부식시험 전후 무게 차이, 그대로 계산하면 틀릴 수 있다: 시험편 세척의 함정

부식시험 전 시험편의 질량이 50.000 g이고 시험이 끝난 뒤 49.900 g이라면, 금속이 0.100 g 부식됐다고 바로 계산해도 될까요?

중량감소법의 계산식만 보면 그렇게 보입니다. 하지만 시험 후 질량을 재기 전에 반드시 거치는 과정이 하나 있습니다. 표면에 붙어 있는 부식생성물을 제거하는 세척 과정입니다. 이 단계가 제대로 통제되지 않으면 실제 부식량보다 작게도, 크게도 측정될 수 있습니다.

그래서 질량감소 부식시험에서는 저울의 정밀도만큼이나 무엇을 얼마나 제거했는가가 중요합니다.

시험이 끝난 시험편을 그대로 재면 왜 안 될까?

부식시험이 끝난 금속 표면에는 녹, 산화물, 침전물 등 여러 형태의 부식생성물이 남아 있을 수 있습니다. 이 물질은 원래 시험편의 금속 질량과는 별개이지만 저울에서는 시험편과 함께 측정됩니다.

따라서 부식생성물이 충분히 제거되지 않은 채 최종 질량을 측정하면 시험편이 실제보다 무겁게 측정될 수 있습니다. 그러면 계산되는 질량감소량은 실제보다 작아지고, 결과적으로 부식을 과소평가할 가능성이 생깁니다.

그렇다고 표면이 완전히 반짝일 때까지 무조건 강하게 세척하는 것도 답은 아닙니다.

덜 닦아도 문제, 너무 닦아도 문제다

세척 상태	최종 질량에 미치는 영향	질량감소 결과
부식생성물이 남음	실제보다 무겁게 측정될 수 있음	부식량을 작게 평가할 수 있음
적절히 제거	부식으로 잃은 금속 질량에 가까워짐	해석 신뢰성이 높아짐
모재까지 제거	실제보다 가볍게 측정될 수 있음	부식량을 크게 평가할 수 있음

세척의 목표는 단순히 시험편을 깨끗하게 만드는 것이 아닙니다. 부식생성물은 제거하되 원래의 모재는 가능한 한 제거하지 않는 것입니다.

ASTM G1과 ISO 8407이 시험 후 부식생성물 제거 절차를 별도로 다루는 이유도 여기에 있습니다. 중량감소법에서 세척은 결과를 내기 전의 단순 준비작업이 아니라 측정 과정의 일부입니다.

모재까지 녹여버리면 부식량이 부풀려진다

화학 세척액이나 기계적인 세척을 사용했는데 부식생성물뿐 아니라 건전한 모재까지 일부 제거됐다고 가정해보겠습니다.

시험 중 실제 부식으로 0.095 g이 손실됐는데 세척 과정에서 추가로 모재 0.005 g이 제거됐다면 저울에서는 총 0.100 g이 줄어든 것처럼 보입니다. 이 값을 전부 부식손실로 계산하면 세척으로 없어진 금속까지 부식량에 포함시키게 됩니다.

이 차이는 질량감소가 큰 시험에서는 작게 느껴질 수 있지만, 실제 부식량이 매우 작은 시험에서는 상대적인 영향이 커질 수 있습니다. 시험 간 차이가 작은 재료를 비교할 때도 세척 오차가 결과의 순서를 바꿀 수 있으므로 주의해야 합니다.

그래서 부식되지 않은 대조 시험편을 같이 세척한다

세척 과정이 모재를 얼마나 제거하는지 확인하는 한 가지 방법은 같은 재질의 부식되지 않은 대조 시험편에 동일한 세척 절차를 적용하는 것입니다.

대조 시험편도 세척 전후 질량이 감소했다면 그 차이는 시험환경에서 발생한 부식손실이 아니라 세척 과정 자체에서 발생한 금속손실을 반영합니다. ASTM G1은 이러한 대조 시험편을 이용해 세척으로 발생한 금속손실을 파악하고 부식 질량감소를 보정하는 접근을 제시합니다.

