3.4 부식에 의한 축 파손

Shaft Failures Due to Corrosion

 

대부분의 축은 일반적으로 부식이나 화학적 반응이 쉽게 일어나지 않는다. 표면 Pitting으로 발생하는 부식은 재료 표면의 금속성을 균일하게 제거하거나 스케일 또는 부식 물질로 균일하게 표면을 덮는다.

부식 Pit는 축의 하중 전달 능력에 주는 영향이 비교적 작지만, 균열이 발생하는 곳은 응력 집중점으로 작용한다.

부식 환경은 금속의 피로를 크게 가속시키는데, 대기에 금속을 노출시키면 진공상태보다 짧은 피로 수명을 야기한다. 소금물에 노출된 강축은 주기적으로 세척되어도 긁힌 곳, 잘린 모서리, 변형률이 높은 곳과 같이 가장 취약한 금속면으로 소금 용액이 침투한다. 부식 피로를 최소로 하기 위해서는 운전 환경에서 부식 저항이 큰 재료나 보호막이 있는 축을 사용하는 것이 필요하다.

일반적으로, 대형 축과 피스톤 로드는 부식이 쉽게되지 않는다. 원심 압축기는 수분, 소량의 부식성 가스나 액체 등을 포함하는 가스 등을 빈번히 다루는데, 만약 부식이 발생하면 스케일은 원래 형태로 있고 더 부식되면 증가하고, 유입된 액체(또는 고체)에 의해 침식되거나 회전시 축으로부터 분리되기도 한다.

응력부식 균열(Stress Corrosion Cracking)은 성장 균열 선단의 부식 및 응력의 결과로 발생하고 가끔 표면 Pitting을 동반하지만, 일반적인 부식은 빠르게 지나가기 때문에 나타나지 않으며 전반적인 부식은 응력 부식 균열을 동반하지 않는다.

스스로 손상을 일으킬 만큼 충분하지 않아도 부식과 반복응력이 동시에 발생할 때 부식 피로가 발생하여 손상을 야기하기도 한다. 그러한 조건이 일단 존재하면 축의 수명이 수년에서 수일이나 수주로 감소한다. 부식 피로 균열은 보통 결정립내 균열로서 응력피로 균열의 상태만큼은 아니어도 주요 균열의 가지선이 나타나며, 보통 부식은 균열 발생지 선단 및 이에 가까운 지역 모두에 존재한다.

 

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