Recently, with the tendency of lightening, high-strength and high-speed in the marine industries such as marine structures, ships and propellers, it is rapidly enlarged the use of the aluminium alloy. Therefore, there occurs much interest in the study on corrosion characteristics of aluminium alloy....
Recently, with the tendency of lightening, high-strength and high-speed in the marine industries such as marine structures, ships and propellers, it is rapidly enlarged the use of the aluminium alloy. Therefore, there occurs much interest in the study on corrosion characteristics of aluminium alloy. This paper was studied on the corrosion characteristics of Al-Mg alloy propeller used for a coasting vessel. Under the various pH of marine environment, the corrosion test of Al-Mg alloy was carried out. And thus polarization resistance, corrosion potential, and current density behavior of Al-Mg alloy and galvanic corrosion behavior of Al-brass and Al-Mg alloy coupled Al 5086 and SS 400 for hull were investigated. The main results are as following: 1. The corrosion potential of Al-brass propeller is more nobel than materials for hull, but that of Al-Mg alloy propeller is low or similar to materials for hull. Therefore, the galvanic corrosion of hull due to Al-Mg propeller don't occur. 2. The polarization resistance of Al-Mg alloy in sea water of pH 4 is highest, and corrosion current density of Al-Mg propeller is the most controlled. 3. As pH value decreases, potential showed Evans polarization diagram approaches cathodic potential. The corrosion current density of Al-Mg alloy is controlled to anodic reaction rate, therefore, the corrosion reaction of Al-Mg alloy is anodic control.
Recently, with the tendency of lightening, high-strength and high-speed in the marine industries such as marine structures, ships and propellers, it is rapidly enlarged the use of the aluminium alloy. Therefore, there occurs much interest in the study on corrosion characteristics of aluminium alloy. This paper was studied on the corrosion characteristics of Al-Mg alloy propeller used for a coasting vessel. Under the various pH of marine environment, the corrosion test of Al-Mg alloy was carried out. And thus polarization resistance, corrosion potential, and current density behavior of Al-Mg alloy and galvanic corrosion behavior of Al-brass and Al-Mg alloy coupled Al 5086 and SS 400 for hull were investigated. The main results are as following: 1. The corrosion potential of Al-brass propeller is more nobel than materials for hull, but that of Al-Mg alloy propeller is low or similar to materials for hull. Therefore, the galvanic corrosion of hull due to Al-Mg propeller don't occur. 2. The polarization resistance of Al-Mg alloy in sea water of pH 4 is highest, and corrosion current density of Al-Mg propeller is the most controlled. 3. As pH value decreases, potential showed Evans polarization diagram approaches cathodic potential. The corrosion current density of Al-Mg alloy is controlled to anodic reaction rate, therefore, the corrosion reaction of Al-Mg alloy is anodic control.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
부식환경 중에서 이종금속을 조합시킬 때에 어느 금속이 양극으로 되어 전지작용부식이 일어날 것인가는 그 부식환경 중에서 그들 금속의 부식전위에 의해서 판단할 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 해수 중에서 선체용 재료인 SS 400 및 Al 5086과 프로펠러용 재료인 Al-황동 및 Al-Mg 합금재를 조합하여 사용할 경우에 전지작용부식이 일어날 수 있는 경향을 고찰하였다. Fig.
따라서 본 연구에서는 오염해수 중에서 연안선 박용 Al-Mg 합금재 프로펠러의 부식 특성에 대한 연구를 하기 위해, 해수 중에서 프로펠러용 재료인 Al-황동 및 Al-Mg 합금재와 이종금속조합된 선체 용 SS 400과 Al 5086의 전지작용부식시험 그리고 오염해수의 pH 변화에 따른 연안선박용 Al-Mg 합 금재 프로펠러에 대한 부식시험을 실시하였다. 이들 실험결과를 토대로 하여, 프로펠러용 Al-황동 및 Al-Mg 합금재와 이종금속조합된 선체용 SS 400과 Al 5086의 전지작용부식특성을 고찰하고, pH 변화에 따른 오염해수 중에서 연안선박 프로펠러용 Al-Mg 합금재의 분극저항, 부식전위, 부식 전류밀도 거동을 규명함으로써 오염해수 중에서 연안선박용 Al-Mg 합금재 프로펠러의 부식 및 방식의 기초설계 자료로 제공하고자 한다.
