탈황 굴뚝의 내산 라이닝(FGD chimney acid-resistant lining)은 습식 탈황설비(WFGD)를 갖춘 굴뚝이나 연도 내부의 강재 또는 콘크리트 면에, 세정 후 배기가스가 벽면에 만드는 산성 응축액에 저항하도록 시공하는 방청 시스템을 뜻한다: 도료계, 비닐에스터 유리 플레이크 모르타르, 섬유강화 플라스틱(FRP), 내산 벽돌이나 발포 유리 벽돌, 금속 복합판 등이다. 탈황 이전의 건식 고온 연도(고온 산화와 마모가 주된 손상)와는 물론, 일반 대기방식과도 다르다. WFGD 뒤의 가스는 세정·가습·포화에 가까울 때까지 냉각되어 부식 매질이 기상에서 연속 액상으로 바뀌고, 침식 속도와 파손 형식이 완전히 달라진다.
TL;DR — 핵심은 산성 이슬점 아래에서의 연속 응결이다: SO3가 수화되어 황산 증기가 되고, 포화 습 가스와 함께 내벽에 pH 1-3의 액막으로 계속 맺힌다. GB/T 37187은 재료를 도료계, 유리 플레이크 모르타르, FRP, 내산 벽돌, 금속 복합판으로 나누고 정량 문턱값(강재 기재 접착 >=8 MPa, 수증기 투과계수 <=1.5x10^-5 g/(m.s.Pa) 등)을 제시하며, 공정은 기재 처리 - 실러 프라이머 - 라이닝 성형 - 스파크(홀리데이) 누설 검사 - 비정상 운전 사이클 평가의 순서로 구성한다. 벽온, 응축액 pH, 기동·정지 변동이 도료, 유리 플레이크, FRP, 티탄-강 복합판 중 선택을 가른다.
핵심 데이터와 한계 앵커
- 사용 조건 범위: GB/T 37187은 탈황 굴뚝 방식의 적용 조건을 배가스 온도 50-80 C, 응축액 pH 1-3의 강부식 환경으로 규정한다. WFGD 출구는 포화 습연이고, 내벽 어디든 벽온이 산성 이슬점 아래로 내려가면 응축 막은 간헐이 아니라 연속으로 흐른다 - 같은 굴뚝에서 위 고온부는 온전한데 아래 응축부만 심하게 녹슬어 있는 대비의 직접 원인이다.
- 도료계 문턱값: 강재 기재 접착력 >=8 MPa, 20% H2SO4에 14일 침지 후 들뜸·박리 없음. GB/T 37187-2018은 GB/T 37187-2026으로 대체되었으며, 선정과 검수는 현행판을 기준으로 한다.
- 비닐에스터 유리 플레이크 모르타르: 수증기 투과계수 <=1.5x10^-5 g/(m.s.Pa), 마모량 <=50 mg (500 g/1000 회전). 기재와 나란히 정렬된 박편 충전재가 매질의 확산 경로를 구부러지게 만드는 것이 고내식 라이닝 차단의 핵심이다.
- 구조계 라이닝: FRP 매달림식 이너 라이닝의 환상 인장 강도 >=280 MPa; 티탄-강 복합판 전단 강도 >=140 MPa, 티탄층 두께 >=1.2 mm, 평탄도 편차 =1.0 MPa; 내산 주사(캐스터블) 내화물 자연 건조 수축률 <=2.0%; 니켈 합금판은 YB/T 5353 준용.
- 비정상 운전 평가: '20% 황산 1 h 침지 -> 150 C 2 h 건조 -> 1 h 냉각'을 30 사이클 돌려 들뜸과 균열을 평가한다. 기동·정지, GGH(가스-가스 히터) 누설이나 바이패스로 온도와 응축 부하가 급변하는 상황을 대리한다.
