선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구에서는 절탄기의 저온부식 문제를 해결하기 위해 아크 열용사 코팅기술을 도입하였다. 해당 기술은 2개의 전도성 금속선재에 서로 다른 극성의 전기를 인가하여 아크를 발생시키고, 이때 용융된 금속선재를 원하는 재료 표면에 압축공기로 분사하여 코팅하는 방법이다.
제안 방법
- 또한 TSC에 내재된 기공(pore) 및 틈(void)과 같은 코팅 결함을 보완하기 위해 실링처리를 실시하였다. 그리고 TSC와 TSC+Sealing에 대하여 내식성 개선효과를 확인하기 위해 다양한 전기화학적 실험을 진행하여 상호비교하였다.
- 또한 TSC에 내재된 기공(pore) 및 틈(void)과 같은 코팅 결함을 보완하기 위해 실링처리를 실시하였다. 그리고 TSC와 TSC+Sealing에 대하여 내식성 개선효과를 확인하기 위해 다양한 전기화학적 실험을 진행하여 상호비교하였다.
- 활용하여 제작하였으며, 절탄기 튜브의 성분분석 결과를 Table 1에 제시하였다. 절탄기 튜브는 공장 생산 시 부식방지를 위한 도장을 제거하고, 용사코팅 작업 시 시편과 코팅층 사이의 부착력 향상을 위해 블라스팅 처리를 실시하여 표면 조도를 형성하였다. 블라스팅 처리된 절탄기 튜브에 대하여 직각 방향으로 용사코팅을 실시하였다.
- 절탄기 튜브는 공장 생산 시 부식방지를 위한 도장을 제거하고, 용사코팅 작업 시 시편과 코팅층 사이의 부착력 향상을 위해 블라스팅 처리를 실시하여 표면 조도를 형성하였다. 블라스팅 처리된 절탄기 튜브에 대하여 직각 방향으로 용사코팅을 실시하였다. 용사코팅 작업은 코팅 재료로 Inconel 625 선재를 공급하여 아크 열 용사 코팅을 실시하였다.
- 블라스팅 처리된 절탄기 튜브에 대하여 직각 방향으로 용사코팅을 실시하였다. 용사코팅 작업은 코팅 재료로 Inconel 625 선재를 공급하여 아크 열 용사 코팅을 실시하였다. 또한 용사코팅된 절탄기 튜브에 대하여 기공 결함을 보완하기 위한 실링처리 작업을 실시하였다.
- 용사코팅 작업은 코팅 재료로 Inconel 625 선재를 공급하여 아크 열 용사 코팅을 실시하였다. 또한 용사코팅된 절탄기 튜브에 대하여 기공 결함을 보완하기 위한 실링처리 작업을 실시하였다. 아크 열용사 코팅 및 실링처리는 용사코팅 전문업체인 대신메탈라이징(주)에서 작업하였다.
- 아크 열용사 코팅 및 실링처리는 용사코팅 전문업체인 대신메탈라이징(주)에서 작업하였다. 모재(Substrate), 열용사 코팅 (Thermal Srpay Coating; TSC) 그리고 열용사 코팅+실링 처리된 시편(TSC+Sealing)은 전기화학적 실험을 위해 튜브 핀(fin) 부분을 가공 절단 후 초음파 세척하여 열풍 건조하였다. 용사 코팅 작업과정은 Fig.
- 1에 순차적으로 나타내었다. 전기화학적 실험은 자체 제작한 홀더에 삽입하여 면적 0.32cm2만 노출시켜 0.5wt% 황산 수용액에서 실시하였다. 전기화학적 실험 셀은 Ag/AgCl 기준전극과 Pt mesh 대극으로 구성하였다.
