부식은 환경에 의해 재료 또는 그 특성이 파괴되거나 저하되는 현상입니다. 대부분의 부식은 대기 환경에서 발생하며, 대기에는 부식성 성분과 산소, 습도, 온도 변화, 오염 물질과 같은 부식 요인이 존재합니다.
순환 부식은 대기 중에서 가장 흔하고 파괴적인 부식 유형입니다. 금속 표면의 순환 부식은 금속 표면의 산화층과 보호층에 함유된 염화 이온이 침투하여 금속 내부의 전기화학 반응을 일으키기 때문에 발생합니다. 동시에, 염소 이온은 일정한 수화 에너지를 가지고 있어 금속 표면의 기공과 균열에 쉽게 흡착되어 산화층의 산소를 치환하고, 불용성 산화물을 가용성 염화물로 변환시켜 표면의 부동태 상태를 활성 상태로 만듭니다.
순환 부식 시험은 순환 부식 시험 장비를 사용하여 인공적으로 순환 부식 환경 조건을 조성함으로써 제품 또는 금속 재료의 부식 저항성을 평가하는 일종의 환경 시험입니다. 이는 자연 환경 노출 시험과 인공 가속 순환 부식 환경 모사 시험의 두 가지 범주로 나뉩니다.
인공적인 순환 부식 환경 시험은 특정 부피의 공간에 시험 장비인 순환 부식 시험 챔버(그림 참조)를 사용하여, 그 공간 내에 인공적인 방법을 적용하여 순환 부식 환경을 조성하고, 이를 통해 제품의 순환 부식 저항성을 평가하는 것입니다.
자연 환경과 비교했을 때, 인공적으로 조성된 순환 부식 환경의 염화물 농도는 일반적인 자연 환경의 순환 부식 농도보다 수 배 또는 수십 배 높을 수 있습니다. 따라서 부식 속도가 크게 증가하고, 제품에 대한 순환 부식 시험 결과 도출 시간도 크게 단축됩니다. 예를 들어, 자연 노출 환경에서 제품 샘플 시험 시 부식이 완료되는 데 1년이 걸릴 수 있지만, 인공적으로 조성된 순환 부식 환경 조건에서는 단 24시간 만에 유사한 결과를 얻을 수 있습니다.
실험실에서 모의한 주기적 부식은 네 가지 범주로 나눌 수 있다.
(1)중성 순환 부식 시험(NSS 시험)이 방법은 가장 먼저 등장하여 현재 가장 널리 사용되는 가속 부식 시험 방법입니다. 5% 염화나트륨 용액을 사용하며, 용액의 pH는 중성 범위(6.5~7.2)로 조정합니다. 시험 온도는 35℃로 설정하고, 순환 부식 침강 속도는 1~2ml/80cm²/h로 요구합니다.
(2)아세트산 순환 부식 시험(ASS 시험)이 시험법은 중성 순환 부식 시험을 기반으로 개발되었습니다. 5% 염화나트륨 용액에 빙초산을 첨가하여 용액의 pH를 약 3으로 낮추어 산성으로 만들고, 최종적으로 형성되는 순환 부식 또한 중성 순환 부식에서 산성 순환 부식으로 변경합니다. 이 시험법의 부식 속도는 중성 순환 부식 시험보다 약 3배 빠릅니다.
(3)구리염 가속 아세트산 순환 부식 시험(CASS 시험)본 시험은 새롭게 개발된 해외 급속 순환 부식 시험으로, 시험 온도는 50℃이며, 소량의 구리염(염화구리)을 함유한 염 용액을 사용하여 강력한 부식을 유도합니다. 이 시험에서 나타나는 부식 속도는 일반 부식 시험(NSS)보다 약 8배 빠릅니다.
(4)교대 주기 부식 시험이 시험은 종합적인 순환 부식 시험으로, 실제로는 중성 순환 부식 시험에 일정 습도 및 온도 조건이 추가된 시험입니다. 주로 캐비티형 제품 전체에 적용되며, 습한 환경에 제품을 침투시켜 제품 표면뿐 아니라 내부에도 순환 부식이 발생하도록 합니다. 제품을 순환 부식과 습열이라는 두 가지 환경 조건에 번갈아 노출시킨 후, 최종적으로 제품 전체의 전기적 및 기계적 특성 변화를 평가합니다.
반복 부식 시험 결과는 일반적으로 정량적인 형태보다는 정성적인 형태로 제시됩니다. 구체적인 판단 방법에는 네 가지가 있습니다.
①평가 판단 방법부식 면적과 전체 면적의 비율을 백분율로 나타낸 것으로, 특정 구분 방법에 따라 여러 단계로 나누고, 특정 단계를 적합성 판단 기준으로 삼으며, 평평한 시료를 평가하는 데 적합합니다.
