출처: 재료 보호 1999
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부식과학은 국민경제와 국방건설과 밀접한 관련이 있는 응용과학이다. 그 학과 특성상 화학 (전기 화학), 물리학, 역학, 야금, 미생물학 등 여러 관련 학과와 교차하는 교차 학과로 여러 방면에서 환경과학과 많은 유사점이 있다. 기술적으로 광학, 전자 광학 및 표면 과학 기술의 지속적인 발전으로 부식 과학 및 보호 기술의 발전이 촉진되었습니다. 이 글은 최근 몇 년간 과학 및 보호 기술을 부식시키는 몇 가지 주목할 만한 발전 추세에 대해 토론할 것이다.
2 발전 추세
2. 1 금속/부식 매체 인터페이스 반응에 대한 현장 연구
EIS 와 AFM, STM, SERS, QCM 등 전기화학 방법의 최신 성과를 토대로 금속과 부식 환경 미디어 인터페이스에서 금속 표면이 반응하는 과정과 빠른 단계를 종합적으로 연구했다. 특히 부식 전기 화학, 고온산화/부식 마모 및 열 부식, 응력 부식 균열 및 부식 피로, 수소 부식 등의 부식 과정 연구에서 많은 관심을 받고 있다.
예를 들어, 최근 몇 년 동안 금속 부식 및 보호 국가 중점 실험실과 스웨덴 왕립공과대학은 이 분야에서 광범위한 협력 연구를 실시하였으며, 얇은 전해질막 아래 금속의 대기 부식 기계 방면에서 많은 연구 성과를 거두었다.
2.2 부식 환경에서의 구조 신뢰성
공업이 발전함에 따라 점점 더 많은 대형 공업 설비/설비가 고온, 고압, 고부하 응력, 높은 열 흐름/고품질 흐름/다상 흐름, 강한 부식 환경 등 열악하고 강화된 작업 조건에서 운행되고 있다.
상술한 요소들의 시너지 작용에 따른 부식 손상은 공업설비/설비의 신뢰성을 크게 결정한다. 이에 따라 미국 휴스턴에서 열린 국제부식회의의 주제는' 낮은 투자 조건 하에서 신뢰성을 보장하기 위한 부식 통제' 와 영국 케임브리지와 미국 호놀룰루에서 열린' 부식환경 내 구조의 수명 예측' 이라는 주제로 열린 국제회의에서 산업 설비/장비의 신뢰성이 주목받고 있는 이슈로 꼽힌다.
공업장비의 신뢰성이 결정적으로 부식 손상의 제약을 받는 사례는 수없이 많으며, 군사장비의 신뢰성도 일반적으로 부식 손상의 제약을 받아 직접 영향을 받거나 심지어 그 작전능력을 상실하기도 한다. 예를 들어 1990 년 미 공군의 전자장비는 부식으로 인해 총 수의 20% 를 차지했다. 같은 해 전 세계 부식 관련 전자 장비 유지 보수 비용은 50× 108 달러에 달했으며, 이 수치는 날로 증가할 것이다 [1]. 공군 전자 장비는 최고의 작업 환경에서 부식되고 있으며, 산업 설비는 더 열악한 환경 조건에서 부식의 심각성을 알 수 있다. (윌리엄 셰익스피어, 윈드서머, 공군, 공군, 공군, 공군, 공군, 전자기기)
사실, 대기 중의 오염 성분이 환경 요구 사항보다 훨씬 낮을 때 전자 장비는 부식되어 파괴된다. 예를 들어 환경보호에 규정된 대기 중 이산화황과 황화수소의 상한선은 각각 1 000× 10-9 와10 000 ×10-이다 전자 장비의 정상적인 작동을 보장하기 위해서는 환경 부식성이 필요하며 인체 건강을 보장하는 요구 사항보다 훨씬 더 많이 필요합니다.
