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문제 정의
- 그리고 희생양극의 예상 수명에 대해서도 함께 고찰해 보았다. 따라서 본 연구결과는 부두의 강 파일을 영역별로 공사 할 경우 다른 영역에도 방식 전류가 공급되어 양극의 예상수명과강파일 분극전위에도 영향을 미치게 됨을 감안하여 정확한 방식 설계를 하는데 유용한 참고 자료가 될 것으로 기대된다.
- 본 논문에서는 해상 실험을 통하여 강 파일을 희생양극에 의해 음극 방식을 할 경우 인접해 있는 강파일의 방식유무와 전기적인 단락 유무에 따라 각 강파일의 거리에 따른 분극 전위 변화와 희생 양극과 강 파일 사이의 발생 전류 변화에 대해서 고찰한 결과 다음과 같은 사실을 알 수 있었다.
- 본 연구에서는 해상 실험장에서 어느 일정 강파일을 희생 양극에 의해 음극 방식 할 경우 이들 강 파일의 거리에 따른 분극 전위분포와 또한 전기적으로 연결되어 있는 이웃의 다른강파일의 영향에 의해 양극의 발생전류변화 및 그리고 이웃의 다른 강파일과 전기적으로 단락할 경우 이들 강파일 상호 간의 분극전위가 어떻게 변하고 있는지를 고찰해 보았다. 그리고 희생양극의 예상 수명에 대해서도 함께 고찰해 보았다.
제안 방법
- 그리고9개의 강파일은 전선으로 연결되어 있으며 CA1과 3개의 희생 양극 그리고 CA9와 1개의 희생양극 사이에 흐르는 양극 발생전류의 변화를 측정하기 위해서 CA8과 CA9는 전기적으로 연결 또는 절연시키면서 실험 하였다. 1차 실험에서는 9개의 강파일을 전기적으로 연결하고 각각의 강파일에 대한 분극 전위와 CA1 파일과 3개의 양극사-이에 흐르는 전류(A1)와 CA9 파일과 1개의 양극 사이에 흐르는 전류 (A9)를 초기6일간 매일 측정하였고 그 이후는 2일에 1회씩 측정하였다. 그리고 2차 실험에서는 CA1 파일에 연결되어 있는 3개의 희생 양극으로 방식하면서 CAMB] CA9까지의 분극전위 변화와 양극 발생전류를 일정 기간 측정한 후 CA9 강파일에 희생양극 한 개를 연결시킴으로써 CA1 파일과 3개의 희생양극사이에 흐르는 전류 변화와 각 강 파일의 분극 전위 변화를 측정하였다.
- Fig. 2와 같이 해상실험장(10m X 10m)에 9개의 음극용 강파일 (CA1-CA9) 각각을 상부와 하부는 절연용 목재로 밀봉하고 5m 의 등간격으로 밧줄로 고정한 후 강파일의 상부가 수심 50cm 밑에 잠기도록 강파일 하부는 무게추를 이용하여 고정 시켰다.
- 1차 실험에서는 9개의 강파일을 전기적으로 연결하고 각각의 강파일에 대한 분극 전위와 CA1 파일과 3개의 양극사-이에 흐르는 전류(A1)와 CA9 파일과 1개의 양극 사이에 흐르는 전류 (A9)를 초기6일간 매일 측정하였고 그 이후는 2일에 1회씩 측정하였다. 그리고 2차 실험에서는 CA1 파일에 연결되어 있는 3개의 희생 양극으로 방식하면서 CAMB] CA9까지의 분극전위 변화와 양극 발생전류를 일정 기간 측정한 후 CA9 강파일에 희생양극 한 개를 연결시킴으로써 CA1 파일과 3개의 희생양극사이에 흐르는 전류 변화와 각 강 파일의 분극 전위 변화를 측정하였다. 또한 CA8 파일과 CA9 파일을 전기적으로 단락시킴으로써 CA1 과 CA9 파일과 양극 사이에 흐르는 각각의 전류 변화도 측정하였다 그리고 다시 CA9 파일에 연결되어 있는 희생 양극을 절연하고 동시 에 CA8과 CA9 파일을 연결함으로서 CA1 파일에 연결되어 있는 양극 발생 전류 변화를 측정하였다.
