응력부식 균열

1. 정의
응력이 작용하고 있는 강을 염화물 또는 알칼리 용액 중에서 사용하면 국부적인 균열이 발생하고 파괴 될 수
있다. 이러한 현상을 응력부식 균열(Stress Corrosion Cracking)이라 한다.
* 금속에 인장응력을 가해도 인장강도를 넘지 않으면 파단하지 않는다. 그런데 어느 종의 부식환경 중에서는
인장강도 이하의 응력이 주어지면 시간이 경과함으로써 균열이 생기고 조건에 따라 파단한다. 그 시간은
주어진 인장응력이 클수록 짧다. 응력과 부식의 공동작용으로 생기는 이러한 현상을 응력부식균열이라고 한다.
* 이 부식은 합금이나 분순물이 포함 된 금속에 생기기 쉽고, 순수한 금속에서는 생기지 않는 특징을 가진다.
응력부식은 반복되는 응력에 의해 금속이 파괴되는데 일반적으로 피로에 의한 파괴는 항복적보다 낮은 응력
에서 발생하며, 응력이 클수록 파괴 시간을 짧아진다.

2. 특징
가. 균열의 방향은 인장응력의 방향에 대하여 직각이고 결정립 내를 통하여 깨지는 특징이 있다.
나. 응력 부식 균열을 Cu합금이나 Al 합금 등에도 일어나는 일이 있으나 마르텐사이트계 및 Ferrite 계
스테인리스 강이나(이 계의 강에는 수소취성균일이 생김) 순금속에는 일어나지 않는다.

3. 응력 부식 균열을 발생시키는 환경
가. 고온염화물 용액(MgCl2, CaCl2, NaCl 등), Cl-을 함유하는 온수나 수증기, 고온알칼리 수용액
나. 용존산소는 촉진작용을 한다.

4. 응력부식 균열 방지책
가. 고 Ni의 재료를 사용한다. (SUS 310S나 Carpenter 20, 또는 규소를 4%정도 첨가한 재료)
나. 외적응력이 없도록 설계하고 내부 응력은 열처리(850~900℃로 가열하여 급냉)하여 제거 한다.
다. 압축응력은 오히려 효과적이므로 Shot Peeing을 한다.
라. 사용 환경 중의 염화물 또는 알칼리를 제거한다. 억제제(inhinitor)나 고온용 실리콘을 도포한다.
마. 음극방식(양극으로는 Al을 용사한다.)을 한다. 외부 전류에 의한 방식도 가능하다.(?)

5. 결론
가. 응력부식 균열은 재료(화학성분), 응력, 환경(염화물 용액 등)이 작용하였을 때 발생함으로 3가지의
경우가 동시에 발생하는 경우는 3가지 중 하나를 제거 해줘야 한다.
나. 오스테나이트계 스테인리스 강의 경우 응력부식균열에 큰 영향을 받는다. 응력에 의한 균열이 전파되는
속도가 빠르기도 하며, 특히 중량물 등을 오스테나이트계 스테인리스강 Wire로 연결된 상태에 염소 등
할로겐 이온에 접하게 될 우 있는 환경에서는 파단에 의한 낙하 사고가 발생할 수 있으므로 주의 해야
한다.