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admin

2016-12-26 12:51:16

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공식[pitting corrosion]

부식에 의한 사고의 통계를 조사해보면, 부식이 전면에 걸쳐서 진행하는 균일부식보다도 어디가 국부적인 개소에 집중하여 일어나는 예가 많다.

국부적으로 집중하는 부식을 국부부식이라고 부르고, 그 중에서 공상(孔狀)에 깊이 진행하는 부식을 공식(孔食)이라고 한다. 공식은 철강, 스테인리스강, 알루미늄합금, 구리합금 등 일상적으로 널리 쓰이고 있는 대부분의 금속재료에 생기는데, 특히 부동태금속이라고 불리우는 금속․합금에서 전형적인 공식이 생긴다.

표면 전체가 내식성이 있는 부동태피막으로 덮혀져 있을 때, 환경 속에 존재하는 Cl-이온(또는 다른 할로겐이온)이 원인이 되어 공식이 생긴다. 그림에 나타난 대로 부동태피막의 표면에서는 산소의 캐소드환원이 생기고, 이 반응에 대응하여 막의 결함부에서 금속이 금속이온이 되는 애노드반응이 생기고, 금속이온이 용출하면 그것과 반대방향에 Cl-이온이 모여 염화물이 형성된다.

이 염화물의 가수분해로 H+가 생성되고 H+농도가 높은 개소에서는 산화물피막은 생성할 수 없으므로, 이 결함부에서 계속해서 금속이온의 용해가 생기고 반원형의 공식이 성장한다.

공식을 방지하는 데는 결함이 적은 피막을 형성시키거나, 또는 공식이 발생해도 부동태피막의 재형성에 의해 공식을 사멸시키면 좋다. 스테인리스강이 내공식성에 우수한 것은 Cr의 옥시수산화물을 주체로 한 결함이 적은 부동태막을 생성하기 때문으로서, Cr성분이 많은 스테인리스강일수록 내공식성이 향상된다.

또 18-8스테인리스강으로 알려지는 304강을 바닷물 속에 사용하면 공식이 생기기 쉬우나, Mo강을 첨가한 316강을 사용하면 공식이 일어나기 어려워진다.

이것은 Mo가 부동태피막의 재생을 가속하기 때문이다. 스테인리스강의 내(耐)공식성을 증가시키는 원소로는 Cr, Mo, Ni, Si, N 등의 원소가 알려지고 있고, Mn, S 등은 내공식성을 열화시킨다.

염화물과 산소(또는 산화제)의 존재가 공식의 발생에 필수적이므로, 환경에서 염화물이나 산소 또는 산화제를 제거해도 공식을 막을 수 있다. 또 OH-나 NO3-이온은 Cl-이온에 의한 공식발생을 억제하는 부식억제제(인히비터*)로 작용한다. 캐소드방식도 공식의 방지에 유효하다.