산업설비 부식공학

AC Corrosion에서 전력선과 매설배관 사이의 유도·전도·정전용량 결합 전력선 옆에 묻힌 배관은 어떻게 교류전압을 갖게 될까? 고압 송전선로와 가스·석유·용수 배관이 같은 지중 통로를 따라 설치되는 경우가 있다. 겉으로 보면 두 시설은 서로 연결되어 있지 않다. 그런데도 송전선로에 흐르는 50~60 Hz 교류전류 때문에 매설배관에 AC 전압과 전류가 발생할 수 있다. 이 현상을 AC Interference(교류 간섭) 라고 한다. 특히 배관과 송전선로가 장거리로 나란히 설치된 경우에는 유도 결합(Inductive Coupling) 이 중요한 역할을 한다. 반면 전력선의 지락사고가 발생하면 토양으로 흘러들어간 큰 고장전류에 의해 전도 결합(Conductive/Resistive Coupling) 이 문제가 될 수 있다. 정전용량 결합(Capacitive Coupling)은 이론적으로 존재하지만, 매설배관에서는 토양의 차폐효과 때문에 정상상태에서 영향이 상대적으로 작다. 즉 매설배관과 전력선 사이에는 직접적인 전선 연결이 없어도 전자기적으로 서로 영향을 주고받을 수 있다. 1. AC Interference의 세 가지 결합 전력선과 매설배관 사이의 AC 간섭은 크게 세 가지 메커니즘으로 구분할 수 있다. ① 유도 결합 Inductive Coupling ② 전도 결합 Conductive 또는 Resistive Coupling ③ 정전용량 결합 Capacitive Coupling 이 세 가지는 발생 원리와 위험 상황이 서로 다르다. 특히 정상적인 송전선로 운전상태에서 장거리 병행하는 매설배관 에서는 유도 결합이 가장 중요한 경우가 많다. 2. 먼저 알아야 할 것 — 전력선 주변에는 전자기장이 존재한다 교류전류가 전력선에 흐르면 주변에 시간에 따라 변하는 전자기장이 형성된다. 쉽게 표현하면 전력선 ↓ 교류전류 흐름 ↓ 변화하는 자기장·전기장 형성 ↓ 주변 금속구조물에 영향 이라는 구조다. 매설된 금속배관도 이 ...

Cathodic Protection에서 AC Interference가 발생하는 원리와 부식 위험 CP를 하고 있는데도 왜 배관에 부식이 발생할까? Cathodic Protection(CP, 음극방식)을 적용한 매설배관은 일반적으로 외부부식으로부터 보호된다. 그런데 실제 현장에서는 CP 시스템이 정상적으로 작동하고 있고 배관 전위도 보호기준을 만족하는데 특정 구간에서 심한 국부부식이나 Pitting Corrosion이 발견되는 경우 가 있다. 그 원인 중 하나가 바로 AC Interference(교류 간섭) 다. 특히 매설배관이 고압 송전선로 변전소 전철 및 전기철도 AC 전력설비 대형 산업시설 등과 가까이 있거나 장거리로 병행하는 경우 문제가 될 수 있다. AMPP는 AC 간섭이 인접한 AC 전력선 등에서 발생하여 매설배관에 영향을 주며, 부식·Pitting Corrosion·코팅 열화·CP 전위 변화 및 CP 시스템의 효과 저하 를 일으킬 수 있다고 설명한다. 즉, “CP가 작동하고 있다 = AC 간섭으로부터 안전하다.” 라고 생각하면 안 된다. 이번 글에서는 AC Interference가 어떻게 발생하고, 왜 CP가 적용된 배관에서도 부식을 증가시킬 수 있는지 단계적으로 살펴보자. 1. AC Interference란 무엇인가? AC Interference는 말 그대로 교류 전기장이 금속구조물에 전기적으로 영향을 미치는 현상 이다. 매설배관 주변에 강한 교류 전력원이 존재하면 배관에 교류전압이 유도될 수 있다. 대표적인 발생원은 다음과 같다. ⚡ 고압 송전선로 배관이 송전선로와 장거리로 평행하게 지나가는 경우 대표적인 AC 간섭원이 된다. 🚆 전기철도 AC 전력을 사용하는 철도 시스템 주변에서도 발생할 수 있다. 🏭 산업용 전력설비 대형 변압기, 모터, 전력설비 등에서도 전기적 간섭이 발생할 수 있다. 🔌 기타 AC 전력 시스템 배관과 전기적으로 또는 전자기적으로 결합될 수 있는 다양한 AC 시스템이 원인이 될 수 있다. AMPP...