초록 ▼

본 연구는 건축 강구조물을 대상으로 희생양극으로 작용할 수 있는 금속(예: Zn, Al, Sn 등)을 와이어 형태로 원천 제조하고, 이를 신규 개발하는 고주파 아크용사기와 대용량 가변형 용사건을 이용하여 강구조물 표면에 용사 도포함으로써 강구조물의 방식 성능을 획기적으로 높이고자 하였다. 또한 강구조물의 현장 시공뿐만 아니라 가공 공장에서 자동화 할 수 있는 방식시스템을 개발함으로써 건설신기술 신청을 획득하는 것이 최종 목표였다. 본 연구 결과 고주파 아크 금속용사기 개발을 통해 기존의 용사공법보다 시간당 시공면적 향상, 용융온도

본 연구는 건축 강구조물을 대상으로 희생양극으로 작용할 수 있는 금속(예: Zn, Al, Sn 등)을 와이어 형태로 원천 제조하고, 이를 신규 개발하는 고주파 아크용사기와 대용량 가변형 용사건을 이용하여 강구조물 표면에 용사 도포함으로써 강구조물의 방식 성능을 획기적으로 높이고자 하였다. 또한 강구조물의 현장 시공뿐만 아니라 가공 공장에서 자동화 할 수 있는 방식시스템을 개발함으로써 건설신기술 신청을 획득하는 것이 최종 목표였다. 본 연구 결과 고주파 아크 금속용사기 개발을 통해 기존의 용사공법보다 시간당 시공면적 향상, 용융온도 향상에 따른 고방식성 금속의 적용 가능성 확대를 높였으며, 대용량 가변형 용사건 개발을 통해 Φ 3.2mm 용사금속의 적용이 가능해져 시공효율을 향상시켰다. 또한 고방식성 용사금속 개발을 통해 방식성능평가를 정량적 실시하였으며 이를 통해 용사피막의 내구수명을 예측할 수 있게 되었다. 마지막으로 금속용사피막의 내구성능을 향상시키기 위한 기화성 방청제, 봉공처리제, 및 부착증강제 개발을 완료하여 현장 시공뿐만 아니라 가공공장에서도 금속용사공법의 시공효율성을 높일 수 있게 되었다.

Abstract ▼

Ⅳ. The Results of Research and Development
1. The development of original technology of high-frequency arc metal spray equipment which is able to spray sacrificial anodic metal wire on the surface of steel
Firstly, the developed [high-frequency arc metal spray device] became possible to apply