- 시공 창(엔지니어링 통상치): 비닐에스터 유리 플레이크 모르타르는 보통 총 건막 두께 1.5-2.5 mm를 2-3회 나누어 모르타르를 발라, 직전 층이 손끝 접촉 건조(손대면 마르는 정도) 상태에 다음 층을 올린다. DLZ 1262-2013이 기재 등급, 환경 온습도, 양생 후 직류 스파크 누설 검사를 규정하며, 검사 전압은 막 두께에 따라 정한다 - 현장 경험치는 대략 5 V/um 급이다. 이들은 엔지니어링 통상 범위로, 설계 문서와 현행 규정을 우선한다.
부식 메커니즘: 탈황 뒤에 굴뚝이 더 거세지는 이유
산성 이슬점 아래의 연속 응결
연료의 유황은 SO2로 연소하고 그중 약 0.5-5%가 더 산화되어 SO3가 된다. SO3는 가스의 수증기와 결합해 황산 증기를 이루며 산성 이슬점을 물 이슬점 훨씬 위로 끌어올린다. 탈황 전 건식 연도는 벽온이 통상 산성 이슬점 위에 있어 황산이 이슬로 맺히지 않고 고온 산화가 주된 침식이다. 그러나 WFGD는 가스를 세정·냉각해 50-60 C의 포화 상태로 만들기 때문에 내벽 전체가 산성 이슬점 아래로 내려가고, 응축수는 벽면을 타고 연속으로 흐른다. 이 물에 잔류 SO2/SO3와 세정액에서 동반된 염소·플러소가 합쳐져 pH 1-3의 묽은 황산 계가 만들어지고, 탄소강을 활성 용해로 침식한다 - 속도는 건식 조건보다 한 자릿수 커질 수 있다.
금속과 콘크리트, 두 갈래 침식의 길
강재 이너 셸은 저 pH 응축액에서 수소 탈분극 부식을 당하고, 용접부, 앵커 주변, 관통부 등 형상 불연속부에 액이 고여 구멍이 먼저 생긴다 - 관리 가능한 대기 부식 피막에 얹어 도장하는 것과는 비교할 수 없다. 콘크리트 이너 셸은 황산에 침식되어 석고와 에트링가이트가 생성되고 모체가 연화·분말화하는데, 습건 반복과 미생물 발생 산(하수 관로 콘크리트의 산성 침식과 같은 계열)이 더해진다. 따라서 콘크리트 기재는 충분히 양생하고 수분을 관리하며 실러 프라이머 후 진성의 내산 라이닝을 얹어야지, 맨 콘크리트에 페막만 칠 수는 없다. 탈황 매질이 수지에 거는 내약품 요구는 강한 시약 액화의 흡수-탈착 논리와 같은 뿌리이므로 수지 grade 선정 경험을 서로 참조할 수 있다.
유리 플레이크의 차단과 파손 판정
비닐에스터 수지는 범용 에폭시보다 내산·내열이 이미 유리하고, 여기에 질량비 10-40%(엔지니어링 경험 범위)의 유리 플레이크를 기재와 평행하게 배열하면 매질 분자는 박편 가장자리를 돌아 갈 수밖에 없어 확산 경로가 크게 늘어난다. 수증기 투과계수가 <=1.5x10^-5 g/(m.s.Pa) 급까지 눌리는 이유다. 파손은 수지 자체가 녹아 뚫리는 경우보다 계면에서 온다: 기재 처리 미흡, 층간 오염, 앵커·모서리의 막 두께 부족, 온열 사이클에서 강재와 라이닝의 선팽창 차이로 생기는 미세균열. 한 번 관통하는 기공이 생기면 좁은 틈 안에서 응축액이 가열·농축되어 국부 부식이 급가속된다 - 규정이 접착·침지·30 사이클 평가를 둔 이유다.
