[논문]전단유동 하에서의 선박용 방식도막의 전기화학 특성

박현; 박진환; 하효민; 전호환; 이인원

doi:10.3744/snak.2006.43.2.268

전단유동 하에서의 선박용 방식도막의 전기화학 특성
Electrochemical Characteristics of Marine Anti-Corrosive Coating under Shear Flows 원문보기

Analysis has been made of the anti-corrosive property of organic coating under the shear stress of the flow by means of AC impedance method. Marine anti-corrosive painted panels were placed in the water channel with varying flow rate, thereby experiencing varying flow shear stress on the surfaces. The velocities of the salt water were ranged from 1.48 to 5.2 m/s and the coating thickness of from $70{\mu}m\;to\;140{\mu}m$. For all coating thicknesses investigated, the poorer anti-corrosive property and the lower adhesion strength have been found for the higher shear stress. It has been found that the shear stress accelerates the aging of organic marine coatings.

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문제 정의

도막이 얇을수록 도막 속으로의 물의 침투가 촉 진됨은 일반적으로 알려진 사실이다. 본 논문의 목적은 유속 및 그에 기인한 전단 응력이 방식성에 미치는 영향을 조사하는 것이다. 예상대로 시간이 경과함에 따라 얇은 도막 (70μm) 시험편에서 임피던스의 특성 변화가 먼저 일어났다.
도막의 방식성능 평가는 현재에도 육안관측 혹은 정성적인 화상분석에 의존하는 경우가 이용되고 있으나, 보다 정량적인 평가기술이 요청된다. 본 연구에서는 도막의 물횹수에, 의한 도막의 정 전류량 및 임피던스의 변화를 .측정, 도막의 초기 노화거 동 분석에 적합한 교류임피던스법을 사용 하고자 한다.
이 방법은 유기도막의 수지 및 안료 조성이 방식성에 미치는 영향(박진환 등 2004a) 및 흡탈수 반복 환경에서의 유기도 막의 물 흡수 거동(박진환 등 2004b)을 분석하는 데에 사용되었다. 본 연구에서는 유속과 유속에 의해 기인한 전단 응력이 유기도 막의 물 홉수거동 및 방식성에 미치는 영향을 교류임피던스법을 이용하여 조사 하였다.

제안 방법

유기도막에 일정한 전단력을 인가하기 위하여 염수회류수조를 제작, 채널 내에 완전 발달된 난 류유동을 발생시켜 일정한 전단 응력이 벽면에 가해지게 설계하였다. 회류수조는 Fig.
이때의도막 노화거 동을 교류임피던스법을 통해 침지시간에 따라 조사한다. 유속 및 전단 응력은 Table 1에서 보는 바와 같고, P1 과 P2 사이의 압력 강하를 측정하여 각 시험편이 받고 있는 전단 응력을 계산하였다.
전극면적은 13.8 cm? 이며, open circuit potential 에서 진폭 50mV 의 교류 전압을 인가하여 주(week) 단위로 반복 측정하였다. 임피던스 측정과 병행하여 pull-off tester (Fig.
8 cm? 이며, open circuit potential 에서 진폭 50mV 의 교류 전압을 인가하여 주(week) 단위로 반복 측정하였다. 임피던스 측정과 병행하여 pull-off tester (Fig. 6) 을 이용, 도막과 금속 소지 사이의 부착력을 측정하였다.
본 연구에서는 도막의 물횹수에, 의한 도막의 정 전류량 및 임피던스의 변화를 .측정, 도막의 초기 노화거 동 분석에 적합한 교류임피던스법을 사용 하고자 한다. 이 방법은 유기도막의 수지 및 안료 조성이 방식성에 미치는 영향(박진환 등 2004a) 및 흡탈수 반복 환경에서의 유기도 막의 물 흡수 거동(박진환 등 2004b)을 분석하는 데에 사용되었다.

대상 데이터

50 (KCC)로서 선저부, 외판, 갑판, 밸러스트 탱크 등의 방식 도료로 사용되며, 외부 충격과 마모에 우수한 성능을 나타내는 도료이다. 소지 금속으로는 냉간압연 강판을 사용하였다. 표면처리는 sand blast 로 SIS Sa 2.
시험편 제작에 사용된 도료는 EH₂₃50 (KCC)로서 선저부, 외판, 갑판, 밸러스트 탱크 등의 방식 도료로 사용되며, 외부 충격과 마모에 우수한 성능을 나타내는 도료이다. 소지 금속으로는 냉간압연 강판을 사용하였다.
시험부에는 총 6개의 시험편이 위치하고 있다. 실험의 정확성을 위해 한 종류의 도막 두께마다 동일한 3개의 시험편을 사용하였다.
01Hz ~ 100kHz의 주파수 영역에서 측정하였다. 용액은 0.5N NaCI 을 이용하였으며, 측정온도는 상온으로 유지하였다. 전극면적은 13.

