희생양극 원리를 적용한 해상 강구조물 방식성능 향상을 위한 연구 The Study for Corrosion Protection Performance Improvement of Marine Steel Structure Applying Sacrificial Anode Principle원문보기
건설산업에서 강재 및 강구조물의 부식은 사회적, 경제적 측면에서 심각한 문제로 대두 되고 있으며, 이에 대한 적절한 부식 방지 대책이 필요하다. 대부분의 강재는 자연에 노출되어 있어 부식되기 쉽고, 부식이 진행될 경우 강도가 저하되고 단기간에 사용이 불가능해지기 때문에 막대한 경제적 손실이 발생하게 된다. 특히, 해상에 위치한 강교나 풍력타워구조물 등의 강구조물은 염분에 직접적으로 노출되어, 육지에 위치한 구조물에 비해 혹독한 환경 하에 놓이게 된다. 또한, 접근이 용이하지 않고 보수가 쉽지 않아 유지관리 비용이 급격하게 증가하게 된다. 따라서, 해상 강구조물의 유지관리 비용절감 및 장수명 방식공법의 적용은 매우 중요한 과제이다. 본 연구에서는 현재 국내에서 강구조물 방식공법으로 적용되고 있는 공법의 특징과 한계를 고찰하고, 희생양극 원리를 이용한 용사식 ...
건설산업에서 강재 및 강구조물의 부식은 사회적, 경제적 측면에서 심각한 문제로 대두 되고 있으며, 이에 대한 적절한 부식 방지 대책이 필요하다. 대부분의 강재는 자연에 노출되어 있어 부식되기 쉽고, 부식이 진행될 경우 강도가 저하되고 단기간에 사용이 불가능해지기 때문에 막대한 경제적 손실이 발생하게 된다. 특히, 해상에 위치한 강교나 풍력타워구조물 등의 강구조물은 염분에 직접적으로 노출되어, 육지에 위치한 구조물에 비해 혹독한 환경 하에 놓이게 된다. 또한, 접근이 용이하지 않고 보수가 쉽지 않아 유지관리 비용이 급격하게 증가하게 된다. 따라서, 해상 강구조물의 유지관리 비용절감 및 장수명 방식공법의 적용은 매우 중요한 과제이다. 본 연구에서는 현재 국내에서 강구조물 방식공법으로 적용되고 있는 공법의 특징과 한계를 고찰하고, 희생양극 원리를 이용한 용사식 희생양극법을 해상강구조물 방식공법으로 적용하고자 하였다. 용사식 희생양극법 중 구조부재크기가 큰 구조물에 빠른 적층속도로 단시간 대면적 코팅이 가능하고, 운용비와 원료소재 측면에서 경제적인 장점을 지니고 있는 아크용사를 이용한 희생양극법을 선정하였다. 희생양극의 효과가 큰 아연(Zn)과 알루미늄(Al)을 분사해 코팅을 실시하고, Zn과 Al의 비율과 피막두께에 따른 내식성 및 물리적 평가를 실시하였으며, 부식 전․후 피막의 단면분석을 통해 Zn, Al 희생양극법 피막의 방식성능에 대한 연구를 진행하였다. 연구 결과, Al의 함량이 높아질수록 피막의 방식성능이 더 우수한 것으로 나타났고, Al을 15% 및 100% 사용한 경우 유사한 방식성능을 나타내었다. 하지만 Al은 Zn보다 가격이 비싸다는 단점이 있고, 미세구조분석 결과, Al을 15% 사용한 경우의 방식성능이 가장 우수한 결과를 나타내었으므로, Al을 15% 사용한 경우가 해상강구조물 방식공법으로 적용 시 경제적이면서도 효과적인 방식공법이 될 것으로 판단된다. 또한, 기존 문헌조사와 부식전위의 안정화 측면에서 용사식 희생양극법의 피막두께는 100㎛ 이상을 적용하는 것이 방식효과를 높일 수 있을 것으로 판단된다.
건설산업에서 강재 및 강구조물의 부식은 사회적, 경제적 측면에서 심각한 문제로 대두 되고 있으며, 이에 대한 적절한 부식 방지 대책이 필요하다. 대부분의 강재는 자연에 노출되어 있어 부식되기 쉽고, 부식이 진행될 경우 강도가 저하되고 단기간에 사용이 불가능해지기 때문에 막대한 경제적 손실이 발생하게 된다. 특히, 해상에 위치한 강교나 풍력타워구조물 등의 강구조물은 염분에 직접적으로 노출되어, 육지에 위치한 구조물에 비해 혹독한 환경 하에 놓이게 된다. 또한, 접근이 용이하지 않고 보수가 쉽지 않아 유지관리 비용이 급격하게 증가하게 된다. 따라서, 해상 강구조물의 유지관리 비용절감 및 장수명 방식공법의 적용은 매우 중요한 과제이다. 본 연구에서는 현재 국내에서 강구조물 방식공법으로 적용되고 있는 공법의 특징과 한계를 고찰하고, 희생양극 원리를 이용한 용사식 희생양극법을 해상강구조물 방식공법으로 적용하고자 하였다. 용사식 희생양극법 중 구조부재크기가 큰 구조물에 빠른 적층속도로 단시간 대면적 코팅이 가능하고, 운용비와 원료소재 측면에서 경제적인 장점을 지니고 있는 아크용사를 이용한 희생양극법을 선정하였다. 희생양극의 효과가 큰 아연(Zn)과 알루미늄(Al)을 분사해 코팅을 실시하고, Zn과 Al의 비율과 피막두께에 따른 내식성 및 물리적 평가를 실시하였으며, 부식 전․후 피막의 단면분석을 통해 Zn, Al 희생양극법 피막의 방식성능에 대한 연구를 진행하였다. 연구 결과, Al의 함량이 높아질수록 피막의 방식성능이 더 우수한 것으로 나타났고, Al을 15% 및 100% 사용한 경우 유사한 방식성능을 나타내었다. 하지만 Al은 Zn보다 가격이 비싸다는 단점이 있고, 미세구조분석 결과, Al을 15% 사용한 경우의 방식성능이 가장 우수한 결과를 나타내었으므로, Al을 15% 사용한 경우가 해상강구조물 방식공법으로 적용 시 경제적이면서도 효과적인 방식공법이 될 것으로 판단된다. 또한, 기존 문헌조사와 부식전위의 안정화 측면에서 용사식 희생양극법의 피막두께는 100㎛ 이상을 적용하는 것이 방식효과를 높일 수 있을 것으로 판단된다.
