지자기 전류(GIC)가 장거리 매설배관 전위에 미치는 영향
우주 공간에서 발생하는 태양의 폭발 현상이 땅속 깊이 묻힌 지하 매설배관의 안전에까지 영향을 미친다는 사실을 알고 계셨나요? 태양 표면에서 거대한 폭발(플레어)이 일어나 전하를 띤 입자들이 지구로 쏟아지면 지구 자기장이 격렬하게 흔들리는 ‘지자기 폭풍(Geomagnetic Storm)’이 발생합니다. 이 자기장 변화로 인해 대지 내부에 강한 전계가 형성되고, 대지 전위차로 인해 발생하는 전기 흐름을 ‘지자기 유도 전류(GIC, Telluric Current)’라고 […]
교류 전류밀도(AC Current Density)와 배관 부식 위험의 관계
지하 매설배관이 고압 송전선로나 교류 철도 인근을 지날 때 발생하는 교류 간섭(AC Interference)은 배관 표면에 교류 전압을 유도합니다. 과거에는 “교류는 주기적으로 극성이 바뀌므로 metal을 실질적으로 녹이지 않는다”는 생각이 지배적이었습니다. 하지만 1980년대 이후 피복 기술이 발전하여 아주 미세한 피복 결함(Holiday)만 존재하는 고성능 피복 강관이 도입되면서, 직류 전기방식이 정상 작동함에도 배관이 구멍 뚫리는 ‘교류 부식(AC Corrosion)’ 사고가 […]
송전선 인근 배관에서 교류 간섭(AC Interference)이 발생하는 원리
과거에는 지하 매설배관의 부식이 주로 직류(DC) 전류에 의해서만 발생하는 것으로 알려져 있었습니다. 하지만 고압 송전선로와 매설배관이 같은 도로나 공가(Co-location) 경로를 따라 길게 평행하게 설치되는 사례가 늘어나면서, 교류(AC) 전력선에 의한 배관의 교류 간섭 및 교류 부식(AC Corrosion) 문제가 심각한 위험 요소로 부각되었습니다. 도대체 피복으로 절연되어 땅속 깊이 묻힌 배관에 어떻게 지상의 고압 송전선 전기가 영향을 미치는 […]
직류 간섭 부식이 전류 ‘유출부’에서만 집중 발생하는 이유
전기철도(지하철)나 타사의 외부전원식 전기방식 설비에서 흘러나온 직류 누설전류(DC Stray Current)는 지하 매설배관의 안전을 위협하는 매우 치명적인 요인입니다. 누설전류가 배관 주변을 지나갈 때 재미있는 점은, 전류가 배관으로 들어가는 유입 지점(Inflow Zone)에서는 배관이 전혀 녹슬지 않지만, 전류가 배관을 빠져나오는 유출 지점(Outflow Zone)에서만 집중적으로 뚫리고 파손된다는 사실입니다. 도대체 왜 전류가 빠져나가는 길목에서만 부식이 집중 발생하는 것일까요? 이번 글에서는 […]
전기철도 누설전류가 매설배관을 부식시키는 과정과 메커니즘
도심지나 철도 인근에 매설된 도시가스관, 수도관, 열수송관 등은 지상에서 달리는 전기철도(지하철, KTX, 트램 등)에 의해 예기치 않은 부식 위험에 노출되곤 합니다. 이를 부식 공학에서는 ‘누설전류 간섭 부식(Stray Current Corrosion)’ 또는 ‘직류 간섭 부식’이라고 부릅니다. 전철을 움직이고 돌아가야 할 전기가 어째서 땅속 배관으로 흘러들어가 배관에 구멍을 뚫는 것일까요? 이번 글에서는 전기철도의 누설전류가 발생하는 원인부터 매설배관으로 이동하여 […]
배관 피복의 음극박리(Cathodic Disbondment) 현상이 발생하는 원인과 대책
지하 매설배관의 부식을 막기 위해 전기방식(Cathodic Protection)을 적용할 때, “방식전류를 많이 흘려보낼수록 배관이 더 안전할 것”이라고 오해하기 쉽습니다. 하지만 관대지전위가 필요 이상으로 음(-)의 방향으로 내려가면 오히려 배관 표면의 피복재가 들뜨고 벗겨지는 치명적인 부작용이 발생합니다. 이 현상을 부식 공학에서는 ‘음극박리(Cathodic Disbondment)’라고 부릅니다. 이번 글에서는 전기방식 적용 시 나타나는 대표적인 폐해인 음극박리의 화학적 발생 원리와 메커니즘, 그리고 […]
매설배관 피복 결함인 ‘홀리데이(Holiday)’란 무엇인가?
지하에 매설되는 도시가스관, 석유 파이프라인, 수도관 등의 강관 표면에는 토양 속 수분과 염분으로부터 금속을 보호하기 위해 방식 피복(Coating)재가 입혀집니다. 하지만 피복 작업이나 시공 과정에서 눈에 잘 보이지 않는 미세한 구멍이나 균열, 빈틈이 발생할 수 있는데, 전기방식 및 부식 공학 분야에서는 이러한 배관 피복의 미세 결함을 ‘홀리데이(Holiday)’라고 부릅니다. 이번 글에서는 홀리데이 용어의 유래부터 발생 원인, 배관 […]
ACVG와 DCVG 피복검사의 차이점 및 현장 선택 가이드
지하 매설배관의 부식을 막는 최전선은 배관 표면에 도포된 방식 피복(Coating)입니다. 그러나 지반 침하, 시공 충격, 노후화 등으로 피복에 결함(Holiday)이 발생하면 그 지점을 통해 부식이 급격히 진행됩니다. 지표면을 굴착하지 않고 피복 결함의 위치를 정밀 추적하는 대표적인 두 가지 기법이 바로 ACVG(Alternating Current Voltage Gradient, 교류전위구배법)와 DCVG(Direct Current Voltage Gradient, 직류전위구배법)입니다. 두 기법은 ‘전위 구배(Voltage Gradient)’를 이용한다는 […]
CIPS(근접간격 전위조사)의 측정 원리와 매설배관 정밀 진단법
지하 매설배관의 전기방식(Cathodic Protection) 상태를 점검할 때, 기존에는 수백 미터에서 수 킬로미터 간격으로 설치된 테스트 박스(Test Station, TB)에서만 간헐적으로 관대지전위를 측정했습니다. 하지만 TB 사이의 구간에서 피복이 손상되거나 보호 전위가 미달하는 구역을 찾아내기란 사실상 불가능에 가까웠습니다. 이러한 기술적 한계를 극복하고 배관 전체 경로를 수 미터 간격으로 연속 정밀 스캔하는 진단 기술이 바로 CIPS(Close Interval Potential Survey, […]
DCVG 검사가 배관 피복 결함을 찾는 방법과 원리 정밀 정리
지하 매설배관의 primary 부식 방지책은 배관 표면에 입혀진 방식 피복(Coating)입니다. 그러나 시공 중의 충격, 지반 변형, 배관 노후화 등으로 인해 피복에 미세한 균열이나 구멍(결함, Holiday)이 생기면 그 지점으로 토양 속 수분이 침투하여 집중 부식이 발생합니다. 굴착하지 않고 지표면에서 배관 피복 손상부의 정확한 위치를 정밀하게 찾아내는 대표적인 비파괴 검사 기술이 바로 DCVG(Direct Current Voltage Gradient, 직류전위구배법)입니다. […]