2.3 장비 부식/유지 보수의 온라인 탐지/평가
부식 손상, 특히 막대한 경제적 손실과 심각한 사회적 결과를 초래한 악성 부식 손상 사고의 위험을 적시에 발견하기 위해 산업 설비/장비에 대한 온라인, 실시간, 무손실 감지/평가 및 부식 예측을 실시합니다. 이를 바탕으로 산업 설비/장비를 적시에 유지 관리하는 것은 대규모 산업 설비/장비가 열악하고 밀집된 작업 조건에서 안정적으로 작동할 수 있도록 보장하는 열쇠입니다. 지난 10 년 동안 저자가 이끄는 실험실은 이러한 요구를 충족하기 위해 온라인, 실시간, 무손실 감지/평가 및 부식 예측 기술을 개발하고 지속적으로 개발해 왔습니다.
전 세계 통계에 따르면 해상 운영비용은 해상 석유가스 개발비용의 20% 를 차지한다. 이 수치의 연간 성장률은 1 1%, 해상 운영비의 30% 는 주로 부식 파괴에 대항하는 검사/수리/유지 관리 (IRM)[4] 를 지불하는 데 쓰인다. 이 통계는 IRM 이 생산의 기술경제와 안전보장에 중요한 역할을 한다는 것을 보여준다.
2.4 재료 최적화의 새로운 방법-LCC [5]
새로운 재료 선택 방법-산업 설비/장비의 수명 기간 동안의 총 비용 분석, LCC(Life cycle costs) 는 기존의 재료 선택 방법과는 달리 전체 수명 기간 동안 설비/장비의 모든 비용을 고려합니다. 자재 구매, 운송, 건축 설치, 운영, 유지 관리, 가동 중지 시간, 취약한 부품 마모 교체 등의 비용과 잔존 가치를 포함합니다. 이는 주로 자재 구입 비용 기반 초기 투자를 고려합니다.
LCC 는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
여기서 AC 는 자재 조달 및 배송비를 포함한 자재 조달 비용을 나타냅니다.
IC- 건물 설치비
CJ-생산, 가동 중지 시간 및 유지 보수 비용을 포함한 첫 해의 운영 비용.
Rj- I 번째 사용할 수 없는 시스템의 교체 비용
R- 실제 이자율,% 를 100 으로 나눕니다.
A-전체 수명주기 동안 교체 횟수
N--주어진 연도의 장비 설치에 대한 수명 주기 수입니다.
표 1 ~ 3 [6] 에서 인용한 몇 가지 예는 고급 부식 방지 합금으로 만든 장비가 저탄소강이나 저합금강으로 만든 장비보다 몇 배나 더 비싸거나 10 배에 가깝지만 건설 및 설치 비용은 가깝다는 것을 분명히 알 수 있다. 전자는 기본적으로 유지 보수 설비가 면제되므로 많은 후속 비용이 들지 않는다. 후자 위에 열거된 기타 비용은 종종 초기 투자 절감보다 높다.
표 1 정유공장 열관 냉응기 LCC 계산 (탄소강 완전 부식)
재료 CS316l SAF 2304 SAF 2205 SAF 2507
응고관당 비용은1.0 6.5 5 7.0 9.5 입니다.
각 응축관의 구조 및 설치 비용은 3.0 3.5 3.5 3.5 4.0 입니다.
총 설치비는 4.010.0 9.010.513.5 입니다.
수명 (실온) 10 개월 > 5 년 > 5 년 > 5 년 > 5 년 > 5 년.
Cl-, Cl-, 150℃ < 10+00 월 < 1 년 > 5 년 > 5 년 > 5 년 > 5 년.
Cl-, 180℃ < 10 월 < 1 년 < 1 년 > 5 년 > 5 년.
Cl-, 300℃ < 10 월 < 1 년 < 1 년 < 1 년 > 5 년.
5 년마다 교체 수량, cl-6.0 <1.0 <1.0 <1.0 <1..
Cl-(SCC) 6.0 5.0 < 1.0 을 포함한 5 년마다 교체 수량.
T< 150℃ < 1.0
T< 180℃ < 1.0
T