C power supply

⊕⊕

⊕⊕ ⊖⊖⊖⊖

Cu CuCu SM Cu

SM SM

SM 40 40 40 40 ^{SM SM SM SM 40 40 40 40} CuCuCuCu ^{SM SM SM SM 40 40 40 40} CuCuCuCu ^{SM SM 40 SM SM 40 40 40} CuCuCuCu ^{SM SM SM SM 40 40 40 40} CuCuCuCu

Coal tar epoxy High solid epoxy Phenol epoxy Solvent free epoxy Ceramic epoxy

Photo. 3.11 Experimental apparatus for pitting corrosion susceptibility measurement.

- 156

-Photo. 3.12 Surface condition of test specimen before and after pitting corrosion experiment.

Before testing

After testing (10days)

Coal tar epoxy High solid epoxy Phenol epoxy

- 157

-Before testing

After testing (10days)

Solvent free epoxy Ceramic epoxy

Photo. 3.13 Surface condition of test specimen before and after pitting corrosion experiment.

Coal tar epoxy

High solid epoxy

Phenol epoxy

Photo. 3.14 Surface condition of test specimens with removed surface coating films after immersion 10days.

Solvent free epoxy

Ceramic epoxy

Photo. 3.15 Surface condition of test specimens with removed surface coating films after immersion 10days.

4

44)))갈갈갈바바바닉닉닉 실실실험험험비비비교교교 고고고찰찰찰

RA 강과 HT 강의 갈바닉 실험을 행하였다.갈바닉 실험장치는 Fig. 3.32과 같다.

Zn or

Al RA or

HT steel

Fig. 3.32 Experimental apparatus for galvanic test.

Fig. 3.32는 RA 강과 HT 강을 Al(희생양극)과 면적비를 4:1로 하여 그림과

같이 멀티메타기로 접촉시켜 양극사이에 흐르는 갈바닉 전류를 측정하였다.

실험의 결과에서 알 수 있듯이 빌지용액에서 HT 강이 RA 강에 비해서 갈바 닉 전류가 많이 흐르고 있음을 알 수 있었다.

한편 두 종류의 강 시험결과 Al 및 Zn 양극을 각각 멀티메타기에 접촉시켜 양극사이에서 흐르는 갈바닉 전류의 변화를 Fig. 3.33 및 3.34에 나타내었다.

Fig. 3.33 및 3.34에서 알 수 있듯이 Zn극을 희생양극으로 접촉하였을 경우 에도 HT 강이 RA 강에 비해서 흐르는 갈바닉 전류는 다소 높은 것을 알 수 있었다.

Fig. 3.35은 RA 강을 빌지용액에서 Al양극과 Zn양극 각각에 연결 하였을 때

흐르는 갈바닉 전류의 크기를 비교한 결과이다.그림에서 알 수 있듯이 Al양 극과 연결한 경우가 많은 전류가 흐름을 알 수 있었다.

Fig. 3.36는 HT 강을 Al과 Zn의 양극에 각각 접촉하였을 때 흐르는 갈바닉

전류를 측정한 결과이다. HT 강에서도 Al의 경우가 많은 전류가 흐름을 알 수 있었다.

결과적으로 HT 강이 RA 강에 비해서 부식전위가 높으므로 희생양극과의 전위차가 크므로 갈바닉 전류가 많이 흐르며 또한 Al이 Zn에 비해서 해수 용액에서 금속과의 전위차가 크므로 갈바닉 전류가 많이 흐르는 것으로 사료 된다

- 162

-Fig. 3.33 Variation of flowing galvanic current between RA steel or HT steel and Al anode in Bilge Solution.

) RA Steel(Red) : Al(Black)

0 20 40 6 0 80 100

0.0 6 0.0 8 0.1 0 0.1 2 0.1 4 0.1 6 0.1 8 0.2 0 0.2 2 0.2 4 0.2 6

0.2 8 G a lva n ic E xp e rim e n t(B ilg e S o lu tio n :고고 고 고 ) a re a l ra tio : S p e cim e n :A n o d e =4 :1

S M 4 0 S te e l(R e d ) : A l(B la ck) H T S te e l(R e d ) : A l(B la ck)

F lo w in g C u rr e n t( m A )

Im m e rsio n T im e (h )

Flowingcurrent(mA)

Immersion time (h)

Galvanic experiment(Bilge solution) areal ratio : Specimen : Anode = 4:1

RA steel(red) : Al(black) HT steel(red) : Al(black)

- 163

-Fig. 3.34 Variation of flowing galvanic current between RA steel or HT steel and Zn anode in Bilge Solution.

) RA Steel(Red) : Zn(Black)

0 20 40 60 80 100

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

G a lvan ic E xpe rim e nt(B ilge S o lu tion:고고 고 고 ) a rea l ratio : S p ecim en :A n od e=4 :1

S M 4 0 S tee l(R ed )-Z n(B la ck) H T S te el(R e d)-Z n (B la ck)

F lo w in g C u rr e n t( m A )

Im m e rsio n T im e (h)

Flowingcurrent(mA)

Immersion time (h)

Galvanic experiment(Bilge solution) areal ratio : Specimen : Anode = 4:1

RA steel(red) : Zn(black) HT steel(red) : Zn(black)

- 164

-Fig. 3.35 Variation of galvanic current between RA steel and Al, Zn sacrificial anode.