본 연구는 해수 중에서 Al-Mg 합금재의 전지작용부식 거동 및 연안 오염해수 중에서 분극거동, 분극저항 및 부식전류밀도 거동에 대해 연구한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
따라서 본 연구에서는 오염해수 중에서 연안선 박용 Al-Mg 합금재 프로펠러의 부식 특성에 대한 연구를 하기 위해, 해수 중에서 프로펠러용 재료인 Al-황동 및 Al-Mg 합금재와 이종금속조합된 선체 용 SS 400과 Al 5086의 전지작용부식시험 그리고 오염해수의 pH 변화에 따른 연안선박용 Al-Mg 합 금재 프로펠러에 대한 부식시험을 실시하였다. 이들 실험결과를 토대로 하여, 프로펠러용 Al-황동 및 Al-Mg 합금재와 이종금속조합된 선체용 SS 400과 Al 5086의 전지작용부식특성을 고찰하고, pH 변화에 따른 오염해수 중에서 연안선박 프로펠러용 Al-Mg 합금재의 분극저항, 부식전위, 부식 전류밀도 거동을 규명함으로써 오염해수 중에서 연안선박용 Al-Mg 합금재 프로펠러의 부식 및 방식의 기초설계 자료로 제공하고자 한다.
가설 설정
기계적 강도가 높을 것.
내부식성, 내캐비테이션 침식성이 있을 것.
제안 방법
그리고 분극시험에 있어서 Fig. 2의 부식시험편 표면 거칠기의 영향을 최소화, 동일화하기 위하여 연마기에서 산화알루미늄(ALO3, 평균입자크기 =0.3 μm) 분말을 이용하여 시험편 표면을 마무리 연마하였다. 그리고 증류수 중에서 초음파세척기로 1분간 세척한 다음, 아세톤으로 탈지한 후 열풍으로 건조시켰다.
또한 부식환경 조건은 오염 연안해수 환경조건과 유사한 환경으로 하고, 천연해수 중에 H2SO4를 미량으로 혼입하여서 천연해수의 pH를 1.0, 2.0, 4.0 및 6.7로 변화시키고, 부식용액의 온도는 가열 코일이 부착된 oil bath 에 온도감지기를 설치하여, 온도를 25±1 °C 범위 내에서 유지하도록 하였다.
본 실험에 사용된 부식특성 실험장치는 다른 부식 평가법 보다 실험시간이 짧고, 비파괴적으로 실 시할 수 있기 때문에 전기화학적 분극시험을 부식 평가법으로 실시하였다.
3과 같고, 이 실험장치는 EG & G社의 Model 273A Potentiostat/Galvanostat 와 PC 를 이용하였으며, M352/252 corrosion software 를 사용하여 부식 전위거동 시험을 실시하였다. 여기서, 부식시험은 부식환경조 중에서 시험편을 Fig. 1의 각 시험재로 하고, 기준전극은 포화 카로멜 전극 (Saturated calomel electrode, sce), 보조전극은 고밀도 탄소봉으로 하였다.
이 분극실험장치의 전체 계통도는 Fig. 3과 같고, 이 실험장치는 EG & G社의 Model 273A Potentiostat/Galvanostat 와 PC 를 이용하였으며, M352/252 corrosion software 를 사용하여 부식 전위거동 시험을 실시하였다. 여기서, 부식시험은 부식환경조 중에서 시험편을 Fig.
최종적으로 시험편과 호마이커 사이의 틈을 방지하고, 일정한 시험편의 유효노출면적(1 cm2) 을 얻기 위하여 래커(lacquer) 를 이용하여 2차 피복을 하였다. 이와 같이 표면처리된 각각의 부식 시험편을 Fig. 3의 분극시험장치의 회로도와 같이 배선하였고, 시험편을 부식환경조에 침지한 후 자연 전위에서 10분간 안정시키고 난 후 부식시험을 실시하였다.
