응력부식균열에 대해 설명해보세요.

[응력부식균열 (stress corrosion cracking, SCC)]

인장응력 하에 있는 금속재료가 재료와 부식 환경이 특징적인 조합 하에서 취성적으로 파괴되는 현상을 말한다. 이때는 금속 또는 합금의 대부분의 표면은 거의 손상을 받지 않으며, 단지 매우 가느다란 균열이 금속표면을 통과하게 된다. 응력부식균열에는 입계균열(intergranular corrosion cracking)과 입내균열(transgranular corrosion cracking)이 있다. 입계균열은 입계를 따라 균열이 발생하는 반면에, 입내균열에서는 균열이 입계에 우선적으로 발생하지 않고 결정립 내를 통과해서도 발생할 수 있다.

[응력부식균열의 일반적 특징]

[응력부식 방지법]

응력부식을 방지하기 위해서는 먼저 응력을 낮춘다. 응력부식균열이 인장응력에 의하여 일어나므로 재료를 두껍게 하거나 하중을 줄이거나 어닐링을 통한 잔류응력의 제거를 통하여 방지할 수 있다. 다음으로 환경의 유해성분 제거, 합금의 조성변화, 외부전력 공급 또는 희생양극 사용, 부식억제제의 첨가 등을 통하여 방지할 수 있다.

수소경제 확대에 따른 수소충전 인프라·수소 배관의 응력부식균열 문제가 안전 이슈로 급부상하고 있다. 고압 수소 환경에서 강재의 수소 취화와 SCC가 동시 발생할 수 있어 수소용 배관·저장용기의 소재 선정 기준이 강화되고 있다. 또한 해상풍력 발전의 급속한 확대로 해수 환경에서의 SCC 대응이 핵심 설계 요소가 되었으며, 원자력발전소의 냉각수 배관(오스테나이트계 스테인리스강)의 SCC는 국내외 원전 운영 안전성의 핵심 관리 항목이다. POSCO·현대제철·세아제강 등 국내 철강 기업들이 내SCC성 고합금강 개발에 집중 투자하고 있다.