자연 상태의 금속 부식

금속의 부식은 수분이 없는 상태에서 발생하는 건식(乾蝕)과 수분이 있는 상태에서 발생하는 습식(濕蝕)으로 분류되며, 땅속이나 물속에서 발생하는 부식은 모두 습식이다.
모든 금속은 땅속, 물속에서 그 환경에 따라 고유의 전위를 가지고 있으며 그 전위는 재질 자체의 불균일성(성분, 응력, SCALE 등)과 환경의 불균일성(비저항, 온도, 습도, 산소농도, 이온량 등)으로 인하여 부분적으로 전위 차이가 발생하며, 이 전위 차이에 의해서 금속의 각 부분에서 수많은 양극부와 음극부가 형성하게 된다. 이때 양극부에서 음극부로 부식전류가 흐르며 이 과정에서 양극부의 금속이 이온 상태로 용출되어 점차 전해질 속으로 용해되어진다.
이러한 전기화학적 반응을 일반적으로 '부식'이라고 말한다. 즉, 토중이나 수중에서 금속이 전류를 방출하면 부식하고 전류를 받으면 방식되며, 부식하는 금속은 전류를 방출하고, 방식되는 금속은 전류를 받는다.

전기화학적 부식(양극과 음극)

금속재료가 환경 속에 놓여 있을 때 환경 성분과 화학 반응을 일으키기 위해서는 금속결합의 가전자(假電子)를 제거해야 한다. 이 반응을 통해서 금속이 이온화(산화)되어 금속의 특징을 잃는다. 이처럼 금속이 이온화되는 장소를 '양극'이라고 하고 그 반응을 '양극반응'이라고 한다. 양극반응은 독립해서 일어나는 것이 아니고, 이에 대해서 전자를 받아들이는 반응이 필요하다. 이처럼 전자를 수용하는 반응이 일어나는 장소를 '음극'이라고 하고 그 반응을 '음극반응'이라고 한다.

양극반응(산화 반응)과 음극반응(환원 반응)은 대를 이루어 일어나는 반응인데, 부식반응이 보통의 화학반응과 다른 점은 양극 반응과 음극반응이 반드시 같은 장소에서 일어난다고만 할 수는 없다는 것이다.

앞에서 설명했듯이 금속의 부식은 여러 환경 요인들이 작용하고 있음을 알 수 있다. 그러나 부식이 일어나는 조건은 공통적인 조건 3가지를 갖고 있다. 즉 금속이 부식 하는 데는 이 조건이 갖추어져야 하는데 이를 부식의 3대 요소라 할 수 있다. 3대 요소 중 어느 것 하나만 없앤다면 부식은 멈추게 된다.

부식의 3대 요소

· 전해질 존재(토양, 담수, 해수)

· 전위차 존재(음극-양극)

· 양극-음극을 연결하는 도선 존재