Hydrogen Induced Cracking(HIC)의 수소 침투와 내부 균열 형성 과정
Hydrogen Induced Cracking(HIC)의 수소 침투와 내부 균열 형성 과정 금속 표면은 멀쩡한데 내부에서 균열이 자라는 이유 탄소강 배관이나 압력용기에서 부식이 발생하면 보통 금속 표면이 얇아지는 것을 먼저 생각한다. 하지만 H₂S가 포함된 습윤 환경 에서는 조금 다른 문제가 발생할 수 있다. 금속 표면에서 발생한 수소가 금속 내부로 침투한 뒤, 강재 내부의 미세한 결함이나 개재물 주변에 모이면서 내부 균열을 형성하는 현상 이 나타날 수 있다. 이것이 바로 Hydrogen Induced Cracking(HIC, 수소유기균열) 이다. HIC의 중요한 특징은 외부에서 큰 인장응력이 작용하지 않아도 발생할 수 있다는 것 이다. 즉, H₂S 환경 ↓ 금속 표면에서 수소 발생 ↓ 원자상 수소의 금속 내부 침투 ↓ 개재물·미세조직 불균일부로 수소 이동 ↓ 수소 재결합 및 내부 압력 증가 ↓ 미세균열 형성 ↓ 균열의 연결과 성장 이라는 과정을 통해 내부 손상이 진행될 수 있다. ISO 15156-2:2020도 H₂S 환경에서 탄소강·저합금강의 HIC와 HIC가 Stepwise Cracking(SWC) 으로 발전하는 가능성을 별도의 손상 메커니즘으로 다루고 있다. 1. HIC란 무엇인가? Hydrogen Induced Cracking 은 금속 내부에 흡수된 수소가 특정 미세조직이나 개재물 주변에 집중되면서 균열을 형성하는 수소 관련 손상이다. 특히 H₂S가 존재하는 습윤 환경에서 탄소강과 저합금강의 중요한 손상 메커니즘으로 알려져 있다. HIC를 이해할 때 가장 중요한 점은 균열이 반드시 금속 표면에서 시작되는 것은 아니라는 것 이다. 금속 표면에서 발생한 수소가 내부로 이동하고, 강재 내부에 존재하는 취약한 위치에 축적되면서 내부에서 균열이 시작될 수 있다. 따라서 외관검사만으로 HIC를 발견하기 어려울 수 있다. 2. H₂S 환경에서 수소는 어떻게 만들어질까? HIC의 시작점은 금속 표면에서 진행되...