이론/모형

교류임피던스는 기준전극으로 SCE(Saturated Calomel 티 양ctrode), 대응 전극으로 탄소봉, 작업 전극으로 시험편을 이용하는 3전극법 (Chen and Jepson 1999)으로 하여, 0.01Hz ~ 100kHz의 주파수 영역에서 측정하였다. 용액은 0.
유기도 막의 두께 변화와 유속 변화에 따른 물 흡수 거동 변화를 교류임피던스법을 이용하여 조사하였다. 유기 도막의 두께가 얇을수록 유속이 증가함에 따라 금속 표면에 산소의 공급이 원활하게 되고, 그리고 유속으로 인한 전단응력에 의해 부식 속도 및 도막노화는 촉진됨을 알 수 있었다.
유동에 의해 시험부 벽면에 설치된 있는 시험편은 전단 응력을 받게 되며, 그에 따라 유기도 막의 노화는 촉진된다. 이때의도막 노화거 동을 교류임피던스법을 통해 침지시간에 따라 조사한다. 유속 및 전단 응력은 Table 1에서 보는 바와 같고, P1 과 P2 사이의 압력 강하를 측정하여 각 시험편이 받고 있는 전단 응력을 계산하였다.

성능/효과

(1) 작은 전압 및 전류로도 측정이 가능하므로, 큰 전압과 전류가 가해져 시편 내부구조에 영향을 주지 않는다.
노화가 많이 진행된 #3, #4 의 경우 부착력 역시 #1, #2에 비해 낮게 나타났다. 또한 140pm 의 경우, 임피던스 특성에 서는 뚜렷한 변화를 관찰할 수 없었으나, 부착력 테스트결과 16 주 경과 후, 유속이 증가함에 따라 부착력은 낮게 나타나고 있음을 알 수 있었다.
유기도 막의 두께 변화와 유속 변화에 따른 물 흡수 거동 변화를 교류임피던스법을 이용하여 조사하였다. 유기 도막의 두께가 얇을수록 유속이 증가함에 따라 금속 표면에 산소의 공급이 원활하게 되고, 그리고 유속으로 인한 전단응력에 의해 부식 속도 및 도막노화는 촉진됨을 알 수 있었다. 침지 기간에 따른 노화거동 추이논 초기에는 뚜렷한 변화를 보이지 않았지만 일정한 시간이 경과 후, 귭격한 변화를 보였다.
12및 13 에서 더욱 뚜렷이 나타난다. 즉, 높은 유속에서 저항값이 급격히 감소하고 있음을 알 수 있었다. #2의 경우에는 도막의 노화가 많이 진행되었음이 관찰되었다.
유기 도막의 두께가 얇을수록 유속이 증가함에 따라 금속 표면에 산소의 공급이 원활하게 되고, 그리고 유속으로 인한 전단응력에 의해 부식 속도 및 도막노화는 촉진됨을 알 수 있었다. 침지 기간에 따른 노화거동 추이논 초기에는 뚜렷한 변화를 보이지 않았지만 일정한 시간이 경과 후, 귭격한 변화를 보였다.

후속연구

본 연구결과는 선박의 방식도장시스템 설계에 있어서 도막의 방식성능을 평가할 수 있는 기본 자료로 활용될 수 있는 것으로 판단된다. 특히, 기존의 방식 설계는 정지된 침지시편에 의한 방식 성 능에 기초하고 있으나 본 연구에서 나타난 것처럼 선박 속도가 증대되면서 도막으로의 물횹수가 촉진되고 도막의 열화가 앞당겨짐에 따라선속을 고려한 보다 보수적인 방식시스템의 설계가 필요함을 시사하고 있다.

원문 URL 링크

DOI : 10.3744/SNAK.2006.43.2.268 [무료]
대한조선학회 : 저널
Korea Open Access Journals : 저널
DBPia : 저널
AccessON : 저널

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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