라이닝 시스템과 누설 탐지
기재 처리: 성패를 가르는 첫 단계
강재는 사브(Sa2 1/2)급 이상으로 브라스트하여 앵커 프로파일을 통상 Rz 40-70 um 구간으로 내고, 유분과 가용성 염을 제거한다. 콘크리트는 충분히 양생(>=28일)하고 함수율을 관리하며, 시멘트 페이스트를 없애고 알칼리 부위를 중화한 뒤 실러 프라이머로 모세관 수분과 알칼리 이동을 차단한다. 기재에 재부식, 염분 축적, 함수 초과가 일어나면 이후 모든 라이닝 지표가 현장에서 무너진다 - ISO 12944 표면 등급이 말해주는 '전처리 우선' 통칙과 같은 원리다.
유리 플레이크 성형과 스파크 누설 검사
실러 프라이머가 완전히 마른 뒤 유리 플레이크 모르타르를 2-3회 나누어 발라 설계 총 건막 두께(통상 1.5-2.5 mm)까지 성형하고, 층 사이마다 면을 고르면서 손끝 접촉 건조 상태에 롤러로 다져 공기를 빼고 플레이크를 다시 평행 배열로 되돌린다. 완전 양생 후 직류 스파크(홀리데이) 탐침기로 면적 전역을 주사해 핀홀을 찾아낸다; 전압은 막 두께 기준으로 정하며 현장 경험치는 대략 5 V/um 급. 격전 지점을 표시해 보수하고 누설이 사라질 때까지 다시 주사한다. 저온·다습에서는 양생 창을 늘려야 한다 - 표면만 마른 채 검사·사용하면 기동 직후 들뜸이 집중된다.
선정: 온도, pH, 변동에 맞는 계 선택
벽온이 안정적이고 응축액 pH가 2 이상이며 기동·정지가 관리된다면 내산 도료나 박층 유리 플레이크로 충분하다. 장기간 포화 가까운 응축이면서 구조 강도도 겸해야 하면 비닐에스터 유리 플레이크나 FRP를 우선한다. 기동·정지가 잦거나 GGH 고장으로 순간 고온이 올 수 있고 마모가 심하면 티탄-강 또는 니켈 합금 복합판, 내산 벽돌 + 수지 모르타르를 후보에 올려 '초기 투자로 검사 주기 연장'을 맞바꾼다. 아래 표가 조건별 대조다.
사용 조건 / 라이닝 / 검사 대조표
| 부식 조건 | 권장 라이닝 | 핵심 정량 문턱값 | 검수 / 검사 | 주요 위험 지점 |
|---|---|---|---|---|
| 포화 습연, pH 1-3, 온도 변동 작음 | 비닐에스터 유리 플레이크 모르타르 1.5-2.5 mm | 투과계수 =8 MPa | 전면적 스파크 누설 검사, 바콜 경도, 접착력 표본 검사 | 층간 오염, 모서리 막두께 부족 |
| 구조 하중도 겸하는 이너 라이닝 | FRP 일체식/서스펜디드 라이닝 | 환상 인장 강도 >=280 MPa | 적층 양생도, 누수 시험 | 수지 편석/섬유 브릿징, 이음부 누수 |
| 강산 + 강마모 | 내산 벽돌/주석 판재 + 수지 모르타르 | 벽돌-모르타르 접착 치밀, 줄눈 연속 | 쟁김 타건, 줄눈 완전성 | 줄눈 균열이 연결된 누출 경로화 |
| 잦은 기동정지 / GGH 고장 순간 고온 | 티탄-강 복합판 / 니켈 합금판 | 전단 >=140 MPa, 티탄층 >=1.2 mm, 평탄도 <=15 mm/m | 용접부 내식, 계면 전단 | 감작 용접부 공식, 복합 계면 박리 |
| 운전 변동 내구성 재확인 | 모든 계(설계 자격 검증 단계) | 20% H2SO4 1 h 침지 -> 150 C 2 h 건조 -> 1 h 냉각, 30 사이클 | 들뜸·균열·접착 열화 등급 평가 | 선팽창 불일치 미세균열 성장 |
자주 묻는 질문
탈황을 달았는데 왜 기존 굴뚝 도장은 금방 성능을 잃나요?