- 전기화학적 실험 셀은 Ag/AgCl 기준전극과 Pt mesh 대극으로 구성하였다. 자연전위 측정은 6시간 동안 실시하였으며, 양극분극 실험은 개로전위 기준으로 -0.25에서 +2.0V까지 1mV/sec의 주사속도로 분극시켰다. 양극분극 실험 전후 표면손상 정도를 확인하기 위해 주사전자현미경(SEM), 광학현미경 그리고 EDS 성분분석을 실시하였다.
- 0V까지 1mV/sec의 주사속도로 분극시켰다. 양극분극 실험 전후 표면손상 정도를 확인하기 위해 주사전자현미경(SEM), 광학현미경 그리고 EDS 성분분석을 실시하였다. 또한 개로전위 기준 -0.
- 양극분극 실험 전후 표면손상 정도를 확인하기 위해 주사전자현미경(SEM), 광학현미경 그리고 EDS 성분분석을 실시하였다. 또한 개로전위 기준 -0.25에서 +0.25V까지의 분극구간에서 타펠분석을 실시하여 부식전류 밀도를 산출하여 내식성을 평가하였다.
- 선박 절탄기 튜브 손상을 방지하기 위해 아크 열용사 코팅기술을 활용하여 Inconel 625 코팅을 적용 후 황산 수용액에서 다양한 전기화학적 실험을 실시하여 다음과 같이 결론을 얻었다.
대상 데이터
- 본 연구에서 LNG 운송선박의 절탄기 튜브가 저온 부식에 의한 파손으로 선박 및 인명 피해 또는 운항 지연에 따른 경제적 손실 등을 방지하기 위해 내식성 재료인 Inconel 625 용사 선재를 활용한 아크 열용사 코팅기술을 절탄기 튜브에 적용하였다. 또한 TSC에 내재된 기공(pore) 및 틈(void)과 같은 코팅 결함을 보완하기 위해 실링처리를 실시하였다.
- 시편은 실제 선박에서 사용되고 있는 신품 절탄기 튜브를 활용하여 제작하였으며, 절탄기 튜브의 성분분석 결과를 Table 1에 제시하였다. 절탄기 튜브는 공장 생산 시 부식방지를 위한 도장을 제거하고, 용사코팅 작업 시 시편과 코팅층 사이의 부착력 향상을 위해 블라스팅 처리를 실시하여 표면 조도를 형성하였다.
- 5wt% 황산 수용액에서 실시하였다. 전기화학적 실험 셀은 Ag/AgCl 기준전극과 Pt mesh 대극으로 구성하였다. 자연전위 측정은 6시간 동안 실시하였으며, 양극분극 실험은 개로전위 기준으로 -0.
성능/효과
- 55V로 가장 낮은 전위를 형성하였다. 다음으로 TSC 시편은 실험 초기에 가장 낮은 전위를 형성하였으나 실험시간 경과에 따라지속적으로 전위가 상승하여 실험시간 약 150분 경과 시부터 안정된 전위를 나타냈으며, 실험 종료시점에는 약 -0.5V 의 전위를 형성하였다. 마지막으로 TSC+Sealing 시편은 다른 시편과 달리 실험 초기부터 실험 종료시점까지 전반적으로 안정된 전위를 형성하였으며, 그 전위는 약 -0.
- 5V 의 전위를 형성하였다. 마지막으로 TSC+Sealing 시편은 다른 시편과 달리 실험 초기부터 실험 종료시점까지 전반적으로 안정된 전위를 형성하였으며, 그 전위는 약 -0.48V로 가장 높게 형성되었다. 상기 연구결과를 분석해보면 Substrate 시편이 가장 낮은 전위를 형성하는 것은 TSC 층이 Inconel 625 로 이루어져 있으며, 그 주성분이 Ni과 Cr으로 Substarate에비해 귀한 전위를 나타내는 금속이기 때문이다.
