설비안전도우미 2강: Chloride SCC (염화물응력부식균열) 손상기구

설비안전도우미 2강: Chloride SCC (염화물응력부식균열) 손상기구

 

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응력 부식 균열 (S.C.C Stress Corrosion Cracking) 의 개념 및 원리 (tistory.com)

응력 부식 균열 (S.C.C Stress Corrosion Cracking) 의 개념 및 원리

 

Chloride SCC라고 하는 염화물응력부식균열의 손상의 특징, 검사법, 사전예방법..

 

염화물 응력 부식균열은 300계열의 Austenitic Stainless Steel이 Chloride가 녹아 있는 수용액 환경에서 사용될 때, 적절한 온도조건과 산소환경 그리고 잔류응력과 같은 응력 조건이 맞춰지면 미세하면서도 나무뿌리처럼 번져있는 균열이 발생하는 현상을 말한다. 일반적으로 온도가 60도 이상인 환경조건에서 발생하지만 예외적인 경우도 있다.  그리고 용해액에 산소가 많은 녹아 있거나 산성도가 높은 경우에도 더욱 쉽게 발생하며 재료의 가공 경화가 많은 즉, bellows나 thermos-couple sheath, 특히 Instrument tube와 같은 설비에서 자주 발생한다.

정유.석유화학공장에서는 습기와 건조와 액화를 반복하는 온도 조건을 가진 설비인 steam tracing 주위와 보온재 내부, 수냉식 열교환기 주변, 외부 stiffner ring 주위에 많이 발생한다.

이 균열의 성장 속도는 대체로 빨라 발견했을 때는 이미 보수나 교체를 고려하는 것이 바람직하다. 특히 주의할 점은 화재가 발생했을 때 진화를 소방수나 해수, 수돗물을 사용했을 경우이다. 주위에 300 계열의 스테인레스 강재가 있다면 반드시 chloride scc가 발생했는지의 여부를 조사해 봐야 한다.

검사방법으로는 균열이 미세하므로 육안검사나 침투탐상검사로 부족할 수가 있으므로 Eddy Current에 의한 검사가 가장 효과적이다.

효과적인 예방책으로는 이 균열에 대한 내성이 강한 니켈 합금강이나 duplex stainless steel과 같은 재료를 사용하는 것이 바람직하나 비용이 많이 발생하므로 적절한 코팅이나 잔류응력을 없애주는 후열처리(PWHT)등이 널리 사용된다. 최근에는 알루미늄 박제를 입히거나 알루미늄 Thermal spray, 제산소제 등을 사용하는 방법도 많이 제시되고 있다. 하지만 cooling water 등의 수용액 환경에서 온도가 높은 경우 Austenitic stainless steel 재질의 사용을 자제하는 것이 최선의 방법이다.