산 세정의 개요 및 환경친화적 세정 방법, 산 세정제, 산 세관제, 산세처리, Degreasing, Acid Cleaning, Pickling, 산세 약품, 산 처리제

1. 산 세정의 개요

화학 플랜트는 다양한 종류의 Vessel, Heat Exchanger 등으로 제작되고 있습니다.

일반적으로 스테인리스 스틸 재질을 가장 많이 사용하고 있습니다.

플랜트용 자재는, 국산 뿐 아니라, 일본제 등 다양하게 사용됩니다.

중요한 것은 소재로 사용하는 파이프 판재 등이 소재가 신품이라 할 지라도 표면의 오염 상태 및 표면 Roughness가 다양하다는 것입니다.

표면 거칠기도 다르고, 오염 물질도(보관상태, 장기간 보관, 보관지역에 따른 오염) 다양 합니다. 

또한, 제작과정에서 절삭유 등으로 오염이 가중됩니다.

User(고객)에 따라서는 제작 후의 표면 상태가 매우 청결한 것을 요구하기도 합니다.

오염물 잔류를 위한 검사로는 유기물 잔류 여부를 확인하는 블랙라이트와 같은 유기물 잔류 여부를 확인하기 위한 검사장비를 사용하기도 하고, IPA등을 깨끗한 Wiper에 묻혀 닦아보아, 오염물이 묻어 나오는지를 확인하기도 합니다.

일반적으로 플랜트 제작 업체는 세정 관련하여 골머리를 앓고 있습니다.

특히 소형 물품이 아니라, 대형 Vessel인 경우가 많기 때문입니다. 

업체에 따라서는 외주 처리를 하기도 합니다.

제작 후의 세정을 High Performance Acid Cleaning&Degreasing이란 표현을 사용하기도 합니다.

 

2. 현재 산 세정의 실태

산세정 사진을 검토해 보면, 질산+불산의 혼합액(Mixed Acid)을 사용하고 있습니다.

노란 연기는 금속과 반응하여 발생하는 NO, NO2 가스입니다.

이러한 가스를 질소 산화물이라고 하며, 녹스(NOx)라고 부릅니다.

Mixed Acid는 질산 및 불산으로 구성되며, 무기물인 대부분의 금속재질 뿐 아니라, 유기물 즉, 오염 때, 유성 마킹 자국, 페인팅 펜 등의 오염물도 녹여냅니다.

업체에 따라서는 질+불산 혼산에 금속염을 함유시킨 겔(Gel)상태로 증점 시켜 점착액 상태로 제조한 약품을 도포한 후 일정시간이 지나, 수세하여 산세를 수행하기도 합니다.

이런 점착성 약품 역시 NOx의 발생을 막을 수는 없습니다.

 

Mixed Acid의

장점은

1. 약품의 구입 비용이 비교적 저렴하고

2. 오염물 및 용접스케일의 제거 속도가 빠릅니다.

단점은

1. 다량의 NOx 발생(자체 공장 및 주변공장에 독성가스의 오염 및 주변장치의 부식)

2. 약액의 위험성이 매우 높음. 작업의 위험도 극도로 높음.

3. 약액이 표면에 장시간 노출 될 경우 용접부위의 과부식(Over Etching)으로 인한 Claim 발생우려

 

사진 중에 산처리 하는 사진을 보면, 일명 하우스 라는 천막 덥게(자바라 형태)안에서 작업을 수행 하여야 하나, 가스의 배기 등이 여의치 않아 산 처리시 가스의 빠른 확산을 위해 젖혀 놓고 작업 하기도 합니다.

환경 규정상 밀폐된 공간에서 수행하고, 가스 스크러버에서 독성가스를 완벽하게 포집하여야 하나, 작업 효율 및 작업 여건상 성실히 지켜지기 어려운 실정입니다.

 

3. 화학 플랜트의 세정 방법

산세에 있어서, 사용하는 약품은 NOx 등의 유해 가스의 발생이 없는 약품의 사용이 매우 바람직합니다.

약품에 의해 스테인리스 표면을 약품에 의해 과도하게 부식시키면서 산세 하는 것은 약품에 금속이 용해되어 약품의 성능을 떨어뜨리게 됩니다.

금속표면의 에칭을 최소화 하면서, 표면의 손상 없이 산세를 수행하는 방법 및 정밀화학약품의 제공이 필요합니다.

산 세정에 있어서, 가장 바람직한 방법은

침적(Degreasing)-->수세-->침적 산처리(Acid Cleaning)-->수세-->건조 입니다.

이는 소형 물품의 경우 적절합니다. 대형 기물의 경우는 침적 대신 스프레이 방법이 적합합니다.

 

대형 기물을 스프레이 방법으로 세정을 하려면,

1) 시너(Thinner)등으로 먼저, 마킹한(유성 매직, 페인트 펜)자국을 지운다.

2) 탈지제로 스프레이 탈지를 하거나, 녹 및 스케일, 유지분 제거제(ECOS-R2)로 스프레이 하여 표면의 이물질을 완벽하게 제거한다.

3) 표면에 남아있는 스케일(주로 용접 스케일)은 (ECOS-F2)으로 스프레이 하여 스케일과 반응하도록 한다.(10~30분)

4) 고압수세를 시행 후 건조한다.

 

매우 중요한 것은 상기

2)항으로 유기 오염물을 완벽하게 제거하는 것이다. 유기 오염물이 남아있게 되면, 이 오염물이 산세정제의 역할을 저해하기 때문이다. 

상기 2)항을 시행하기 위해서는 세정 온도를 높이는 것이 세정효과를 증대 시킨다.

상기 2)항의 Degreasing 방법은 적정 농도의(희석액)을 사용한다.

상기한 방법으로 시행하려면, 적정한 세정 장치가 구비되어야 한다.

(스프레이 장치, 흘러내린 약품을 재 스프레이 할 수 있는 팬(방류둑)의 설치 등)

 

아래의 참고 사진은 기존의 산 세정 방법과, 새로운 산 세정 방법의 모습을 보여 줍니다.

 ▼기존 산세정 모습

 

▼새로운 산세정 모습

 

 

 

▲Skp 도포제의 산세 적용 예

▼HNO3 Reaction

 

▼NFA Reaction

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