- 따라서 TSC 결함은 코팅 층 자체의 내구성 뿐만 아니라 내식성에도 크게 영향을 미치므로 실링처리와 같은 보완작업이 추가적으로 요구된다. 마지막으로 TSC+Sealing 시편은 실링처리에 의해 효과적으로 기공과 틈 결함이 차단되었기 때문에 실험시간 동안 가장 높고 안정된 전위를 나타낸 것으로 판단할 수 있다.
- 5wt% 황산 수용액 내에서 Substrate, TSC 그리고 TSC+Sealing 시편에 대하여 양극분극 실험결과를 나타낸 것이다. Substratee 전위가 상승함에 따라 지속적으로 전류밀도가 증가하는 활성화 반응이 나타났다. 반면 TSC와 TSC+Sealinge 전위가 상승함에 따라 활성화 영역(active region), 활성화-부 동태 전환 영역(active-passivation transition region), 부동태 영역(passivation region) 그리고 부동태 통과 영역(transpassive region) 순으로 전류밀도 변화가 관찰되었다.
- 전위가 증가함에도 불구하고 전류밀도가 작아지거나 정체되는 현상이 나타나는 부동태 영역은 해당 전위 범위가 크고 형성된 전류밀도가 작을수록 내식성이 우수함을 의미한다. 따라서 Substrate에 비해 TSC와 TSC+Sealing의 내식성이 개선되었음을 알 수 있으며, 특히 TSC+Sealing이 가장 우수한 내식성을 지닌 것으로 판단할 수 있다.
- 5 (a)-(b) 의 Substrate 표면은 실험 전 샌드페이퍼 연마 흔적이 관찰되었고, 실험 후에는 부분적으로 부식반응이 진행되어 부식생성물이 형성되었다. 그 결과 EDS 성분분석 시 산화 반응에 따른 부식생성물 형성으로 실험 후 산소 함량이 증가한 것으로 판단된다. Fig.
- 또한 양극분극 실험 후 일부 시편에서 S 성분이 검출되었는데 이는 실험 용액인 황산 수용액에 의한 영향으로 판단된다. 결과적으로 양극분극 실험 후 표면 관찰을 통해 Substrate를 제외한 TSC와 TSC+Sealing의 부식 손상이 관찰되지 않아 우수한 내식성을 확인할 수 있었다.
- 한편 부식전류밀도(Icorr)는해당 시편의 부식속도(corrosion rate)를 의미하므로 그 값이 작을수록 내식성이 우수하다. 따라서 산출된 부식전류 밀도의 크기가 TSC>Substrate>TSC+Sealing 순으로 작게 나타나 TSC+Sealing의 내식성이 가장 우수함을 알 수 있다. 결과적으로 가장 큰 부식전위와 가장 작은 부식전류밀도를 나타낸 TSC+Sealing의 내식성이 가장 우수한 것으로 판단할 수 있다.
- 따라서 산출된 부식전류 밀도의 크기가 TSC>Substrate>TSC+Sealing 순으로 작게 나타나 TSC+Sealing의 내식성이 가장 우수함을 알 수 있다. 결과적으로 가장 큰 부식전위와 가장 작은 부식전류밀도를 나타낸 TSC+Sealing의 내식성이 가장 우수한 것으로 판단할 수 있다.
- 1. 자연전위 측정 결과 Substrate에 비해 TSC와 TSC+Sealing의 전위가 높게 형성되었으나 TSC의 경우 다수의 결함을 내재하고 있으므로 갈바닉 부식에 대한 조치가 이루어진 TSC+Sealing의 전위가 가장 안정적으로 형성되었다.
- 2. 양극분극 실험 결과 TSC와 TSC+Sealing의 경우 부동태 영역이 형성되었고, 표면 관찰 시에는 부식 손상도 관찰되지 않아 Substrate에 비해 내식성이 개선되었다.
- 3. 타펠분석 결과 TSC+Sealing가 가장 귀한 부식전위와 가장 작은 부식전류밀도를 형성하여 내식성이 가장 우수하게 나타났다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.