방청제

방청제(corrosion inhibitor) 또는 부식 방지제(anti-corrosive)는 액체나 기체에 첨가되어 해당 유체와 접촉하는 금속의 부식 속도를 늦추는 화합물이다.^[1] 방청제의 효과는 유체 조성과 유체동역학에 따라 달라진다. 방청제는 산업에서 흔히 사용되며, 시중 제품에서도 발견되는데, 일반적으로 윤활유와 때로는 침투성 오일과 함께 스프레이 형태로 제공된다. 파이프에서 납이나 구리가 용출되는 것을 막기 위해 물에 첨가될 수 있다.^[2]

부식을 억제하는 일반적인 메커니즘은 종종 부동태 층과 같은 코팅을 형성하여 부식성 물질이 금속에 접근하는 것을 막는 것이다. 크롬 도금과 같은 영구적인 처리는 일반적으로 억제제로 간주되지 않는다. 부식 억제제는 금속 또는 관련 물체를 둘러싼 유체에 첨가되는 물질이다.

유형

파일:CuBTApolymer.png

벤조트리아졸은 금속 표면에 이 폴리머의 불활성 층을 형성하여 구리의 부식을 억제한다.

부식 억제제의 종류는 (i) 보호되는 재료(가장 흔하게 금속 물체)와 (ii) 중화되어야 하는 부식제에 따라 달라진다. 부식제는 일반적으로 산소, 황화 수소 및 이산화 탄소이다. 산소는 일반적으로 아민 및 하이드라진과 같은 환원 억제제에 의해 제거된다.

O
2 + N
2H
4 → 2 H
2O + N
2

이 예에서 하이드라진은 일반적인 부식제인 산소를 일반적으로 무해한 물로 전환시킨다. 산소 부식의 관련 억제제로는 헥사민, 페닐렌디아민, 다이메틸에탄올아민 및 그 유도체가 있다. 아황산염 및 아스코르브산과 같은 항산화 물질이 때때로 사용된다. 일부 부식 억제제는 화학흡착에 의해 표면에 부동태 코팅을 형성한다. 벤조트리아졸은 구리를 보호하는 데 사용되는 그러한 물질 중 하나이다. 윤활을 위해 아연 다이티오포스페이트가 흔히 사용되는데, 이들은 표면에 황화물을 침전시킨다.

어떤 화학 물질이 특정 작업에 적합한지는 작동 온도를 포함한 여러 요인에 따라 달라진다.^[3]

응용

부식 억제제는 일반적으로 다음 용도로 첨가된다.

냉각수.
연료. 일부 구성 요소에는 아연 다이티오포스페이트가 포함된다.^[4]
유압유.
엔진 오일.
보일러. 산의 영향을 최소화하기 위해 보일러 물에 휘발성 아민이 첨가된다. 어떤 경우에는 아민이 강철 표면에 보호막을 형성하고 동시에 양극 억제제 역할을 한다. 음극과 양극 모두에서 작용하는 억제제를 혼합 억제제라고 한다.
구리 표면. 벤조트리아졸은 부식 및 변색을 억제하는 데 사용된다.^[5]
도료. 방청 특성을 가진 안료는 인산아연으로, 현재 유사한 광명단을 대체하고 있다. 탄닌산 또는 유기 질소의 아연 염(예: Alcophor 827)에서 파생된 화합물은 방청 안료와 함께 사용할 수 있다. 다른 부식 억제제로는 Anticor 70, Albaex, Ferrophos, Molywhite MZAP 등이 있다.
유전 (석유) 산업. 염화 벤잘코늄과 같은 방부제는 미생물 부식을 막는 데 사용된다.
정유 공장. 부식성 황화 수소는 공기와 아민을 사용하여 폴리설파이드로 전환시켜 제거한다.