Ⅳ. The Results of Research and Development
1. The development of original technology of high-frequency arc metal spray equipment which is able to spray sacrificial anodic metal wire on the surface of steel
Firstly, the developed [high-frequency arc metal spray device] became possible to apply high-anti corrosive metal, which has high melting point, as metal spray film by improving melting temperature using high-frequency than conventional spraying device. Secondly, the developed [variable type metal spray gun] became possible to use Φ 3.2 mm and Φ 1.6 mm metal wire together and able to improve spraying area at the same time then conventional gun. Thirdly, the developed [portable type compact arc metal spray device] became possible to improve construction efficiency of worker at construction site and make high place work ,a place where was difficult to apply anti-corrosion film, easier than before. Lastly, the developed [automated type high-frequency arc metal spray device] became possible to apply uniform metal spray film thickness on steel member by automation system. It became possible to improve construction efficiency and secure appropriate anti-corrosion thickness at any part.
Comparing the high-frequency arc metal spray equipment which was developed in this research project to the conventional MS method, it became possible to use high anti-corrosive metal as metal spray film such brass, bronze, and nickel by improving spray device’s melting point. Also, it brought 2 times better spraying amount per same time (Kg/h), 3 times better spraying area per time (m2/h), and 1/10 level of scattering amount (g/cm2) than conventional one. Therefore, it was able to improve construction performance.
2. Development of anti-corrosion system of high-frequency arc metal spray method and application on new technology of construction
Firstly, the developed [wire type spraying metal] became thicker than conventional wire (from Φ 1.3 mm to Φ1.6 mm and Φ3.2 mm). This result came to improve working area per same time and shorten working time. Secondly, through CASS test which is corrosion evaluation experiment, it was verified that the arc metal spray film showed more excellent anti-corrosion performance than conventional method. Also, through [quantitative anti-corrosion performance evaluation test which is Tafel polarization test and Electrochemical Impedance Spectroscopy], it was possible to evaluate corrosion rate and polarization resistance of metal spray film. Through the result, it became possible to predict long-term corrosion life of metal spray film. Third, through LCC evaluation between high-frequency arc metal spray film and conventional anti-corrosion method, the maintenance cost for 50 and 100 years of arc metal spray method showed about 5 times lower than conventional one which can bring the reduction effect of economic feasibility.
After the result of anti-corrosion performance evaluation which high anti-corrosive wire metals (Zn-Al, Zn-Sn, Al-Mg) are applied as metal spray film, it brought about 34 ~ 82 % decrease in corrosion rate than conventional anti-corrosion method. As a result of prediction on corrosion life of those specimens, it showed about over 1.5 ~ 5.5 times longer corrosion life. In this study, comparison and evaluation of corrosion life in regards to spraying metal type, corrosion environment, and film thickness. It is judged that the result of this study would be able to utilize as basic data which is possible to select appropriate spraying metal and film thickness in accordance with various corrosion environment when metal spray method is applied.
3. Development of original technology and prototyping of paint for metal spray
First, the developed [pore sealing agent for porous metal spray film] became possible to secure high anti-corrosion performance of metal spray film by the reason that when the pore sealing agent is applied it penetrated deeply into surface of the metal spray film fully enough to seal the surface of film. Also, because it showed low permeability coefficient, it came to secure high anti-corrosion performance. Second, the developed [volatile corrosion inhibitor for anti-corroding steel surface after blast treatment] showed few corrosion of steel surface up to 3 days even though blast treatment was done. Also, it showed no quality downgrade of metal spray film’s adhesive strength. This result is judged to improve flexibility of metal spray work at construction site.
The developed [pore sealing agent] in this research project is an optimized coating material for sealing the pore of metal spray film. It is able to cover the metal spray film stably and form an oxidation film by phosphate component which exists in the pore sealing agent. Also, the developed [volatile corrosion inhibitor] in this research project is able to prevent corrosion of steel surface and quality downgrade of adhesive strength between steel and metal spray film up to 3 days. it is judged to improve construction environment of metal spray worker.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 5
• 요 약 문 ... 7
• Summary ... 17
• Contents ... 27
• 목차 ... 31
• 제1장 연구개발과제 개요 ... 35
• 제 1절. 연구개발의 필요성 ... 35
• 1. 연구개발 개요 ... 36
• 제 2절. 연구개발의 활용 및 중요성 ... 37
• 1. 연구개발의 활용 ... 37
• 2. 연구개발의 중요성 ... 38
• 제 3절. 연구목표, 내용 및 범위 ... 39
• 1. 연구개발 최종목표 ... 39
• 2. 최종목표의 성격 및 설정 근거 ... 40
• 3. 성과목표 및 성과지표(성과점검기준표) ... 41
• 4. 연차별 연구목표 및 내용 ... 46
• 제 4절. 국내외 관련기술 및 산업동향 ... 50
• 1. 국내기술 및 산업동향 ... 50
• 2. 국외기술 및 산업동향 ... 51
• 3. 특허 동향 ... 52
• 4. 기존문헌 조사 ... 53
• 5. 정부지원정책 현황 ... 54
• 6. 연구개발과제 및 대상기술의 중복성 ... 56
• 7. 연구개발의 차별화 방안 ... 56
• 8. 종합 결론 ... 57
• 제2장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 59
• 제 1절. 연구 수행 전략 및 방법론 ... 59
• 1. 연구개발 추진전략 ... 59
• 2. 연구개발 추진방법 ... 62
• 제2절. 연구수행과정 및 내용결과 ... 63
• 1. 고주파 아크 금속 용사 장비 원천기술 개발 및 시제품화 ... 63
• 2. 고주파 아크 금속용사 방식 시스템 개발 및 건설 신기술 신청 ... 97
• 3. 금속 용사용 도료 원천 기술 개발 및 시제품화 ... 229
• 제 3장. 최종 연구성과 및 적용실적 ... 281
• 제 1절. 개별 연구성과 ... 281
• 제 2절. 주요 연구성과 ... 292
• 1. 논문게재 성과 ... 292
• 2. 학술대회 발표성과 ... 293
• 3. 특허 출원 및 등록 ... 294
• 4. 실험성능평가 보고서 ... 295
• 5. 국내 공인 시험 성적서 ... 297
• 6. 기술실시 및 적용사례 ... 298
• 제 3절. 주요 활동 내용 ... 310
• 1. 1차년도 대·내외 주요 연구 활동 내용 ... 310
• 2. 2차년도 대·내외 주요 연구 활동 내용 및 성과물 ... 312
• 3. 3차년도 대·내외 주요 연구 활동 내용 및 성과물 ... 314
• 제 4장 연구목표 달성 및 효과 ... 319
• 제 1절. 연구개발 최종목표 달성도 ... 319
• 1. 연구개발 수행 진도율 ... 319
• 2. 연구개발 목표의 달성도 ... 322
• 3. 연구개발 성과의 기술적 효과분석 ... 325
• 4. 연구개발 성과의 경제적 효과분석 ... 325
• 5. 연구개발 성과의 정책적 효과분석 ... 325
• 제 5장 연구성과의 활용 및 추가연구 필요성 ... 327
• 제1절. 연구성과 향후 방안 ... 327
• 1. 건설 신기술 신청 획득 ... 327
• 2. 특허기술 사업화 ... 327
• 3. 타 연구와의 연계 ... 327
• 4. 관련 후속연구개발의 전망 ... 329
• 참고문헌 ... 335
• 부록 정량적 성과목표 ... 337
• 별첨1 3차년도 성과 증빙자료 ... 347
• 별첨2 평가위원 의견사항 보완증빙자료 (수정·보완사항) ... 466
• 별첨3 평가위원 의견사항 보완증빙자료 (기타의견) ... 536
• 끝페이지 ... 545