0 20 40 60 80 100

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25

0.30 G alvanic Experim ent(Bilge S olution:고고 고 고 )

areal ratio - Specim en:A node=4:1 SM 40 S teel(R ed) : A l(Black) SM 40 S teel(R ed) : Z n(B lack)

F lo w in g C u rr e n t( m A )

Im m ersion Tim e(h)

Flowingcurrent(mA)

Immersion time (h)

)) RA Steel(Red) : Al(Black)

Galvanic experiment(Bilge solution) areal ratio : Specimen : Anode = 4:1

RA steel(red) : Al(black) RA steel(red) : Zn(black)

- 165

-Fig. 3.36 Variation of galvanic current between HT steel and Al, Zn sacrificial anodes.

) RA Steel(Red) : Al(Black)

0 20 40 60 80 100

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

G a lva nic E xp erim en t(B ilg e S olutio n:고고 고 고 ) a rea l ratio - S p ecim en :A n od e=4 :1

H T S te el(R e d ) : A l(B la ck) H T S te el(R e d ) : Z n (B lack)

F lo w in g C u rr e n t( m A )

Im m e rsio n T im e (h)

Flowingcurrent(mA)

Immersion time (h)

Galvanic experiment(Bilge solution) areal ratio : Specimen : Anode = 4:1

HT steel(red) : Al(black) HT steel(red) : Zn(black)

333...333...444결결결과과과 요요요약약약

지금까지 5종류의 중방식 도료에 대한 내식성 비교실험,갈바닉 실험 및 전기 방식효과 실험을 실시한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.

1) 5종류의 도료를 칠한 각각의 시험편을 빌지용액에 계속적으로 침지한 경우와 건습반복을 한 경우 도장방식 상태에서는 거의 같은 양상으로 국부 부식이 발생 되었으며 도료 상호간의 현저한 부식차이는 발견할 수 없었다.

2)희생양극에 의한 음극방식의 결과 2종류의 양극 모두가 방식효과가 있었으 며 그 중에서 아연양극이 부식생성물이 알루미늄 양극에 비해 적기 때문에 더 적당한 것으로 사료되었다.

3) 공식 실험에서도 하이솔리드 에폭시가 공식 저항성이 큰 것으로 판명 되었다.

4)따라서,침수부위에서 도장의 결함에 의한 국부 부식을 억제하기 위해서는 희생양극에 의한 음극방식을 병행하는 것이 바람직하다고 사료된다.

5)전기화학적 평가에 의한 내식성 실험과 가속 부식실험에 의한 결과는 서로 일치하는 경향이 있음을 알 수 있었다.

4

44...총총총괄괄괄 결결결론론론

최근 산업사회의 급격한 발전과 함께 각종 육․해상 금속구조물의 설비도 증 가 추세에 있다.그리고 이들 금속구조물들은 육상의 경우 산성비를 포함한 우 수와 각종대기의 오염물질 등으로 가혹한 부식분위기에 노출되어 있으며,해상 의 경우 해염입자를 포함한 해풍과 해수에 접촉하고 있는 등의 부식성 환경 아 래에 있으므로 부식으로 인해 구조물의 파손을 야기하여 직접 또는 간접적으로 영향을 주는 안전 재해 상의 피해는 물론 경제적 손실 또한 큰 것으로 보고 되고 있다.

따라서 이들 구조물들은 장기적 수명을 확보하기 위해 적절한 방법으로 방식 을 하게 되는데,육상구조물의 경우에 있어서는 도장 등에 의한 피복 방식법하 고 있으며,해수 중에서와 같은 수중 강 구조물의 경우에는 음극 방식법의 일 종인 외부 전원법과 희생양극법으로 방식하는 경우가 많다.

그러나,산업의 발전과 더불어 대기오염에 따른 산성비와 환경오염에 의한 해수의 부식 특성이 달라지게 됨에 따라,강 구조물의 방식을 위한 최적의 방 식설계를 위해서는 여러 가지 환경 변수가 고려되어야 한다.

이미 선진국에서는 이들 변수를 고려한 새로운 도장제품의 개발과 방식설계 를 하고 있고,우리나라의 경우에도 발전적인 방법을 적용하고 있으나,방청도 료의 효율적이고 경제적인 사용에 대한 노하우의 부족과 음극방식법의 적절한 설계미흡으로 도막수명과 희생양극의 실제수명이 예상수명보다 훨씬 단축되는 사례가 발생하고 있다.