수돗물

수돗물 파이프의 부식은 pH, 완충 용량, 경도와 같은 여러 요인의 영향을 받을 수 있다.^[6] 제어 방법에는 pH 직접 조절, 인산염 첨가, 대체 부식 억제제로서 규산염 첨가, 또는 완충을 위한 중탄산염 첨가 등이 있다.^[2]

정수 처리 시스템에서 수돗물에 오르토인산염을 첨가하여 수도관에서 납과 구리가 용출되는 것을 방지하고 수돗물 내 이온 함량을 더 안전하고 법적 수준으로 줄일 수 있다.^[2] 폴리인산염은 변색을 유발하는 철과 망간을 제어하는 데 사용할 수 있지만, 납과 구리는 제어하지 못한다. 수처리 산업에서는 두 가지 문제를 모두 해결하기 위해 일반적으로 혼합 인산염 제형을 사용한다.^[7] 인산염은 용출된 이온을 금속 배관을 물로부터 분리하는 스케일 층으로 변환시킨다.^[8]

인산염 계열 억제제는 하류에 부영양화 문제를 일으키거나, 덮개 없는 처리수 저장고에서 직접적인 조류 성장을 촉진할 수 있다. 그 결과, 지역 수돗물 시스템은 대체 방법을 선택할 수 있다.^[9]

납 및 구리 배관 시스템이 널리 퍼져 있는 지역에서는 억제제 및 모니터링 기술을 사용한 부식 제어가 수질 안전의 핵심이다. 염화물-황산염 질량비(CSMR)와 같은 수치는 갈바닉 부식 (즉, 납-철 전환과 같은 이종 파이프/납땜 연결)의 위험을 추정하는 데 사용될 수 있다. 2014년 플린트 수질 위기는 수원 변경과 부식 제어 부족이 복합적으로 작용하여 발생했다. 새로운 고CSMR 물은 파이프 자체에서 납과 철을 용해시켰을 뿐만 아니라 파이프 내 기존 납 함유 녹슨 스케일 층을 파괴하여 수돗물 공급망으로 유입되게 했다.^[8]

연료 첨가제

DCI-4A는 상업용 및 군용 제트 연료에 널리 사용되며, 윤활성 첨가제로도 작용한다. 휘발유 및 기타 증류 연료에도 사용될 수 있다.
DCI-6A는 자동차 휘발유 및 증류 연료, 그리고 미국군 연료(JP-4, JP-5, JP-8)용이다.
DCI-11은 산소 함유 화합물을 포함하는 알코올 및 휘발유용이다.
DCI-28은 pH가 매우 낮은 알코올 및 산소 함유 화합물을 포함하는 휘발유용이다.
DCI-30은 휘발유 및 증류 연료용으로, 파이프라인 이송 및 저장에 탁월하며, 부식성 물질에 강하다.
DMA-4 (등유에 알킬아민포스페이트 용액)는 석유 증류물용이다.

같이 보기

외부 링크

“What is corrosion resistance?”. 《www.corrosionist.com》. 2016년 3월 4일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2015년 10월 15일에 확인함.
“Engineering ToolBox”. 《www.engineeringtoolbox.com.》. 2015년 10월 15일에 확인함.
“Protective Coatings and Inorganic Anti Corrosion Pigments”. 《www.astm.org》. 2015년 10월 15일에 확인함.
“Electro Galvanized Steel | Rolled Steel Products « Rolled Steel Products”. 《www.rolledsteel.com》. 2015년 10월 15일에 확인함.
“Anti corrosion coatings”. 《www.performancecoatings.org》. 2018년 6월 25일에 확인함.
“Corrosion Resistance - DECC Company”. 《www.decc.com》. 2015년 10월 15일에 확인함.
“Nitriding for Corrosion and Wear Fatigue Resistance” (영어). 《Corrosionpedia》. 2018년 6월 19일에 확인함.

