[가스기술사 2023] 129회 1교시 - 10. 배관의 부식을 방지하기 위한 희생양극법

문제 10. 배관의 부식을 방지하기 위한 희생양극법

 

 

• 인위적인 방식전류를 통해 지하매몰 저장탱크, 배관 등의 부식을 방지하는 방법을 전기방식이라고 하며, 희생양극법은 전기방식법 중의 하나이다.
• 희생양극법(犧牲陽極法)이란 지중 또는 수중에 설치된 양극금속과 매설배관을 전선으로 연결해 양극금속과 매설배관 사이의 전지작용으로 부식을 방지하는 방법을 말한다.

 

 

1. 부식

• 금속이 토양, 물 등의 전해질 속에 놓이면 용존산소 등 주위 환경의 차이와 금속 자체의 특성에 따라 금속 표면에 양극부(anode)와 음극부(cathode)가 생기며, 상호 간에 부식전류가 흘러 양극부의 금속이 이온화됨. 이러한 전기화학적 반응을 부식이라고 한다.

 

1) 메카니즘

• 주위 환경 등의 차이로 전해질 속의 금속 표면에 양극부와 음극부가 형성됨
• 전해질을 통해 양극부에서 음극부로 부식전류가 흐름
• 양극부 금속이 이온화되면서 전해질 속으로 용해됨

 

2) 철의 부식 (예)

• 양극부 : Fe → Fe2+ + 2e-
• 음극부 : H2O + 1/2O2 + 2e- → 2OH-
• 전해질 : Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2 (산화 제1철)

 

 

2. 희생양극법

• 피방식체보다 이온화경향이 큰 Mg, Al, Zn 등의 금속(양극, anode)을 연결하여 방식전류를 발생, 부식을 억제하는 방법을 의미한다.

 

1) 메카니즘

• 피방식체와 양극간 부식전지 형성
• 양극이 산화되면서 양극에서 피방식체로 전해질을 통해 방식전류가 흐름
• 방식전류로 인해 피방식체의 양극부와 음극부간 전위가 같아지며, 부식이 억제됨

 

2) 장점

• 별도의 외부전원이 필요 없다.
• 인접 시설물에 간섭현상이 거의 없다.
• 외부전원법 대비 시공이 간편하다.

 

3) 단점

• 양극 전류가 제한돼 대용량에 부적합하고, 효과범위가 적다.
• 토양비저항이 높은(전류가 잘 흐르지 않는) 환경에서는 비경제적이다.

 

 

 

 

 

* KGS Code GC202 - 가스시설 전기방식 기준 참고

KGS Code GC202(2021).pdf

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