갈바니아 파이프가 녹슬는 이유는 무엇인가요?

Galvanized Pipe 건설과 산업에서 자주 사용되는 일반적인 파이프 재료입니다. 그 표면은 철 성분이 강관과 외부 공기 및 습기와 접촉하지 않도록 아연 층으로 덮여져 있어 방부 및 방청 역할을 합니다. 그러나 많은 사용자들이 갈바니아 강관을 사용하는 과정에서 여전히 녹슬 수 있다는 것을 발견했습니다. 그렇다면 왜 갈바니아 파이프가 녹슬까요? 갈바니아 파이프가 녹슬게 되는 원인은 무엇이며, 실제 사용에 미치는 영향은 어떨까요? 이 글에서는 이러한 문제들을 상세히 설명하며, 여러분에게 도움이 되길 바랍니다.

갈바니아 파이프란 무엇인가요?

도금관은 강관의 표면에 아연 층을 도포하여 관의 내식성을 향상시키는 방식으로, 항부식층을 형성하는 관입니다. 도금의 목적은 공기나 물과 같은 매체와 접촉했을 때 관 자체가 산화 부식되는 것을 방지하기 위함입니다. 특히 습기와 염분이 많은 혹독한 환경에서 사용할 경우, 도금층은 우수한 보호 기능을 제공합니다.

도금 방법에 따라 갈바니아 관은 열간 도금 관과 전기 도금 관으로 나눌 수 있습니다.

• 열간 도금 관: 열간 도금 공정은 강관을 일정 온도로 가열하여 액체 아연 탱크에 담그는 과정입니다. 화학 반응을 통해 아연 층이 강관 표면과 결합하여 아연-철 합금 층을 형성합니다. 열간 도금 관의 아연 층은 두껍고, 일반적으로 60-80 마이크론에 달하며, 뛰어난 내식성을 가지고 있습니다.
• 전기 도금 관: 전기 도금 또는 분무를 통해 강관의 표면에 아연 층이 덮여 있습니다. 전기 도금된 관의 아연 층은 비교적 얇아서 일반적으로 5-15 마이크론 사이입니다. 방부 효과는 열간 도금보다는 뛰어나지 않지만, 가공 중 아연 층의 균일성을 제어할 수 있습니다.

도금의 방부 원리

도금 관의 방부 원리는 아연의 "희생 음극" 효과에 의존합니다. 아연 층의 금속 활동성이 강하기 때문에, 관의 표면이 외부 환경에 노출될 때 아연이 먼저 산화 반응을 일으켜 아연 녹 (ZnO)을 형성합니다. 이 아연 녹 층은 산소와 습기의 추가적인 침식을 차단하고 강관 본체를 부식으로부터 보호합니다.

왜 도금 관이 s 녹슬까요?

갈바니아 파이프의 아연 층은 이론적으로 부식을 효과적으로 방지할 수 있지만, 실제로는 녹이 슬 수 있습니다. 갈바니아 파이프가 녹슬는 이유는 일반적으로 다음과 같습니다:

아연 층 손상:

갈바니아 파이프의 표면 보호층은 아연 층으로 구성됩니다. 사용 중에 아연 층이 기계적 충격, 마모, 긁힘 등의 요인에 의해 영향을 받으면 아연 층이 벗겨지거나 깨질 수 있으며, 노출된 철관 표면이 외부 환경에 접촉하여 부식되기 쉽습니다. 이 상황은 파이프라인 설치 중에 더 흔하며, 특히 파이프 꺾기 및 연결부에서 자주 발생하는 작업으로 인해 아연 층이 손상될 수 있습니다.

도금 품질 문제:

갈바니아 파이프의 방부 효과는 아연 층의 두께와 균일성과 직접적으로 관련이 있습니다. 갈바니아 파이프의 제조 공정이 불합격으로 인해 아연 층 두께가 불균일하거나 아연 층接着력이 좋지 않으면, 일부 지역에서 강관 표면이 드러나 부식의 위험이 증가할 수 있습니다.

