• 기계저널
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• 제28권4호
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• pp.313-321
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• 1988

어떤 구조물이 반복하중을 받으면 피로파괴를 일으킨다. 만일 이 구조물이 부식환경 속에 앗 으면 불활성 분위기나 공기 중에서 보다 빨리 파괴에 이르게 된다. 이러한 현상을 흔히 부식 피로라고 한다. 부식피로에 크게 영향을 미치는 변수들을 대략 기계적 변수, 금속학적 변수, 환경 변수로서, 기계적 변수에는 최대응력 확대계수, 응력확대계수범위, 응력비, 반복하중 주파수, 반복하중파형, 응력상태, 잔류응력, 균열의 크기 및 모양 등이 있으며 금속학적 변수로는 합금 조성, 합금원소와 불순물의 분포, 미세조직과 결정구조, 열처리, 소성가공, 집합조직 등이며 환 경변수에는 온도, 환경의 형태(기체, 액체), 부식성분의 분압 또는 농도, 전기화학적 전위, pH, 수용성 환경의 점성, 피복, 부식억제제 등이 있다. 이와 같이 부식환경 속에 있는 구조물의 파 손을 이해하기 위하여는 응력부식과 부식피로를 공부하여야 한다. 이 현상은 매우 복잡한 문 제이기 때문에 아직도 완전히 이해되지 않은 상태이고 따라서 중요한 연구대상이 되고 있다. 여기서는 응력부식과 부식피로의 파괴역학적인 측면을 소개하고자 한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.171-179
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• 2020

본 연구에서는 강박스 부재의 국부 부식열화환경을 모니터링하기 위하여 실제 강교량 부재로 사용하는 부재와 동일한 형상의 강박스 모형 시험체를 제작하였으며, 실제 공용 중인 강교량과 동일한 부식환경이 구현된 강박스 모형 시험체를 상부부재, 복부부재, 하부부재로 구분하여 모니터링을 진행하였다. 각 부재에 부식환경 모니터링 센서를 설치하여 부식전류를 계측하였으며, 부식전류량 계측 값으로부터 젖음시간을 계산하여 강박스 부재에 따른 국부적인 부식환경을 평가하였다. 모니터링 결과를 통하여 주위의 대기환경으로 인하여 나타날 수 있는 부식환경과 강박스 부재 표면에 직접적으로 나타날 수 있는 부식환경의 상대적인 차이를 검토하였으며, 강박스 부재들의 상대적 부식환경과 평균부식두께의 관계를 평가하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제4권1호
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• pp.16-31
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• 1986

스테인레스강의 주요성능은 내식성이기 때문에 부식성의 환경에서 사용되는 일이 많다. 이 때문 에 스테인레스 강제강치에서는 부식에 관계되는 사고가 대단히 많다. 그림1(a)은 일본화학공학협 회가 1987년부터 1982년사이에 화학장치에 발생한 615건의 손상을 종류별로 분류한 것이다. 전면 부식, 공식, 동력부식균열등의 습성환경에서의 전기화학적 부식이 전체의 54%나 점하고 있 다. 이들 손상에 재료별로 보면 그림1(b)와 같이 스테인레스강이 차지하는 비율이 총 1/4에 달하 고 있다. 또한, 별도조사결과에 의하면 각종손상이 용접이음부에서 약 50% 발생하고 있어, 용접 이음부가 부식성환경에서 사용되는 경우에는 이를 부식현상과 그 방지대책을 세우지 않으면 안된다. 용접부에서 이들 부식현상이 발생하기 쉬운 것은 다음과 같은 요인으로 생각된다. (1) 용접내부는 모재와는 다른 금속조직을 가진다. (2) 용접잔류응력이 존재한다. (3) 용접결함이나 이음형식에 의한 형상불연속 놋치화하여 응력집중을 가져온다. 또한 이들이 표 면에 개구한 극간부식을 가질때에는 극간부식의 요인이 된다. 본고에서는 이들 부식현상중 가장 중요한 오-스테이나트계스테인레스강 용접부에서의 응력부식균열 현상에 대하여 설명한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.301-310
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• 2009

