초록 ▼

가. 최종목표

산업설비와 대형 구조물의 안전성 향상 및 수명연장을 위한
o 위험성 평가방법 개발
o 전기저항형 부식속도 측정기술 개발 및 적용
o 음극방식 설계기술 개발
o 수명예측 및 사용가능성 평가의 기본 모델 제시
o 방식설계 기술을 토대로 한 수명연장 기술 개발

나. 단계목표

1단계(2년후)
부식환경별 정량적 감시기법 개발(부식속도 검출한계: 0.01 mpy 이내)
o 부식환경별 위험성 인자 도출 및 가중치 평가

가. 최종목표

산업설비와 대형 구조물의 안전성 향상 및 수명연장을 위한
o 위험성 평가방법 개발
o 전기저항형 부식속도 측정기술 개발 및 적용
o 음극방식 설계기술 개발
o 수명예측 및 사용가능성 평가의 기본 모델 제시
o 방식설계 기술을 토대로 한 수명연장 기술 개발

나. 단계목표

1단계(2년후)
부식환경별 정량적 감시기법 개발(부식속도 검출한계: 0.01 mpy 이내)
o 부식환경별 위험성 인자 도출 및 가중치 평가
o 전기 저항형 박막 부식속도 측정 센서 개발 및 기기화
2단계(5년후) :
정량적 부식자료에 의한 수명예측 및 음극방식 설계기술 개발(지중, 수중 강·콘크리트 구조물의 부식감시 및 방식설계 모델 제시)
o 음극방식 설계기술 개발
o 부식감시기술을 응용한 수명예측 및 사용가능성 평가 모델 제시
o 방식설계 기술을 토대로 한 수명연장 기술 개발

다. 연차별 연구목표 및 내용

1차년도('99년)
부식환경별 위험성 인자 도출 및 감시기법 개발
1. 부식환경별 위험성 인자 도출 및 가중치 평가 (*1): 대기조건, 수용액조건, 토양조건
2. 부식감시용 부식속도 측정센서 기술 (*2) :
3. 국내의 부식사례 수집 및 분석 (*3)
2차년도('00년) : 부식속도 측정센서 개발 및 기기
1. 개발된 센서의 기기화 및 실증 연구 : portable 기기 개발 (*4)
2. 수치해석적 방식설계기법 기초연구 (*5)
3. 국내의 부식사례 수집 및 분석 (*3)
4. 구조물별 손상유형조사 및 하중특성 비교연구

Abstract ▼

This study focuses on the development of corrosion monitoring tools and protection technique which can be applied to steel structure. There has been growing interest in corrosion monitoring since it is crucial in aging systems in that it enables one to evaluate corrosion risks and predict the servic

This study focuses on the development of corrosion monitoring tools and protection technique which can be applied to steel structure. There has been growing interest in corrosion monitoring since it is crucial in aging systems in that it enables one to evaluate corrosion risks and predict the service life of construction materials. Corrosion monitoring also plays an important role in paradigm shift regarding maintenance of aging systems. One can rely on a new preventive and predictive maintenance approaches, rather than more costly and old-fashioned corrective maintenance practices, provided that reliable corrosion monitoring methods are available. Both qualitative (likeliness of corrosion) and quantitative (corrosion rate)information are requisite for innovative maintenance of aging systems. This work is designed for 5 year program, this report covers results of first two years.

Corrosion damage is generally reported as metal loss or penetration as a function of time. In many situations, the service conditions involve unknown parameters and/or unexpected conditions where corrosion rates are not constant with time. In case when any corrosion mitigation measures such as use of inhibitors and cathodic protection are incorporated, corrosion monitoring for verification control is important. Different monitoring techniques are available in industrial processes but the need for more reliable, sensitive and accurate corrosion monitoring systems is still in great demand. The thin film probe and instrument for corrosion measurement was developed in this work. We also to report herein a result from application of thin film probe for many environments.

