보일러 내부 배관의 내부 부식을 방지하기 위해 마그네슘 막대를 함께 설치해 두는 이유가 무엇인가요?

Question

보일러 내부 배관의 내부 부식을 방지하기 위해 마그네슘 막대를 함께 설치해 두는 이유를, 마그네슘이 배관의 주성분인 철보다 이온화 경향이 훨씬 커서 자신을 희생하며 대신 산화되는 음극화 보호(희생양극법)에 대해 설명해 주세요.

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안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

보일러 내부 배관의 부식을 방지하기 위해 마그네슘 막대를 함께 설치해 두는 이유는 마그네슘이 배관의 주성분인 철보다 이온화 경향이 훨씬 크기 때문입니다. 이온화 경향이 크다는 것은 다른 금속에 비해 전자를 잃고 산화되기, 즉 녹슬기 매우 쉬운 성질을 가졌음을 의미합니다.

​철 배관이 물과 산소에 노출되면 전자를 잃고 산화철로 변하면서 내부에 부식이 발생합니다. 이때 배관 내부에 이온화 경향이 더 큰 마그네슘 막대를 연결해 두면, 마그네슘이 철 대신 전자를 내놓으며 먼저 이온으로 녹아내리게 됩니다. 마그네슘이 내놓은 전자는 연결된 통로를 통해 철 배관으로 이동하게 되며, 이 과잉 전자들 덕분에 철 배관은 전자를 잃지 않는 상태인 음극으로 보호를 받습니다.

​이러한 전기화학적 부식 방지 기술을 음극화 보호 또는 희생양극법이라고 부릅니다. 마그네슘 막대가 스스로를 희생하여 대신 산화되는 양극 역할을 함으로써, 보일러 배관 고유의 철 성분이 부식되는 것을 원천적으로 차단하는 원리입니다. 결과적으로 시간이 흐름에 따라 마그네슘 막대는 점차 소모되어 사라지지만, 고가의 보일러 내부 배관은 녹슬지 않고 안전하게 수명을 유지할 수 있게 됩니다.