어릴 적 집 대문이 철 대문이라 한쪽 끝에 빨갛게 녹이 피기 시작하더니 점점 번져 대문 한쪽에 5센티 정도 구멍이 났지만 그냥 뒀던 기억이 있다. 어차피 녹은 계속 피는 거고, 그렇다고 그 정도로 바꾸긴 뭐하고. 도둑이 들어오려면 그냥 담을 넘어오지 5센티 짜리 구멍으로 들어오려고 애쓸 리도 없다고 생각했기 때문이다.
아마도 철 대문이었던 집들은 대부분 그런 경험이 있을 것이다.
또각또각
그 왜 가끔 6월만 되면 휴전선 근처에 굴러다니는 녹이 슨 철모를 보면 숙연해지지 않는가? 지금은 그 철모들이 거의 탄소 섬유 재질(미군은 케블러나 스펙트러 따위, 우리는 강화 나일론(?) 따위)로 대체되었다. 어떻게 보면 플라스틱 재질의 일종이기 때문에 전쟁이 지난 몇 십년 후에도 철모가 멀쩡해 녹 슨 철모를 보고 숙연함을 느낄 일은 없을 것이다. 그땐 지금과는 또다른 언론 플레이가 필요하겠지.
가장 궁금한 게 왜 녹이 '핀다'라는 표현을 쓸까 하는 것이다. 꽃도 아닌데 왜 '피다'라는 말을 쓰게 된 것일까? 강철판에 녹이 필 때면 동그랗게 생기기도 하는데 그 때문인지, 아님 페인트로 된 표면을 뚫고 나올 때 군데군데 나타나는 것이 꽃이 피는 것처럼 보이기 때문인 것인지 아니면 그런 핀다는 의미가 아닌데 나막신이 엉뚱한 방향으로 유도하고 있는 것은 아닌지...? 여하튼 국어 사전에서는 찾을 수가 없었다.
녹이 '슬다'라는 표현은 사전에 나온다. 음, 그럼 '핀다'는 부산 쪽 사투리인가? 마지막으로 발청이라는 표현을 쓰는데 이것은 한자로 청색이 생긴다는 의미로 국어 사전에도 안 나오는 걸로 봐서 일본말이지 싶다. 원체가 기술 용어라는 것들이 일본어에서 온 게 많기 때문에 어쩔 수가 없다.
녹이란 표현은 우리가 녹색이라고 부르는 '록(綠)'의 두음현상(아, 유식해 보인다, 무식하게 Rock 아니다)에 의한 표현이다. 대략적인 유래가 구리가 녹이 피면 녹색으로 보이는데 동록(銅綠)이라고 부르던 데서 싸잡아서 녹으로 만들어진 것 같다. 청동기가 철기보다 앞서니까 녹이라는 개념도 동에서 생겨난 게 맞는 거 같다. 석기 시대에서 온 거 아니냐고? 무식하게 돌이 녹스는 거 봤나? 녹슨 돌이 있다면 그건 돌이 녹이 슨 게 아니고 돌 안에 철 성분이 있기 때문이다.
클리앙 깜찍슈기님 사진임당.
저렇게 녹이 피었다고 해서 무너지지는 않는다
녹(Rust). 흔히 아는 녹이란 강철의 표면에 빨갛게 피어나는, 만져보면 부스러져 나가는 그런 게 생각이 날 것이다. 정의부터 내려보자면 금속이 부식에 의해 만들어지는 생성물이 녹이다. 부식이란 건 흔히 공기 중의 수분이나 물에 직접 접촉했을 때 뿐만이 아니라 고온 상황 하에 노출되었을 때 금속 표면부터 화학 반응이 일어나서 침식되어 점점 떨어져 나가는 걸 말한다.
부식이 일어나는 이유는 쉽다. 전에도 한번 이야기한 적이 있는데(벌써 모른다고 고개를 절레절레 흔드는 회원들이 있구마) 금속 자체보다는 부식되어 있는 쪽이 에너지가 작기 때문에 자연스러운 현상이다.
