• Geophysics and Geophysical Exploration
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• v.21 no.4
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• pp.231-243
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• 2018

Streaming potential (SP) arises from fluid flow through effectively connected pores. From this potential, formation water information as well as fluid flow properties can be estimated. As micro particles being located in boundary between subsurface porous media and fluid are charged to form electrical double layer, fluid flow caused by several reasons generates SP, one of electrokinetic phenomena. Occurrence mechanism of SP is complex and signal strength is relatively weak compared to noise. However, application of self potential survey using SP to monitoring of formation fluid is expanding because of its' convenience of exploration without artificial source and repetitiveness of signal. This paper accounts for the occurrence mechanism of SP studied before, including governing equations and analyzes previous various case studies of SP according to the change of physical properties of materials. It helps to increase understanding about SP and also lays the foundations of the application of SP to fields.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.96-96
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• 2018

금속재료 중 알루미늄(Al)은 일반적으로 많이 사용되는 철강재에 비해 그 비중이 약 $1/3(2.7g/cm^3)$인 경량이고 열전도율이 약 3배($196kcal/^{\circ}C$, $20^{\circ}C$)로 높은 특성 등을 갖고 있다. 또한 대량생산에 의한 경제성을 가지기 때문에 건축 구조재, 전기 및 가전 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 위와 같은 특성으로 인해 열교환기의 종류에서 응축기(Condenser) 및 증발기(Evaporator)는 알루미늄(Al)을 널리 사용하고 있다. 하지만 단일 응축기 부품에도 이종 알루미늄 소재가 사용됨에 따라 갈바닉 부식이 발생할 수 있다는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 현재 상용되고 있는 열교환기 중 응축기에서의 이종 알루미늄 재료로 인해 나타나는 갈바닉 부식 특성을 관찰-분석-연구 하였다. 본 연구에 사용된 알루미늄 재료는 현재 응축기 재료 중에서 각각 Tube와 Fin으로 널리 상용되고 있는 Al 1100과 Al 3003을 사용하였다. 표면 모폴로지는 SEM을 통해 관찰하였고 EDS를 통해 조성원소를 분석하였다. 또한 내식성 평가를 위해 5% NaCl 환경에서의 SST(Salt spray test, 염수분무시험) 시험과 3% NaCl 용액 내 자연침지 시험 및 탈기된 3% NaCl 용액 내 전기화학적 동전위 양극 분극 시험을 진행하였으며 더불어 갈바닉 부식 시험에 따른 혼합 전위 측정 및 외관 관찰을 하였다. 각 재료는 실험에 대해 동일한 표면적을 노출시켜 시험하였다. 5% NaCl 환경에서의 염수분무 시험 결과 Fin(Al 3003)의 경우에는 Tube(Al 1100) 보다 빠른 부식거동을 보이며 국부적인 공식부식(Pitting corrosion)이 촉진되었다. Tube(Al 1100)의 경우에는 치밀한 Al2O3 형성과 부식에 따른 Al(OH)3를 생성함에 따라 Fin(Al 3003)에 비해 느린 부식거동을 보였다. 3% NaCl 용액 내 자연 침지 및 전위 측정 결과 초기 전위는 Fin(Al 3003, 약 -0.85V/SCE)이 Tube(Al 1100, 약 -1.05V/SCE)에 비해 더 높은 값을 가지며 약 72시간 이후 Tube(Al 1100) 시편이 더 안정적인 전위 값을 나타냈다. 이는 안정적인 Al(OH)3 피막 형성에 기인한 것으로 사료된다. 탈기된 3% NaCl 용액 내 전기화학적 동전위 양극 분극 시험 결과 Fin(Al 3003) 시편에서 더 귀한 부식 전위 값을 나타냈지만 부식 전류는 더 낮은 값을 나타냈다. 상기 시험 결과를 바탕으로 Fin-Tube 간 장기간 접촉 시에는 갈바닉 부식이 발생할 수 있을 것으로 사료된다. 갈바닉 부식 시험 결과 초기 혼합 전위는 약 -1.05 V/SCE를 나타냈으며 약 288시간 경과 후 약 -0.85 V/SCE 값을 나타냈다. 이는 자연 전위 측정 및 동전위 양극 분극 시험에서의 부식 전위 값에서 알 수 있듯이 더 비한 전위인 Tube(Al 1100) 시편이 Fin(Al 3003) 시편에 대해 희생양극적(Sacrificial anode)인 역할을 한 것을 확인할 수 있었다. 또한 갈바닉 부식 전위 측정 간 외관 관찰에서도 Tube(Al 1100) 시편은 빠르게 흑변 하는 것을 확인할 수 있었으며 Fin(Al 3003) 시편은 침지 300시간 이후에도 초기와 유사한 표면 상태 및 광택을 유지하였다. 이상의 SST 시험, 자연 침지 시험, 전기화학적 양극 분극 시험 및 갈바닉 부식 시험 결과를 바탕으로 단일 부품 내 이종 알루미늄 소재 간 접촉 및 그에 따른 갈바닉 부식 발생을 확인할 수 있었다. 따라서 동종 성분이라고 할지라도 단일 부품 제작 시에는 그 사용 환경에 따라 이종 금속 재료의 사용에 대한 재고가 필요할 것으로 사료된다.

