부식방지



[ 회 사 소 개 ]	[ 제 품 소 개 ]	[ 고 객 지 원 ]

기술자료

헤어케어

INCI

화장품 원료

계면활성제

오일

유무기 화합물

부식방지

보일러 내에서 부식인자는 PH, 용존산소, 탄산가스 용해염류, 산화철, 유속 등이 있지만 부식에 가장 영향을 미치는 것은 PH 와 용존산소 이다.

1. PH
PH 조정제는 일반적으로 수산화나트륨(NaOH)등의 알카리제이다.
사용하는 목적은 보일러수의 PH를 강의 침식도가 가장 작아지는 PH 11 전후로 높여 보일러를 구성하는 강재의 부식 억제와 함께 PH가 높을수록 물에 잘 용해되는 실리카의 스케일화를 방지하는 것이다.

2. 탈산소제
저압의 주철제 보일러를 제외하고 관 동체 및 가열관이 철로 구성되는 중,고압 보일러 에서는 관내 방식을 위해 보일러 관수로부터 산소를 제거한다.
산소제거 방법은 탈산소제를 사용하는 화학적 방법과 탈기 등의 물리적 방법으로 크게 나눌 수 있다.

2-1. 히드라진
히드라진(N2H4)은 다음과 같이 용존산소(O2)와 반응해서 질소(N2)를 분리 한다.

N2H4 + O2 →2H2O + N2

히드라진은 보일러 급수계통에 주입된다.
이때 산소를 효율적으로 제거하기 위해 첨가량은 위 식에서 구한 이론량의 약 2배로 한다.
또한 히드라진은 다음과 같이 산화철(Fe2O3)를 환원해서 사삼산화철(Fe3O4)의 보호 피막을 유지하고 산화동(CuO)을 환원시켜 아산화동(Cu2O)으로 만드는 작용도 갖는다.

6Fe2O3 + N2H4 →4Fe3O4 + N2 +2H2O
2CuO + 1/2 N2H4 →Cu2O + H2O + 1/2 N2

히드라진 자체에는 도전성이 없으며 반응 생성물도 물과 질소이기 때문에 보일러수의 도전율 및 용해성 증발 잔유물의 농도를 높이는 일이 없다는 점에서 뛰어나다.
그러나 최근 발암성의 가능성을 의심받고 있어 그 사용을 기피하는 현상이다.

2-2. 아황산나트륨
아황산나트륨(Na2SO3)은 다음과 같이 산소와 반응해서 황산나트륨(Na2SO4)이 된다.

Na2SO3 + 1/2 O2 → Na2SO4

이 반응은 그다지 빠르지 않기 때문에 일반적으로 구리염 또는 코발트염을 촉매로 병용한다.
아황산나트륨과 반응생성물인 황산나트륨 모두 도전성 이온으로 구성되어 보일러수의 도전율 및 용해성 증발잔유물의 농도를 높인다.
산소가 충분히 제거되면 문제가 없지만 산소제거가 불충분한 경우에는 반응 생성물인 황산이온(SO42-)이 부식을 가속시킨다.
이 때문에 아황산나트륨으로 산소를 제거 할 때에는 보일러수의 아황산이온 농도를 10mg SO3-/L 이상으로 유지 할 필요가 있다.
이와 같이 아황산나트륨의 경우에는 어떠한 운전 상태에서도 필요한 보일러수 농도를 유지하기 위해 치밀한 관리가 요구되며 과잉으로 투입해야 하는 경우도 있으므로 약제비용도 높은 것이 문제다.

2-3. 단당류
포도당(글리코스)등의 단당류는 환원 작용을 가지고 있어 보일러수의 탈산소제로 오래전부터 사용되고 있다.
사람과 동물에 무해, 무독하고 히드라진과 같은 발암성의 우려도 없으며 아황산나트륨과 같은 농도관리의 어려움도 없기 때문에 일반용으로 취급하기 쉬운 탈산소제이다.
그러나 가습계통이 있는 곳에 사용된 경우에는 카라멜 냄새(설탕을 태웠을 때 나는 냄새)를 발생시키는 것이 결점이다.

