Fe-Cr과 Fe-Cr-Ni 합금의 CO2-SO2-O2 혼합가스 부식

Corrosion of Fe-Cr and Fe-Cr-Ni Alloys in CO2-SO2-O2 Mixed Gas

고온/고압 분위기로 운전되는 화력발전설비는 재료 열화에 의한 설비의 노후화 및 재료 물성 저하가 쉽게 나타난다. 그로인해 발전설비 내 사용되는 내열재료의 열화, 고온 부식 손상거동에 대한 연구가 중요하다. 특히 화력발전은 석탄을 주연료로 사용하기 때문에, 부식성이 강한 SO2가 포함된 연소가스에 발전설비가 지속적으로 노출되게 된다. SO2는 산화 및 고온 부식을 가속화하여 재료를 취약하게 만들며 산소와 반응하여 SO3를 생성한다. 이렇게 생성된 SO3는 다시 배가스 수증기와 반응하여 H2SO4를 생성하여 부식거동에 악영향을 미친다. 뿐만 아니라 저산소 분위기에서는 S의 농도가 아주 낮아도 황화부식이 발생되기 쉬워 산화속도 보다 10~100배 정도 빨리 균열 또는 다공성 피막이 생성된다. 따라서 본 연구에서는 발전설비 소재로 많이 사용되고 있는 Fe-Cr, Fe-Cr-Ni 합금을 실제 화력발전 운전 조건과 비슷한 CO2-SO2-O2 혼합가스 분위기에서 고온 부식시험을 실시하여 부식거동을 살펴보았다. 부식속도는 부식 전⦁후 무게변화를 측정하여 평가하였으며, 형성된 부식생성물에 대해 SEM, EDS, XRD 등의 분석을 통해 표면과 횡단면의 미세조직 관찰, 조성(성분), 박리 및 균열 여부를 조사하였다.