- 그리고 음극 강 파일 CA1에 Fig. 3과 같이 희생양극3개를강파 일 측면의 중앙부에 등간격으로 설치하고 강파일에 연결시켰으며 CA9의강 파일만은 별도의 희생 양극(①15 mmz L;80 mm) 1개를 연결시켰다. 또한 기준 전극은 CA1에서 CA9까지 각각 1개씩강파일과3cm의 거리에 설치하였다.
- 또한 기준 전극은 CA1에서 CA9까지 각각 1개씩강파일과3cm의 거리에 설치하였다. 그리고9개의 강파일은 전선으로 연결되어 있으며 CA1과 3개의 희생 양극 그리고 CA9와 1개의 희생양극 사이에 흐르는 양극 발생전류의 변화를 측정하기 위해서 CA8과 CA9는 전기적으로 연결 또는 절연시키면서 실험 하였다. 1차 실험에서는 9개의 강파일을 전기적으로 연결하고 각각의 강파일에 대한 분극 전위와 CA1 파일과 3개의 양극사-이에 흐르는 전류(A1)와 CA9 파일과 1개의 양극 사이에 흐르는 전류 (A9)를 초기6일간 매일 측정하였고 그 이후는 2일에 1회씩 측정하였다.
- 그리고 2차 실험에서는 CA1 파일에 연결되어 있는 3개의 희생 양극으로 방식하면서 CAMB] CA9까지의 분극전위 변화와 양극 발생전류를 일정 기간 측정한 후 CA9 강파일에 희생양극 한 개를 연결시킴으로써 CA1 파일과 3개의 희생양극사이에 흐르는 전류 변화와 각 강 파일의 분극 전위 변화를 측정하였다. 또한 CA8 파일과 CA9 파일을 전기적으로 단락시킴으로써 CA1 과 CA9 파일과 양극 사이에 흐르는 각각의 전류 변화도 측정하였다 그리고 다시 CA9 파일에 연결되어 있는 희생 양극을 절연하고 동시 에 CA8과 CA9 파일을 연결함으로서 CA1 파일에 연결되어 있는 양극 발생 전류 변화를 측정하였다. 실험에 사용된 분극전위 측정 장치는 True rms multimeter(Model: Fluke 87, USA) 이 며 양극전류 측정 장치는 Digital multimeter(Model: 8902A, Korea) 를 사용하였다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용한 설계 기준데이터는 Table 1, 실험에 사용된 음극(沮 1강으로 만든 강파일)과 양극 및 기준전극의 형상은 Fig. 1 과 같다 (Hartt and Lemieux, 1999; Wagner, 1992; Baeckmman et al., 1997).
이론/모형
- 또한 CA8 파일과 CA9 파일을 전기적으로 단락시킴으로써 CA1 과 CA9 파일과 양극 사이에 흐르는 각각의 전류 변화도 측정하였다 그리고 다시 CA9 파일에 연결되어 있는 희생 양극을 절연하고 동시 에 CA8과 CA9 파일을 연결함으로서 CA1 파일에 연결되어 있는 양극 발생 전류 변화를 측정하였다. 실험에 사용된 분극전위 측정 장치는 True rms multimeter(Model: Fluke 87, USA) 이 며 양극전류 측정 장치는 Digital multimeter(Model: 8902A, Korea) 를 사용하였다.
성능/효과
- (1) 일정한 강파일을 방식 하기 위한 희생 양극의 발생전류와 수명은 이웃에 인접하고 있는 강파일의 방식 유무와 전기적인 단락 유무에 따라 발생 전류가 증가 또는 감소할 수 있으며 수명 또한 연장 또는 단축될 수 있다는 사실을 알 수 있었다.
- (2) 해수 중에 있는 강파일을 희생 양극에 의해 방식 할 경우 희생 양극에서 아주 인접한 거리에 있는즉 희생 양극에 부착되어 있는강파일의 경우에는 거리의 영향을 다소 받을 수 있으나 인접해있는 다른 강파일의 경우에는 거리의 영향이 거의 없는 것으로 사료된다.
