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전기저항이 큰 불균질 매체 내의 부식측정

전문가 제언: ○ 수용액 중에서의 부식에 대해서는 많은 이론적 연구가 진행되었고, 그런 이론을 바탕으로 하여 다양한 부식속도 측정방법이 개발되었다. 부식이론들의 대부분은 전기전도도가 좋은 이상적인 수용액 중에서 단순한 형태의 시편이 균일하게 부식된다는 가정 하에 도출된 것이다. 따라서 그런 가정에서 벗어날 경우에는 올바른 측정결과를 기대할 수 없다.

○ 예를 들어 전기화학적 이론에 근거한 선형 분극저항 측정(linear polarization resistance)과 전기화학적 임피던스 분광학(EIS: Electrocjemical Impedance Spectroscopy) 등은 전도성 용액에서의 균일부식 측정에 적합하지만, 용액저항이 큰 경우의 전압강하 및 복잡한 부식 환경과 시편의 형상으로 인한 불균일 분극전류 분포 때문에 오차가 크다.

○ 교량이나 터널 등의 철근 콘크리트 구조물, 석유나 화학공장의 배관과 단열재 사이의 부식, 유기물 코팅 하부의 부식, 송유관이나 가스관 내부의 부식, 대기 중 항공기 부식 등은 부식매체의 전기저항이 매우 크고 기존의 부식측정 방법으로는 접근하기가 어렵다. 이런 문제들을 해결하기 위해 와이어빔 전극(Wire Beam Electrode: WBE by Y. Tan, 1999)과 전기화학적 잡음분석(Electrochemical Noise Analysis: ENA by W. P. Iverson, 1968) 방법이 제안되었다.

○ 위의 기술들은 처음에 공식, 틈부식, 응력부식균열 등의 국부부식을 연구하기 위해 개발되었지만, 현재는 단독적으로 또는 두 방법의 조합에 의해 큰 용액저항과 불균일한 분극전류 분포와 같은 악조건 하에서의 부식속도를 측정하는 방법으로 널리 이용되고 있다. 그 유용성을 인정받아 ENA의 경우 상업적 측정기기/소프트웨어도 시판되고 있다.

○ WBE을 이용한 부식연구는 역사가 짧기 때문에 아직 국내연구는 이루어진 바 없고, ENA를 이용한 부식연구는 한국표준연구원과 KAIST, 울산대 등의 대학에서 수행하여 논문들을 발표하고 있다. 국부부식은 균일부식과 달리 재료의 조기 파손을 초래하는 악성 부식이므로 그에 대한 대비 차원에서 WBE와 ENA에 대한 연구가 활발해지기를 기대한다.

저자: Yongjun Tan
자료유형: 학술정보