초록 ▼

센서 재료의 조합: 동-배관재(Cu-CS), 스테인레스강-배관재(SS-CS), 티타늄-배관재(Ti-CS)
동전위분극시험: 동은 활성화거동을, 스테인레스강과 티타늄은 부동태거동을 나타냄.
갈바닉 부식 시험: 영저항 전류계를 이용하여 시간에 따른 갈바닉 전류 측정
무게 감량 시험과 전기화학적 임피던스 분광법: 토양 모사 환경에서의 배관 강재의 부식 속도를 얻기 위해 사용.
갈바닉 전류 측정과 부식 속도 측정의 결과에 의해서 갈바닉 전류와 부식 속도와의 사이에 직선적인 상관관계가 존재함을 도출. 이를 통해 음극재료로

센서 재료의 조합: 동-배관재(Cu-CS), 스테인레스강-배관재(SS-CS), 티타늄-배관재(Ti-CS)
동전위분극시험: 동은 활성화거동을, 스테인레스강과 티타늄은 부동태거동을 나타냄.
갈바닉 부식 시험: 영저항 전류계를 이용하여 시간에 따른 갈바닉 전류 측정
무게 감량 시험과 전기화학적 임피던스 분광법: 토양 모사 환경에서의 배관 강재의 부식 속도를 얻기 위해 사용.
갈바닉 전류 측정과 부식 속도 측정의 결과에 의해서 갈바닉 전류와 부식 속도와의 사이에 직선적인 상관관계가 존재함을 도출. 이를 통해 음극재료로 선정된 3종의 금속중 동과 스테인레스강이 부식감지 센서를 구성하는 음극재료로서 선정.
토양매설시험: 강관의 부식속도 측정을 위한 전기화학적 셀을 구성하였으며, Cu-CS 센서와 SS-CS 센서를 동시에 매설. (부식환경에 따른 센서의 응답성을 평가하기 위해 매설시험 셀을 각각 5,000 $\Omega$-cm와 10,000 $\Omega$-cm의 토양 비저항을 변수로 나누어 제작).
직선분극저항 측정법과 전기화학적 임피던스 분광법: 강관의 부식속도를 시간에 따라 측정.
갈바닉 부식시험: 센서에서 발생하는 전류를 시간에 따라 측정.
갈바닉 탐침 전류와 실제 배관의 부식 속도와의 상관관계를 규명:
매설시험 결과, cell 1(5,000 $\Omega$-cm)의 경우에는 시간에 따라 강관의 부식속도가 일정해지는 반면, cell 2(10,000 $\Omega$-cm)에서는 시간에 따라 지속적으로 감소하는 것이 관찰.
두 cell 모두에서 강관의 부식속도 측정법인 LPR과 EIS 결과는 유사한 거동을 나타내었으며, 이는 두 시험 방법 모두 강관의 부식특성을 정량화하는데 적합하다는 것을 의미.
갈바닉 전류의 경우, cell 2에서는 Cu-CS와 SS-CS 센서가 모두 강관의 부식거동과 비슷하게 시간에 따라 감소하였으나, cell 1의 경우에는 Cu-CS 센서는 강관의 부식속도와 비슷한 반면, SS-CS 센서는 시간에 따라 감소.
결론적으로 Cu-CS 센서가 강관의 부식속도와 가장 직선적인 관계를 나타내었고, 이를 통해 Cu-CS 센서가 매설배관의 부식정도를 감지하기 위한 최적의 센서 조합으로 결정.

Abstract ▼

In order to develop a new corrosion sensor for detecting and monitoring the corrosion of buried pipeline, sensor element design and the correlation of its output to corrosion rate of steel pipe itself, were evaluated by laboratory test methods in synthetic groundwater and in two types of soil enviro

In order to develop a new corrosion sensor for detecting and monitoring the corrosion of buried pipeline, sensor element design and the correlation of its output to corrosion rate of steel pipe itself, were evaluated by laboratory test methods in synthetic groundwater and in two types of soil environments (5,000 ohm-cm, 10,000 ohm-cm). It uses well-known principles of galvanic corrosion and consists of two dissimilar metals (anode and cathode) installed in the soil on the pipeline.
In this paper, three types of electrochemical probes were used: galvanic cells containing pipeline steel-copper, pipeline steel-stainless steel (Type 304), and pipeline steel-titanium couples. The corrosion behavior in synthetic groundwater for the three electrodes was investigated by potentiodynamic test. The galvanic corrosion test was accomplished by a zero resistance ammeter technique. Weight loss, linear polarization resistance and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurements were conducted to obtain the corrosion rates of pipeline steel in synthetic groundwater and soil. The correlation between galvanic current and corrosion rate was obtained by galvanic current measurement and corrosion rate measurements.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 보고서초록...3
• 요약문...4
• SUMMARY...6
• CONTENTS...7
• 목차...8
• 제1장 연구개발과제의 개요...12
• 제1절 연구개발의 필요성...12
• 제2절 연구개발의 최종 목표...14
• 제2장 국내외 기술개발 현황...15
• 제1절 지금까지의 연구개발 실적...15
• 제2절 현 기술상태의 취약성...15
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...17
• 제1절 이론적 배경...17
• 1. Pourbaix Diagram을 이용한 철과 용액상태와의 관계...17
• 2. 부식 환경의 영향...19
• 3. 전기화학적 부식 측정법...20
• 제2절 실험 방법...25
• 1. 인공 침출수에서 센서 및 배관재료의 평가...25
• 2. 토양 환경에서 센서 및 배관재료의 평가...29
• 제3절 실험 결과 및 고찰...33
• 1. 인공 침출수에서 센서 및 배관재료의 평가...33
• 2. 토양 환경에서 센서 및 배관재료의 평가...57
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...74
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...75
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...76
• 제1절 국외의 경우...76
• 제2절 국내의 경우...85
• 제3절 조사연구개발사례에 대한 평가...86
• 제7장 참고문헌...87
• 연구결과 활용계획서...89
• 최종보고서 기술요약서...94