항목	예시 값	의미
시험편의 겉보기 질량감소	0.100 g	부식 + 세척에 의한 손실이 포함될 수 있음
대조 시험편의 세척 질량감소	0.005 g	동일 세척 과정에서 발생한 모재 손실의 지표
보정 질량감소 예시	0.095 g	0.100 − 0.005 g

위 숫자는 계산 원리를 설명하기 위한 예시입니다. 실제 시험에서는 동일 재질·동일한 세척 조건의 적합성, 시험 규격의 요구사항, 표면 상태 등을 함께 검토해야 합니다.

한 번 닦고 끝내지 않고 질량 변화를 추적하는 이유

부식생성물이 단단하게 붙어 있거나 세척제가 모재에도 영향을 줄 가능성이 있다면 한 번의 세척 결과만 보고 어디까지가 부식생성물 제거이고 어디부터가 모재 손실인지 판단하기 어려울 수 있습니다.

ASTM G1과 ISO 8407에서는 반복 세척 과정에서 질량 변화를 확인하는 방법을 다룹니다. 초기에는 부식생성물이 제거되면서 질량이 크게 변하고, 부식생성물이 사라진 뒤에도 세척을 계속하면 모재 자체가 제거되면서 또 다른 질량감소 경향이 나타날 수 있습니다.

이 접근의 핵심은 “몇 분 세척하면 무조건 끝”이라는 고정시간을 만드는 것이 아니라, 세척 자체가 시험편 질량에 어떤 영향을 주고 있는지 확인하는 것입니다.

세척 방법이 달라지면 시험 결과 비교도 어려워진다

시험편 A는 약하게 솔질하고, 시험편 B는 더 오래 화학세척하고, 시험편 C는 강한 기계세척을 했다면 세 시험편의 최종 질량 차이가 부식환경 때문인지 세척방법 때문인지 분리하기 어려워집니다.

따라서 동일 시험군에서는 재료와 생성물에 적합한 세척방법을 정하고 세척액, 시간 또는 반복횟수, 기계적인 세척 조건, 건조와 최종 계량 절차 등을 가능한 한 일관되게 관리하는 것이 중요합니다.

ASTM G31도 실험실 침지 부식시험의 결과에 영향을 주는 요소로 시험편, 시험조건뿐 아니라 시험 후 세척방법과 결과 해석을 함께 다룹니다. 부식속도 숫자 하나만 기록하고 시험편을 어떻게 처리했는지 남기지 않으면 나중에 결과를 재현하거나 다른 시험과 비교하기 어려워집니다.

질량감소 값을 받았다면 계산 전에 확인할 것

• 최종 질량은 부식생성물 제거 후 측정한 값인가?
• 사용한 세척방법이 해당 금속과 부식생성물에 적합한가?
• 세척 과정에서 모재가 제거될 가능성을 확인했는가?
• 같은 시험군에 동일한 세척 절차를 적용했는가?
• 필요한 경우 부식되지 않은 대조 시험편의 세척 손실을 확인했는가?
• 세척 전후의 질량과 세척조건을 시험기록에 남겼는가?

저울의 숫자보다 먼저 봐야 하는 과정

중량감소법의 계산식 자체는 복잡하지 않습니다. 어려운 부분은 계산식에 넣는 질량값이 실제 부식손실을 얼마나 잘 반영하고 있는지 확인하는 일입니다.

부식생성물이 남아 있으면 손실량을 작게 볼 수 있고, 반대로 세척하면서 모재까지 제거하면 손실량을 크게 볼 수 있습니다. 그래서 시험 결과를 비교할 때는 최종 질량만 보는 것보다 어떤 방법으로 부식생성물을 제거했고, 세척에 의한 모재 손실을 어떻게 확인했는지를 함께 봐야 합니다.

참고자료

• ASTM International, ASTM G1-25, Standard Practice for Preparing, Cleaning, and Evaluating Corrosion Test Specimens.
• ASTM International, ASTM G31-21(2025), Standard Guide for Laboratory Immersion Corrosion Testing of Metals.
• ISO 8407:2021, Corrosion of metals and alloys — Removal of corrosion products from corrosion test specimens.
• ISO 8407:2021/Amd 1:2025, Amendment 1.

※ 본 글은 부식시험 원리와 결과 해석을 이해하기 위한 교육·참고용 정보입니다. 실제 시험에서는 적용 규격의 최신 원문, 재료별 세척조건, 시험실 절차 및 안전 요구사항을 확인해야 합니다.