계선주에 작용 응력 분석결과 휨 응력이 전단응력에 비하여 강하게 작용함에 따라 휨 응력에 따른 허용 견인력이 전단응력에 비하여 낮게 산출되었다. 곡주 의 전단응력대비 휨 응력에 따른 허용 견인력은 평균 25.0%로 분석되었으며, 직주의 경우 평균 25.3%로 분석되었다.
Fig. 41 Corrosion zone
Table 43에서 정의된 5개의 영역을 계선주가 설치되는 장소와 비교하면, 계선 주는 부두 위에 설치되는 항만시설물로 파도 등 분무형태의 해수의 영향을 받 는 Splash zone과 대기 중의 영역인 Atmosphere zone으로 분리된다. 그러므로 계선주의 자연적 부식율은 파도에 노출된 계선주 대상 Splash zone와 해수의 영향이 없는 계선주 대상 Atmosphere zone의 부식율을 바탕으로 분석한다.
Zone 정의
Atmosphere 대기 중 해수를 포함한 영역으로 직접적인 해수가 미치지 않는 영역
Splash 해면 위에서 대기의 영향 사이의 파도와 같이 해수가 지속적으 로 분무 형태로 뿌려져 시설물의 부식에 영향을 미치는 영역 Tidal 저조면과 고조면 사이의 조류 및 조석의 영향으로 수면이 변화
하여 시설물이 해수에 수몰되었다 간출되는 영역
Immersion 저조면 이하의 해저면 사이의 시설물이 해수에 잠겨있는 영역 Subsoil 해저면 이하의 영역
Table 43 Classification of corrosion zone
계선주 재질인 강재(탄소강)의 상황별 부식율 확인을 위하여 해수에서의 주요 상황별 탄소강의 부식속도는 Farro(2009) 등은 태평양에서 자연 상황별 측정을 통하여 제시 하였고 [29], P. Osório(2010) 등은 남아프리카 공화국에서 대기 중 측정 결과를 제시하였다 [30], 연구결과를 분석하여 Table 45와 같이 Splash zone과 Atmosphere zone 에서의 부식율을 도출하였다.
[mm/y]
구분 태평양 남아프리카 공화국
Atmosphere 0.178 0.245 Splash 0.555
Mean tidal 0.366 Full immersion 0.231
Table 44 Corrosion rate of carbon Steel
연구 결과를 평가한 결과, 계선주 자연 부식율은 Splash zone과 Atmosphere zone의 부식율로 다음과 같다. Atmosphere zone의 자연 부식율은 0.178 [mm/y]
이며, Splash zone의 자연 부식율은 0.555mm/y이다.
Table 45은 곡주의 자연 부식에 의한 부식 기간을 예측한 것으로 부식기간은 4.4절에서 정의한 계선주의 성능으 유지되는 손실 가능한 강재두께인 허용가능 손실두께()의 자연 부식을 기초로 부식기간을 분석하였고, 분석 결과 35톤의 곡주에서 Atmosphere zone에서 56.2년 Splash zone에서 18.0년으로 가장 짧은 부식 기간이 예측되었다.
규 격 계선 곡주[t]
5 10 15 25 35 50 70 100 150 설계두께 [mm] 20 20 20 21 25 29 33 39 49 최소 소요 강재두께
[mm] 7.0 8.0 8.0 10.0 15.0 17.0 19.0 26.0 31.0 허용가능 손실두께
[mm] 13.0 12.0 12.0 11.0 10.0 12.0 14.0 13.0 17.0 Atmosphere zone
부식 기간 [y] 73.0 67.4 67.4 61.8 56.2 67.4 78.7 73 95.5 Splash zone
부식 기간 [y] 23.4 21.6 21.6 19.8 18.0 21.6 25.2 23.4 30.6 Table 45 Estimated corrosion period of bollard
Fig. 42의 부식기간 부석 결과 곡주 35톤에서 가장 짧은 부식 기간이 예측되 었으며, 이러한 결과는 5톤에서 35톤의 곡주에서 견인력에 따른 작용력이 증가 함에 따라 강도 확보를 위한 최소 소요 강재두께가 8mm 증가함에도 설계두께 가 5mm 만 증가하여 35톤에서 손실가능 강재두께가 10mm로 최소가 된다. 그 에 따라 부식기간이 최소로 평가되었다. 특히 Splash zone에서 35톤의 곡주는 18년으로 평가되었고, 평균 22.8년으로 분석되었다.
Fig. 42 Estimated corrosion period of bollard
Table 6에서 곡주와 동일하게 직주의 자연 부식에 의한 부식 기간을 예측하 였다. 35톤의 직주에서 Atmosphere zone에서 44.9년 Splash zone에서 14.4년으 로 가장 짧은 부식 기간이 예측되었다.
규 격 계선 직주(Ton)
15 25 35 50 70 100 150 200 설계두께 [mm] 20 20 20 27 30 35 40 43 최소 소요 강재두께 [mm] 7 9 12 15 17 21 24 22 허용가능 손실두께 [mm] 13 11 8 12 13 14 16 19
Atmosphere zone
부식 기간 [y] 73.0 61.8 44.9 67.4 73 78.7 89.9 106.7 Splash zone
부식 기간 [y] 23.4 19.8 14.4 21.6 23.4 25.2 28.8 34.2 Table 46 Estimated corrosion period of mooring post
Fig. 43의 부식기간 부석 결과 직주 35톤에서 가장 짧은 부식 기간이 예측되 었으며, 이러한 결과는 15톤에서 35톤의 직주에서 견인력에 따른 작용력이 증 가함에 따라 강도 확보를 위한 최소 소요 강재두께가 5mm 증가함에도 설계두 께가 동일하여 35톤에서 손실가능 강재두께가 8mm로 최소가 된다. 그에 따라 부식기간이 최소로 평가되었다. 특히 Splash zone에서 35톤의 직주 14.4년으로 평가되었고, 평균 23.8년으로 분석되었다.
Fig. 43 Estimated corrosion period of mooring post