$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

36개월간 국내 옥외폭로시험에 따른 아연도강의 부식거동
Corrosion Behavior of Galvanized Steels with Outdoor Exposure Test in Korea for 36 Months 원문보기

Corrosion science and technology, v.17 no.5, 2018년, pp.231 - 241  

김기태 (안동대학교 신소재공학부 청정에너지소재기술연구센터) ,  김영식 (안동대학교 신소재공학부 청정에너지소재기술연구센터)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Atmospheric corrosion is generally an electrochemical degradation process of metal. It can be caused by various corrosion factors of atmospheric component, weather, and air pollutants. Moisture, particles of sea salts, and sulfur dioxide are major factors in atmospheric corrosion. Galvanizing coatin...

주제어

표/그림 (11)

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

  •  따라서 본 연구에서는 상용 아연도강 2종(Galvannealed Steel(GA), Galvanized Steel(GI))에 대하여 옥외폭로시험을 실시하였으며, 시험 장소는 일반적으로 금속이 사용되는 여러 대기 환경을 전원, 도시, 해안 지역으로 단순화시켜 6개 지역에 옥외폭로 시험을 수행하고 아연도강의 부식 거동을 조사하였다.
  • 부착염 농도 측정 방법은 거즈법(Dry gauze)으로 일정 면적의 거즈를 두 겹으로 겹치고, 비로부터 차단된 보호집(shelter)내에서 대기 중에 일정 기간 노출 시켜 분석하는 방법이다. 1년 동안 노출 후 거즈를 잘게 절단한 후 규격에 따라 시험 용액을 제조하여 I.C.(Ion chromatography) 분석하였다.
  • 5에 나타내었다. GI 시편은 대표적으로 전원지역인 안동과, 해안지역인 부산에 대해서 분석을 진행하였다. GI 시편은 GA 시편과 마찬가지로 폭로시간이 증가함에 따라서 아연은 감소하고 산소의 함량은 증가하지만 Fe의 함량은 일정하게 매우 낮은 함량을 나타내는 것을 알 수 있다.
  • 3에 나타냈다. GI시편의 경우, 전원지역인 안동지역과 해안 지역인 부산지역 시편에 대해서 분석을 진행하였다. 전원지 역인 안동에 비해서 해안지역인 부산 시편에서 부식생성물의 양이나, 부식된 정도가 더욱 심하게 나타났으며 가시형 태의 부식생성물이 형성된 것을 알 수 있다.
  • 단면 분석은 분석용 시편을 저속절단기로 절단한 후 마운팅으로 단면의 부위를 고정시켰다. SiC 연마지를 이용하여 #200에서 #2000까지 연마를 한 후 다이아몬드 페이스 를 이용하여 경면 연마하였다. 이 후 SEM-EDS를 사용하여 표면형상의 변화 및 면분석을 통해 단면 도금층의 변화를 관찰하였다.
  • 표면에 형성된 부식생성물을 분석하기 위해 XRD분석을 실시하였다. XRD분석은 GA, GI, 시편에 대해 수행하였으며, 부식이 가장 많이 발생된 것으로 추정되는 해안지역인 부산지역과 부식이 가장 적게 발생될 것으로 추축되는 전원 지역인 안동지역을 모재부터 노출 36개월까지 폭로한 시편에 대해 분석하였다.
  • 각 지역별 옥외폭로시간에 따른 표면 변화를 관찰하기 위해 SEM을 이용하여 GA 및 GI 시편을 분석하였다. GA시 편은 전원, 도시, 해안지역을 총 6개 지역을 분석하였으며, GI 시편은 전원지역인 안동, 해안지역인 부산지역을 분석하 였다.
  • 단면 분석으로 해안지역(부산)에 폭로시킨 GA, GI 시편을 사용하였으며 폭로시간에 따른 단면의 형상변화 및 조성의 변화를 관찰하기 위해 SEM-EDS를 이용하여 Mapping 분석을 진행하였다. 폭로시간이 길어짐에 따라 단면 도금층의 산화물 및 부식생성물이 변화하는 형상을 관찰하기 위한 EDS 주요 원소로는 아연, 철, 산소로 측정하였다.
  • 단면 분석은 분석용 시편을 저속절단기로 절단한 후 마운팅으로 단면의 부위를 고정시켰다. SiC 연마지를 이용하여 #200에서 #2000까지 연마를 한 후 다이아몬드 페이스 를 이용하여 경면 연마하였다.
