아연
아연은 단일 성분으로 사용하여도 OH죚이온과 침전반응에 의해 막을 형성하지만, 정인산염이나 폴리인산염과 함께 사용할 때 가장 효과가 좋다.
수중에 용해된 Zn²죘는 금속의 음극부위에서 생성되는 OH죚 이온과 결합하여 불용성인 Zn(OH)₂를 형성하여 음극 부위에서 전기적 부도체인 피막을 형성하고, 산소의 투과를 저해하여 음극 반응속도를 저하시킨다. 아연을 인산염 등의 다른 조성물과 혼합하여 사용하게 되면 극소량의 낮은 아연 농도에서도 우수한 금속 부식방지 효과를 나타낸다.
금속성 인산염
금속성 인산염은 폴리인산염과 아연이 결합된 것으로 육인산나트륨보다 불용성이며 산성상태이므로 주입장치로는 스테인레스 강이나 합성수지제의 탱크와 펌프, 밸브 등을 사용해야 한다. 금속성 인산염은 경도가 낮은 물에서 폴리인산염보다 방식 효과가 높다.
또한 물의 pH가 8로 증가할 때까지 방식효과가 증가한다. 경도가 낮은 물에는 금속성 인산염을 규산염이나 인산칼슘과 혼합하여 사용할 수 있다.
폭기법
폭기법은 철이온, 황화수소, 이산화탄소 등을 많이 함유하고 있는 지하수를 처리할 때 사용되는 방법이다. 폭기를 하여 철 황화수소 등을 산화시켜 불용성물질이 되게하여 침전시키거나 물중의 이산화탄소를 탈기시키는 방법이다. 그러나 폭기과정에서 산소가 유입되어 용존산소의 농도가 높아지면 부식이 촉진되므로 용존산소의 농도가0.5~2.0mg/L이 되도록 하여야 한다.
전자기식 방법
전자기식 방법은 자기장식과 전기장식의 수처리장치를 설치하여 금속구조의 부식을 방지하는 방법이다. 금속이 부식되면 전기화학적인 반응에서 다음과 같이 금속을 용해시켜 수소가스를 발생시킨다.
M → Mn죘 + ne
2H죘 + 2e → H²
위의 식에서 금속에 전자가 추가되면 금속의 용해를 억제하고 수소의 생성을 증가시키는 경향이 있다.
만약 전류가 (+)에서 (-)로 흐르면 전기적인 이론에 따라 전류가 전해액으로부터 관 표면으로 유입되어 표면이 보호된다. 반대로 전류가 금속에서 전해액으로 흐르면 부식은 가속화된다. 즉, 금속의 부식은 금속으로부터 용액으로 전자나 전류가 이동할 때 전기적인 전해액과 금속의 접촉면에서 발생하므로 음극을 보호하기 위해서는 외부 전원으로부터 높은 전류를 갖는 용액을 과잉 공급함으로써 전류의 방출을 중지시켜야 한다. 따라서 음극을 보호하기 위해서는 과잉의 전자를 보유하여야 하고 전자를 방출할 수 없도록 해야 한다. 음극보호에는 다음과 같은 기본적인 2가지 방법이 있다.
첫째는, 고밀도 닥타일 주철관이나 흑연과 같은 삽입전극을 사용하는 것이다. 이 전극들은 외부 전원으로부터 직류를 공급받는다. 삽입전극에서 방출되는 전류는 희생양극으로 작용하는데, 보호된 금속표면이 희생양극으로 작용하여 부식속도가 느려지게 된다. 둘째는, 산화되는 갈바닉 양극을 사용하는 것이다. 마그네슘이나 아연과 같은 양극이 철과 함께 갈바닉작용을 하여 부식되는 반면에, 접촉한 철은 부식으로부터 보호된다. 즉, 아연은 양극이 되어 부식되고 음극이 된 강철을 보호한다. 수도시설에서 음극보호법은 주로 저수조에서의 내면부식을 억제하기 위하여 사용된다. 그러나 이 방법은 비용이 많이 들기 때문에 급수관에 적용하는 데는 한계가 있다. 또 다른 제한조건은 천공이나, 틈, 내면의 엘보우 부분 등에는 효과가 없다. 전기방식은 수중의 금속부식이 전기화학적 기구에 의해서 발생하는 것에 착안하여 금속의 전극전위를 변화시켜 줌으로써 부식을 방지하거나 감소시켜 주는 방법이다. 전기방식법에는 음극방식과 양극방식이 있으나 양극방식은 거의 사용되고 있지 않아 통상적으로 전기방식이라 함은 음극방식을 일컫는다. 음극방식은 희색양극법과 외부전원법으로 구분할 수 있다. 자기방식법은 자기력으로 자장 속에 전하를 띤 이온이 움직이도록 하여 스케일을 제거하는 방법이다.
방청제
각 국의 방청제 규제현황
미국, 영국, 일본 등 많은 나라에서 관의 부식방지제로 표 2와 같이 방청제를 허용하고 있다. 그러나 대부분 품목만을 지정하고 있고 품질규격을 설정한 나라는 많지 않으며, 정부에서 품질규격을 정한 나라는 우리나라 뿐이다. 일본에서는 가정용 방청제협동조합에서 우리나라와 같이 거의 유사하게 인산염계, 규산염계, 이들을 혼합한 형태로 지정되어 있고 수도협회에서 1종이 지정되어 있다.
☞ 다음호에 계속
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