• 청정기술
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• 제23권3호
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• pp.223-236
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• 2017

기후변화 대응을 위한 청정 화력발전 기술의 일환으로 폐기물과 바이오매스를 중심으로 한 신재생연료의 이용이 크게 증가함에 따라 특히 고온 고압 스팀 생산이 필요한 발전용 보일러 열교환기의 고온부식(High temperature corrosion) 문제가 심각한 현안으로 대두되고 있다. 이러한 문제점은 저급연료에 포함된 염화알칼리 성분이 보일러 내 열교환기 중 표면온도가 가장 높은 과열기(Superheater) 또는 재열기(Reheater)에 점착된 후 염소에 의해 부식이 가속화되어 일어난다. 이를 해결하기 위해 설계 변경, 재료 개선, 연료 전처리 등의 고온부식 회피 방법과 함께 첨가제를 이용한 고온부식 방지 기술이 활용되고 있다. 본 연구에서는 보일러에서 고온부식 방지를 위한 다양한 접근 중 특히 첨가제를 이용한 연구개발 현황을 소개한다.

• 한국산업안전학회:학술대회논문집
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• 한국안전학회 1998년도 춘계 학술논문발표회 논문집
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• pp.71-76
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• 1998

고온플랜트 설비 고온요소의 재질열화 정도를 평가하기 위해서 사용되는 방법 중 입계부식법은 시험절차가 간단하고 실제 플랜트에서의 적용이 용이하여 안전 및 수명진단시에 많이 이용되어 왔다. 본 논문에서는 오랜 기간 고온에서 사용된 고온$\cdot$고압플랜트의 실기 요소에 입계부식법을 적용하여 재질의 고온에서의 장시간 노출에 의한 인성저하로 발생되는 잔여 수명을 평가한 결과를 제시하였다. (중략)

• 한국재료학회지
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• 제7권10호
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• pp.898-907
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• 1997

Fe-22Cr-5AI-X(X=Zr, Y)합금을 1143K, 고온 황화(P$s_{2}$=1.11x$10^{-7}$atm, P$O_{s}$ =3.11x$10^{-20atm}$) 및 황화/산화 (P$s_{2}$=8.31x$10^{-8}$atm, P$O_{s}$ =3.31x$10^{-18atm}$) 환경의 복합가스 분위기에서 1-30시간동안 노출하여 합금표면에 형성된 부식층을 관찰하여 SEM/EDS로 분석하였다. Fe-22Cr-5AI합금은 고온 부식환경에서 부식 생성물의 성장은 포물선법칙을 따르고 주요 성분은 결함이 많고 다공질인 철과 크롬의 황화물[(Fe, Cr)Sx]이므로 고온 내식성이 감소하였다. Zr을 1wt%첨가한 Fe-22Cr-5AI합금의 고온 부식거동은 Y을 1wt%첨가한 합금과 비슷한 거동을 나타내었다. 황화환경에서는 Cr의 선택 황화에 의한 크롬 황화물(CrS)이 생성되고 노출시간의 경과에 따라 (Fe, Cr)Sx나 (Cr, Fe)Sx 등의 황화물의 성장으로 고온 내식성이 감소하였다. 그러나 황화/산화환경에서는 초기에는 알루미늄산화물(A $I_{2}$ $O_{3}$)및 지르코늄산화물(Zr $O_{2}$)등이 생성되어 보호적이었으나 15시간이후 부터 (Fe, Cr)Sx나 (Cr, Fe)Sx 의 황화물의 성장으로 고온 내식성이 감소하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.236-242
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• 1989

본 연구에서는 주로 보일러의 과열기 및 재열기등의 관재료로 널리 사용되고 있는 304 스테인레스강에 대하여 실제 고온부식현상을 재현한 부식환경하인 630.deg. C, 690.deg. C 및 750.deg. C 3가지 온도범위에서 크리프시험을 실시하고 고온부식이 크리프파단 특성에 미치는 영향을 부식조건이 없는 고온대기중의 실험결과와 비교 검토하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권2호
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• pp.43-50
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• 2017

한반도의 근해는 다양한 해양변화가 있으며, 작전을 수행하는 해군함정, 함재기, 해상운용 비행기, 공군의 전투기, 해안에 위치한 공항 및 비행장 등이 영향을 받는다. 특히 해양환경의 직접적인 영향인 염분은 가스터빈엔진과 같이 고온/고속으로 운용되는 장비에 연료의 황성분과 화학적 변화로 고온부식(Hot Corrosion)이 발생시킨다. 한계값으로 정의 할 수 없지만 염분에 의한 부식은 디미스터(공기흡입구) 높이가 7m 이하일 경우 해상에서 유입되는 염분이 증가하여 부식이 급격하게 증가하였다. 또한 서해보다 동해에서 작전임무를 수행하는 무기체계는 염분도, 풍량, 파고에 의해 비산되는 염분이 상대적으로 많아 부식율이 17% 증가함을 확인하였다. 해상에서 가스터빈엔진을 운용하는 해상무기체계는 염분유입을 최소화하기 위해 해상으로부터 13m이상에서 운용되어야 급격한 고온부식을 최소화 될 것으로 본다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.137-138
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• 2017

