Insulation Joint+Insulation Gasket 이해하기(Galvanic 부식)

오늘은 서로 다른 재질의 배관에 대한 Galvanic 부식과 그 예방법에 대하여 포스팅 합니다. 

 

먼저 본문으로 들어가기 전에 Galvanic 부식이란 용어에 대하여 이해를 하는 것이 좋을 거 같습니다. 각기 다른 금속은 각기 다른 전도성을 가지고 있고, 그 전하의 이동차이에 따라 두가지 다른 금속은 하나는 Anode의 성질을 다른 하나는 Cathode의 성질을 띠게 됩니다. 해당하는 내용은 API 571 Damage Mechanism과 NACE에 자세하게 설명이 되어 있으니 해당 자료를 참고하시면 좋을 것 같습니다. 

 

간단한 사항은 Seawater의 사항이나 아래 사항을 참조하셔도 좋을 거 같습니다. 

두개의 사이가 멀수록 Galvanic Corrosion이 심해지는 양상으로 나타나게 됩니다. 이 경우 Anode가 되는 측의 Corrosion이 심화되어 Thickness의 소실로 이어지고 이는 곧 Life Time의 단축으로 이어지기 때문에, 

적절한 조치가 필요합니다. 

 

1.어떤 적절한 조치를 취해야 할까요? 

2개의 다른 재질이 부득이하게 만나는 경우는(예 : Low alloy 배관-Stainless 배관) Galvanic Corrosion이 발생할 수 있는데요. 대기중에서 Flange결합이 되는 경우는 Insulation Gasket을 사용하여 전위의 이동을 차단합니다. 이 경우 직접적인 Metal Contact을 막아 물리적으로 격리(Isolation)시키는 방법을 사용합니다. 

 

Flange Bolt 연결도 Isolation Sleeve로 감싸 직접적인 Contact을 막는 방법을 사용합니다.

통상적으로 Support의 경우 A36 같은 Carbon재질을 사용하는데 배관이 Stainless 재질일 경우 동일한 Galvanic Corrosion+Crevice Corrosion이 우려되는 경우가 많으므로, Isolation Pad나 직접 Contact을 최소화하는 Support의 형태를 취합니다.

 

Crevice Corrosion에 대하여서는 다음에 자세하게 설명하도록 하겠습니다.

 

2.Soil to Atmosphere에 배관을 어떻게 보호하나요?  

땅에 묻히는 배관의 경우, 재질을 변경하거나 Carbon으로 사용하는 경우 도장 + Cathodic Protection의 방식 방법을 채용하고 있습니다. 이 경우, Underground 배관에서 잘 작동하는 Cathodic protection의 전류가 Above로 이어지는 배관의 경우 반대로 부식을 막기위한 도장의 수명을 단축시키는 경우가 발생합니다. 

 

혹은 동일한 금속에 전위차를 발생시켜 연결된 Steel Structure등의 수명을 단축시킵니다. 

그러므로 이 경우, Insulation Joint를 사용하여 Current가 진행하는 것을 막아야 합니다. 

흔히 이야기하는 S-A Interface(Soil to Air)에서 부식이 심해지는 경우가 많아서, Corrosion이 의심되는 경우 일부 Soil을 파서 부식을 확인하여야 합니다. 1) Insulation Joint의 경우는 Pit에 설치하는 경우 2) Underground에 시공하는 경우 3) Above Ground에 시공하는 경우가 있는데. 각각의 경우, 이점과 단점이 각각 존재합니다. 

 

1) Pit에 설치하는 경우 의도하지 않은 기계적인 Damage에서 자유롭고 Maintenance 검사가 용이하나 Gas 누출 시 Pit에 쌓여 안전하지 않은 경우가 있으므로 Local Regulation에서 요구하는 바를 따라야 합니다. 

 

2) Aboveground에 설치하는 경우, 검사가 Pit보다 용이하지만, 의도하지 않은(포크리프트의 충격) 기계적인 Damage에서 자유롭지 못합니다. 

 

3) Underground의 경우 기계적인 Damage에서 자유롭고 Freeze한 유체인 경우 땅에서의 자연적인 Anti-Freezing 효과가 있으나, Maintenance검사가 상대적으로 까다롭습니다. 

 

여러가지 경우의 수를 잘 따져 설계시 반영해야 될 것으로 보입니다. 

 

Galvanic Corrosion, Soil Corrosion 및 Crevice Corrosion은 많은 부분에서 영향을 받는 기본적인 부식이므로 글을 읽으시는 분들의 최소한의 이해를 도울 수 있었으면 좋겠습니다. 

 

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