본 논문에서는 알루미늄 철도차량 소재(A6005A) 차체, 차체 및 부품 간 볼트 결합부에 부식이 발생함에 따라, 철도차량 세척용 세척제, 수돗물, 염수 등 주요 외부 환경요인에 대하여 알루미늄 시편에 대한 부식시험을 수행하였다. 또한 차체 및 부품 간 결합부의 부식이 발생함에 따라 탄소강볼트, 다크로 볼트, 전기아연도금 볼트, 지오매트 볼트, ...
요 약
제 목 : 볼트의 표면처리 방식에 따른 알루미늄 철도차량 차체 부식 방지 개선 연구
본 논문에서는 알루미늄 철도차량 소재(A6005A) 차체, 차체 및 부품 간 볼트 결합부에 부식이 발생함에 따라, 철도차량 세척용 세척제, 수돗물, 염수 등 주요 외부 환경요인에 대하여 알루미늄 시편에 대한 부식시험을 수행하였다. 또한 차체 및 부품 간 결합부의 부식이 발생함에 따라 탄소강볼트, 다크로 볼트, 전기아연도금 볼트, 지오매트 볼트, 델타 볼트 등 내식성 있는 볼트를 선정하여 알루미늄과 결합하는 이종금속간의 부식 상대성을 함께 비교하였다. 수돗물 35℃를 유지하여 각 시편에 대하여 500시간 완전침지 시킨 결과 수돗물은 알루미늄·탄소강볼트 시편에서는 알루미늄은 미약한 부식이 진행되었으나, 아연으로 표면처리한 각 볼트와 결합한 알루미늄 시편에서는 무게가 증가하는 것을 확인하였다. 이는 중성의 수돗물에서는 알루미늄이 부동태 피막을 형성하여 부식이 진행되지 않아 알루미늄이 가장 안전한 상태임을 확인할 수 있었다, 세척제는 35℃를 유지하여 각 시편에 대하여 500시간 완전침지 시킨 결과 세척제는 알루미늄, 알루미늄과 결합한 각 볼트의 시편 모두 부식을 발생하였다. 아연으로 표면처리한 볼트와 시편에서는 침지 초기에는 아연의 희생양극으로 알루미늄이 보호되었으나 시간이 경과함에 따라 소지금속인 철과 노출되어 전위역전 현상이 발생함에 따라 부식이 가속화되는 것을 확인하였다. 염수 35℃ 5%을 유지하여 각 시편에 대하여 염수분무 시험을 진행한 결과 알루미늄, 알루미늄과 결합한 각 볼트 시편 모두 부식이 발생하였다. 세척제 침지 시험과 동일하게 시험 초기 아연의 희생양극으로 알루미늄이 보호되었으나 시간이 경과함에 소지금속인 철과 노출되어 전위역전 현상이 발생함에 따라 부식이 가속화되는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 부식을 주요하게 발생시키는 주요 인자는 세척제, 염수, 수돗물 순으로 영향이 큰 것을 확인하였으며, 각 주요 인자에 알루미늄·델타볼트 사용 시 갈바닉 부식이 현저하게 적게 나타남을 확인하였으나, 세척제에서는 다소 부식도가 높게 나타나는 것을 확인하였다.
요 약
제 목 : 볼트의 표면처리 방식에 따른 알루미늄 철도차량 차체 부식 방지 개선 연구
본 논문에서는 알루미늄 철도차량 소재(A6005A) 차체, 차체 및 부품 간 볼트 결합부에 부식이 발생함에 따라, 철도차량 세척용 세척제, 수돗물, 염수 등 주요 외부 환경요인에 대하여 알루미늄 시편에 대한 부식시험을 수행하였다. 또한 차체 및 부품 간 결합부의 부식이 발생함에 따라 탄소강볼트, 다크로 볼트, 전기아연도금 볼트, 지오매트 볼트, 델타 볼트 등 내식성 있는 볼트를 선정하여 알루미늄과 결합하는 이종금속간의 부식 상대성을 함께 비교하였다. 수돗물 35℃를 유지하여 각 시편에 대하여 500시간 완전침지 시킨 결과 수돗물은 알루미늄·탄소강볼트 시편에서는 알루미늄은 미약한 부식이 진행되었으나, 아연으로 표면처리한 각 볼트와 결합한 알루미늄 시편에서는 무게가 증가하는 것을 확인하였다. 이는 중성의 수돗물에서는 알루미늄이 부동태 피막을 형성하여 부식이 진행되지 않아 알루미늄이 가장 안전한 상태임을 확인할 수 있었다, 세척제는 35℃를 유지하여 각 시편에 대하여 500시간 완전침지 시킨 결과 세척제는 알루미늄, 알루미늄과 결합한 각 볼트의 시편 모두 부식을 발생하였다. 아연으로 표면처리한 볼트와 시편에서는 침지 초기에는 아연의 희생양극으로 알루미늄이 보호되었으나 시간이 경과함에 따라 소지금속인 철과 노출되어 전위역전 현상이 발생함에 따라 부식이 가속화되는 것을 확인하였다. 염수 35℃ 5%을 유지하여 각 시편에 대하여 염수분무 시험을 진행한 결과 알루미늄, 알루미늄과 결합한 각 볼트 시편 모두 부식이 발생하였다. 세척제 침지 시험과 동일하게 시험 초기 아연의 희생양극으로 알루미늄이 보호되었으나 시간이 경과함에 소지금속인 철과 노출되어 전위역전 현상이 발생함에 따라 부식이 가속화되는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 부식을 주요하게 발생시키는 주요 인자는 세척제, 염수, 수돗물 순으로 영향이 큰 것을 확인하였으며, 각 주요 인자에 알루미늄·델타볼트 사용 시 갈바닉 부식이 현저하게 적게 나타남을 확인하였으나, 세척제에서는 다소 부식도가 높게 나타나는 것을 확인하였다.