  • 표면 분석에 사용한 장비는 SEM-EDS (VEGAⅡLMU, Tescan)이며, 옥외폭로 시험 전 후 표면형상의 변화, 표면 부식생성물 및 표면조성의 변화를 관찰하였다. 또한 XRD (Ultima IV, Rigaku)를 이용하여 표면에 형성되는 부식생성물의 구조를 분석하였다.
  • 우선 옥외폭로 전 시편의 무게를 측정하고 수거된 시편을 흐르는 물에서 연한 솔을 이용하여 표면에 붙은 이물질 및 부식생성물을 제거하였으나 모든 부식생성물 및 이물질이 제거되지 않아서 화학적 세척을 진행하였다. 본 연구에서 사용한 화학적 세척방법은 1차 세정과 2차 세정으로 나누어 진행하였다. 1차 세 정은 70 ℃, 100g NH4Cl + 900ml H2O 용액에 4분 동안 침지시켰으며, 2차 세정은 25 ℃, 황산 암모늄용액(100g (NH4)S2O8 + 900ml H2O)에 5분간 침지하여 진행하였다.
  • 부식속도는 36개월의 평균 부식속도이며 부착염 농도는 12 개월동안 노출하여 얻은 데이터이다. 부착염 농도가 가장 낮게 측정된 안동을 기준으로 각각의 지역을 비교 분석하였다. GA의 경우 부착염의 농도가 증가함에 따라서 부식속도 또한 증가하는 경향을 보이나, GI의 경우 부착염 농도와 관 계없이 다른 경향을 보이는 것으로 나타났다.
  • 본 연구에 사용한 옥외폭로 시편은 GA(Galvannealed Steel) 시편은 합금화 용융아연도금 강판으로 소지금속인 철과 도금 금속인 아연 사이에 Fe-Zn 합금층을 이루고 있고, GI(Galvanized Steel) 시편은 Fe-Zn 합금층 없이 아연이 도금된 강판이다. 시편의 크기는 200 x 100 mm와 30 x 15 mm이며 200 x 100 mm 크기의 시편은 폭로 후 시편의 표면 외관 분석 및 부식속도, 30 x 15 mm 크기의 시편은 폭로 후 시편의 부식생성물을 분석하였다. 옥외폭로 조건으로는 45°의 경사를 갖도록 설치하였으며 일조량이 항상 일정하고 통풍이 잘되며 풍향과 풍속의 제약을 받지 않는 평탄한 지반에 설치하였다.
  • 옥외폭로 조건으로는 45°의 경사를 갖도록 설치하였으며 일조량이 항상 일정하고 통풍이 잘되며 풍향과 풍속의 제약을 받지 않는 평탄한 지반에 설치하였다.
  • 옥외폭로시간에 따른 표면 성분 변화를 SEM-EDS를 통해 주요성분에 대해서 분석하였다. Fig.
  • 옥외폭로 시험 후 아연도강의 부식속도를 측정하기 위해 KS D 9226의 방법 [25]을 이용하였다. 우선 옥외폭로 전 시편의 무게를 측정하고 수거된 시편을 흐르는 물에서 연한 솔을 이용하여 표면에 붙은 이물질 및 부식생성물을 제거하였으나 모든 부식생성물 및 이물질이 제거되지 않아서 화학적 세척을 진행하였다. 본 연구에서 사용한 화학적 세척방법은 1차 세정과 2차 세정으로 나누어 진행하였다.
  • SiC 연마지를 이용하여 #200에서 #2000까지 연마를 한 후 다이아몬드 페이스 를 이용하여 경면 연마하였다. 이 후 SEM-EDS를 사용하여 표면형상의 변화 및 면분석을 통해 단면 도금층의 변화를 관찰하였다.
  • 지역별 환경인자를 분석하기 위해 부착염 농도 시험을 진행하여 분석하였다. 분석지역은 안동, 서울, 광주, 목포 지역이며, 3가지 부착염(Cl- , SO42- , NO3-)에 대해서 분석하였다.
  • 단면 분석으로 해안지역(부산)에 폭로시킨 GA, GI 시편을 사용하였으며 폭로시간에 따른 단면의 형상변화 및 조성의 변화를 관찰하기 위해 SEM-EDS를 이용하여 Mapping 분석을 진행하였다. 폭로시간이 길어짐에 따라 단면 도금층의 산화물 및 부식생성물이 변화하는 형상을 관찰하기 위한 EDS 주요 원소로는 아연, 철, 산소로 측정하였다.
  • 표면 분석에 사용한 장비는 SEM-EDS (VEGAⅡLMU, Tescan)이며, 옥외폭로 시험 전 후 표면형상의 변화, 표면 부식생성물 및 표면조성의 변화를 관찰하였다. 또한 XRD (Ultima IV, Rigaku)를 이용하여 표면에 형성되는 부식생성물의 구조를 분석하였다.
  • 표면에 형성된 부식생성물을 분석하기 위해 XRD분석을 실시하였다. XRD분석은 GA, GI, 시편에 대해 수행하였으며, 부식이 가장 많이 발생된 것으로 추정되는 해안지역인 부산지역과 부식이 가장 적게 발생될 것으로 추축되는 전원 지역인 안동지역을 모재부터 노출 36개월까지 폭로한 시편에 대해 분석하였다.

