일반적인 액체 펌핑
정수
모든 펌프 테스트 곡선을 공통 기준으로 맞추기 위해 펌프 특성은 주변 온도(일반적으로 15℃)의 맑은 물(밀도 1000kg/m³)을 기준으로 합니다.
깨끗한 물을 펌핑하는 데 가장 흔히 사용되는 재료는 전체 주철 구조 또는 청동 내부 부품이 장착된 주철 케이스입니다. 깨끗한 물, 즉 비중이 1이고 고형물이 없는 중성수를 펌핑할 때,엔드 석션 펌프그리고 수평분할 케이싱 펌프일반적으로 가장 많이 사용되는 펌프는 단상 펌프입니다. 높은 토출 양정이 필요한 경우에는 다단식 펌프가 사용됩니다.
설계자가 펌프실 공간에 제약을 받을 경우, 혼합 유동형, 축류형 또는 터빈형 펌프의 수직형 장치가 사용됩니다.
부식성 매체로서의 해수
해수의 총 염분 함량은 약 25g/ℓ입니다. 이 중 약 75%는 염화나트륨(NaCl)입니다. 해수의 pH는 일반적으로 7.5에서 8.3 사이입니다. 대기와 평형을 이룬 상태에서 15℃에서의 산소 함량은 약 8mg/ℓ입니다.
탈기된 해수
경우에 따라 해수는 화학적 또는 물리적 탈기 과정을 거칩니다. 이 과정을 통해 해수의 부식성이 상당히 감소합니다. 화학적 탈기의 경우, 탈기 과정에 시간이 소요되므로 해수가 펌프에 유입되기 전에 탈기 작업, 즉 산소 제거 작업이 완전히 완료되는 것이 매우 중요합니다.
펌프 작동 시 주의해야 할 사항은 공기 유입으로 인한 통기가 발생할 수 있다는 점입니다. 공기 유입 시간은 제한적일 수 있지만, 재료 선택 시 산소 존재 여부를 고려하지 않을 경우 특정 상황에서는 재료 손상이 빠르게 발생할 수 있습니다. 펌프 작동 중 산소 유입을 완전히 배제할 수 없는 경우에는 일반적으로 해수에 산소가 포함되어 있다고 가정해야 합니다.
기수
'염수'라는 용어는 해수가 많이 섞인 담수를 의미합니다. 자재 선택과 관련하여 염수 운송에도 해수 운송과 동일한 지침이 적용됩니다. 또한 염수에는 암모니아 및/또는 황화수소가 흔히 함유되어 있습니다. 황화수소는 리터당 수 밀리그램 정도의 낮은 함량에서도 부식성을 현저히 증가시킵니다.
지하 수원에서 나오는 해수
지하수에서 나오는 염수는 해수보다 염분 함량이 훨씬 높은 경우가 많으며, 종종 약 30%에 달해 용해도 한계치 바로 아래에 위치합니다. 이 경우에도 소금이 주성분입니다. pH 값은 일반적으로 비교적 낮아(약 4까지) 산성을 띕니다. 산소 함량은 매우 낮거나 거의 없지만, 황화수소(H₂S) 함량은 리터당 수백 밀리그램에 달할 수 있습니다.
H₂S를 함유한 이러한 산성 염 용액은 부식성이 매우 강하므로 특수 재료가 필요합니다.
염분 함량이 높고 작동 조건에 따라 일정량의 염분 침전이 발생할 수 있습니다. 이러한 경우 설계, 작동 및 재료 선택 측면에서 적절한 대책을 마련해야 합니다.
해수에서의 부식
사용되는 재료는 균일 부식에 대한 충분히 높은 저항성뿐만 아니라 국부 부식, 특히 공식 및 틈새 부식에 대한 저항성도 보여야 합니다. 이러한 부식 현상은 특히 자가 부동태화 페로 합금(스테인리스강)에서 발생합니다. 간헐적으로만 작동하는 소위 '예비' 펌프는 정지 부식의 위험이 있으므로, 가동 중단 기간 전이나 주기적인 재가동 전에 담수로 채워 넣는 것이 유리합니다.
다양한해수 펌프갈바닉 부식을 방지하기 위해서는 구성 요소들을 동일한 종류의 재질로 만들어야 합니다. 각 재질 간의 전위차는 가능한 한 낮아야 합니다. 그러나 설계상의 이유로 서로 다른 재질을 사용해야 하는 경우, 물과 접촉하는 비귀금속의 표면적은 귀금속의 표면적에 비해 넓어야 합니다. 그림 5는 서로 다른 재질을 조합했을 때 갈바닉 부식의 위험성을 보여줍니다.
높은 유속은 침식 부식을 유발할 수 있습니다. 매질이 부식성이 강할수록, 그리고 유속이 높을수록 그 결과는 더욱 심각해집니다. 유속은 스테인리스강과 니켈 합금의 거동에 미미한 영향만 미치는 반면, 순수 철 재료와 구리 합금의 경우에는 상황이 반대입니다. 그림 6은 유속의 영향에 대한 정성적인 정보를 제공합니다. 이때 매질에 산소 또는 H₂S가 포함되어 있는지 여부를 고려해야 합니다. 다량의 H₂S가 존재할 경우 산소의 존재는 배제되는 경향이 있으며, 이러한 경우 매질은 pH 4까지 약산성을 띨 수 있습니다.
재료의 거동
표 1은 펌프 재질 또는 그 조합에 대한 권장 사항을 제시합니다. 별도로 명시되지 않는 한, 다음 정보는 H₂S 성분이 없는 해수에 적용됩니다.
무합금강 및 주철
합금이 아닌 강철은 적절한 보호 코팅이 되어 있지 않으면 해수에 적합하지 않습니다. 주철은 저속(케이싱에 한함)에서만 사용해야 하며, 이 경우 다른 내부 부품에 적용되는 일반적인 음극 보호 방식을 사용해야 합니다.
오스테나이트계 니켈 주조품
Ni-Resist 1과 2는 중간 속도(최대 약 20m/s)에만 적합합니다.
5~30℃ 해수 환경에서의 갈바닉 부식
게시 시간: 2025년 3월 11일