- (3) 본 실험의 결과에 의하면 희생 양극에서 14m 떨어져 있는강 파일의 분극 전위와 희생 양극에 인접하고 있는 강파일(Oni)의분극전위 값의 차이가 크지 않다는 결과를 얻을 수 있었다. 따라서 비저항이 적은 해수 용액 에서는 이보다 훨씬 먼 거리까지 방식이 가능할 것으로 사료된다.
- 또한 통전 8일째에 CA8과 CA9 파일을 절연시킴 에 따라 CA9에 연결되어 있는 희생 양극의 방식 전류 영향을 받지 못하는 CAMB] CA8까지의 강 파일들의 분극 전위가 다소 상승하는 경향을 보였다. 게다가 통전 11일째에 CA8과 CA 9를 다시 연결하고 동시에 CA9에 연결된 희생 양극을 전기적으로 분리시킴에 따라 강 파일의 분극 전위는 다시 귀한 방향으로 스스히 높아져서 15일째에는 통전 10일째에 비해서 현저히 높은 귀한 값을 나타내는 경향을 알 수 있었다. 이것은 CA9에 연결된 희생 양극의 방식 전류의 영향이 없어지고 CA1에 연결된 희생양극만으로 방식 전류가 공급되기 때문으로 사료 된다.
- 또한 Table 4에서도 알 수 있듯이 CA2 파일에서 CA9 파일까지는 거리에 관계없이 분극 전위 값이 불규칙하게 나타나고 있음을 알 수 있다. 결과적으로 거리의 영향보다는 각 강 파일에 미치는 표면 상태 및 유속의 영향 등이 큰 것으로 사료된다.
- 342A로 급격히 감소하였다. 그 후 점차 감소하는 경향을 보이다가 통전 8일째 CA8과 CA9 강 파일을 절연함에 따라 침 지 7일째의 0.312A에서 다시 0.316A로 다소 증가한 후 다시 감소하는 경향을 보였다. 또한통전 11일째 다시 CA8과 CA9를 연결하고 CA9 에 연결된 희생 양극을 절연시킴에 따라 CA1에 연결된 양극의 발생 전류는 10일째의 0.
- 그리고 방식대상 파일을 희생 양극에 의해 방식 할 경우 희생 양극에서 아주 인접한 거리에 있는 강파일의 분극 전위는 다소 영향을 받을 수 있으나본실험의 결과에 의하면 희생 양극에서 14ni 떨어져 있는 강 파일의 분극 전위와 희생 양극에 인접하고 있는 강파일 (Oni)의 분극전위 값의 차이가 크지 않다는 결과를 얻을 수 있었다. 따라서 해수는 비저항이 적으므로 이보다 훨씬 먼 거리까지 방식이 가능할 것으로 사료된다.
- 이를테면 CA9 강파일에 연결된 희생양극의 영향으로 통전7일째가 가장 낮은 분극 전위값을 나타내다가 통전 8일째부터 CA8과 CA9 강파일을 분리함에 따라 CA9 파일을 제외한 나머지 강파일은 점차 귀한 방향으로 상승하다가 통전11일째 다시 CA8과 CA9 강파일을 전기적으로 연결하고 동시에 CA9 강파일에 연결되어 있는 희생 양극을 전기적으로 분리함에 따라 모든강파일의 분극전위는 급격히 귀한 방향으로 이행하는 경향을 알 수 있다. 그리고 통전 15일째의 CA1 강파일의 분극전위가 가장 낮으며 CA9 강파일의 분극전위 가 가장 높은 값을 나타내고 있으며 또한 CA8 강파일은 희생 양극이 접해 있는 CA1 강파일에서부터 .CA4 강파일보다 먼 거리 에 위치하고 있지만 오히려 분극 전위는 CA4보다 비한 값을 나타타내고 있다.
- 그런데 CA9파일이 전기적으로 다른 8개의 강파일과 연결되어 있으므로 CA9에 연결된 양극이 결과적으로 CA1에서 CA9까지 모든 강 파일을 방식 하여 CA1 에 연결된 3개의 희생 양극의 부하를 경감시켜주는 대신 자기 자신은 과부하상태에 있게된다. 따라서 CA9에 연결된 양극의 발생전류는 측정 1일째부터 점차 떨어지는 사실을 알 수 있으며 역으로 CA1 에 연결된 양극 발생 전류는 이론 발생전류보다 적으며 또한 양극 수명도 설계예상수명(25일)보다 긴 35일로 늘어났음을 알 수 있었다.