꼭 자기가 에너지랑은 관계가 없더라도 접촉하고 있는 다른 물질이 에너지가 높다면 그 접촉 물질이 자기 에너지를 없애려 상대방을 부식시킬 수도 있다. 거 왜 가끔 스스로의 욕구 불만을 친구에게 방출하여 공포 분위기 조성하는 사람들 있지 않은가? 애완동물 가게를 하는 후배 녀석은 반가움의 표시로 물어뜯곤 하는데 그 무는 정도가 진짜 어딘가 떨어져 나갈 정도로 아프게 한다. 이 녀석이 가게에서 광견병이 옮은 건지...헉, 그럼 나도 광견병 환자? 아니, 그럼 지금까지 나막신이 지 혼자 글 쓰며 미친 것처럼 설치는 것이 광견병의 영향...
병원 가야겠군. ㅡ_-;;; 강철이 유독 물과 닿으면 녹이 핀다는 것만 흔히 생각하는데 녹에는 더 여러 가지가 있다. 산소와 반응한 산화물, 물과 반응한 수화물 등등 겉보기와는 달리 여러 가지가 있다. 산소, 물, 각종 산, 염기(알칼리) 등등이 있다. 일단 가장 흔한 철에 녹이 피는 과정부터 보자. 공기 중의 이산화탄소와 수분에 의해서 먼저 탄산철 FeCO3가 생기고, 이것이 수분과 산소에 의해 분해되어 적갈색의 Fe2O3, nH2O 과 CO2가 되는 반응을 반복하는 데서 생긴다. 이 과정에 대해서는 나막신도 처음 알았다.우리끼리 얘기할 때에도 녹이라고 하면 물은 생각도 안 하고 Fe2O3만 이야기하는데 물도 붙어 있다. 헉, H2O가 물인지 몰랐단 말인가? n은 단지 몇 개의 분자가 붙는지 나타내는 수학의 n과 같은 개념이다. 우와, 나막신 많이 유식해졌다. ㅡ,.-V.
반응이 계속적으로 일어나기 때문에 녹을 제거해도 계속 생겨나는 것이다. 여기서 무서운 얘기 하나. 건축물 올릴 때 왜 철근 콘크리트를 쓰지 않나? 건축을 전공한 친구녀석에게 들은 것인데 원래 그 안에 들어갈 철근은 절대로 녹이 피어 있어서는 안 되고 콘크리트를 부은 뒤에도 충분히 건조를 시키고 덮어야 한다는 것이었다. 그런데, 우리 나라가 그걸 지킬리 만무하니 녹이 피었는지, 충분히 말랐는지 확인해 보지도 않고 무조건 덮어 버린다. 그렇게 되면 결과는 뻔하지 않나? 철근은 그 안에서도 계속 녹이 진행된다. 고로 재수 없으면 수명보다 더 빨리 무너지는 부실 공사가 되는 것이다.
그러나, 이 사이비 같은 녀석이 이건 틀린 얘기라고 한다(이런 넘이 건축 공학을 전공하니 우리 나라 건축의 앞날이 암담하지 ㅡ,.ㅡ). 아래는 건축 관계에 있으신 클리앙 회원 forever님이 바로 잡아주신 부분이다.