• 아연 층 두께 불균일: 갈바니아 처리 과정에서 아연 층 두께가 불균일하면 약한 부분이 부식에 취약합니다.
• 아연 층接着력 부족: 아연 층이 강관 표면에 단단히 결합되지 않아 외부 힘의 작용으로 쉽게 벗겨져 파이프가 녹슬게 됩니다.
• 갈바니아 처리 결함: 핫 딥 갈바니아 공정 중에 아연 용融 탱크의 온도가 불안정하거나 담그는 시간이 너무 길거나 짧으면 아연 층의 품질이 저하되고, 파이프 표면에 결함이 형성될 수도 있습니다.

환경 요인의 영향:

갈바니아 파이프의 녹은 또한 그들이 위치한 환경과 밀접하게 관련이 있습니다.

• 습도와 기후: 높은 습도와 습한 기후 조건은 특히 자주 발생하는 온도 변화 하에서 관의 표면에结露가 생겨 물방울을 형성하여 아연 층의 산화 과정을 가속시킵니다.
• 염분 분무 부식: 바다 근처나 염알칼리 지역에 있는 파이프는 염분 분무 부식에 특히 취약합니다. 염분 분무는 관의 표면에 부착되어 전해질 환경을 형성하여 아연층이 쉽게 부식되며, 이로 인해 기초 금속이 노출되고 녹이 발생합니다.
• 산성 및 알칼리성 환경: 산업 지역 및 화학 공장과 같은 산성 및 알칼리성 가스를 포함한 환경도 갈바니아 파이프의 부식을 가속시킵니다. 산성 가스, 황화물, 염화물과 같은 부식성 물질은 갈바니아 파이프에 강한 부식 효과를 미칩니다.

수질의 영향:

물의 품질은 도금관의 부식 속도와 직접적으로 관련이 있습니다. 일부 높은 부식성 물 환경(산성 물질을 더 많이 포함한 수원 등)에서는 도금관이라도 녹슬음을 피하기 어렵습니다.

• 물의 pH: 물의 pH는 도금관의 부식 속도에 직접적인 영향을 미칩니다. 산성 물(pH 값이 7 이하)은 아연층에 강한 부식 작용을 하여 아연층이 용해됩니다.
• 경수와 연수: 경수는 더 많은 미네랄(칼슘 및 마그네슘 이온 등)을 함유하고 있습니다. 장기간 도금관으로 운반하면 관 내벽에 칼슘이 쉽게 침전되어 부식을 촉진합니다. 연수는 일반적으로 더 활발하게 반응하여 아연과 쉽게 반응하며, 아연의 용해를 가속화합니다.  
• 부식성 물질: 물에 황화물 및 암모니아 같은 부식성 물질이 포함되어 있을 경우 도금관의 부식 속도가 가속화되고 심각한 파이프 누수까지 초래할 수 있습니다.

전기화학적 부식:

전기화학적 부식 현상은 다른 금속이 전해질 환경에서 접촉했을 때 발생하는 전위 차이로 인해 금속 부식이 발생하는 현상입니다. 아연 도금관 시스템에서는 전기화학적 부식이 다음 상황에서 주로 발생합니다:

• 다른 금속과의 접촉: 갈바니즈 파이프 이 다른 금속(예: 구리, 알루미늄 등)과 직접 접촉할 경우, 전위 차이가 존재하기 때문에 아연은 희생 음극으로 작용하여 다른 금속보다 먼저 부식되며, 이는 아연 도금관의 부식이 가속화됩니다.
• 파이프 연결부: 파이프 연결부, 케이블 보호관 등의 위치에서 전류나 전위 차이가 축적되면서 부식 반응이 악화됩니다.