가시설 구조물의 재료로 강재가 널리 사용되고 있으나, 방식처리가 실시되지 않아 부식손상으로 인한 내하력 저하가 우려된다. 그러나 환경조건과 사용기간에 따른 가시설 강재의 부식감소량이 제시되어 있지 않아, 가시설 강재의 설계시 부식손상을 고려한 정량적인 내하력 및 장기 안전성 평가가 곤란한 실정이다. 본 연구에서는 가혹한 대기부식환경인 지하철 공사현장을 대상으로 가시설 강재의 장기 안전성 평가에 필요한 부식 두께감소량 예측식을 제안하기 위하여, 실내부식실험과 현장노출실험을 실시하였다. 실내부식실험에서는 상대습도와 염화칼슘이 강재의 부식손상에 미치는 영향을 검토하였으며, 현장노출실험에서는 실제 지하철 공사현장 환경하에 놓인 가시설 강재의 부식두께감소량을 측정하였다. 그 결과 11개월간의 현장노출실험을 통하여 환경조건과 사용기간에 따른 가시설 강재의 부식두께감소량 예측식을 제안하였다. 그리고 6개월간의 실내 부식실험을 통하여 부식영향인자인 상대습도와 염화칼슘에 따른 부식두께감소량 예측식을 제안하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.37-37
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• 2015

합금 조성 및 열-기계적 처리 조건에 따라 제2상의 종류, 분율, 크기 등이 변화하였으며, 이러한 미세조직적 인자의 변화에 따라 부식거동이 변화하였다. 또한 부식환경에 따라 부식거동에 영향을 미치는 여러 인자들의 상호작용이 변화하였으며 이로 인하여 서로 다른 부식환경에서 합금 조성에 따른 부식거동의 차이가 발생하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.201-206
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• 1997

본 연구에서는 Ni-기 합금인 합금 600과 합금 690, Fe-기 합금인 합금 800 및 초내식성 오스테나이트계 스테인리스강인 SR-50A에 대하여 부식 환경의 변화에 따른 특성 평가를 행하였다. 전기화학적 부식 평가는 양극 분극 시험을 통하여 행하였으며 부식 환경은 NaCl, HCI, NaOH(+$Na_2$SO$_4$) 액이었다. 응력 부식 균열 시험으로는 CERT(Constant Extension Rate Test)를 행하였으며 부식환경은 40%NaOH, 40%OH+12%$Na_2$SO$_4$ 용액이었다. CERT시험 후 그 파면을 SEM관찰하여 파괴 양상을 관찰하였다. 각 합금의 양극 분극 특성을 부식 환경에 따라 평가한 결과, 부식 용액의 증류에 따라 서로 다른 분극 거동을 보이고 있는데 산성과 중성 용액에서는 SR-50A가 가장 큰 저항성을 보이는 반면, 강 알카리용액인 NaOH용액에서는 Ni-기 합금의 저항성이 Fe-기 합금의 저항성보다 우수하게 나타났다. 응력 부식 균열 저항성은 전반적으로 Fe-기 합금보다 Ni-기 합금이 우수하게 나타났다. 파단면을 SEM관찰한 결과 합금 800과 SR-50A(tube)는 용액에 관계없이 입내 파괴 모드를 나타내고 있으며, 합금 600과 SR-50A판재는 입계 파괴 양상을 보이고 있다. 또한 가성 용액 중에 $Na_2$SO$_4$를 첨가할 경우, 부식 속도를 가속화시키고 응력 부식 균열 저항성을 감소시키고 있다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 1998년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.4-4
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• 1998

서울 및 서울 인근 주민들의 식수 공급을 위하여 1978년에 건설된 매설 상수배관은 전기방식 조처없이 콜탈에나벨만으로 피복된채 지하철 및 각종 전기설비가 복잡하게 산재된 서울지역에서 근 20년 유지되고 있다. 따라서 이 배관에 대한 부식 상태를 파악하는 것이 배관의 안전성 확보 및 대책수립, 배관수명의 연장, 중단없는 상수공급 동의 차원에서 매우 중요하다. 이 조사의 목적은 건설후 20년이 경과하여 노후된 매설 상수배관에 대한 기본적인 부식환경 및 피복 상태를 조사하여, 부식상태를 진단하고 향후 대책을 세우기 위한 기초 자료를 확보하는 것이다. 조사의 대상은 1978년에 건설된 서울지역 매설 상수배관 103 Km이었으며, 주요 조사 내용은 토양의 pH, 토양비저항과 같은 기초적인 부식환경조사, 전 배관에 대한 부식전위측정, 부식환경 조사로부터 판정된 부식 우려구간을 대상으로 피복손상부 탐측 및 시험굴착, 그리고 상기 조사의 결과를 검토하는 것이다. 조사 결과, 기본적인 부식환경 변수로 예상되던 토양의 전기비저항, 습도, pH는 부 식전위 및 토양종류와 상관관계를 보이지 않았으며, 상수배관 주변의 토양비저항은 대부분 8,000 ~ 10,000 ${\Omega}{\cdot}cm$, 토양 pH는 대부분 5와 6사이에 집중되었다. 전체적으로 볼 때 매설 상수배관은 예상보다 양호한 배관 상태를 유지하고 있다고 판단되나, 일부 간섭구간은 방식보완이 필요한 것으로 조사되었다. 즉 일부 간섭에 의한 미방식 지역은 배류기나 희생양극 설치와 같은 조속한 방식보완 조치가 필요하며, 과방식이 우려되는 곳은 강제배류기의 출력을 크게 낮추는 것이 필요하다. 이때 부식전위가 크게 올라가는 지점이 있으면 부근 가까운 지하철 레일과 선택배류기로 연결하는 것이 바람직하다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(3)
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• pp.335-340
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• 1996