------------소량의 녹은 철근의 부착강도를 높여 구조체를 더욱 안정적(철근은 인장, 콘크리트는 압축)으로 만듭니다. 그리고 철은 산성, 콘크리트는 알칼리성이기 때문에 서로 중화작용에 의해 완전히 콘크리트로 덮여 있으면 녹이 더 이상 진행하지는 않습니다. 그리고, 콘크리트에서 수분이 완전히 증발해서 절대건조상태로 가려면 5년 이상 시간이 걸리며, 초기 1년에 약 70~80% 정도의 수분이 외부로 나간다고 보시면 됩니다. 마지막으로 건축을 전공하고, 건설회사에서 10년 정도 공사업무를 담당했는데 건설업하면 모두들 부실공사만 생각하는 것 같아서 마음이 많이 아픕니다…
자, 여기서 하나 짚고 넘어가야 할 것이 있다. 녹이 잘 핀다고 해서 무조건 녹이 잘 슨다는 건 아니다. 어감이 좀 이상하나? 그러면 어떻게 표현하면 좋을까? 우리끼리 얘기할 땐 그냥 녹이 너무 잘 피기 때문에 더 이상 녹이 피지 않는다고 얘기한다. 에이~, 위에 '슨다'를 '핀다'와 바꾼 것과 결국 똑같은 설명이 되어버렸다. ㅡ,.ㅡ;; 전에 말했던 반응성이 아주 강한 금속들을 기억할 것이다. 나트륨이니 마그네슘이니 하는 것들. 나트륨이나 마그네슘이나 그 자체로는 쓰이지 않으니 알루미늄을 예로 들자.
(알루미늄이랑 거의 동일한 산화 특성을 보인다고 알고 있다)
알루미늄의 원래색은 은백색이다. 근데 실제로 우리가 보는 알루미늄의 색은 대부분 회백색이다. 이건 알루미늄의 표면이 산화되어 알루미늄 녹이 덮여 있기 때문이다. 이 피막은 너무나 치밀하여 더 이상 아래의 금속 표면이 산화되지 않는다.
스뎅의 경우도 마찬가지다. 실제로는 스뎅에 함유되어 있는 크롬이 산화하여 표면을 덮고 있는 것이다. 티탄의 경우도 티탄 산화물이 표면을 덮고 있다. 전부가 표면이 산소와 반응하여 산화 피막을 형성하기 때문이다.
덕분에 이런 녀석들의 표면에 전기 도금을 할 경우가 생기면 이 산화 피막을 깨지 않으면 도금이 다 들고 일어나 버리는 경우가 있다. 녹과는 다르게 스케일이라고 표현하는 게 있다. 이건 주로 열처리 등 고온에서 생성되는 것으로 고온에서 열처리 혹은 가공 시에 산소와 금속 표면이 반응하여 일종의 막이 형성되는 것이다. 이 산화 스케일도 거의 대부분이 좋지 않은 쪽으로 작용하기 때문에 열처리나 가공 시에 산소가 들어가지 않도록 만들어 준다.
녹이 피지 않도록 하는 방법에 대해 알아보자. 새로 만든 철대문 같은데 무광택의 시뻘건 페인트가 칠해진 걸 본 적이 있을 것이다. 그리고, 이걸 광명단이라고 부르는 것도 들어봤을 것이다. 이건 산화납에다 산화철을 주성분으로 하는 것으로 이 산화납을 따로 광명단이라고 부르는 모양인데 이 때문에 그런 이름으로 불리는 것 같다. 이렇게 칠해 놓으면 거의 녹이 피지 않는데 납성분 때문에 문제가 되어 다른 종류의 페인트가 개발되고 있긴 하지만 여전히 높은 방청 성능 때문에 많이 쓰이고 있다. 그 위에 페인트를 바르면 외관상 완벽해진다. 녹이 피지 않는 나무 같은 데는 광명단을 바를 필요가 없다. 혹시나 하는 노파심에서 하는 얘기다.
가끔 녹이 피는 금속 표면을 보면 광명단이 발려 있지 않고 바로 페인트가 발라져 있는 경우가 있는데 부실 공사다. 혹 집에서 녹이 잘 피는 금속을 칠해야 할 일이 있으면 참고하시라. 앞에서처럼 일부러 표면에 녹을 만들어서 방지하는 방법이 있다.
