아연 이온화 장치의 상수 중 철 시편과 수도 배관에 미치는 부식억제 효과 예측

Abstract

본 연구에서는 수돗물 라인 내 아연금속 이온화에 의한 철제 시편 및 수도관 부식 억제 효과를 정량적으로 조사하였다. 수도관에 철제 쿠폰을 설치하고 수돗물을 20일간 가동한 결과 이온화 장치가 있는 경우와 없는 경우의 철제 쿠폰 무게 손실로 환산한 연간 부식률의 평균 차이는 12.8%로 추산되었다. 신품 철 시편에 부식억제제 유무의 부식률을 비교해보니 부식률 차이가 더 컸지만 시간이 지날수록 억제제 유무의 부식률 차이는 점차 줄어들었다. 철 시료의 녹이 슬지 않는 순철 면적이 적고 물속의 산소와 반응하는 순철 표면이 적으면 부식률이 점차 낮아지는 것도 확인하였다. 철제 쿠폰에 생긴 녹을 엑스레이 회절 분석해보니 대부분 붉은색 헤마토이트(Fe2O3)이었고, 검게 변한 부분도 일부 자철석인 것으로 확인되었다. 녹이 발생해 붉은 수돗물이 떨어지게 되고, 이 중 일부가 발 부식으로 발전해 수도관에 핀홀이 생기는 것으로 알려졌다. 따라서 기존 연구 결과를 바탕으로 부식억제제 유무에 따른 철제 시편 부식에 따른 파단 시간을 예측하였다. 이미 부식이 진행돼 녹이 슬어 버린 수도관에 아연부식억제기를 설치하였고, 수도관 내부 표면은 시간이 지날수록 검은 자석성분들의 상대적 비율이 높아지는 것이 관찰돼 부식억제기를 장기간 기대할 수 있을 것으로 판단되었다.