대상 데이터

  • 각 지역별 옥외폭로시간에 따른 표면 변화를 관찰하기 위해 SEM을 이용하여 GA 및 GI 시편을 분석하였다. GA시 편은 전원, 도시, 해안지역을 총 6개 지역을 분석하였으며, GI 시편은 전원지역인 안동, 해안지역인 부산지역을 분석하 였다.
  • 본 연구에 사용한 옥외폭로 시편은 GA(Galvannealed Steel) 시편은 합금화 용융아연도금 강판으로 소지금속인 철과 도금 금속인 아연 사이에 Fe-Zn 합금층을 이루고 있고, GI(Galvanized Steel) 시편은 Fe-Zn 합금층 없이 아연이 도금된 강판이다. 시편의 크기는 200 x 100 mm와 30 x 15 mm이며 200 x 100 mm 크기의 시편은 폭로 후 시편의 표면 외관 분석 및 부식속도, 30 x 15 mm 크기의 시편은 폭로 후 시편의 부식생성물을 분석하였다.
  • 지역별 환경인자를 분석하기 위해 부착염 농도 시험을 진행하여 분석하였다. 분석지역은 안동, 서울, 광주, 목포 지역이며, 3가지 부착염(Cl- , SO42- , NO3-)에 대해서 분석하였다. Table 1은 지역별 부착염의 농도를 나타내었다.
  • 부착염 농도 시험은 KS D 0060 규격에 [26] 따라 수행하였다. 설치 장소는 안동, 서울, 광주, 목포, 4개 지역에 옥외폭로 시험과 같은 위치에 설치하였다. 부착염 농도 측정 방법은 거즈법(Dry gauze)으로 일정 면적의 거즈를 두 겹으로 겹치고, 비로부터 차단된 보호집(shelter)내에서 대기 중에 일정 기간 노출 시켜 분석하는 방법이다.

이론/모형

  • 부착염 농도 시험은 KS D 0060 규격에 [26] 따라 수행하였다. 설치 장소는 안동, 서울, 광주, 목포, 4개 지역에 옥외폭로 시험과 같은 위치에 설치하였다.
  • 옥외폭로 시험 후 아연도강의 부식속도를 측정하기 위해 KS D 9226의 방법 [25]을 이용하였다. 우선 옥외폭로 전 시편의 무게를 측정하고 수거된 시편을 흐르는 물에서 연한 솔을 이용하여 표면에 붙은 이물질 및 부식생성물을 제거하였으나 모든 부식생성물 및 이물질이 제거되지 않아서 화학적 세척을 진행하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
금속의 대기 부식 반응이 직접 관여하는 성분은? 금속의 대기 부식 반응에 직접 관여하는 성분은 산소와 수분이다. 대기 중에 수분이 없는 경우 부식 반응은 화학적 과정이다.
금속의 대기 부식 반응 반응 중 부식 반응이 전기화학적 과정은 어떻게 발생하는가? 대기 중에 수분이 없는 경우 부식 반응은 화학적 과정이다. 그런데, 상대 습도가 증가하여 대기 중의 수분의 양이 증가하면 금속 표면에 수막이 형성되고, 수막의 두께가 증가하여 전해질로 작용하므로 부식 반응이 전기화학적 과정으로 된다 [11]. 또한 금속이 물 속에 완전히 침적된 경우보다 금속표면에 일정한 두께의 얇은 수막이 형성된 경우에 산소의 이동이 더욱 용이하므로 부식 반응이 보다 더 활발히 일어난다.
금속의 대기부식(atmospheric corrosion)이란? 금속의 대기부식(atmospheric corrosion)은 다양한 수분함량을 가진 자연의 대기환경(빗물 및 결로 등)에 금속이 노출되었을 때의 온도 및 조건에서 발생하는 부식을 말하는데, 대기 중의 수분이 금속 표면에 흡착 또는 응축되어 얇은 수막(~200 um)을 형성하고, 여기에 대기 중의 산소나 오염물질 등이 용해되어 얇은 전해질 층을 형성함으로써 발생된다 [7-9]. 대기 부식의 일반적인 형태는 균일부식(uniform corrosion)이지만, 환경에 따라서 공식(pitting) 등의 국부적인 부식도 발생하며, 다른 종류의 금속과 전기적으로 접촉되어 있는 경우 이종금속접촉부식(galvanic corrosion) 을 일으키기도 한다 [7,10].
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (26)