Anodizing 처리(한글로 양극 산화 처리)라고 +극으로 만든다는 뜻인데 금속을 +극으로 해서 강제로 표면을 산화시킨다. 이렇게 산화시킨 표면은 흔히 생각하는 녹과 달리 표면이 치밀하여 더이상 녹이 슬지 않는데다 다양한 색깔을 낼 수 있어 표면 처리로 많이 쓰인다. 알루니늄, 티타늄, 마그네슘에 많이 쓰이며 자동차용 알루미늄 합금의 경우 대부분이 아노다이징 처리가 되어 있다.
군에서 M-16이나 K-2를 봤다면 분명 새총은 검은 색인데 갈수록 바탕의 알루미늄 색깔인 회색이 나타나는 걸 본 적이 있을 것이다. 새총(새 잡는 고무줄 새총 아니다)을 본 적이 없다고? 그럼 그냥 그렇다고 생각해라. 이 검은색은 Pakerizing이라고 표면에 인산염 피막을 형성시키는 것이다. 그러나, 총에서도 보이듯이 오래 되면 닳아서 떨어진다. 이걸 모른다면 짧게 갔다 오면서도 총이라면 지겨운 나막신보다도 군경력이 의심스럽다.
파커라이징 처리 전(걍 강철 표면)(위), 파커라이징 처리 후(검은색 표면)(아래)
아노다이징과 파커라이징의 차이. 아노다이징은 전기적인 처리이고 파커라이징은 화학적인 처리다.희생 양극이란 재밌는 게 있다. 나만 재미있나? 이온화 경향에 따라(여러 번 나왔으니 이제 더 이상 설명 안 한다. 지금까지 다른 거 봐왔는데도 모른다면 나도 답이 없다) 보호하려는 금속(철이라고 가정하자)보다 경향이 큰 금속(철에는 주로 아연이 붙는다)을 맞붙여 놓으면 부식 환경 하에서 아연이 먼저 부식되어 떨어져 나간다. 아연이 다 떨어져 나간 뒤에야 철이 부식되기 시작한다. 아연이 희생 양극의 역할을 하는 것이다. 성질 급한 넘이 먼저 나가 떨어지는 것이다. 이 바닥이 다 그런 거 아니겠어? 주로 대형 선박에 쓰인다고 들었는데, 물론 방청 도장을 하지만 이렇게 희생 양극으로 아연을 붙여 놓으면 도장은 크게 손 볼 필요가 없고(이래저래 달라붙는 조개 따위만 처치하면 된다) 부식된 아연판만 새 것으로 교체하면 된다. 도금도 한 가지 방법이다. 표면에 페인트처럼 부식이 안 되는 걸 한겹 씌워 놓으면 아래 쪽의 금속은 부식이 안된다. 도금은 두 가지 방법이 있다. 전기적인 방법과 화학적인 방법. 전기적인 방법은 도금을 하고자 하는 금속을 - 극으로 물려놓고 전기를 통하면 금속 이온이 들러붙는다. 화학적인 도금은 도금하고자 하는 금속을 액체 상태로 녹아있는 다른 금속에다 직접 담그는 것이다. 일반적으로 도금이라 함은 전기 도금을 말한다. 사실 도금은 이런 녹 방지 목적도 있지만 외관을 좋게 만들거나 강도를 강하게 하는 등 여러 가지 다른 목적이 있으므로 다음에 이야기하도록 하자. 위에 것들이 다 귀찮다면 그냥 원하는 곳에 구리스(원래는 그리스(grease)가 맞으나 통칭이 구리스이므로 그냥 쓴다) 등의 기름 성분만 발라도 효과가 있다. 초로 문질러 놔도 괜찮다. 정 맘에 안들면 애초에 녹이 안 피는 재료를 사는 것도 한 방법이다.
