[화공안전기술사 제140회 4교시 3번]

4교시 3번 · 25점 · 6문제 중 4문제 선택 · 100분

화학공정에서 발생할 수 있는 다음 부식의 진행 메커니즘에 대하여 설명하시오.

  1. 진공부식
  2. 이산화탄소 부식
  3. 황화수소 부식
  4. 세균 부식
  5. 대기 부식
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답안 구조

  1. 개요
  2. 진공 부식의 진행 메커니즘
  3. 이산화탄소 부식의 진행 메커니즘
  4. 황화수소 부식의 진행 메커니즘
  5. 세균 부식의 진행 메커니즘
  6. 대기 부식의 진행 메커니즘
  7. 화학공정 부식 방지 및 관리 방안
  8. 결론

용어 정의

부식
금속이 주변 환경과의 화학적 또는 전기화학적 반응을 통해 점진적으로 파괴되는 현상. 재료의 성능 저하 및 안전 문제 야기.
진공 부식
고온 고진공 환경에서 금속 표면의 산화막 증발 및 합금 원소의 선택적 증발로 발생하는 부식.
탄산 부식
이산화탄소가 물에 용해되어 형성된 탄산이 금속 표면과 반응하여 발생하는 부식. 주로 탄소강에서 발생하며 피트 부식을 유발.
황화물 응력 부식 균열 (SSC)
황화수소 환경에서 금속에 인장 응력이 가해질 때 수소 흡착으로 인해 발생하는 취성 파괴의 한 형태.
미생물 유도 부식 (MIC)
특정 미생물의 대사 활동으로 금속 표면의 부식 환경이 조성되어 가속화되는 부식 현상. 슬라임 형성 및 국부 부식 유발.

핵심 내용

1)

  • 고온 고진공 환경 조성
  • 금속 표면 산화막의 증발 현상
  • 합금 원소의 선택적 증발 및 재료 조성 변화
  • 증발 속도에 영향을 미치는 부분압
  • 금속의 기계적 강도 및 내구성 저하

2)

  • 이산화탄소의 수분 용해 및 탄산 (H2CO3) 형성
  • 탄산의 해리 및 H+ 이온 생성
  • Fe의 산화 및 FeCO3 (탄산철) 생성
  • FeCO3 보호막의 형성 및 파괴 반복
  • 온도, CO2 부분압, pH, 유속 등 환경 인자 영향

3)

  • 황화수소의 수분 용해 및 약산성 환경 조성
  • 철과 황화수소 반응을 통한 철 황화물 (FeS) 생성
  • 황화물 보호막의 형성 및 취약성
  • 금속 내부로 수소 침투 및 수소 취성 유발
  • 황화물 응력 부식 균열 (SSC) 발생 메커니즘

4)

  • 미생물(세균)의 금속 표면 부착 및 바이오필름 형성
  • 미생물 대사 활동을 통한 부식 환경 조성
  • 산 생성균 (APBs)에 의한 국부적 pH 저하
  • 황산염 환원균 (SRBs)에 의한 황화수소 생성 및 부식 가속
  • 산소 농도차 전지 형성 및 국부 부식 (Pitting Corrosion) 유발

5)

  • 대기 중 수분 (습도)의 금속 표면 응축 및 전해액 형성
  • 대기 오염 물질 (SO2, NOx, 염화물 등)의 수분 용해
  • 산소 농도차에 의한 부식 전지 형성 및 부식 반응 진행
  • 초기 산화막 형성 및 보호막의 파괴/재생 반복
  • 대기 환경 (온도, 습도, 오염도)의 복합적 영향

AI 작성 답안 개요 · 검수 전 · 채점기준과 기준답안은 공개되지 않습니다. 참고용 개요입니다.

출처: 한국산업인력공단, Q-Net 자료실 · 공공누리 제1유형 · 원문(Q-Net)

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