핵융합로 제1벽 재료의 후보재로 고려되는 Fe-Cr-Mn계 스테인리스강을 진공 용해하여 이 합금의 미세 조직 및 기계적 성질 그리고 부식 특성에 미치는 Mn, W의 첨가 효과 및 소둔 열처리 온도의 효과에 대하여 실험하였다. 미세 조직 분석은 광학 현미경 관찰, XRD분석 등으로 행하였으며, 기계적 시험으로는 상온 인장 시험, 경도 시험 및 충격 시험을 행하였다. 그리고 부식 시험으로는 부식 환경을 염산과 황산으로 나누어 각 환경에서의 양극 분극 시험을 행하였다. Mn함량이 증가할수록 오스테나이트상이 증가하고 있으나, $\alpha$'마르텐사이트는 급격히 감소하는 대신$\varepsilon$마르텐사이트는 Mn함량이 20%일 때 최대간을 보인 뒤 감소하고 있다. Mn함량이 증가할 수록 또한 소둔 온도가 상승할수록 항복 강도, 인장 강도 및 경도는 감소하였으며 연신율은 증가하였다. 이러한 결과는 합금 중의 오스테나이트 및 마르텐사이트 조직의 함량과 밀접한 관련이 있는 것으로 판단된다. 한편 합금 중의 Mn함량이 증가할수록 부식 환경에 관계없이 부식 저항성의 변화는 크지 않은 것으로 나타났다. 그러나 W함량이 증가하면 환경에 관계없이 임계 전류 밀도를 감소시키나, 부동태 전류 밀도는 HCI환경에서는 감소시키고 H$_2$SO$_4$환경에서는 오히려 증가시키는 상반된 효과가 나타났다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제53권1호
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• pp.24-33
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• 2020

출토 청동 유물에서는 매장 환경 내 공존하는 복합적인 부식 인자로 인해 다양한 형태와 색상의 부식 생성물이 관찰되며, 이러한 부식 생성물은 장기 부식의 정보뿐만 아니라 보존처리 시 중요한 자료가 될 수 있다. 따라서 청동 유물의 부식층 및 부식 생성물에 대한 과학적 분석을 실시하여 부식층 형성 과정 및 부식 생성물의 특성을 규명하고, 노출된 매장 환경의 특성 및 내부 부식 인자와의 연관성을 해석하는 연구가 필수적이다. 본 연구에서는 동일 유적에서 출토된 청동 유물을 합금비와 제작기법에 따라 분류 후, 표면·부식층·부식 생성물에 대한 종합적인 분석을 실시하여 청동 유물의 부식 메커니즘과 부식층 형성 과정, 부식 생성물의 특성에 대해 알아보고자 하였다. 분석 대상으로 선정된 총 5점의 시료는 합금비 및 제작기법 분석 결과에 따라 2개의 그룹으로 구분되는데, Cu-Sn-Pb합금으로 열처리가 진행되지 않은 Group 1은 내·외측 중 일부 또는 양측에 외부 부식층이 형성되어 있으며, 표면은 녹색 또는 청색으로 확인되었다. 소지 금속에서는 α상, α+δ상 선택 부식이 일어나는 것을 알 수 있었으며, α+δ상 선택 부식 후 빈 공간에 순도가 98% 이상인 Cu가 농축되어 있는 현상이 확인되었다. Cu-Sn합금으로 열처리가 진행된 Group 2는 외부 부식층이 형성되지 않았으며, 표면이 어두운 황색으로 관찰되었다. 또한 Group 1과는 다르게 소지 금속 내부에서 α상 선택 부식이 발생한 것을 확인하였다. 연구결과를 종합해 볼 때 동일한 유적에서 출토된 청동 유물에서도 합금비 및 제작기법에 따라 부식층 형성과정 및 부식 생성물의 형태와 색상, 금속이온 이동경로 등 여러 측면에서 차이를 나타냄을 알 수 있다. 또한 동일 유물에서도 부분적으로 서로 다른 부식 특성을 보이기도 하는데 이는 매장 환경 내 노출 환경에 따라 다른 형태의 부식이 발생할 수 있음을 뜻한다. 따라서 동일 유적에서 출토된 청동 유물이라 하더라도 합금비, 제작기법, 노출 환경에 따라 부식 특성이 다를 것이라고 판단된다. 본 연구는 특정 지역 및 유물을 대상으로 한 부식 특성의 일면을 보여주는 것이므로 향후 여러 지역에서 출토되는 청동 유물의 부식층 및 부식 생성물 특성에 대한 연구를 통해 매장 환경에 따른 부식 메커니즘에 대한 심층적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.163-163
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• 2017