Corrosion of steels and steel structures in the construction industry is becoming a serious problem in terms of social and economic aspects, and proper corrosion prevention measures are needed. Most of the steel is exposed to nature, so they are easily corroded, and when the corrosion proceeds, the ...
Corrosion of steels and steel structures in the construction industry is becoming a serious problem in terms of social and economic aspects, and proper corrosion prevention measures are needed. Most of the steel is exposed to nature, so they are easily corroded, and when the corrosion proceeds, the strength is lowered and it becomes impossible to use in a short time, resulting in a great economic loss. In particular, steel structures such as steel bridges and wind tower structures located in the sea are directly exposed to salinity, so they are placed in a harsh environment as compared to structures located on land. Also, since the approach and the maintenance is difficult, the maintenance cost increases drastically. Therefore, it is very significant problem to reduce the maintenance cost of marine steel structures and to apply of the long-life corrosion protection technology. In this study, the characteristics and limitations of the method which is applied to the steel structure corrosion protection technology in domesticity are considered, and the thermal spray type of sacrificial anode method using the principle of sacrificial anode tried to apply as the corrosion protection technology of marine steel structure. The sacrificial anode method using the arc spraying, which has possible to coat a large area for a short time, low operating cost and economical advantage in terms of raw materials, is selected from the thermal spray type of sacrificial anode method. Zinc and aluminium, which have a large effect on the sacrificial anode, are sprayed to perform coating. Corrosion resistance and physical evaluation were carried out according to ratio and film thickness of Zn and Al. And a study on the corrosion protection performance of the Zn and Al sacrificial anodic films was conducted through a cross section analysis of the film before and after the corrosion. As a result of the study, the corrosion protection performance of the film was better as the content of Al was increased, and the corrosion protection performance was similar in the film using Al 15% and 100%. However, since Al has a disadvantage that its price is higher than that of Zn. And the microstructure analysis results show that the corrosion protection performance of the film using 15% of Al is the best, and it is considered that the film using 15% of Al is an economical and effective corrosion protection technology when applied to the marine steel structures. In addition, it is considered that the film thickness of the thermal spray type of sacrificial anode method is more than 100㎛ in terms of investigation of the studying literature and corrosion potential stabilization.
Corrosion of steels and steel structures in the construction industry is becoming a serious problem in terms of social and economic aspects, and proper corrosion prevention measures are needed. Most of the steel is exposed to nature, so they are easily corroded, and when the corrosion proceeds, the strength is lowered and it becomes impossible to use in a short time, resulting in a great economic loss. In particular, steel structures such as steel bridges and wind tower structures located in the sea are directly exposed to salinity, so they are placed in a harsh environment as compared to structures located on land. Also, since the approach and the maintenance is difficult, the maintenance cost increases drastically. Therefore, it is very significant problem to reduce the maintenance cost of marine steel structures and to apply of the long-life corrosion protection technology. In this study, the characteristics and limitations of the method which is applied to the steel structure corrosion protection technology in domesticity are considered, and the thermal spray type of sacrificial anode method using the principle of sacrificial anode tried to apply as the corrosion protection technology of marine steel structure. The sacrificial anode method using the arc spraying, which has possible to coat a large area for a short time, low operating cost and economical advantage in terms of raw materials, is selected from the thermal spray type of sacrificial anode method. Zinc and aluminium, which have a large effect on the sacrificial anode, are sprayed to perform coating. Corrosion resistance and physical evaluation were carried out according to ratio and film thickness of Zn and Al. And a study on the corrosion protection performance of the Zn and Al sacrificial anodic films was conducted through a cross section analysis of the film before and after the corrosion. As a result of the study, the corrosion protection performance of the film was better as the content of Al was increased, and the corrosion protection performance was similar in the film using Al 15% and 100%. However, since Al has a disadvantage that its price is higher than that of Zn. And the microstructure analysis results show that the corrosion protection performance of the film using 15% of Al is the best, and it is considered that the film using 15% of Al is an economical and effective corrosion protection technology when applied to the marine steel structures. In addition, it is considered that the film thickness of the thermal spray type of sacrificial anode method is more than 100㎛ in terms of investigation of the studying literature and corrosion potential stabilization.
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