황산(H2SO4) 농도에 따른 어는점과 부식률

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황산(H2SO4) 농도에 따른 어는점과 부식률

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황산은 pH가 낮은 산성물질로써 가격이 저렴하여 화학공장에 pH조절제 용도로 흔히 사용되는 물질입니다.

 

 

황산의 농도에 따른 어는점의 상관관계

보통의 화학공장에서는 95%~98% 농도의 황산을 사용합니다. 다음의 표를 보십시요.

황산의 저장과 공급에서 가장 큰 문제점이 어는점입니다. 겨울철 영하의 온도로 떨어지면 황산의 분자 유동성이 떨어져서 Pumping에 문제가 생기게 되죠. 98% 황산의 어는점은 +3℃밖에 되지 않기 때문에 영하의 온도에서는 Pumping이 어렵습니다.
Steam tracing과 Insulation을 보완하여 운영하면 되지 않을까? 라는 의문을 가질 수 있습니다. 이것은 올바른 대처가 아니다라는 판단입니다. 이유는 배관과 저장탱크의 온도를 40℃ 이상 올린다면 부식률 또한 상승하게 됩니다. 화학사고가 일어날 수 있는 위험요인이 됩니다.

따라서, 계절별로 다음과 같은 농도로 설정하여 사용하면 되겠습니다.

동절기 - 95% 황산
하절기 - 98% 황산

 

황산의 농도에 따른 부식률의 상관관계

2015년도에 화학물질안전관리법이 만들어 졌습니다. 사고대비 물질 취급시설에 대해 장외영향평가와 유해관리계획서 작성, 설치검사, 정기검사 등 재반 관리 패턴이 많이 늘어나게 되었고 각 사업장은 큰 부담으로 느끼고 있습니다. 물론 안전하자고 하는 법령이니 잘 준수 해야 하겠습니다.
여기서 사고대비 물질인 황산은 화관법에 저촉을 받게되는데요 10%~100% 황산이 이에 해당됩니다. 단, 10% 미만의 황산은 사고대비물질이 아니므로 화관법의 관리 대상에서 제외됩니다.

최근 10%미만의 농도로 황산을 사용하고 있는 사업장들이 늘어난 이유입니다!

과연 저 농도의 황산이 안전할까요?
물론 낮은 농도이므로 누출사고 시 피해 영향범위는 축소가 될것이며, 인체 사고시에 그 위해성이 낮아지는 것은 분명합니다.   

그러나, 농도가 낮아질 수록 부식성도 줄어 들까요? 다음의 실험값을 보십시요.

 

 

황산탱크 재질의 선정

황산탱크 및 배관류 들의 재질은 킬드강 이상의 재질을 사용해야 하며,
황산 농도 80~88%, 99.5~100.5% 사이에는 탄소강 재질은 적합하지 않으며,
합금강을 사용해야 함. (KOSHA GUIDE 참조)

 

황산탱크는 부식을 고려하여 두께 여유는 6.0mm 이상으로 설계하며,
바닥은 13.0mm 이상으로 설계한다.

 

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