전기화학적 방법에서는 자연 전위 (부식전위하고도 함) 근처에서 전위와 전류사이에 선형적인 관계가 존재한다는 분극특성을 이용하여 분극량을 조정하여 전류의 크기를 측정한다. 이때 부식속도는 단위면적당 전류의 크기 즉 전류밀도(mA/cm²)로 표시된다. 한편 비전기화학적 방법은 금속을 부식매체 속에 일정시간 동안 방치한 후에 금속의 무게감량이나 용액속으로 용출된 금속이온의 량을 정량하는 방법이다.

부식속도의 측정은 실험실에서는 쉽게 이루어 질수 있으나, 현장의 설비에 직접 적용하기에는 많은 어려움이 있다. 현장에서 직접 부식속도를 측정할 수 있는 장비로서는 선형분극법에 의해 속도를 결정하는 장비가 실용화되어 있으며 콘크리트 등에 적용하기 위한 간이 임피던스 장비가 개발되고 있다. 현장의 설비에 대한 직접 적용을 위해서는 그 설비에 맞는 특별한 탐측 probe제작 및 시험법 등의 설계가 필요한다.

    2.부식속도 단위의 환산

대부분의 부식속도는 실험실에서 전기화학적으로 측정되어 전류밀도의 형태로 보고되는 반면에, 부식관련 서적이나 핸드북에서는 단위시간당 두께감소 혹은 무게감량의 단위로 표현되어 있어서 정확한 단위 환산이 필요한 경우가 많다. 특히 공학 전반에 걸쳐서 SI unit의 사용이 보편화되어 가고 있으나, 부식분야에서는 아직도 영미단위가 널리 사용되고 있다.

두께 감소 단위와 무게감량 단위 사이의 관계를 설명한다. 핸드북 등에서 가장 광범위하게 사용되고 있는 부식속도의 단위는 mpy(mils penetration per year)로 일년 동안의 두께감소를 milli-inch 단위로 표시한 것이다. 이러한 단위 사이의 관계는 다음과 같다.

1mpy = 0.0254mm/yr = 25.4 μm/yr = 2.90 nm/hour = 0.805 pm/sec

두께감소 단위와 무게감량 단위 사이에는 다음과 같은 일반식을 이용한다.

mpy = 534W/DAT

mm/yr = 87.6W/DAT

위 식에서 W는 무게감량(mg)을, D는 금속의 비중을 (g/cm³), A는 면적을 (in²). T는 침지시간(hour)을 나타낸다. 무게감량을 나타내는 단위 중에서 가장 자주 사용되는 단위는 mdd(milli grams per square decimeter per day)인데 이것은 단위 시간당 단위 면적에서의 무게감량을 의미한다. mdd와 mpy사이에는 다음과 관계가 있다.

1mpy = 1.44mdd/D

두께감소나 무게감량으로 표시된 단위를 전류밀도로 환산하기 위해서는 Faraday법칙을 이용한다. 이 법칙에 의하면 전류량 (I)과 반응에 참여한 물량 (m) 사이에는

m = ITM_W/zF

라는 관계가 있다. 여기서 T는 시간을, M_W는 분자량을, z는 반응에 참여하는 전자의 수를, F는 Faraday 상수 (96500)를 나타낸다. 위 식을 이용하여 전류 밀도와 무게감량과 두께감소 사이의 관계를 구해보면

1mdd = iMw/zF

1mpy = 0.129 iMw/zD

와 같이된다. 여기서 i는 전류밀도(μA/cm²)를 나타낸다. 철(Mw = 55.8, D=17.86)의 경우를 예를 들어보면 1 μA/cm²는 0.129×55.8×0.5×17.86 = 0.46 mpy이다.

3.부식 감시 기술의 종류

부식 감시를 위하여 사용되고 있는 방법은 매우 다양한데 그 원리의 측면에서 세 가지의 그룹으로 나눌 수 있다. 즉 부식이나 침식으로 인한 실제적인 재료의 감량을 물리적 또는 전기적인 방법으로 측정하는 물리측정형, 실제 재료의 손상과는 별도로 재료가 접하고 있는 환경의 부식성의 변화를 측정하여 재료의 부식 정도를 추정하는 전기화학형과 pH나 각종 이온의 농도, 유속, 온도 등을 측정하여 전체 시스템의 운전 상태를 파악하여 재료의 부식 경향을 예측하는 화학분석형이 있다. 이밖에 비파괴식 부식 검사 기술인 초음파, 방사선, 음향 방출 측정 기술을 조업중에 활용하여 시스템의 부식 상태를 파악하고 방식 조치를 취할 수 있게 하며 미래의 부식 정도를 예측하기도 한다.

어떤 부식 감시기술을 사용할 것인가에 대한 선택은 여러 가지 사항을 고려하여야 한다. 우선 부식을 감시하고자는 목적을 분명하게 하여야한다. 설치비용과 활용도, 신뢰성을 확실하게 운전자가 알아야 한다. 많은 경우 한가지 이상의 방법을 사용하여야 신뢰성을 높일 수 있다. 다음으로, 공정액이나 장치 내부에 접근이 가능한가의 여부에 따라 사용할 수 있는 감시 기술이 다르다. 만약 접근이 가능하다면 프로브나 쿠폰을 사용하는 방법이 좋을 것이고, 그렇지 않다면 비파괴적인 방법을 사용하여야 할 것이다. 또 원하는 정보를 얻는데 소요되는 시간도 방법에 따라 크게 다른데 쿠폰법이나 조업 중단을 필요로 하는 방법은 비교적 장기간을 요하는데 비해 순간적인 부식속도를 구할 수 있는 방법은 매우 빠른 결과를 얻을 수 있다. 마지막으로 생각해야 하는 것은 안전이다. 부식 감시 장치가 제품의 누설로 이어지고 공장의 조업 중단으로까지 이어질 수 있으므로 가능한 한 사고의 위험이 작은 방법을 사용해야 한다.

표 4. 부식감시기술