그리고 증류수 중에서 초음파세척기로 1분간 세척한 다음, 아세톤으로 탈지한 후 열풍으로 건조시켰다. 최종적으로 시험편과 호마이커 사이의 틈을 방지하고, 일정한 시험편의 유효노출면적(1 cm2) 을 얻기 위하여 래커(lacquer) 를 이용하여 2차 피복을 하였다. 이와 같이 표면처리된 각각의 부식 시험편을 Fig.
대상 데이터
Table 1, Table 2, Table 3 및 Table 4의 화학적 성분과 기계적 특성을 가진 각 재료들로부터 절취하여 두께 5 mm, 가로 10 mm, 세로 10 mm 의 크기로 시험편을 제작하였다. 각 시험편의 제작에 있어서 가공경화 및 열응력을 배제하기 위해 시험재료를 다이아몬드 휠 커터로 저속 절단하였다.
본 실험에 사용된 주 시험재료는 연안 소형선박의 프로펠러 제작에 이용되고 있는 Al-Mg 합금재 이며, 그 화학적 조성과 기계적 특성은 Table 1과 같다. 또한 선미의 전지작용부식을 비교하기 위하여 동합금재인 Al-황동 프로펠러의 보조 시험재료의 화학적 조성과 기계적 특성을 Table 2에서 살펴 보았다.
성능/효과
(1) Al-황동 프로펠러의 부식전위는 선체용 재료의 부식전위보다 더 높게 나타나지만, Al-Mg 합금재 프로펠러의 부식전위는 선체용 재료의 부식전위와 거의 유사하거나 낮게 나타남으로써 Al-Mg 합금재 프로펠러에 의한 선체의 전지작용부식은 일어나지 않을 것으로 판단된다.
(2) 약산성인 pH 4.0 의 해수 중에서 Al-Mg 합금 재의 분극저항이 가장 높게 나타나면서 부식 전류밀도가 억제된다.
(3) 중성으로부터 산성으로 pH 가 낮아짐에 따라 전위는 Evans 분극도의 음극전위에 접근되며, 부식전류밀도(부식속도)는 분극이 큰 양극의 반응속도에 지배되고 있으므로 Al-Mg 합금재의 부식반응은 양극지배로 판단된다.
중성인 pH 6.7의 해수로부터 약산성인 pH 4.0 의 해수로 변화되면서 분극저항은 증가하는 경향을 나타내고, 약산성인 pH 4.0의 해수로부터 강산 성인 pH 2 및 pH 1의 해수로 pH가 낮아지면서 분극저항은 급격히 감소되는 경향을 나타내고 있다. 특히, 약산성인 pH 4.
0 의 해수 중에서 부동태 산화피막 (passive oxide film) 이 형성되기 때문인 것으로 사료된다(이학열, 1990). 즉, 중성인 pH6.7인 해수 중에서 보다 약산성인 pH 4.0의 해수 중에서 Al-Mg 합금재의 내식성이 더 우수하게 나타나지만, 강산성인 pH 1 및 pH 2의 해수 중에서는 분극저항은 낮게 나타나면서 부식전류밀도는 높게 배류됨으로써 Al-Mg 합금재의 부식성은 민감하게 나타나고 있음을 알 수 있다. 그러나 대부분의 연안해수는 강산성화되지 않지만, 특정한 강산성인 오염해안에서 사용되는 Al-Mg 합금재 프로펠러는 피복 (coating) 처리하여야 할 것으로 추정 된다.
0의 해수로부터 강산 성인 pH 2 및 pH 1의 해수로 pH가 낮아지면서 분극저항은 급격히 감소되는 경향을 나타내고 있다. 특히, 약산성인 pH 4.0의 해수 중에서 분극저항이 가장 높게 나타남으로써 Al-Mg 합금재의 부식전류밀도는 억제될 것으로 추정된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.