- 따라서 비저항이 적은 해수 용액 에서는 이보다 훨씬 먼 거리까지 방식이 가능할 것으로 사료된다.
- 그리고 CA9에 희생 양극을 연결한 5일째부터 강 파일의 분극 전위는 급격히 비 방향으로 이행하였으며 7일째와 10일째에는 더욱 비한 분극 전위 값을 나타내었음을 알 수 있다. 또한 통전 8일째에 CA8과 CA9 파일을 절연시킴 에 따라 CA9에 연결되어 있는 희생 양극의 방식 전류 영향을 받지 못하는 CAMB] CA8까지의 강 파일들의 분극 전위가 다소 상승하는 경향을 보였다. 게다가 통전 11일째에 CA8과 CA 9를 다시 연결하고 동시에 CA9에 연결된 희생 양극을 전기적으로 분리시킴에 따라 강 파일의 분극 전위는 다시 귀한 방향으로 스스히 높아져서 15일째에는 통전 10일째에 비해서 현저히 높은 귀한 값을 나타내는 경향을 알 수 있었다.
- 이상의 실험 결과에서 알 수 있듯이 양극의 발생 전류는 방식하고 있는 기존의 강 파일과 이웃에 접하고 있는 강 파일이 전기적으로 연결되어 있을 경우, 이웃하는 강 파일의 방식 유무와 방식 정도에 따라 기존의 강 파일을 방식하고 있는 희생 양극 발생 전류가 예상 발생 전류보다 증가 또는 감소되어 희생 양극 수명 에 영향을 미 칠 수 있다는 사실을 실험의 결과로 확인할 수 있었다. 그리고 방식대상 파일을 희생 양극에 의해 방식 할 경우 희생 양극에서 아주 인접한 거리에 있는 강파일의 분극 전위는 다소 영향을 받을 수 있으나본실험의 결과에 의하면 희생 양극에서 14ni 떨어져 있는 강 파일의 분극 전위와 희생 양극에 인접하고 있는 강파일 (Oni)의 분극전위 값의 차이가 크지 않다는 결과를 얻을 수 있었다.
- 8은 침지일 수 변화에 따른 CA1과 CA9 파일에 연결된희 생양극과 강 파일 사이에 흐르는 전류변화를 나타내고 있다. 침지 첫째 날부터 4일까지 CA1 강 파일과 연결된 양극의 발생 전류는 점차 증가하다가 5일째 되는 날 CA9에 희생양극을 연결함으로써 CA1과 연결되어 있는 양극의 발생 전류는 0.37A에서 0.342A로 급격히 감소하였다. 그 후 점차 감소하는 경향을 보이다가 통전 8일째 CA8과 CA9 강 파일을 절연함에 따라 침 지 7일째의 0.
- 한편 방식 일수의 증가에 따라 강 파일의 분극 전위는 점차 비 방향으로 이행하였으나 침지 35일째 되는 날부터 분극전위가 방식 전위 영역에서 이탈하여 급격히 귀한 값으로 상승하는 사실을 알 수 있었다. 이것은 Fig.
후속연구
- 그리고 희생양극의 예상 수명에 대해서도 함께 고찰해 보았다. 따라서 본 연구결과는 부두의 강 파일을 영역별로 공사 할 경우 다른 영역에도 방식 전류가 공급되어 양극의 예상수명과강파일 분극전위에도 영향을 미치게 됨을 감안하여 정확한 방식 설계를 하는데 유용한 참고 자료가 될 것으로 기대된다.
- 그리고 방식대상 파일을 희생 양극에 의해 방식 할 경우 희생 양극에서 아주 인접한 거리에 있는 강파일의 분극 전위는 다소 영향을 받을 수 있으나본실험의 결과에 의하면 희생 양극에서 14ni 떨어져 있는 강 파일의 분극 전위와 희생 양극에 인접하고 있는 강파일 (Oni)의 분극전위 값의 차이가 크지 않다는 결과를 얻을 수 있었다. 따라서 해수는 비저항이 적으므로 이보다 훨씬 먼 거리까지 방식이 가능할 것으로 사료된다.
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