철강재는 대량 생산이 가능하여 경제성이 뛰어나고 기계적 성질도 우수하여 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있다. 그러나 철강재는 부식 환경에 취약하기 때문에 그 용도에 따라 다양한 내식성을 부여하는 표면처리를 적용하고 있다. 이러한 철강재에 대한 내식성 표면처리로는 용융아연도금(HDG)과 용융알루미늄도금(HDA)이 우수한 내식성과 다양한 특성으로 널리 사용되고 있으며 아연과 알루미늄을 접목시킨 갈바륨(GL)도금 또한 우수한 내식성 코팅으로 알려져 있다. 또한 최근에는 기존 용융아연도금에 알루미늄(Al) 과 마그네슘(Mg)을 첨가한 3원계 도금강판이 개발되어 기존 용융도금강판 대비 고내식 코팅으로 알려져 있으며 그 적용은 점차 확대되고 있는 추세이다. 일반적으로 이와 같은 강판소재의 내식성 평가에 대해서는 실제 사용할 환경에 폭로하여 비교-시험 하는 것이 가장 확실하고 신뢰도가 높은 방법이다. 그러나 이러한 방법은 경우에 따라 수년에서 수십년에 이르는 장시간이 소요된다. 그러므로 이 방법을 대체하기 위한 각종 가속적 부식 시험들이 널리 적용되고 있다. 즉, 그 목적이나 용도에 따라 염수분무(SST), 침지(Immersion) 및 전기화학적 분극(Polarization) 등 실내에서 부식 시험 하는 방법이 사용되고 있다. 한편, 이러한 부식 가속 시험들은 실제 외부에서 폭로 시험한 결과와의 상관성이 불명확한 경우가 많아 종종 해석에 어려움을 갖고 있는 실정이다. 또한 이 시험 방법들은 동일 재료를 시험하더라도 시험방법의 차이에 따라 부식요인이나 해석방법이 다르므로 인해 그 내식성 결과가 다르게 나타날 수 있다. 그 중 시험목적에 따라 전기화학적 분극 또는 임피던스 분광법(EIS)과 건조 및 습윤 등의 부식 환경 인자들을 적용한 복합부식시험(CCT) 방법은 근사한 대안으로 주목받고 있다. 하지만 이들 시험 또한 실제 부식 환경과는 여러 환경 및 요인들이 다르기 때문에 그 시험방법에 따라 목적하는 시험 결과가 상이하게 나타날 수 있어 해석-평가 하기에 종종 곤란을 갖는다. 이에 따라 최근에는 재현성이 우수하고 실제 부식 환경을 유사하게 모사할 수 있는 내식성 시험과 해석-평가에 대한 내용이 주요한 과제로 사료되고 있다. 본 연구에서는 다양한 내식성 코팅 강판소재들에 대하여 염수분무(SST), 복합부식(CCT), 갈바닉 시험, EIS 시험을 통하여 부식시험 종류 및 시험 환경, 코팅 소재 별 부식경향을 비교-분석하고자 하였다. 또한 이들 부식 진행과정에서는 미세구조관찰(SEM), 결정구조 분석(XRD) 및 원소조성 분석(EPMA)을 통해 다양한 조건에 따른 강판소재들의 부식경향을 비교-평가하고, 실제 환경과의 상관성 및 가속관계를 도출하고자 하였다.