• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권1호
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• pp.75-80
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• 2015

최근 일정기간 해상에서 운용된 해양교통시설물은 수주와 파도 유입구에 해조류 증착이 발생되어, 파력발전 효율이 감소되는 문제점이 발생하였다. 따라서 해조류 증착을 억제하고자 단일채널 AFS(Anti-Fouling System)를 적용하였다. 그러나 단일채널 AFS에 이용된 구리 전극봉의 이온화 불균형 현상이 나타났다. 구리 전극봉의 이온화 불균형은 전극봉의 교환시기를 앞 당겨, 잦은 전극봉의 교체가 필요한 문제가 발생하였다. 본 논문에서는 다 채널 전류제어 방식을 이용한 해양교통시설물용 다채널 AFS의 알고리즘을 만들고, 하드웨어를 설계, 제작하였다. 그리고 기존의 단일채널 AFS와 다채널 AFS의 실 해역실험을 통해 제어방식에 따른 구리 전극봉 이온화 차이를 확인할 수 있는 비교 실험을 진행하였다. 실 해역실험결과 다채널 AFS에 이용된 구리 전극봉이 균일하게 이온화 되는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권5호
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• pp.661-666
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• 2011

최근 해양교통시설물의 전력원으로 태양광발전과 파력발전을 이용한 하이브리드 발전 형태에 대한 연구가 진행 중이다. 그러나 해상에서 장기간 해양교통시설물을 운용할 경우 해양교통시설물 수주의 유입구에 해조류 증착 문제가 발생하였다. 이러한 문제의 해결을 위해 AFS (Anti-Fouling System)의 연구가 진행되고 있다. 단일채널 방식의 AFS를 이용하였으나 구리 전극봉의 이온화가 각기 다르게 되어 구리 전극봉의 교환주기를 앞당기는 문제가 발생하였다. 본 논문에서는 다채널 전류제어 방식을 이용한 해양 교통시설물용 AFS를 제안하고 시뮬레이션을 하였다. 시뮬레이션의 신뢰성을 높이기 위하여 실제 해양교통시설물의 전극봉 용해결과를 시뮬레이션 프로그램에 반영하였다. 시뮬레이션 결과 제안된 다채널 전류 제어 방식의 AFS의 전극봉이 균일하게 이온화 되는것을 확인할 수 있었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.95-95
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• 2018

강재의 방식법 중 도장은 부식을 억제하는데 효과적이고 편리한 방법으로 선박 및 해양 강 구조물의 방식법으로 사용되고 있다. 한편, 강 구조물의 효율적인 유지관리를 위해서는 방식 도장의 도막 열화도를 평가하고 잔존 수명을 예측하여 최적 시기에 보수도장 혹은 재도장하는 것이 필요하다. 일반적으로 선박 및 해양구조물에 적용되는 도막의 방식 성능 평가 방법으로 해수 침지 시험, 염수 분무 시험, 옥외 폭로 시험 등이 있다. 그러나 이러한 시험들은 그 시험 방법에 따라서 정량적인 평가에 한계가 있음은 물론 장기간 소요되는 등 곤란한 문제점이 있다. 그러므로 선박 및 해양구조물을 비롯하여 교량, 각종 강 구조물의 도장 방식에 사용되는 방식용 도료의 성능을 단기간에 적절하게 평가할 수 있는 가속시험법이 제시되며 연구-사용되고 있다. 그 중 도막 방식 성능을 보다 효율적, 비파괴적, 정량적으로 평가할 수 있는 임피던스 분광법(EIS)과 같은 전기화학적 방법은 상대적으로 시험 기간을 크게 단축시킬 수 있고, 대상 방식 도장의 미세한 성능 차이도 분별 가능하다는 장점이 있다[1]. 따라서 본 연구에서는 선박 및 해양구조물 등 가혹한 부식환경에서 강력한 내구성을 가질 수 있도록 다양한 종류의 표면처리 도장 시편을 제작하여 자외선 조사-염수분무-침지환경 등의 열악한 환경조건 하에서 부식-열화 촉진 시험을 실시하였다. 그리고 그 촉진 열화 과정에서 도막의 외관 상태를 관찰 분석함은 물론 전기화학적 임피던스 분광법을 병행 측정하며 그 표면막의 부식 및 도막 열화도를 비교-종합 평가하였다.본 연구에 사용된 시편은 Al 및 Zn 도금 강판에 에폭시, 에폭시-실리콘 우레탄, 에폭시-우레탄 도장 시편으로 Scribe, No Scribe 및 비교재 Al 및 Zn 도금 시편으로 분류하여 각각 실험을 진행하였다. 즉, 도막 열화 시험은 복합 노화 시험법으로 UV 조사 36 시간(ASTM G53), 염수분무 32 시간(ISO 7253), 수분 응축 10 시간을 1 Cycle로 100 Cycle(7800 시간) 동안 실험을 진행하였다. 이때 도막 열화도 평가는 전기화학적 임피던스 분광법을 이용하여 각 실험 조건별로 주파수에 따른 임피던스(Z) 값을 평가하였다. 즉, 상온 $25^{\circ}C$의 3.5% NaCl 100 ml 수용액에 작동 전극(Working Electrode)과 구리 도선을 통해 연결하였고, 노출 면적은 $1cm^2$로 일정하게 유지 하였으며, 상대 전극(Counter Electrode)은 탄소봉, 기준 전극(Reference Electrode)으로 포화카로멜전극(Saturated Calomel Electrode)을 사용하여 측정하였다. No Scribe 시편의 경우에는 Al 기판 에폭시-실리콘 우레탄 도장 시편이 우수한 도막 저항성을 나타내었으며, 에폭시-우레탄 도장시편은 23사이클 이후의 저항값이 가장 낮게 나타났다. Zn 기판의 경우는 에폭시, 에폭시-실리콘 우레탄, 에폭시-우레탄 도장 시편 모두 저항 값이 유사하였으며, Al 및 Zn 도금 시편은 도장 처리된 시편에 비해 훨씬 낮은 저항 값을 보였다. 또한 Scribe 시편의 경우에는 Al 기판 에폭시-실리콘 우레탄 도장 시편에서 높은 초기 저항 값을 보였으며, 23 사이클 후의 저항 값은 세 종류의 도막에서 약 1~0.1 Gohm 으로 나타났다. 그리고 Zn 기판 에폭시-실리콘 우레탄 도장 시편에서 가장 낮은 도막 저항 값이 나타났다. 이상의 실험을 통해서 본 연구 내용은 실내촉진시험으로 선박 및 해양 강 구조물에 사용되는 다양한 종류의 도막의 열화도를 평가하는 기초 설계 지침으로 응용될 수 있을 것으로 사료된다. 한편, 도막은 노출 환경에 따라 방식 성능이 다르므로 실제 도막의 사용환경을 고려하여 도장 사양별 적용 부위에 따른 적정 가속 실험 방법을 선정할 필요가 있다고 사료된다.