마지막으로 이미 녹이 난 걸 없애는 방법만 떠들고 끝내자. 그냥 강철이라면 표면의 녹을 벗길 때 한 가지 생각해야 할 것이 있다. 결국엔 다시 녹이 핀다는 것이다. 약간 녹이 난 강철판을 깨끗하게 하겠다고 사포로 바짝 밀어버리면 처음에야 은빛으로 반짝반짝 빛날지 몰라도 곧 원래 녹이 없던 데까지 다 들고 일어나 버린다. 이건 사포로 문지르는 순간 녹이 없던 비교적 안정되어(?) 있던 표면까지 다 밀어버려 오히려 녹을 촉진시켜버리는 것이다. 차라리 WD-40 같은 녹 제거제를 가지고 인내심을 가지고 지워질 때까지 천천히 문지르는 게 낫다. 정 뭔가로 박박 문지르고 싶다면 차라리 철물점에 가서 철솔(철솔이나 황동솔)을 구해다 문질러라.
정말 녹이 깊게 파고 들어갔다면 사포로 밀어라. 단 사포로 밀어버린 이후에는 필히 위에다 광명단을 바르던지 기름칠이라도 해놓던지 처리를 좀 해라. 양초도 기름 성분이라 문질러 놓으면 효과가 있다고 한다. 안그러면 앞에 말했던 것처럼 된다. 산에다 퐁당 담궈버리는 방법도 있다. 약국 가면 청소용으로 염산을 구할 수 있을 것이다. 그게 농도가 얼마나 되는지는 모르겠는데 산이니까 녹을 것이다. 단 녹이 먼저 제거되긴 하지만 오래 담궈놓으면 녹뿐만 아니라 철 자체도 파먹고 들어가므로 너무 오래 담궈두는 것은 삼가해라. 얼마나 담궈두면 되냐고? 보고 녹이 없어졌다 싶을 때까지만 담궈둬라. 농도가 묽으면 묽을수록 오래 담궈놔야 하니까 아마도 좀 담궈놔야 할 거다.
산에다 담글 때 산의 온도를 조금 높이면 좀 더 좋은, 빠른 효과(?)를 얻을 수 있지만 숨쉬기도 힘든 냄새가 폴폴 날 수 있으므로 주의하자. 산을 다룰 땐 필히 후드가 장착되어 있거나 환기가 잘 되는 환경에서 해야 한다. 화장실 청소에 염산을 써본 분이라면 어떤 냄새가 나는지 잘 알 것이다. 단, 산 성분이 잔류하게 되면 녹을 더 촉진시키므로 필히 흐르는 물에 한참을 헹구고 바로 비누칠을 하여 중화처리를 한번 더 해주는 게 확실하다. 그리고 물기가 마르고난 후에는 뭔가 위에다 발라놔라. 사포랑 밀어버린 상태와 비슷하게 되기 땜에 그냥 두면 녹이 피기 쉽다. 그런데 산은 정말 절실한 경우가 아니라면 하지 마라. 위험하다. 가령 칼이라고 하자. 칼을 못 쓰게 되면 다시 사면 그만이지만…사람을 못 쓰게 되면…ㅡ,.ㅡ;;
왕수(王水)라는 게 있다. 한자만 보면 무슨 왕과 관련된 물 같은데 영어로는 ‘Aqua Regia’라고 쓴다. 이건 왕이 마시는 물이나 쓰는 물이 아니고 염산과 질산을 혼합해 놓은 초강력 산이 되겠다. 산에 아주 안정하다는 금, 은, 백금 따위도 여기에 빠뜨려 놓으면 녹을 정도로 아주 강력한 산이다. 웬만한 금속 표면의 녹도 넣었다 꺼내면 없어진다. 좀 오래 담궈놓으면 녹 뿐만 아니라 원래 금속도 천천히 녹아버린다. 그런데, 이건 공업적인 방법이고 상당히 위험하므로 일반인은 사용하지 마시라. 염산은 약국에 팔지 몰라도 질산은 위험물이라 아무데서나 구할 수 없을 것이다. 그러니까 오늘의 결론은 어디 가서 산이나 왕수란 걸 보게 되면 가까이 가지 말란 얘기다.