3. 포밍 방지제
氣化蒸發의 한 현상인 Foaming을 방지하는 약제를 Foaming 방지제라 한다.
용해 고형물이 3,000ppm 정도로 되면 Foaming에 의한 기수증발을 일으키나 Foaming 방지제를 0.2 ~ 0.3ppm 첨가하면 6,000ppm 정도 까지 용해 고형물의 정도가 상승되어도 Foaming을 일으키지 않는다.
現在보일러의 Foaming 방지제로서는 고급지방산에스테르 또는 폴리아미드류, 고급지방산 알콜류, 프탈산류의 아미드류가 청관제 성분에 배합 이용되고 있으며 Foaming의 원인이 油脂의 혼입에 기인될 때에는 거의 효과가 없으므로 유의해야 한다.

4. 증기, 복수계용 부식억제제
증기 환수관(드레인관)의 부식은 환수(복수,드레인)중에 녹아 있는 이산화탄소(CO2) 즉 유리탄산에 의한 탄산 부식이다.
이 부식 형태는 오래전부터 있었으며 증기계 에서는 지금도 가장 빈번하게 발생하고 있는 부식 트러블이다.
부식인자인 탄산은 보급수중의 유리탄산 자체에서도 포함되어 있지만 그것보다는 보급수의 알카리도 성분인 탄산수소 이온(HCO3-)이 주요 공급원이 되고 있다.

증기 복수계용 부식억제제로는 탄산중화제의 휘발성아민과 흡착피막형의 피막성 아민이 있다.
휘발성 아민은 효과는 빠르지만 악취가 있기 때문에 가습계통이 있는 경우에는 사용 할 수 없고 증기에 비례하여 주입하기 때문에 소비량도 많다.
피막성 아민은 금속을 부식 환경에서 차폐하는 흡착피막을 형성하는 것으로 소비량이 적어서 경제적이지만 부식억제 효과가 나타나기까지는 상당한 주입량과 시간을 필요로 하고, 특히 이미 부식이 진행되고 있는 도중에 사용하는 경우에는 충분한 효과가 나타나기 어려우나 최근에 사용되는 사례가 늘고 있다.

4-1. 휘발성 아민류에 의한 처리
휘발성 아민으로는 암모니아, 싸이클로헥실아민 , 몰포린, 알카놀아민 등이 있으며 이러한 약품은 보일러 내에서 고휘발하여 증기와 함께 이행하여, 증기가 응축 할 때 동시에 응축되어 탄산가스에 의한 PH 저하를 중화시킴으로써 강이나 동재질등의 응축수계의 부식을 억제하는 방법이다.

NH3 + CO2 +H2O → NH4HCO3
C6H11NH2 + CO2 + H2O → C6H11NH3HCO3
C4H9ONH + CO2 + H2O → C4H9ONH2HCO3

몰포린이나 알카놀아민(B)의 경우는 초기 응축부에서의 응축이 용이해 초기 응축부의 방식에 유효하며 암모니아, 사이클로 헥실아민 등의 경우에는 초기 응축부에서의 응축이 어려워 말단부로 이행되어 말단부의 방식에 유효하다
그러나 암모니아의 경우에는 동재질에 대한 부식성이 매우 높고 특히 저압보일러 에서의 PH 조정이 잘 이루어지지 않아 일반 산업용 보일러에서는 사용치 않는다.

4-2. 피막성 아민류에 의한 처리
M-알카리도가 매우 높고 야간이나 휴일에 운전을 정지하는 보일러 응축수계의 방식에는 피막성 아민에 의한 처리가 좋다. 피막성 아민류 방식제는 금속표면에 소수성의 얇은 피막을 형성하여 금속면과 물과의 접촉을 차단하여 부식을 억제하는 것으로 수중에 탄산가스나 용존가스가 존재 하여도 안정한 방식 효과를 발휘한다.