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한국부식방식연구센터 김상희 연구교수, 국제 저명 학술지 「Engineering Failure Analysis」 논문 게재
국립한국해양대학교(총장 류동근) 한국부식방식연구센터(센터장 이명훈) 김상희 연구교수가 제 1저자, 이명훈 석좌교수와 윤용섭 교수가 공동 교신저자로 참여한 연구논문이 기계·재료 및 파손 분석 분야의 국제 저명 학술지인 Engineering Failure Analysis(IF 7.0, JCR 1.4%)에 게재됐다.
게재된 논문의 제목은 ‘Corrosion and hydrogen-related degradation behavior of antimony-containing pipeline steels under CO₂-saturated environments and applied stress’로, 이산화탄소 포집·저장(Carbon Capture and Storage, CCS) 기술에 적용되는 파이프라인 강재의 부식 및 수소 관련 열화 거동을 분석한 연구 결과를 담고 있다. 2025년 해양경찰학과에서 박사학위를 취득한 김상희 연구교수는 한국부식방식연구센터와 포스코와의 협업을 바탕으로, 미량의 안티몬(Sb)이 첨가된 내산성 강재와 기존 API X65 강재를 비교해 CO₂ 포화 환경과 외부 응력이 동시에 작용하는 조건에서의 부식 특성 및 수소 취성 거동을 체계적으로 규명했다. 고농도 이산화탄소 환경에서 새로운 파이프 소재가 기존 소재에 비해 어떻게 녹슬고 부서지는지 그 원리를 명확히 밝혀냈다는 설명이다.
연구 결과, 안티몬이 첨가된 내산성 강재는 치밀한 탄산철(FeCO₃) 보호층 형성을 통해 우수한 부식 저항성을 나타냈으나, 동시에 강재 내부로의 수소 유입이 증가하는 특성도 함께 확인됐다. 표면에 튼튼한 보호막이 생겨 녹은 덜 슬지만, 파이프가 깨지기 쉬워질 수 있는 위험도 함께 존재한다는 의미다. 이는 향후 차세대 CCS 파이프라인 소재 설계 과정에서 부식 저항성뿐만 아니라 수소 취성 저항성까지 종합적으로 고려해야 함을 시사한다.
아울러 본 연구는 CO₂ 환경에서 발생하는 부식 현상과 수소 관련 열화 현상이 서로 독립적인 현상이 아닌, 상호 밀접하게 연계된 메커니즘임을 실험적으로 규명했다.
연구 결과는 향후 정부에서 진행하는 해상 CCS 프로젝트에서 인프라용 고신뢰성 강재 개발과 장기 신뢰성 평가 기술 고도화를 위한 핵심 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.
김상희 연구교수는 “공동연구기관과의 긴밀한 협력 덕분에 차세대 친환경 인프라 구축에 꼭 필요한 파이프라인 소재의 안전성 확보 기준을 마련할 수 있었다”며, “앞으로도 국가 탄소중립 실현의 핵심인 해상 CCS 인프라의 신뢰성을 높이기 위한 후속 연구에 매진하겠다”고 밝혔다. 이번 연구는 국립한국해양대학교 한국부식방식연구센터를 중심으로 수행되었으며, 포스코 기술연구원과 포항금속소재산업진흥원(POMIA)이 공동연구기관으로 참여하였다.
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