목차 Contents

• I. 과제의 개요...30
• 1.1. 1단계 연구의 목표...32
• 1.2. 연구추진전략 및 방법...33
• 1.3. 주요 연구개발결과...35
• 1.3.1. 계획대비 달성도...35
• 1.3.2. 대표적 성공사례...35
• 1.3.3. 기타 계획하지 않은 연구성과...37
• 1.4. 연구결과(개발기술)의 활용계획 및 활용가능성...38
• 1.4.1. 부식속도 측정센서의 활용...38
• 1.4.2. 토양의 부식성 평가기술...38
• 1.4.3. 강구조물의 부식 모니터링 기술...39
• 1.4.4. 압력용기의 사용가능성 평가기술...39
• II. 부식감시용 속도 측정 센서 개발...40
• 제목차례...41
• 표차례...44
• 그림차례...45
• II.1. 부식감시용 속도 측정센서 제작...52
• II.1.1. 스퍼터링에 의한 증착...52
• II.1.2. 비저항 측정방법...59
• II.1.3. 스크래치 테스트방법...62
• II.2. 부식감시용 속도 측정센서 부착력 개선을 위한 1차년도 연구...63
• II.2.1. 접착력 및 잔류응력 개선을 위한 연구...63
• II.2.2. 증착된 박막의 특성 평가...72
• II.3. 부식감시용 속도 측정센서의 특성...96
• II.3.1. 박막 센서 제작...96
• II.3.2. 센서의 특성...103
• II.3.3. 부식속도 측정센서의 기기화...117
• II.4. 부식감시용 속도 측정센서의 응용...119
• II.4.1. 매설배관 부식감시를 위한 부식감시용 속도 측정센서의 현장적용...119
• II.4.2. 부식감시용 속도 측정 센서의 응용: 부식억제제의 성능 평가...136
• II.4.3. 부식감시용 속도측정 센서의 응용: 센서를 이용한 미생물부식 특성...148
• II.4.4. 부식감시용 속도측정 센서의 응용: 대기부식 감시 적용...151
• II.5. 결론...163
• II.5.1. 박막의 증착공정 개발...163
• II.5.2. 측정 한도 0.01mpy의 부식감시용 속도 측정 센서...163
• II.5.3. 부식감시용 속도 측정센서의 응용...164
• II.5.4. 부식속도 측정센서의 기기화...164
• II.6. 참고문헌...166
• III. 부식환경별 부식성 인자 도출 및 가중치 평가...167
• 제목차례...168
• 표차례...170
• 그림차례...172
• III.1. 대기 환경에서의 부식성 인자 도출 및 가중치 평가...174
• III.1.1. 서론...174
• III.1.2. 대기부식의 특징...176
• III.1.3. 대기부식에 영향을 미치는 환경인자...179
• III.1.4. 대기부식의 평가방법...200
• III.1.5. 대기부식의 속도...212
• III.1.6. 강의 대기부식...218
• III.1.7. 아연의 대기부식...233
• III.1.8. 구리의 대기부식...238
• III.1.9. 알루미늄 합금의 대기부식...240
• III.1.10. 대기환경의 부식성 인자 및 가중치...242
• III.1.11. 대기부식의 방지...248
• III.1.12. 국내 대기부식 프로그램 제안서...249
• III.1.13. 부록...271
• III.1.13.1. 대륙별 대기부식 프로그램...271
• III.1.13.2. 대기부식 시험법...274
• III.1.14. 참고문헌...278
• III.2. 토양 환경의 부식성 인자 도출 및 가중치 평가...281
• 제목차례...282
• 표차례...284
• 그림차례...285
• III.2.1. 개요...288
• III.2.2. 토양부식의 특징...290
• III.2.3. 토양부식성 평가방법...306
• III.2.4. 토양 부식 위험성 인자 도출 및 평가...317
• III.2.5. 결론...384
• III.2.6. 참고문헌...385
• III.3. 수용액 환경에서의 부식성 인자 도출 및 가중치 평가...386
• 제목차례...387
• 표차례...389
• 그림차례...390
• III.3.1. 환경 인자...393
• III.3.2. 녹혹 (tuberculation)...414
• III.3.3. 부식위험성 가중치 부여 및 부식 방지를 위한 고려사항...425
• III.3.4. 참고 문헌...430
• III.4. 콘크리트에서의 부식성 인자 및 가중치...431
• 제목차례...432
• 표차례...434
• 그림차례...435
• III.4.1. 서론...437
• III.4.2. 콘크리트의 개요...439
• III.4.3. 철근 콘크리트의 열화기구...441
• III.4.4. 콘크리트내 강의 부식...449
• III.4.5. 철근부식의 위험인자...457
• III.4.6. 철근의 부식과 관련된 콘크리트의 파괴거동...471
• III.4.7. 콘크리트 부식에 대한 연구동향...485
• III.4.8. 콘크리트 구조물의 열화상태 진단 사례...487
• III.4.9. 참고문헌...491
• IV. 수치해석적 방식설계법...492
• 제목차례...493
• 표차례...495
• 그림차례...496
• IV.1. 전기방식설계 원리...498
• IV.1.1. 매설 구조물의 전기방식 개요...498
• IV.1.2. 외부전원법의 설계 계산...500
• IV.1.3. 해석적인 방법에 의한 방식전위 예측...502
• IV.2. 수치해석적 설계의 원리...505
• IV.2.1. 수치해석 모델링의 이론적 배경...505
• IV.2.2. BEASY를 활용한 전기방식 시뮬레이션...507
• IV.2.3. 2D BEM simulation의 실례...514
• IV.3. 희생양극 피복시스템의 방식성능 및 잔류수명 예측...519
• IV.3.1. 배경...519
• IV.3.2. 모델링...519
• IV.3.3. 계산 결과에 따른 수명 평가...524
• IV.4. 전기방식 설계 응용 (매설배관을 중심으로)...527
• IV.5. 전기방식 시스템 진단에의 응용...532
• IV.5.1. 강재 케이싱 (steel casing)...532
• IV.5.2. 양극간섭 문제의 해석...540
• IV.5.3. 간섭의 완화조치에 대한 계산...543
• IV.6. 결론...551
• V. 부식손상된 배관의 사용가능성 평가...552
• 제목차례...553
• 표차례...554
• 그림차례...555
• V.1. 서론...556
• V.2. 배관 부식 손상부에 대한 잔류강도 평가 기준...559
• V.2.1. Classical Effective Area Methods...561
• V.2.2. Chell Limit Load Analysis...566
• V.2.3. Kanninen Shell Theory Criterion...567
• V.2.4. Sims Pressure Vessel Criteria...568
• V.2.5. Ritchie and Last Criterion...569
• V.2.6. PRCI/Battelle PCORRC Plastic Collapse Criterion...569
• V.2.7. BG/DNV Level Criterion...570
• V.2.8. 부식손상부 평가기준 비교...571
• V.3. 실제크기 배관 정수압 파열시험...573
• V.3.1. 기계가공에 의한 손상배관 제작...573
• V.3.2. 시험방법...573
• V.3.3. 시험 결과...574
• V.4. 배관 부식손상부위 평가 프로그램 개발...581
• V.4.1. 프로그램 개요...581
• V.4.2. 프로그램의 구성...583
• V.5. 요약...590
• V.6. 참고문헌...591
• VI. 부식사례...592