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기술사

이온화부식(Gavanic Corrosion) 총정리

by 척척기술사 2025. 4. 14.
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    오늘은 건축물의 기계설비 배관 및 장비에서 발생할 수 있는 대표적인 부식 유형 중 하나인
    이온화부식(Galvanic Corrosion)에 대해 설명드리겠습니다.

     

    이 현상은 단순한 ‘녹’ 문제가 아니라,
    이종 금속이 접촉한 상태에서 전기화학적 반응에 의해 한 쪽 금속이 급속히 손상되는 현상으로,
    특히 냉온수관, 펌프, 보일러, 냉동기 등의 설비 수명과 안전성에 직결되는 핵심 개념입니다.

     

     

     

     

     

    🧩 이온화부식(Galvanic Corrosion)이란?

    이온화부식(또는 갈바닉 부식, 전기화학적 부식)이란,
    서로 다른 금속(이종금속)이 전해질(예 : 물)에 접촉된 상태로 연결될 때
    전기화학 반응에 의해 전위차가 생기면서 부식 전류가 흐르고,
    그 결과 덜 귀한 금속(양극)이 더 빨리 부식되는 현상을 말합니다.

     

    즉, 금속 A와 금속 B가 물에 함께 잠겨 있고 서로 전기적으로 연결되어 있으면,
    전기화학적 반응이 생기고 그 중 전기적으로 더 ‘희생적’인 금속(양극)이 빠르게 부식되는 구조입니다.

     

    좀 더 이해하기 쉽게 비유해보자면

    이온화부식은 마치 두 사람(두 금속)이 물속에서 손을 잡고 있는데, 한쪽이 대신 감기(부식)에 걸려버리는 상황입니다.

     

    전류가 흐를 수 있는 조건이 갖춰졌을 때, 희생적이거나 약한 금속이 먼저 망가지고, 다른 금속은 오히려 보호받는 구조입니다.

     

     

     

     

     

    🧩 이온화부식 발생원리

    1. 두 종류의 금속이 서로 접촉되어 있고
    2. 그 주변에 전해질(예 : 물, 수분, 응축수, 지하수 등)이 존재하며
    3. 금속 간 전기적 회로(직접 접촉 또는 공통 전선 연결)가 구성된 상태에서
    4. 전위가 낮은 금속 → 양극, 전위가 높은 금속 → 음극이 되어
    5. 양극 금속이 부식되고, 음극 금속은 상대적으로 보호됨

     

     

     

    🧩 이온화부식 예시

    조합 양극(부식됨) 음극(보호됨)
    철 + 구리 철(Fe) 구리(Cu)
    아연도금강관 + 스테인리스 아연(Zn) 스테인리스(SUS)
    알루미늄 + 구리 알루미늄(Al) 구리(Cu)

    → 이 경우, 알루미늄·아연·철 등의 금속이 빠르게 부식됩니다.
    → 특히 지하매설 배관, 냉각수라인, 온수탱크 내부, 플랜지 연결부에서 자주 발생

     

     

     

     

    🧩 이온화부식 발생조건

    조건 설명
    이종금속 접촉 금속 간 전위차가 클수록 부식속도도 커짐
    전해질 존재 물, 응축수, 침수, 습도 등이 전도성 매체 역할
    전기적 연결 직접 접촉 또는 배관/플랜지/기기 결선 상태
    산소와 수분 산화반응을 유도하는 필수요소

     

     

     

     

     

     

     

    🧩 이온화부식 피해사례

    • 냉온수 배관 내 스테인리스 + 아연도금 배관 접속 → 아연층 급속 손실
    • 보일러 동관에 철제 부품 접속 → 철 부식 가속화, 슬러지 발생
    • 냉각탑 배관 연결부의 플랜지 이종금속 접촉부에서 국부적 구멍 부식

     

     

     

     

     

     

    🧩 이온화부식 방지대책

    항목 설명
    절연 조치 금속 간 절연가스킷, 절연피팅 사용 (예 : 절연 플랜지, 유전체 와셔)
    동종금속 사용 유도 가급적 동일 금속군으로 배관 및 부속품 구성
    음극보호 희생양극(예 : 마그네슘봉) 설치로 주요 금속 보호
    코팅 및 도장 도장, 아연도금, 에폭시 코팅으로 전해질 차단
    배관계통 분리 설계 스테인리스 ↔ 철계통 사이에 유전체 커플링 적용

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    ✅ 결론 요약

    이온화부식(Galvanic Corrosion)은
    서로 다른 금속이 전해질 환경에서 접촉될 때
    전기화학 반응에 의해 한쪽 금속(양극)이 급속히 부식되는 현상이며,

    이는 배관, 펌프, 열교환기, 냉각탑, 보일러 등의 연결부 및 매설부에서
    설계·시공 단계부터 예방조치가 필수적으로 요구되는 현상입니다.

    구분 내용
    정의 이종 금속이 전해질 환경에서 접촉 시 한쪽 금속이 부식되는 현상
    주요원인 이종금속 접촉, 수분 존재, 전기연결
    피해사례 배관 마모, 누수, 슬러지 발생, 성능저하
    방지대책 절연피팅, 희생양극, 코팅, 금속 분리 설계 등

    특히 기계설비의 수명, 유지관리비용, 에너지효율에 큰 영향을 미치는 요소이므로,
    설계·시공·감리·운영 모든 단계에서 반드시 고려해야 하는 부식 메커니즘입니다.

     

     

     

     

     

     

     

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