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원자력발전소 2차 계통 배관의 주요 재질은 탄소강으로 이루어져 있으며 수화학 조건이나 수력학 조건의 영향으로 부식 및 부식생성물이 발생한다. 부식생성물은 증기발생기 내부로 유입되어 모재 부식 및 유로 차단, 파단현상을 유발하여 출력감발, 방사능누출 등의 피해를 초래한다. 수화학 조건에 따른 재질의 부식을 억제하기 위해 아민을 이용하여 ...

원자력발전소 2차 계통 배관의 주요 재질은 탄소강으로 이루어져 있으며 수화학 조건이나 수력학 조건의 영향으로 부식 및 부식생성물이 발생한다. 부식생성물은 증기발생기 내부로 유입되어 모재 부식 및 유로 차단, 파단현상을 유발하여 출력감발, 방사능누출 등의 피해를 초래한다. 수화학 조건에 따른 재질의 부식을 억제하기 위해 아민을 이용하여 계통수의 pH 및 pe(Electrochemical potential)를 제어함으로서 약염기성 및 환원성 분위기로 유지시키고 있으나 계통별 운전 조건 및 아민 종류에 따른 물리화학적 특성이 다르므로 아민에 따른 수화학 조건에서 탄소강의 부식특성을 조사하여야 한다. 따라서 본 연구에서는 다양한 아민에 따른 수화학 조건에서 탄소강 부식특성을 조사하였다. 수화학 환경을 모사하고 탄소강의 동전위 분극곡선을 측정하기 위하여 전기화학적 분석 장치를 이용하였으며, 시험 조건은 각각 온도를 50～300℃, pH를 8.5～10, 아민을 Ammonia(NH3), Ethanolamine(ETA), Morpholine(Morph), 3-Methoxypropylamine(3-MPA)로 하였다. 각 조건에서 측정된 탄소강의 동전위 분극곡선은 타펠외삽법을 적용, 부식전류밀도를 도출하고 도출된 부식전류밀도를 패러데이법칙에 대입하여 부식율(MPY, mils per year)을 계산하였다. 시험결과 각각의 아민 용액에서 온도가 50℃에서 150℃로 증가할 경우 탄소강의 부식율이 증가하였고, 150℃에서 부식율이 가장 높았으며, 150℃에서 300℃로 증가할 경우 부식율이 감소하였다. pH에 따른 탄소강의 부식율은 pH8.5에서 부식율이 가장 높았고, pH 증가 시 부식율이 감소하였다. 동일 온도 및 pH 조건에서 아민에 따른 탄소강의 부식율은 NH3 > Morph > ETA > 3-MPA 순으로 나타났다.

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