부식 계 자체가 바뀌기 때문이다. 탈황 전은 건식 고온 가스로 산화 우위, 이슬은 가끔씩만 걸렸다. 탈황 후 가스는 냉각·가습되어 포화, 벽면은 항시 산성 이슬점 아래에 머물러 pH 1-3의 연속 산성 응축액이 흐른다. 건식 조건 기준으로 잡은 보통 에폭시나 방청 도장은 내산성과 치밀함이 연속 액상 침식을 막지 못하므로, GB/T 37187이 규정한 내산 라이닝 계로 바꿔야 한다.
유리 플레이크 모르타르는 일반 에폭시보다 뭐가 좋은가요? 얇게 한 번만 칠면 안 되나요?
수지 매트릭스와 차단의 이중 효과다. 비닐에스터 수지 자체가 내산·내열에 유리하고, 평행 배열된 유리 플레이크가 확산 경로를 구부려 투과계수를 <=1.5x10^-5 g/(m.s.Pa) 급까지 낮춘다. 박막은 '돌아가는 경로'의 가치를 버리는 것 - 플레이크 차단은 충분한 두께 안에서 연속 평행층이 유지되어야 성립하므로, 얇게 한 번이 아니라 1.5-2.5 mm를 2-3회로 쌓는 것이 실무다.
규격은 왜 정적 침지만이 아니라 30번의 산침지-건조-냉각 사이클을 돌리나요?
실제 파손은 정상 상태가 아니라 변동에서 촉발되기 때문이다. 기동·정지, GGH 누설이나 바이패스는 라이닝을 '젖고 차갑다 - 마르고 뜨겁다' 사이를 반복 관통시키고, 강재와 수지의 선팽창 차이의 사이클 전단 응력이 정적 침지보다 미세균열과 계면 열화를 빨리 일으킨다. 30 사이클은 비정상 운전 내구성의 가속 재확인이고, 20% H2SO4 정적 14일 침지는 재료의 매질 저항만 증명한다.
시공 후 숨은 누설이 없음을 어떻게 확인하나요?
핵심 수단은 완전 양생 후 직류 스파크 전면 검사다: 전압은 막 두께에 맞춰 설정하고, 격전 지점이 핀홀의 위치, 보수 후 재주사로 누설이 사라짐을 확인한다. 부력으로 접착력, 바콜 경도, 주요 부위(앵커, 개구부, 모서리, 용접부) 막 두께 표본 검사를 곁들인다. 검사는 반드시 완전 양생·건조 기재에서 해야 하며, 그렇지 않으면 '가짜 통과'나 실제 결함 놓침이 생긴다.
콘크리트 굴뚝과 강재 굴뚝, 선정 발상이 어떻게 다른가요?
강재 이너 셸의 1순위는 산성 응축액 속 금속 활성 용해를 막는 것이고, 계면 접착과 전면 치밀함이 설계를 지탱하므로 유리 플레이크, FRP, 금속 복합판이 다 맞는다. 콘크리트 이너 셸은 '모체가 황산에 분말화'와 '모세관 수분이 라이닝을 들뜸' 두 문제를 동시에 풀어야 하므로 충분 양생, 수분 관리, 실러 프라이머 후에 내산 라이닝을 얹고 필요하면 내산 벽돌을 쓴다. 두 계의 공통 레드라인은 기재 처리이며, 위 대조표를 참조하라.
Last updated: 2026-10-05 | 출처: GB/T 37187-2018 탈황 굴뚝용 내식·방청 재료 기술 요건(현행 대체판 GB/T 37187-2026), DLZ 1262-2013 화력발전소 가동 중 습식 굴뚝 내식·방청 기술 지침, YB/T 5353(니켈 합금판), ISO 12944 표면 등급 일반. 본문 정량 문턱값은 위 규격의 재료별 공개 요건을 인용한 것이며, 시공 두께와 스파크 검사 전압은 엔지니어링 통상 범위로 설계 문서와 현행 규정을 우선한다. 저자: Kexin New Materials (Guangdong) Co., Ltd. 기술 팀. 무역 조건: EXW/FOB만.