  1. Economic Effect of Metallic Corrosion in the United States, Appendix B, NBS Special Publication 511-2, SD Stock No. SN-003-003-01926-5 (1978). 

  2. Report of the Committee on Corrosion Protection - A Survey of Corrosion Protection in theUnited Kingdom, Chairman T.P. Hoar (1971). 

  3. Report of the Committee on Corrosion Protection - A Survey of Cost of Corrosion in Japan, Japan Society of Corrosion Engineering and Japan Association of Corrosion Control, Chairman G. Okamoto (1977). 

  4. H. H. Uhlig, Corrosion, 6, 29 (1952). 

  5. The Corrosion Science Society of Korea, Standardization of Corrosion and Corrosion Protection Techniques for Industrial Facilities, Ministry of Knowledge Economy (2009). 

  6. S. T. Kim, B. B. Yim, T. Tsujino, and Y. Maeda, J. Environ. Sci. Soc., 7, 361 (1998). 

  7. D. A. Jones, Principles and Prevention of Corrosion, pp. 356-366, Macmillan Publishing Company, London (1992). 

  8. K. W. Chung and K. B. Kim, Corros. Sci. Tech., 27, 413 (1998). 

  9. D. J. Choi, M.S. Thesis, Atmospheric Corrosion Characteristic of Rust Formed on Reinforcement Steels, Yonsei University, Seoul (2006). 

  10. J. H. Ahn, S. G. Kang, and S. K. Chang, J. Kor. Inst. Surf. Eng., 31, 307 (1998). 

  11. H. Leidheiser, Jr., The Corrosion of Copper, Tin, and Their Alloys, John Whiely, New York (1971). 

  12. W. H. Vernon, Trans. Faraday Soc., 31, 1668 (1935). 

  13. N. A. Lange, Handbook of Chemistry, 10th ed., McGraw-Hill, New York (1961). 

  14. I. Suzuki. Corros. Eng., 30, 639 (1981). 

  15. I. Horikawa, Rikanenhyo, p. 265, Maruzen, Japan (1984). 

  16. RTKB Kenkyukai, Kakushin 97 Report, p. 20 (1968). 

  17. K. Sekine, and S. Uchikawa, Reidokozakizutsu, 31, 367 (1980). 

  18. T. Murata, Corros. Eng., 33, 598 (1984). 

  19. M. Ohida, Kokai-to-Taishaku, 19, 75 (1983). 

  20. X. G. Zhang, Corrosion and Electrochemistry of Zinc, p. 157, Cominco Ltd. (1996). 

  21. R. Satoto, W. S. Subowo, R, Yusiasih, Y. Takane, Y. Watanabe, and T. Hatakeyama, Polym. Deg. Stab., 56, 275 (1997). 

  22. F. Severini, R. Gallo, S. Ipsale, E, Nisoli, and M. Pardi, Polym. Deg. Stab., 65, 329 (1999). 

  23. M. Scoponi, S. Cimmino and M. Kaci, Polymer, 41, 7969 (2000). 

  24. F. Serverini, R. Gallo, L. Di Landro, M. Pegoraro, L. Brambilla, M. Tommasini, C. Castiglioni, and G. Zerbi, Polymer, 42, 3609 (2001). 

  25. KS D ISO 9226, Corrosion of metals and alloys - Corrosivity of atmospheres - Determination of corrosion rate of standard specimens for the evaluation of corrosivity (2008). 

  26. KS D 0060, Recommended Practice for Weathering test (2011). 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로