본 연구에서는 방식용 도막의 수명에 관계되는 도막의 성능평가를 도료의 종류 및 도막두께를 변수로 하여 직류분극저항법,교류임피던스법 및 사이클릭 볼타모그램 등을 이용하여 신속하고 정확한 평가방법을 전기화학적인 측면에서 고찰하고 아울러 실제의 가속부식실험에 의한 결과와 비교고찰 하였다.

또한,도장방식에 희생양극법을 함께 적용하여 음극방식 효과유무를 함께 고찰하였다.즉 최근에 주로 사용되고 있는 중방식 도료의 종류를 다섯 가지로 선택하고,이들 도료를 칠한 시험편이 해수 중에 침지되었을 때 계면에서 일어 나는 화학반응에 의한 내식성을 전기화학적인 관점에서 고찰한 결과와 실제의 가속부식실험에 의한 결과와 비교평가한 후 신속 정확한 전기화학적인 내식성 평가방법을 제시하고,또한 희생양극에 의한 음극방식효과와 적절한 희생양극 의 선택 등에 대해서도 고찰하였다.

1) 제 3장의 3.1절에서는 5종류의 방청도료를 선택하여 25㎛의 건조도막 두께로 하여 시험편을 제작한 후 전기화학적인 방법 즉 부식전위의 시간적 변화와 분극곡선측정, 사이클릭 볼타모그램 및 임피던스 등을 측정하여 평가하였다.그 결과 부식전위의 변화값이 귀(貴)한 값을 나타낼 수록 내식성이 우수한 경향을 나타내고 있음을 알 수 있었으며,양극분극 곡선상의 부동태 전류밀도와 음극분극 곡선상의 확산한계 전류밀도는 서로 상관관계가 있음을 알 수 있었다.

그리고 AC임피던스법과 사이클릭 볼타모그램의 측정에서 얻어진 내식 성 평가결과의 데이터가 서로 같은 경향성을 알 수 있었다.그리고 본 실험의 결과 내식성이 가장 양호한 도막은 하이솔리드 에폭시 (HE)와 세라 믹 에폭시 (CE)였으며 솔벤트 프리 에폭시 (SE)와 콜타르 에폭시 (TE)가 비교적 내식성이 떨어지는 경향을 알 수 있었다.

2) 제 3장의 3.2절에서는 5종류의 방청도료를 선택하여 50㎛의 건조도막 두께로 하여 시험편을 제작한 후 전기화학적인 방법 즉 부식전위의 시간 적 변화와 분극곡선 측정,사이클릭 볼타모그램,임피던스 등을 측정하여 평가하였다. 동시에 25㎛의 건조도막 두께로 실험한 결과와 비교고찰 하였다.그 결과 건조도막 두께에 관계없이 내식성이 우수할수록 부식 전위가 귀한 방향으로 이행하는 경향을 알 수 있었다.

그리고 용액의 유동유무에 의한 비교 실험에서 하이솔리드 에폭시 (HE)

의 경우는 용액이 유동할수록 부식 전류밀도가 증가하는 경향이 있었

으며,다른 종류의 시험편은 용액이 유동할수록 시험편의 에폭시 수지 틈새 에 용존산소의 공급이 촉진되어 틈부식의 억제로 부식 전류밀도가 감소

하는 경향을 알 수 있었다.

또한 건조도막 두께에 관계없이 AC임피던스측정의 결과와 사이클릭 볼타모그램의 측정결과 서로 일치하는 경향임을 알 수 있었다.그리고 건조도막 두께가 증가할수록 임피던스 값이 증가하였고 그 변화폭은 하이 솔리드 에폭시 (HE)가 가장 컸으며 콜타르 에폭시 (TE)가 가장 적었다.

결과적으로 건조도막 두께 25㎛와 50㎛의 내식성 평가에서 내식성이 우수 한 도료는 하이솔리드 에폭시 (HE)이었으며 그 다음이 세라믹 에폭시 (CE) 임을 알 수 있었다.

3)제 3장의 3.3절에서는 건조도막 두께 250㎛인 5종류의 시험편의 표면에 인위적으로 흠집을 낸 후 빌지용액에 침지하여 부식정도를 비교하고 동시 에 가속부식 실험에 의한 내공식성 비교 실험을 실시하였다.

그리고 전기방식 효과유무를 실험하기 위해 아연과 알루미늄 양극을 취부하여 실험하였다.즉,내식성 비교실험,갈바닉 실험 및 전기방식효과 실험을 실시하였다.그 결과 빌지용액에 계속적으로 침지한 경우와 건습 사이클을 반복한 경우,도장방식 상태에서는 거의 같은 양상으로 국부 부식이 발생되었으며 도료 상호간에 부식에 있어서 뚜렷한 차이는 발견할 수 없었다.

그리고 희생양극에 의한 전기 방식의 결과 2종류의 양극 모두가 방식 효과가 있었으며 그 중에서 부식생성물이 적은 아연양극이 적절한 것으로 사료되었다.따라서 도막의 결함에 의한 국부 부식을 억제하기 위해서는 희생양극에 의한 전기방식을 병행하는 것이 바람직하다고 사료된다.