알칼리수가 鋼의 부식특성에 미치는 영향에 관한 연구

Abstract

산업사회의 급격한 발달과 함께 육상과 해상의 환경오염은 날로 증가하고 있다. 이러한 환경오염의 증가는 육상의 하천수의 오염을 가중시키고 나아가서 해양을 오염시켜 바다에서 적조를 발생시켜 막대한 양식장의 피해를 가져오고 있다. 그리고 식수원을 오염시켜 아프리카 등지의 개발도상 국가는 오염된 식수원의 식수 음용에 의해 각종 질병에 시달리고 있는 실정에 있다. 우리나라의 경우에도 환경오염의 증대에 의해 옛날에 비하여 하천수의 오염은 피할 수 없는 현실이라 할 수 있을 것이다. 따라서 안전한 수돗물의 공급을 위하여 고도 정수 처리를 하고 있다(Min and Lee, 1999a). 즉 수돗물의 정제과정을 보면 1차적으로 취수장에서 취수한 물에 염소를 투입하여 살균한 다음 정수장으로 보내고 정수장에서는 전술한 고도 정수처리 과정의 일환으로 살균을 목적으로 다시 다량의 염소를 투입한다. 투입된 다량의 염소는 물과 반응하여 차아염소산을 생성하고 동시에 전리하여 치아염소산 이온을 생성하게 된다(Min and Lee, 1999b). 그리고 이들의 치아염소산과 치아염소산이온은 우수한 살균력을 발휘하지만 부차적으로 생성된 염소이온은 수도관 내부의 산화피막을 파괴하여 국부부식을 가속화 시키게 된다.

일반적으로 염소이온이 다량 함유된 해양환경 혹은 다른 부식 환경 하에서 다양한 종류의 부식의 발생과 여기에 따른 방식법에 대한 많은 연구가 보고되고 있다(Tsay et al., 1997; Moon et al., 2003; Bilmes et al., 2006; Compton, 1961; Talati et al., 1984; Gartland et al., 1984; Jones et al., 1985; Newman, 1991; Cicognami, 1990; Hiramatsi et al., 1996).

그러나 전술한 바와 같이 치아염소산과 치아염소산이온이 다량 함유된 수돗물을 가정용 보일러와 자동차, 선박의 엔진 냉각수 및 각종 열교환기에 사용할 경우 부식으로 인한 누수 사고가 자주 발생하지만 여기에 대한 연구는 거의 없는 것으로 알고 있다.

본 연구에서는 수돗물을 전기화학적으로 전기분해하여 알칼리수를 생성시켜 이 알칼리수와 일반 수돗물의 부식특성의 상관관계를 비교 고찰하였다. 예를 들면 수돗물을 전기분해하여 염소이온을 전기화학적으로 제거하고 얻어진 알칼리수를 기준으로 몇 종류의 PH를 가지는 시험용액을 제조하여 이들 용액에 침지(浸漬)된 시험편(SS400)의 부식특성을 전기화학적인 방법으로 비교 고찰하였다. 뿐만 아니라 알칼리수의 지속적인 음용은 사람의 숙취제거는 물론 암을 비롯한 성인병예방과 아토피성 피부염에도 효과적이라는 보고가 있다.

따라서 본 연구의 결과는 알칼리수가 가지는 내식(耐蝕)특성을 이용하여 각종 엔진(특히 선박용)과 열교환기(선박용) 등에 수돗물을 전기분해하여 정제된 알칼리수의 적용 가능성을 검토할 수 있는 유익한 참고자료가 되기를 기대한다.