니다.

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