3 . 2 10 ( 2
3 .
23
⋅ −⋅
= ⋅ R
π
r R
375 .
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L 8 1)
log 3 . 2
2 ( −
> D
L R L
π ρ
R A
IA=∆V =0.359
Y A kg A
kg S
I Y W
⋅
= ⋅
= ⋅
/ 34 . 3 359 . 0 . 0
6 . 85 0
. 0 85
. 0
3.2 3.2 3.2
3.2.4 .4 .4 .4 실험결과 실험결과 실험결과 실험결과 및 및 및 및 고찰 고찰 고찰 고찰
111
1. . . 분극전위변화와. 분극전위변화와분극전위변화와분극전위변화와 양극발생전류양극발생전류양극발생전류양극발생전류 및및및 및 양극소모량양극소모량양극소모량양극소모량 고찰고찰고찰고찰
Fig. 3.25는 희생양극법에 의해 steel pile과 rusted steel pile을 음극방식 시킨 경 우 시간 경과에 따른 음극의 분극전위 변화를 나타내고 있다. Steel pile이 rusted steel pile에 비해 낮은 분극전위 값을 유지하고, 전위변화 폭도 다소 안정 적이다. 그리고 둘 다 방식전위(-770mV(SCE)이하)에 속하고 있는 것을 알 수 있다.
Fig. 3.26은 시간에 따른 양극의 분극전위 변화를 나타내고 있다. 양분극 역 시 rusted steel pile과 연결된 Al 양극이 높은 분극 전위 값을 나타내고 있음을 알 수 있다.
Fig. 3.27은 Al 양극과 강 파일을 연결하였을 때 양극과 음극 사이에 흐르는 양극의 발생전류(mA)를 발생 전류밀도(mA/m2)로 환산하여 나타낸 것이다. 초 기에 rusted steel pile의 경우가 1,000mA/m2, steel pile이 630mA/m2으로 약 370 mA/m2 정도 차가 있음을 알 수 있다. 이것은 rusted steel pile과 Al 양극 사이의 전위차가 크기 때문에 발생 전류밀도 역시 증가되는 것으로 사료된다. 그리고 9일 경과 후 발생 전류밀도는 각각 205mA/m2, 180mA/m2 로 rusted steel pile 이 역시 큰 값을 나타내고 있음을 알 수 있다.
Fig. 3.28은 steel pile과 rusted steel pile을 Al 양극으로 음극방식 시킨 경우 10 일 경과 후 양극 소모율을 비교한 것이다. Rusted steel pile의 경우가 steel pile에 비해 양극소모율이 높다는 것을 알 수 있다. 실험 결과는 실험실 실험의 결과 와 일치하는 경향을 나타내었다. Photo. 3.12에서 알 수 있듯이 rusted steel pile과 연결된 Al 양극의 표면이 미세한 모공이 많이 관찰되고, 더 많이 소모되었다.
Fig. 3.25 Variation of cathodic polarization potential with rusted
steel pile and steel pile specimen in case of cathodic
protection by Al anode in natural sea water for 10 days.
Fig. 3.26 Variation of anodic polarization potential of Al anode used with sacrificial anode in natural sea water vessel for 10 days.
Fig. 3.27 Variation of generating current density between Al anode
and rusted steel pile and steel pile specimen in natural
sea water for 10 days.
Fig. 3.28 Weight loss rate of Al anode used with sacrificial anode for
rusted steel pile and steel pile specimen in natural sea
water vessel for 10 days.
2.
2.
2.
2. 해상실험장에서해상실험장에서해상실험장에서 해상실험장에서 강강강 강 파일의파일의파일의파일의 일정일정일정일정 방식전위유지를방식전위유지를방식전위유지를 방식전위유지를 위한위한위한 위한 공급전류공급전류공급전류공급전류 밀도밀도밀도밀도 변화변화변화 변화 고찰고찰
고찰고찰
Fig. 3.29는 해상에서 정전위법에 의해 steel pile과 rusted steel pile을 음극방식 할 경우 방식전류밀도를 조사하기 위한 실험 장치도이다. 육지에서 약 10m 이 격된 해상에 부유 구조물을 설치하고, 그림과 같이 시험편을 수심 2m에 침지 시키고 약 100일 동안 방식전류밀도를 조사하였다. 외부전원법에 의한 음극의 균일한 전위분포를 나타내는 양극과 음극의 거리가 50㎝이었다는 이전 실험결 과를 바탕으로 그림과 같이 양극과 음극의 거리를 50㎝로 고정시키고, 기준전 극은 음극의 후면부 중앙지점에 고정시켰다. 양극은 크기 5×10㎝, 두께 1㎝
강판에 Clad welding하고 이 부분을 에폭시로 도포하였다.
Fig. 3.30은 steel pile과 rusted steel pile을 해상에서 100일 동안 방식전류밀도 를 조사한 결과를 나타내고 있다. 이 때 음극의 설정전위는 일반적인 방식전 위로 알려진 -770mV(SCE)로 설정하여 이 전위 값을 유지하는데 필요한 방식 전류밀도를 조사하였다. 침지 초기 1일에 rusted steel pile이 660mA/m2, steel pile 이 380mA/m2로 약 280mA/m2의 전류밀도 차가 발생하였다. 시간 경과에 따라 steel pile의 경우 약 10일 경과 후부터 안정된 값을 나타내면서 100일 경과 시 약 100mA/m2의 방식전류밀도에 근접하는 것을 알 수 있다. rusted steel pile의 경우는 100일 경과 시 약 200mA/m2로 steel pile에 비해 약 100mA/m2 높게 나 타났다. 따라서 희생양극으로 음극방식을 할 경우 녹 슨 표면을 가진 강구조 물의 음극 표면 상태를 고려하지 않고 일반적인 음극방식 기준을 적용하여 방 식한다면 양극 예상수명은 훨씬 단축될 것으로 본 실험을 통해 알 수 있었다.