각주

↑ Hubert Gräfen, Elmar-Manfred Horn, Hartmut Schlecker, Helmut Schindler "Corrosion" Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH: Weinheim, 2002. doi:10.1002/14356007.b01_08
↑ ^가 ^나 ^다 “Optimal Corrosion Control Treatment Evaluation Technical Recommendations for Primacy Agencies and Public Water Systems” (PDF). 《United States Environmental Protection Agency》. 2019.
↑ Ma, I. A. Wonnie; Ammar, Sh.; Kumar, Sachin S. A.; Ramesh, K.; Ramesh, S. (2022년 1월 1일). 《A concise review on corrosion inhibitors: types, mechanisms and electrochemical evaluation studies》 (영어). 《Journal of Coatings Technology and Research》 19. 241–268쪽. doi:10.1007/s11998-021-00547-0. ISSN 1935-3804. S2CID 244716439.
↑ Octel-Starreon Refinery Fuel Additives Corrosion Inhibitors for hydrocarbon fuels - corrosion inhibitor and corrosion protection to fuel distribution system
↑ M. Finšgarand and I. Milošev "Inhibition of copper corrosion by 1,2,3-benzotriazole: A review" Corrosion Science 2010, Volume 52, Pages 2737-2749 doi:10.1016/j.corsci.2010.05.002
↑ “Drinking Water Pipe Systems | Engineering | Community Water Fluoridation | Division of Oral Health | CDC” (미국 영어). 《www.cdc.gov》. 2018년 11월 5일.
↑ “Why do water systems add phosphate to drinking water? What are the health effects of drinking water containing phosphates?”. 《EPA.gov》. 2023년 3월 2일.
↑ ^가 ^나 Pieper, Kelsey J.; Tang, Min; Edwards, Marc A. (2017년 2월 21일). 《Flint Water Crisis Caused By Interrupted Corrosion Control: Investigating "Ground Zero" Home》. 《Environmental Science & Technology》 51. 2007–2014쪽. Bibcode:2017EnST...51.2007P. doi:10.1021/acs.est.6b04034. PMID 28145123. S2CID 26186807.
↑ The Cadmus Group, Inc. (2004년 7월 22일). “Investigation of Potential Environmental Impacts due to the use of Phosphate-based Corrosion Inhibitors in the District of Columbia” (PDF). 《archive.epa.gov》.

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[1] Hubert Gräfen, Elmar-Manfred Horn, Hartmut Schlecker, Helmut Schindler "Corrosion" Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH: Weinheim, 2002. doi:10.1002/14356007.b01_08

[:0-2] 가 ^나 ^다 “Optimal Corrosion Control Treatment Evaluation Technical Recommendations for Primacy Agencies and Public Water Systems” (PDF). 《United States Environmental Protection Agency》. 2019.

[3] Ma, I. A. Wonnie; Ammar, Sh.; Kumar, Sachin S. A.; Ramesh, K.; Ramesh, S. (2022년 1월 1일). 《A concise review on corrosion inhibitors: types, mechanisms and electrochemical evaluation studies》 (영어). 《Journal of Coatings Technology and Research》 19. 241–268쪽. doi:10.1007/s11998-021-00547-0. ISSN 1935-3804. S2CID 244716439.

[4] Octel-Starreon Refinery Fuel Additives Corrosion Inhibitors for hydrocarbon fuels - corrosion inhibitor and corrosion protection to fuel distribution system

[5] M. Finšgarand and I. Milošev "Inhibition of copper corrosion by 1,2,3-benzotriazole: A review" Corrosion Science 2010, Volume 52, Pages 2737-2749 doi:10.1016/j.corsci.2010.05.002

[FSi-6] “Drinking Water Pipe Systems | Engineering | Community Water Fluoridation | Division of Oral Health | CDC” (미국 영어). 《www.cdc.gov》. 2018년 11월 5일.

[7] “Why do water systems add phosphate to drinking water? What are the health effects of drinking water containing phosphates?”. 《EPA.gov》. 2023년 3월 2일.

[flint-GZ-8] 가 ^나 Pieper, Kelsey J.; Tang, Min; Edwards, Marc A. (2017년 2월 21일). 《Flint Water Crisis Caused By Interrupted Corrosion Control: Investigating "Ground Zero" Home》. 《Environmental Science & Technology》 51. 2007–2014쪽. Bibcode:2017EnST...51.2007P. doi:10.1021/acs.est.6b04034. PMID 28145123. S2CID 26186807.

[9] The Cadmus Group, Inc. (2004년 7월 22일). “Investigation of Potential Environmental Impacts due to the use of Phosphate-based Corrosion Inhibitors in the District of Columbia” (PDF). 《archive.epa.gov》.

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