고밀도 폴리에틸렌 배관의 기계적 물성에 미치는 오존의 영향

국문 초록 (Abstract)

디스플레이 제조 공정에서는 초순수 증류수 (DIW: Deionized Water)에 산화력이 강한 오존 가스를 강제로 용해 시켜 오존 수를 만들어 웨이퍼 위에 있는 금속성 이온을 용해한다. 이 과정을 거친 오존 수는 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE: High Density Polyethylene, 이하 HDPE) 재질의 배관을 통해 폐수 처리 탱크로 이송된다. 그러나 최근 디스플레이 산업현장에서 HDPE 재질의 오존 폐수 배관에서 2년간 35회가 넘는 배관 균열 사고가 발생하였다. 또한 OLED 패널의 생산량 증가로 오존 폐수 배관의 충수 비율이 약 20%에서 약 90%로 높아지면서, 배관 내의 기층부 오존 농도는 약 14배로 증가하였다. 오존 가스는 인체에 대한 유독성이 매우 크다. 또한, 폐수 배관을 시공할 때 우회 배관을 따로 시공하지 않기 때문에 배관에 문제가 발생할 경우 배관 보수가 완료되는 시점까지 생산을 중단해야 하는 문제가 있다. 본 논문에서는 사용 전후 HDPE 소재 배관의 기계적 물성을 비교하여 보았다. 그 결과 5년간 오존 가스에 노출된 HDPE 배관은 미사용 배관에 비교하여 인장 강도, 연신율, 내압 파열강도, 충격에너지, 경도 등의 저하가 발생 되었으며, 배관 표면에 산화와 미세 균열이 발생하여 사용 안전성이 매우 저하되었음을 확인하였다. HDPE 배관에서 환경에 의한 균열이 발생하기 전에 주기적인 점검이 중요함을 확인할 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In the display manufacturing process, high-density polyethylene (HDPE) piping is used for deionized water waste where ozone gas is dissolved. In the past two years, 35 cracks were found in HDPE piping at display manufacturing sites. Leaked ozone gas from cracks is highly toxic to the human body. In this study, the properties of HDPE pipes were compared before and after use for five years. For this purpose, specimens were obtained from new pipes that had never been used and old pipes that had been used for five years to handle wastewater with ozone gas. Old pipes had a decrease in tensile strength, percent elongation, burst strength under internal pressure, impact strength, hardness, etc., compared to new ones. Oxidation and micro-cracks also occurred on the surface of pipes after use for five years, which significantly reduced their safety. This study shows the importance of periodic inspection of HDPE pipes before cracks occur.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• 1. 서론
• 2. 사용 전후 HDPE 배관의 물성 측정 실험
• 3. 사용 전후 HDPE 배관의 물성 측정 결과
• 4. 결론
• References