아연층의 희생 음극 효과 약화:

아연의 희생 양극 효과는 부식을 효과적으로 방지할 수 있지만, 아연 층이 너무 얇거나 부식 환경에서 조기에 소모될 경우, 이 효과가 약화되어 철관 기질이 노출되며, 이로 인해 녹 발생 위험이 증가합니다.

• 아연 층 두께 부족: 도금 관의 아연 층이 너무 얇으면 아연의 보호 효과가 빠르게 사라지고, 철관의 부식 과정이 가속됩니다.
• 아연 층의 조기 소모: 장기간 사용 시 특히 높은 부식 환경에서 아연 층이 너무 빨리 소모되어 희생 양극 효과가 약화되고, 철관 기질이 점차 노출됩니다.

도금 관의 녹 영향

1). 파이프 내구성 감소: 한 번 galv pipes 이러한 경우 부식된 파이프의 하중 용량, 압력 저항 및 충격 저항이 감소하고, 수명이 크게 단축됩니다. 부식으로 인한 파이프 노화는 고압 물 흐름 또는 기타 작업 조건에서 발생하는 응력을 견디지 못하게 되어 파열되거나 누수하기 쉽습니다.

2).수질 오염: 갈바니아 파이프의 부식으로 인한 아연 오염은 환경에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 특히 도시 상수도 시스템에서는 아연 누출로 인해 수질 오염이 발생하여 음용수 안전에 영향을 줄 수 있습니다. 또한 녹슬어 누유하는 파이프는 주변 토양과 식생에 일정한 오염을 초래할 수 있어 생태 환경에 영향을 미칩니다.

3).구조물 안전성에 대한 위협: 갈바니화된 파이프의 부식은 파이프 자체뿐만 아니라 파이프의 구조물에도 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 전기 및 통신 분야에서는 갈바니화된 파이프가 케이블을 지지하고 보호하는 데 자주 사용됩니다. 만약 갈바니화된 파이프가 심하게 부식되면 케이블이 단절되거나 외부 보호층이 손상되어 전체 시스템의 안정성과 안전성이 영향을 받을 수 있습니다.

갈바니화된 파이프의 방부 조치

갈바니아 공정 품질 개선

아연 층의 균일성, 두께 및接着력이 표준에 부합하면 갈바니화된 파이프의 방부 능력을 크게 향상시킬 수 있습니다. 생산 과정에서 아연 도금 용액의 온도, 농도 등 공정 매개변수를 엄격히 제어하여 아연 층의 품질을 보장해야 합니다.

기계적 손상을 방지

배관의 운송, 설치 및 사용 과정에서 기계적 손상과 마모를 방지해야 합니다. 만약 도금관의 표면이 충격을 받거나 긁히고 부딪히면 아연 층이 손상되어 강관의 기재 금속이 노출되며, 이는 부식을 일으키기 쉽습니다. 따라서 설치 과정에서 주의하여 아연 층의 손상을 피해야 합니다. 다음 조치로 기계적 손상을 줄일 수 있습니다:

• 부드러운 포장 재료 사용: 운송 및 취급 중에 폼, 플라스틱 필름 등의 부드러운 보호 재료를 사용하여 파이프를 감싸 충돌과 마찰을 줄입니다.
• 설치 시 직접적인 타격 방지: 파이프 브래킷 및 클램프와 같은 전문 설치 도구를 사용하여 파이프에 직접적인 타격을 피합니다.

방청 코팅 및 보충 아연 도금층

손상된 부분이 있는 경우 갈바니즈드 금속 파이프 혹독한 환경에서 사용될 경우, 추가적인 방부 코팅을 파이프 외부에 적용할 수 있습니다. 이러한 코팅은 에폭시 수지, 폴리우레탄, 폴리에틸렌 등과 같은 재질로 이루어져 있으며, 이는 갈바니아 파이프의 방부 성능을 향상시키고 수명을 연장시킬 수 있습니다.