한반도의 근해는 다양한 해양변화가 있으며, 작전을 수행하는 해군함정, 함재기, 해상운용 비행기, 공군의 전투기, 해안에 위치한 공항 및 비행장 등이 영향을 받는다. 특히 해양환경의 직접적인 영향인 염분은 가스터빈엔진과 같이 고온/고속으로 운용되는 장비에 연료의 황성분과 화학적 변화로 고온부식(Hot Corrosion)이 발생시킨다. 한계값으로 정의 할 수 없지만 염분에 의한 부식은 디미스터(공기흡입구) 높이가 7m 이하일 경우 해상에서 유입되는 염분이 증가하여 부식이 급격하게 증가하였다. 또한 서해보다 동해에서 작전임무를 수행하는 무기체계는 염분도, 풍량, 파고에 의해 비산되는 염분이 상대적으로 많아 부식율이 17% 증가함을 확인하였다. 해상에서 가스터빈엔진을 운용하는 해상무기체계는 염분유입을 최소화하기 위해 해상으로부터 13m이상에서 운용되어야 급격한 고온부식을 최소화 될 것으로 본다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.100-101
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• 2013

가스 터빈, 석유 화학 공장 등에 널리 사용되고 있는 합금들은 IGCC 분위기에서 심각한 부식이 야기된다. 특히 고온에서 가스터빈 재료로 사용되는 초내열 합금 등도 열악한 고온 황화분위기에서는 열악한 내부식성을 보였다. 따라서 이러한 조건에서 견딜 수 있는 재료의 개발이 필요하다. 일반적으로 알려진 내부식성 증가 방법은 내부식성 합금원소 첨가와 재료 표면에 직접 코팅을 하는 방법이 있으며, 본 연구에서는 고온의 $H_2S$ 가스 분위기에서 Pack cementation으로 Al과 Cr 확산코팅 시킨 시편을 이용하여 부식실험을 실시하여 부식 특성을 살펴보았다.

• 청정기술
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• 제24권4호
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• pp.339-347
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• 2018

화석연료로 인한 환경문제 및 기후변화 대응을 위해 신재생에너지 공급비중은 매년 증가하고 있으며 현재 폐기물 에너지는 신재생에너지 생산량의 60% 가량을 차지하고 있다. 그러나 폐기물은 화석연료에 비해 낮은 발열량을 가지고 여러 유해물질이 포함되어 있어 발전용 보일러에 적용 시 다양한 문제를 발생시킨다. 특히 연료 내 염소성분은 보일러 열교환부에 슬래깅 및 파울링을 증가시켜 열효율 감소와 고온부식의 주요 원인이 되며 설비 가동률을 낮추고 운전비용을 증가시킨다. 본 연구에서는 염화알칼리에 의한 과열기 소재의 부식특성 분석을 위해 과열기용 주요 금속소재(ASME SA213/ASTM A213 T2, T12 and T22 합금)를 대상으로 고온부식 실험을 수행하고 무게 감량법과 주사전자현미경 에너지분산분광기(SEM-EDS)를 활용해 다양한 조건에 따른 부식특성을 분석하였다. 실험 결과 온도 및 염화물 함량이 높을수록 부식이 증가하였으며 NaCl보다 KCl의 부식성이 더 높음을 확인하였다. 또한 소재의 크롬함량이 높을수록 염화알카리에 대한 내부식 특성이 우수하게 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권3호
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• pp.419-425
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• 2023

본 논문은 상용 바이오매스 발전소 가동 조건에서 열교환기 튜브의 고온 부식 특성 분석 결과를 보고하였다. 3종의 상용 열교환기 튜브(SA213T12, SA213T22, SA213T91) 및 열교환기 튜브의 표면 온도 조절이 가능하도록 자체 설계된 고온 부식 평가 장치를 사용하였으며, 약 300시간 동안 다양한 온도 및 가동 조건에서 고온 부식 실험을 수행하였다. 열교환기 튜브 소재에 따른 온도별 고온 부식 특성을 객관적으로 분석하기 위해서 국제표준(ISO 8407)에 입각하여 부식생성물을 제거 후 고온 부식 실험 전후의 튜브 시편 무게 변화량을 산출하였다. 이를 통해 최종적으로 튜브 시편의 평균 두께 감육량 및 감육 속도를 도출하였으며, 전자현미경(FE-SEM) 및 에너지분산형 분광분석법(EDS)을 이요하여 튜브 시편의 표면과 단면의 부식 상태를 분석하였다. 본 연구 결과, 상용 열교환기 소재의 구성 성분 중 크롬과 니켈의 함량이 증가할수록 소재의 고온 부식 특성이 우수하며, 표면 온도가 증가할수록 고온 부식이 촉진되는 것을 확인하였으며, 열교환 온도 조건에 따른 열교환기 튜브 교체주기를 예측할 수 있었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제3권1호
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• pp.31-40
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• 2005

발전소 내 방사화 부식생성물의 대부분을 차지하고 있는 니켈 페라이트계 부식생성물을 모사 발생시키기 위한 고온 고압용 장치를 제작하여 연구를 수행하였다. 배관형 포집기를 이용한 부식생성물 발생장치로부터 방사화 부식생성물과 가장 유사한 부식생성물을 얻을 수 있었다. 발전소에서 입자성 부식생성물이 발생되는 원리인 온도에 따른 용해도 차이를 구현하기 위하여 270$\^{circ}$C에서 부식반응이 일어나 상대적으로 높은 온도를 가진 포집용 장치에 부식생성물이 포집되도록 장치를 제작하였으며 , 발생된 부식생성물은 주사전자현미경 관찰과 EDAX를 통한 조성분석으로 그 특성을 관찰하였다. 부식생성물은 포집 된 위치 에 따라서 침상 형태의 산화물과 결정 형태의 산화물로 나뉘었으며, 조성 분석 결과 결정 형태의 부식생성물이 니켈 페라이트로서 발전소에서 발생되는 입자성 부식생성물과 유사한 것을 알 수 있었다.