재질과 환경의 복합적 영향

응력부식균열 (Stress Corrosion Cracking, SCC)은 부식 환경에서 금속이 인장 응력을 겪을 때 (외부나 내부 잔여 응력이든 상관 없음) 발생하는 금속의 균열 현상을 말합니다. SCC를 일으키는 부식 환경은 일반적으로 특정한 조건을 필요로 합니다. SCC에 영향을 받는 몇 가지 흔한 금속의 예는 아래 표 2.3에 나열되어 있습니다.

 

이 균열은 주로 금속 표면의 결함에서 시작됩니다. 이러한 결함은 부식 동안 생성된 부식 구멍, 금속 내의 불순물, 또는 응력을 발생시키는 다른 요소들일 수 있습니다. 그림 2.8은 전형적인 가지 형태의 응력부식균열을 보여줍니다.

 

방전 방식 일반적으로 부식 과정을 중단시키기 때문에 다양한 환경에서 SCC를 줄이거나 제거할 수 있습니다. 그러나 탄소강은 수산화물 및 탄산염 환경에서 SCC에 영향을 받을 수 있습니다.

토양 내에서 파이프라인의 응력부식에는 두 가지 다른 유형이 있습니다. pH 값이 6.5에서 7.5 사이인 경우 수소 생성으로 인한 횡단결정 응력부식이 발생할 수 있습니다. pH 값이 8에서 10.5 사이인 경우 결정간 응력부식이 발생할 수 있습니다. 더 높은 pH 값에서는 수소 생성이 중단되거나 감소하며 강철은 수동필름을 형성하기 시작하지만 수동필름의 파괴와 노출된 강철의 부식이 균열 확대의 원인이 됩니다. 응력부식균열은 다음과 관련이 있습니다:
- 토양 내에서 탄산염과 탄산수소염이 금속과 반응하여 형성되는 환경
- 금속 표면에서 -525 mV에서 -725 mV (CSE) 사이의 전위 범위. 전위 범위는 고정되지 않으며 pH가 증가함에 따라 약간 더 부정적으로 줄어들며 좁아집니다.
- 파이프 상에서 발견되는 동안 휴일 및 해제된 코팅
- 파이프 표면 온도가 22°C에서 90°C (72°F에서 195°F) 사이
- 명시된 최소 항복강도의 60% 이상의 응력 수준. 주기적인 하중도 SCC 가능성을 높입니다.
- 금속학적 구조와 표면 마무리도 SCC 발생 가능성에 영향을 미칠 수 있습니다.
- 파이프 표면에 밀 스케일이 존재하는 경우 SCC 가능성이 높아집니다.

음극방식을 효과적으로 사용하면 부식, 특히 SCC의 시작 위치로 작용할 수 있는 피팅 부식의 발생을 줄일 수 있습니다. NACE 표준 RP0169은 파이프라인 압력과 조건이 SCC에 적합한 경우에는 –850 mV CSE보다 부정적이지 않은 전위를 사용하지 말아야 한다고 주의합니다.