②판단 방법의 가중치이 방법은 부식 시험 전후 시료의 무게를 측정하여 부식으로 인한 무게 손실을 계산함으로써 시료의 부식 저항성을 판단하는 것으로, 특히 금속의 부식 저항성 품질 평가에 적합합니다.
③부식성 외관 판별 방법이는 정성적 판정 방법인 순환 부식 시험으로, 제품이 부식 현상을 일으키는지 여부를 시료에서 판별하는 시험이며, 일반적으로 제품 표준이 이 방법에 주로 사용됩니다.
④부식 데이터 통계 분석 방법이 방법은 부식 시험 설계, 부식 데이터 분석, 부식 데이터를 기반으로 방법의 신뢰 수준을 결정하는 데 주로 사용되며, 특정 제품의 품질 판단보다는 통계적 부식 분석에 사용됩니다.
스테인리스강의 주기적 부식 시험
순환 부식 시험은 20세기 초에 발명되었으며, 가장 오랫동안 사용되어 온 부식 시험 방법으로, 내식성이 뛰어난 재료 사용자들에게 선호되어 "범용" 시험으로 자리 잡았습니다. 주요 이유는 다음과 같습니다. ① 시간 절약; ② 저렴한 비용; ③ 다양한 재료에 대한 시험 가능; ④ 결과가 간단하고 명확하여 상업 분쟁 해결에 유리함.
실제로 스테인리스강의 반복 부식 시험이 가장 널리 알려져 있습니다. 이 재료는 반복 부식 시험을 몇 시간 동안 견딜 수 있을까요? 실무자라면 누구나 이 질문에 익숙할 것입니다.
자재 공급업체는 일반적으로 다음을 사용합니다.패시베이션치료 또는표면 연마 등급을 향상시키다스테인리스강의 반복 부식 시험 시간을 개선하기 위해 다양한 방법이 사용되지만, 가장 중요한 결정 요인은 스테인리스강 자체의 조성, 즉 크롬, 몰리브덴, 니켈 함량입니다.
크롬과 몰리브덴 두 원소의 함량이 높을수록, 점식 및 틈새 부식이 발생하기 시작하는 것을 막는 데 필요한 내식성이 더욱 강해집니다. 이러한 내식성은 소위 내식성 지표로 표현됩니다.공식 저항 등가(PRE) 값: PRE = %Cr + 3.3 x %Mo.
니켈은 강철의 공식 및 틈새 부식 저항성을 직접적으로 증가시키지는 않지만, 부식 과정이 시작된 후 부식 속도를 효과적으로 늦출 수 있습니다. 따라서 니켈을 함유한 오스테나이트계 스테인리스강은 반복 부식 시험에서 훨씬 우수한 성능을 보이며, 공식 부식 저항성이 유사한 저니켈 페라이트계 스테인리스강보다 부식이 훨씬 덜 심하게 발생합니다.
상식: 표준 304의 경우 중성 순환 부식 시험 시간은 일반적으로 48~72시간이며, 표준 316의 경우 중성 순환 부식 시험 시간은 일반적으로 72~120시간입니다.
다음 사항에 유의해야 합니다.그만큼주기적 부식이 시험법은 스테인리스강의 특성을 시험할 때 중대한 단점이 있습니다.순환 부식 시험에서 염화물 함량은 실제 환경을 훨씬 초과하는 매우 높은 수준이므로, 염화물 함량이 매우 낮은 실제 적용 환경에서 내식성을 보이는 스테인리스강조차도 순환 부식 시험에서는 부식됩니다.
반복 부식 시험은 스테인리스강의 부식 거동을 변화시키지만, 가속 시험이나 모의 실험으로 볼 수 없습니다. 따라서 시험 결과는 일방적이며, 실제 사용되는 스테인리스강의 성능과는 상응 관계가 없습니다.
따라서 순환 부식 시험을 통해 다양한 종류의 스테인리스강의 내식성을 비교할 수 있지만, 이 시험은 단지 재료의 등급만 매길 수 있을 뿐입니다. 스테인리스강 재료를 구체적으로 선택할 때는 순환 부식 시험만으로는 충분한 정보를 얻기 어렵습니다. 시험 조건과 실제 적용 환경 간의 연관성을 충분히 이해하지 못하기 때문입니다.
같은 이유로 스테인리스강 시료의 반복 부식 시험만으로는 제품의 수명을 예측할 수 없습니다.
또한, 서로 다른 종류의 강철을 비교하는 것은 불가능합니다. 예를 들어 스테인리스강과 코팅 탄소강을 비교할 수 없는 이유는 시험에 사용된 두 재료의 부식 메커니즘이 매우 다르기 때문이며, 시험 결과와 제품이 최종적으로 사용될 실제 환경 간의 상관관계도 동일하지 않기 때문입니다.
게시 시간: 2023년 11월 6일