• 에폭시 코팅: 우수한接着력과 방식성능을 가지고 있어 엄격한 산업 환경에 적합합니다.
• 폴리에틸렌 코팅: 매설 파이프의 경우, 폴리에틸렌 코팅은 습기, 산성 및 알칼리 물질의 침투를 효과적으로 방지하고 부식을 예방합니다.

또한 일부 특수한 경우, 아연 층이 부분적으로 손상된 경우 재도금 방법을 사용하여 손상된 부분을 복구하고 파이프의 방부 능력을 회복할 수 있습니다.

환경 관리를 강화한다

갈바니아 파이프를 선택할 때는 설치 환경을 고려해야 합니다. 습기 많고 염분이 많은 분무, 산성 또는 알칼리성 환경에 노출되는 파이프의 경우 가능한 한 더 높은 내식성을 가진 파이프를 선택하거나, 환경을 제어하는 몇 가지 조치를 취해야 합니다.

• 고습도 지역에서의 노출을 줄입니다: 예를 들어, 습한 지역이나 야외 환경에서는 파이프의 노출 시간과 범위를 줄이는 조치를 취하려고 노력해야 합니다. 예를 들어 대피소나 지붕 등을 설치하는 것입니다.
• 통풍 조건을 개선합니다: 공기 순환을 강화하여 파이프 표면의 수분 유지량을 줄이고 부식 반응을 늦춥니다.

정기적인 검사 및 유지보수

정기적인 점검을 통해 부식 문제를 조기에 발견하고 수리 조치를 취할 수 있습니다. 점검 내용에는 아연 층의 완전성, 표면이 벗겨지거나 균열이 있는지 여부, 파이프 내부에 물이 고여 있거나 침전물이 있는지 확인이 포함됩니다.

• 정기 점검: 노출된 아연 도금 파이프의 경우, 특히 파이프 연결부, 굴곡부, 플랜지 등에서 부식이나 손상 여부를 확인하기 위해 6개월 또는 1년마다 점검을 실시할 수 있습니다.
• 내부 점검: 매설되거나 직접 관찰할 수 없는 아연 도금 파이프의 경우 내시경 검사, 초음파 검사 등의 방법을 통해 파이프 내벽 상태를 파악할 수 있습니다.

부식 억제제 사용

일부 파이프 시스템, 특히 수도관이나 가스 파이프 시스템에서는 부식 억제제를 사용하여 파이프의 내외부 화학적 환경을 변화시키는 방식으로 부식 반응의 진행을 억제할 수 있습니다.

• 수질 처리: 수도관용 아연 도금 파이프의 경우 물을 연화하거나 용존 산소와 부식성 이온을 제거하는 등의 방법을 사용해 부식 가능성을 줄일 수 있습니다.
• 가스 보호: 가스 전송 파이프라인에서 일부 보호 가스를 주입하여 가스의 구성이나 압력을 변경하고 부식을 늦출 수 있습니다.

적절한 파이프 재료 선택

극한 환경에 오랜 시간 노출되는 파이프 시스템의 경우 갈바니화된 파이프 외에도 더 강한 내부식성을 지닌 다른 파이프 재료들이 있습니다. 예를 들어, PVC 파이프, PE 파이프, 스테인레스 파이프 등은 갈바니화된 파이프보다 내부식성이 뛰어나며 특히 일부 특수 용도에 적합합니다.

• 스테인레스 파이프: 스테인레스는 강력한 내부식성과 긴 수명을 가지고 있어 매우 높은 내부식성이 요구되는 장소에 적합합니다.
• PE 파이프, PVC 파이프: 이러한 플라스틱 파이프 재료들은 우수한 내부식성을 가지고 있으며 물과 가스와 같은 유체 매체를 전송하는 데 특히 적합합니다.

갈바니아 파이프의 녹슬기는 흔한 문제이지만, 적절한 재료 선택, 시공 및 유지 보수를 통해 갈바니아 파이프의 수명을 효과적으로 연장할 수 있습니다.

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