A Study on Improvement of Corrosion Protection of Aluminum Railway Vehicle Body by Bolt Coating Treatment
Lee, Jae Won (Supervisor Kim, Ho Kyung and Kwon, Seok Jin) Dept. of Rolling stock System Engineering Graduate School of Railroad Seoul National Uni...
Abstract
A Study on Improvement of Corrosion Protection of Aluminum Railway Vehicle Body by Bolt Coating Treatment
Lee, Jae Won (Supervisor Kim, Ho Kyung and Kwon, Seok Jin) Dept. of Rolling stock System Engineering Graduate School of Railroad Seoul National University of Science and Technology
In this paper, corrosion tests were performed on aluminum specimens for aluminum car body material(A6005A) and for major outside environmental factors such as detergent for washing railway vehicle, tap water, salt water due to corrosion in the bolt area which is the joint between the vehicle body and parts. Corrosion occurs at the joint between the car body and the parts. Corrosion resistance of different types of metals is compared with that of aluminum by selecting corrosion resistant bolts used in the joints. These are carbon steel bolts, dacro bolts, electro galvanized bolts, geomet bolts, and delta bolts, etc. The temperature of the tap water was maintained at 35° C for 500 hours. As a result, the aluminum and the carbon steel bolt specimens underwent slight corrosion, but the weight of the aluminum specimen bonded with the zinc treated surface was increased respectively. In other words, in neutral tap water, it was confirmed that aluminum formed passive films and corrosion did not proceed. In the case of the detergent, the temperature was maintained at 35° C and each specimen was thoroughly immersed for 500 hours. As a result, the detergent caused corrosion on all specimens of aluminum bolts. At the initial stage of immersion, the aluminum was protected by the sacrificial anode of zinc, but the corrosion was accelerated by reversing the potential over time. In the case of salt water, the salt spray test was carried out for each specimen at a temperature of 35°C and a concentration of 5%. As a result, it was confirmed that corrosion occurred in both bolt specimens bonded with aluminum, and corrosion was accelerated with the elapse of time with the sacrificial anode of zinc at the beginning of the test as in the case of the detergent immersion test. The study found that the major factors that produce corrosion were largely affected by the order of detergent, salt water and tap water. Also, it was confirmed that galvanic corrosion was remarkably reduced when using aluminum bolt or delta bolt for each main factor, but it was also confirmed that corrosion degree was somewhat high in the detergent.
Abstract
A Study on Improvement of Corrosion Protection of Aluminum Railway Vehicle Body by Bolt Coating Treatment
Lee, Jae Won (Supervisor Kim, Ho Kyung and Kwon, Seok Jin) Dept. of Rolling stock System Engineering Graduate School of Railroad Seoul National University of Science and Technology
In this paper, corrosion tests were performed on aluminum specimens for aluminum car body material(A6005A) and for major outside environmental factors such as detergent for washing railway vehicle, tap water, salt water due to corrosion in the bolt area which is the joint between the vehicle body and parts. Corrosion occurs at the joint between the car body and the parts. Corrosion resistance of different types of metals is compared with that of aluminum by selecting corrosion resistant bolts used in the joints. These are carbon steel bolts, dacro bolts, electro galvanized bolts, geomet bolts, and delta bolts, etc. The temperature of the tap water was maintained at 35° C for 500 hours. As a result, the aluminum and the carbon steel bolt specimens underwent slight corrosion, but the weight of the aluminum specimen bonded with the zinc treated surface was increased respectively. In other words, in neutral tap water, it was confirmed that aluminum formed passive films and corrosion did not proceed. In the case of the detergent, the temperature was maintained at 35° C and each specimen was thoroughly immersed for 500 hours. As a result, the detergent caused corrosion on all specimens of aluminum bolts. At the initial stage of immersion, the aluminum was protected by the sacrificial anode of zinc, but the corrosion was accelerated by reversing the potential over time. In the case of salt water, the salt spray test was carried out for each specimen at a temperature of 35°C and a concentration of 5%. As a result, it was confirmed that corrosion occurred in both bolt specimens bonded with aluminum, and corrosion was accelerated with the elapse of time with the sacrificial anode of zinc at the beginning of the test as in the case of the detergent immersion test. The study found that the major factors that produce corrosion were largely affected by the order of detergent, salt water and tap water. Also, it was confirmed that galvanic corrosion was remarkably reduced when using aluminum bolt or delta bolt for each main factor, but it was also confirmed that corrosion degree was somewhat high in the detergent.
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