대기 부식 저항 강철(즉, 내후성 강철)은 Cu, P, C 또는 Ni, Mo, Nb, Ti 등의 합금 원소를 강철에 첨가하여 대기 부식 저항성이 우수한 저합금 강철을 말합니다. 산업 및 농촌 대기 환경에서 내후성 강철은 기질 표면에 밀집되고 안정적인 산화물 보호막을 형성하여 부식성 매체의 침입을 방지함으로써 대기 부식에 대한 우수한 저항성을 가지고 있습니다. 그러나 일반 탄소강 기질 표면에 부식으로 형성된 녹층 구조는 느슨하고 미세 균열이 있어 기질 강철을 진정으로 보호할 수 없습니다.
부식 저항 메커니즘
부식 생성물이 부식 과정에 미치는 영향에서, 강철의 대기 부식은 물막이 있는 상태에서 녹층을 통해 공기 중의 산소가 전기화학적 반응을 일으키는 과정입니다. 녹층은 느슨한 외부 녹층과 밀집된 내부 녹층으로 구성되며, 강철의 합금 원소는 주로 내부 녹층의 영향을 통해 작용합니다. 내후성 강철의 부식 생성물에서는 Cu, P, Cr의 밀집된 내부 녹층이 농축된 것을 관찰할 수 있습니다. 내후성 강철의 높은 부식 저항성은 내부 녹층의 높은 임피던스뿐만 아니라 내부 녹층의 밀집되고 미세한 입자 크기와 Cu 및 P의 농축과도 관련이 있습니다. 이러한 밀집된 내부 녹층의 존재는 강철의 전기화학적 거동에 반영되며, 이는 양극 과정을 방해합니다. 부식 과정에서 밀도를 점진적으로 개선하는 과정은 더 긴 시간과 더 강한 부식 저항성의 특성을 정확히 보여줍니다.
대기 부식
전 세계적으로 대기의 주요 구성 요소는 크게 변하지 않습니다. 실험적 측정을 통해 공기의 부피 구성은 약 78% 질소, 21% 산소, 0.94% 희귀 가스, 0.03% 이산화탄소, 0.03% 기타 가스 및 불순물로 구성되어 있습니다. 자연적 위치, 기후, 인간의 환경 오염으로 인해 대기의 구성은 복잡하고 다양해졌으며, 일부 유해 성분은 점진적으로 증가하는 경향을 보입니다. 특히 공기 중의 이산화황과 이산화질소로 인한 전 세계적인 산성비는 강철 재료의 부식을 악화시킵니다. 그러나 자연적으로 발생하는 이산화황과 이산화질소는 없습니다. 그러나 이러한 기본적인 대기 오염 물질의 대부분은 인간 활동에 의해 생성됩니다. 인간이 배출한 이산화황과 이산화질소 오염 물질이 대기에 들어가면 질산과 황산과 같은 2차 오염 물질로 변환될 수 있으며, 이는 물에 쉽게 용해되어 산성 물방울을 형성하여 지면으로 돌아와 산성비, 산성 눈 등을 형성합니다.
대기 중의 다양한 불순물은 강철의 부식 속도에 다양한 영향을 미칩니다. 산업 대기 중의 이산화황과 해양 대기 중의 염분 입자가 강철의 부식 속도에 가장 큰 영향을 미치며, 순수한 농촌 대기 환경에서는 강철의 부식 속도가 매우 낮습니다. 강철의 대기 부식은 복잡한 시스템이며, 인간의 환경 오염 외에도 부식 속도는 풍속과 방향, 온도와 강수량, 이슬 기간, 태양 복사, 계절 변화, 심지어 대기 중의 자연 먼지와도 관련이 있습니다. 동일한 외부 조건에서도 강철의 뒷면의 부식 속도는 비가 축적되기 때문에 양지쪽보다 훨씬 높습니다.
사용
내후성 강철은 건물, 차량, 교량, 타워 등의 강철 구조물에 널리 사용되며, 우수한 부식 저항성 덕분에 세 가지 주요 사용 방법이 있습니다: 노출 사용, 코팅 사용, 녹 안정화 처리 후 사용.
(1) 노출 사용
내후성 강철의 가장 일반적인 사용은 노출된 상태입니다. 사용 후 3~10년이 지나면 내후성 강철의 표면에 있는 녹층이 점차 안정화되고 부식 진행이 느려지며 외관은 아름다운 초콜릿 색상을 띠게 됩니다.
강철의 화학적 조성, 사용 환경, 구조적 세부 사항의 수분 유지 및 먼지 축적, 기계적 마모 등의 요인으로 인해 내후성 강철의 녹층 안정화 과정이 영향을 받습니다. 따라서 부적절하게 사용하고 안정된 녹층의 형성 조건이 방해되면 내후성 강철도 심각한 부식을 경험할 수 있습니다.
(2) 도장 적용
건설, 교량, 차량 등 많은 부문에서 내후성 강철은 일반 강철과 마찬가지로 주로 코팅에 사용됩니다. 일반 강철과 비교하여 코팅된 내후성 강철은 매우 우수한 부식 저항성을 나타냅니다. 그러나 사용 비용과 운영 절차가 증가하여 대형 구성 요소에 도장을 널리 사용하는 것은 어렵습니다.
(3) 안정화 처리 후 사용
처음에는 내후성 강철의 안정화된 녹층 형성 과정을 단축하기 위해 구성 요소의 표면에 처리가 적용됩니다. 이는 내후성 강철 사용 초기 단계에서 노란 녹액이 매달리는 현상을 피하고 오염을 방지할 뿐만 아니라 안정된 녹층을 형성할 수 있습니다. 노출된 사용은 내후성 강철을 사용하는 경제적이고 독특한 방법이지만, 자연 환경에서 녹층의 안정화 과정을 완료하는 데 상당한 시간이 걸립니다. 안정화된 녹층을 형성하기 전에 초기 녹액 매달림과 주변 환경의 비산 오염이 종종 발생합니다.
