캐비테이션 부식 cavitation corrosion 발생원인 대책방안 금속재료기술사 서브노트

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금속재료에는 다양한 부식의 종류이 있으며,

각 부식의 정의와 대책방안은 금속재료기술사의 단골문제로 출제되고 있다.

 

스테인레스강의 입계부식, 황동의 탈아연부식 그리고 응력균열부식 등은 필수요소이며,

이번에는 잘 다루어지지 않는 캐비테이션 부식에 대하여 정리해본다. 

 

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캐비테이션 부식(cavitation corrosion)

캐비테이션부식 : google

캐비테이션부식 : google

1. 캐비테이션 부식의 발생 원인

액체의 빠른 유속과 부식작용이 서로 복합적으로 작용하여 생기는 부식이다. 

캐비테이션이란 유속이 매우 커서 베르누이 법칙에 의한 정압 P가 액체의 증기압보다 낮아질 때 액체 중에 기포가 생기는 현상을 말하며, 이렇게 생긴 기포가 금속 표면에서 터지면 강한 충격이 생겨 부동태 산화피막이 깨지고 소지금속도 손상을 입게되며, 이렇게 노출되어 냉간 가공된 금속은 부식하며 이들 과정이 반복된다.

액체에서 캐비테이션 즉 공동현상은 액체가 고속으로 회전할 때 압력이 낮아지는 곳이 생겨 기포가 형성되는 현상이다. 

원심펌프, 수중펌프, 해상용 프로펠러 등에서 나타난다. 캐비테이션은 회전 날개의 과도한 침식과 노킹 진동에 의한 소음을 유발하고 유동의 형태를 변화시켜 효율을 급속히 감소시킨다. 

 

공동현상은 어느 지점의 압력이 감소해 중기압에 도달할 때 발생하며 압력이 더욱 감소하면 공동이 팽창하게 되고 높은 압력에 도달하면 급속히 감소한다. 

이와같이 기포가 급격하게 생성 소멸되므로 높은 압력을 금속 표면에 가해 오목한 자국을 형성한다.

 

2. 캐비테이션 부식의 발생 대책 방안 (방식법)

1) 음극 방식법에 의해 방지할 수 있다.
2) 부식 억제제에 의해 방지할 수 있다.
3) 경수보다는 연수를 사용한다.

 

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