부식과 전식

 

부식과 전식

접지는 전극과 대지라는 서로 성질이 전혀 다른 것과의 접속이다. 보통 접지전극의 역활을 하는 금속재료의 부식을 말한다. 따라서 부식문제는 접지관리에서 중요한 것으로 재료선정시 대지 저항률, pH, 접지선의 완전한 결속 등에 유의할 필요성이 있다.

 

■ 부식의 종류

① Micro cell부식 

동일 금속에서 부분적인 전위차에 의한 국부전지가 형성되고 그 부분에 부식이 발생.

 

② Macro cell부식

동일 금속의  다른 부분에서 액 중의 염류 농도나 용존가스(산소 등)량이 다른 경우 금속 표면에 양극

과 음극 부분을 형성하고 이로 인해 양극부분에 부식이 촉진된다.

가장 중요한 것은 공기가 통하는 차이에 기인하여 형성되는 산소농담전지이다.

항상 동일부분이 양극으로 부식하므로 孔蝕을 발생하기 쉽다. 특히 바닷물 속에서의 부식은 부식에 연

관된 인자(온도, pH, 염수 농도, 용존 산소 등)가 많아 자연수와 비교가 안될 정도로 부식의 진행속도

가 빠르다.  즉 저항율이 작기 때문에 자연부식이라도 1[M]이상에 걸쳐 부식 범위가 형성된다.

③ 다른 금속끼리의 접촉부식(갈바닉 부식)

 이종금속이 결합하여 부식하는 것으로 고전위 금속과 저전위 금속이 접촉 할 경우 후자가 부식을 받

게되는 경우를 말한다. 토양에서 부식이 많이 일어나는 사례로는 황동밸브와 직결된 철관 동체 접지체

와 연결된 철 구조물 등이 있다.(도시 가스, 송유관, 수도관 매설 시)

 

④ 전식(電飾) 

매설 금속체에 어떤 원인으로 외부에서 전류가 흘러 도시의 지하와 같이 여러 종류의 매설물이 혼합되

어 있을 때 전류가 저항이 작은쪽으로 흘러 유출점에 전식 피해가 발생하는 경향이 있다.

그러므로 도심지에서의 접지는 단독보다는 통합(병렬접지)형태가 낮다고 볼 수 있으며 전기관련 건물

(송, 배전소 등)과는 충분한 이격 거리를 두어야 한다.

(즉 자연부식은 표면을 골고루 부식시키나 전식은 국부적으로 부식시키는 특징이 있다.)

일반적으로 대지고유저항률은 부식에 직접적인 영향을 미치지 못하지만 대지  저항률이 낮으면 낮은 대지저항률로 인해 접지전극에 많은 전류가 흐르게 되고 토양 내에 존재하는 여러 화학성분과 전기화학반응이 빠르게 촉진되어 접지전극은 더 빨리 부식하게 된다.

이로 인해 대지저항률이 낮은 곳의 접지체는 더 빨리 손상을 입어 성능이 악화 된다.

■ 토양의 저항율과 부식성의관계

 

NBS ( National Bureau of Standards )의 실험 데이타

 

토양 저항률[Ω-M]	부식의 정도
7이하	아주 심한 부식성
7～20	심한 부식성
20～50	중간정도의 부식성
50이상	가벼운 부식성

 

Note : 해안관련 매립지의 경우 대지저항율은 낮으나 부식의 위험성으로 인해 접지도선의 연결은 CAD WELDING방법(용융접합방식)이 신뢰성을 높일 수 있다.

⑤ 콘크리트 속에서의 부식

콘크리트 속의 금속부식에는 자연부식으로서의 마크로 셀 부식과 누설전류에의 전식이 있다.

콘크리트는 강 알칼리성(pH 2～13)으로 속에 있는 철근은 일반적으로 잘 부식되지 않으나 시간이 경

과하면 알카리 성분이 공기중의 탄산가스와 화합하여   중성화되면 부식의 진행속도가 아주 빨라진다.

이 밖의 콘크리트 부식의 원인으로는 콘크리트 속의 염화물, 경화 촉진제로  사용하는 염화칼슘 등으

로 부식되는 경우도 있다.

 

이와 같은 원인으로 접지저감제의 선택에서도 염화칼슘이 많이 포함되어 있는 저감제는 피하는 것이

좋다.

또한 미주전류가 콘그리트 구조물에 유입되면, 콘크리트-철근-콘크리트의  경로로 흘러 철근이 콘크

리트에 대해 양극이 되어 전식이 발생한다. 그리고  유입전류밀도가 높으면 철근과 콘크리트의 부착력

을 약화 시킬 수도 있다.