응력 부식 균열이 발생하려면 세 가지 변수가 필요합니다.
인가 또는 잔류 응력
수성 부식성 매체(염화물 및 황화수소가 일반적임)
상승된 온도
세 가지 요소가 모두 없으면 SCC는 진행할 수 없습니다. 그러나 그들이 존재할 때 전문가들은 응력 부식 균열을 설명하기 위해 다양한 모델과 메커니즘을 제안합니다.
일반적으로 허용되는 모델은 다음과 같습니다.
흡착 모델:특정 화학종은 균열 표면에 흡착되어 파괴 응력을 낮춥니다.
필름 파열 모델:스트레스는 수동적 필름을 국부적으로 파열시키고 능동-수동 세포를 형성합니다. 새로 형성된 부동태 피막은 응력을 받으면 다시 파열되고 실패할 때까지 주기가 계속됩니다.
기존 활성 경로 모델:금속간 화합물 및 화합물이 형성되는 입계와 같은 기존 경로가 확장되고 과장되어 금속이 약해집니다.
취화 모델:수소 취성은 강철 및 티타늄과 같은 기타 합금에 대한 SCC의 주요 메커니즘입니다. 수소 원자는 균열 팁으로 확산되어 금속을 취화시킵니다.
이러한 모든 변수 외에도 SCC를 장려하는 데 필요한 환경 조건도 해당 금속 또는 합금에 따라 다릅니다.
예를 들어 탄소강은 뜨거운 질산염, 수산화물, 탄산염 또는 중탄산염 용액에 가장 취약합니다.
고장력강은 황화수소의 희생양이 될 수 있습니다.
오스테나이트계 스테인리스강은 특히 뜨겁고 농축된 염화물 용액과 염소로 오염된 증기에 취약합니다.
그러나 오스테나이트계와 페라이트계 야금 성분 --이 혼합된 듀플렉스 강 --은 일반적으로 SCC 공격에 굴복하기 전에 더 높은 온도를 견딜 수 있습니다. 따라서 SCC의 위험이 있는 고온 공정에서 사용하기에 탁월한 선택입니다.
추가 환경 요인에 대해서는 아래 표를 참조하십시오.
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탄소강 |
수산화나트륨(NaOH) 용액 |
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수산화나트륨(NaOH) + 황산나트륨(NA2SiO4) 용액 |
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아질산칼슘(CaN2O4), 아질산암모늄(H4N2O2) 및 아질산나트륨(NaNO2) 용액 |
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산성 황화수소(H2S) 용액 |
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바닷물 |
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탄산염 및 중탄산염 솔루션 |
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스테인리스강 |
산성 염화물 용액 |
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염화나트륨(NaCl) 및 과산화수소(H2O2) |
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바닷물 |
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황화수소(H2S) |
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수산화나트륨(NaOH)과 황화수소(H2S) 용액 |
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염화물 물에서 증기 응축 |