• Geophysics and Geophysical Exploration
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• v.8 no.1
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• pp.92-96
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• 2005

Comprehensive field surveys, including various hydrogeological and geophysical methods, were carried out to appraise the applicability of those methods to a leakage problem at the Sandong earth fill dam in southwestern Korea. The methods applied in the fold site were tracer tests, monitoring of drawdown and leakage with discharge of reservoir water, electrical resistivity surveys using the dipole-dipole array, self-potential (SP), and temperature logging methods. The leakage pattern in the reservoir wall was demonstrated by hydrogeological methods and was further clarified by the geophysical surveys. Leakage turned out to be through the right abutment of the reservoir wall. In this study, we conformed that the electrical resistivity method is effective in detecting the zones favorable to leakage, and SP methods are useful for delineating the leakage pathways themselves, because leaks generate strong streaming-potential anomalies.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2002.05a
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• pp.166-169
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• 2002

본 연구는 콘크리트 배합시 염분의 함량이 구조물의 부식에 미치는 영향을 조사하기 위하여 수행되었다. 콘크리트는 물 : 포틀랜트 cemente : 자갈 : 모래의 비율을 1 : 1.78 : 5.35 : 4.73의 비율로 하여 배합하였으며 염분의 함량은 0-3.5wt%의 범위에서 철근의 부식을 연구하였다. 부식특성을 연구하기 위하여 부식전위를 2년간 측정하였으며 이를 콘크리트 파괴 후의 철근의 외관 부식도와 비교하였다. 옥내와 옥외에 두었을 때 부식속도의 차이는 없었으며 염분의 함량이 증가함에 따라 활성이 큰 전위값이 측정되었다. 전위값이 낮은 시편은 부동태 피막이 파괴되어 부식이 진행하고 있었으며, 전위값이 높은 시편에서는 부식생성물이 관찰되지 않았다. 본 실험의 결과로 보강용 강재의 부식손상 정도를 자연전위 측정방법을 통하여 콘크리트내 보강용 철근의 부식거동 및 부식속도에 대한 비괴적인 전기화학적 기술로서 구조물의 손상여부를 확인할 수 있었다.

• Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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• v.2 no.1 s.4
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• pp.143-152
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• 2002

The objectives of this paper were to obtain the fundamental data to analyze the causes of deterioration of 39 freeway concrete viaducts in Seoul metropolitan area. To investigate the degree of concrete deterioration, carbonation depth, soluble chloride concentration in hardened concrete and half-cell potentials of reinforcement were measured. The number of structures which carbonation depth penetrates to reinforcement was 25% of total. The model of carbonation .ate was induced to 3.92 $\sqrt{t}$, which was 5% faster than 3.727 $\sqrt{t}$ assumed 60% water-cement ratio, R=1 in that of kishitani. After measuring chloride concentration in concrete, it was concluded that about 24% of all readings on samples from concrete exceed the critical content to minimize the risk of chloride-induced corrosion. About 31% of the freeway viaducts structures had a value lower than -350mV(vs. CSE), so it could conclude that the excessive chloride concentration was the major cause of reinforcement corrosion. Among the structures which measured half-cell potentials less than -350mV, about 50% exceeds the maximum acceptable limit of chloride concentration.

• The Journal of Engineering Research
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• v.2 no.1
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• pp.165-174
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• 1997

It is not possible to define the earth's interior because of it complicity. However, it can be interpreted directly and/ or indirectly. Geophysics is the subject of this study. To study the possibility of construction supervision by geophysical method, geophysical prospecting was performed and studied at the SamYang pumping well area in Cheju Island, where, although underground dam was constructed, the saline water invade the pumping well area. This study focuses on the construction supervision by electrical measurements. Two electric resistivity survey lines are installed in the pumping well site, and at each line electric survey was conducted at ebb and flow tides. To increase the data quality SP (self-potential) survey was also performed. As a result the geophysical exploration methods explained the defect of construction well, and It shows that geophysical probe can be a useful tool for the construction supervision.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
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• v.4 no.2
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• pp.75-81
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• 1992

염분을 함유한 철근콘크리트중의 철근부식에 관한 2년 촉진시험으로부터 콘크리트표면에서 측정한 자연전위값과 실제의 철근 부식상황과를 비교한 결과 철근의 수식상황을 자연전위법을 이용하여 비파괴적으로 진단하는 방법이 유효함을 알았다. 포화칼로멜전극을 사용했을 경우 -300mV이하이면 부식이 발생하였으며 -200mV이상이면 부식이 발생하지 않았다. 또한 부시공시체에 대한 휨강도시험도 행하였으며 중성화에 대한 검토로 행하였다.

• Geophysics and Geophysical Exploration
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• v.10 no.3
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• pp.203-210
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• 2007

As a part of basic studies on monitoring of landslides and slope stability using SP measurements, micro-electric potentials of rock samples were measured accompanied with the rock failure by a uniaxial loading test were measured. The measurement system consists of a 8 channel A/D converter with 24 bit resolution, uniaxial loading tester, strain gages and 4 sets of electrode attached to a rock sample. Rock samples of granite, limestone, and sandstone were tested. Also, mortar samples were tested in order to monitor electric-potentials of a uniform sample. Micro-electric potentials were detected in all saturated samples and the strength of them increased as the loading force increased. Sandstone samples showed the largest strength of micro-electric potential and it followed limestone and granite samples, which indicates a positive relationship with porosity of rocks. The mechanism generating these micro-electric potential can be explained in terms of electro-kinetics. In case of dry samples, micro-electric potential could be observed only in sandstone samples, where piezoelectric effect played main role due to high contents of quartz in sandstone samples. We found that biggest micro-electric potentials were observed at the electrodes near the crack surface of rock samples. This is very encouraging result that SP monitoring can be applied to predicting landsliding or to estimate collapsing position combining with monitoring of acoustic emissions.

• Proceedings of the Korean Institute of Industrial Safety Conference
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• 2001.11a
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• pp.147-152
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• 2001

국내외적으로 철근부식에 영향을 받아 콘크리트가 변하는 특성을 실험적으로 연구한 논문이 많이 발표되고 있다. 본 연구에서는 이들 기존 연구에서 시행된 부식촉진방법, 주로 전기적인 방법을 다양한 실험을 통하여 최적방법을 찾고자 하는데 있다. 기존의 연구 중에는 "전위차 부식촉진법을 이용한 철근 콘크리트의 내부식성 예측을 위한 새로운 기법 연구"에서는 20V 직류전원장치를 NaCl용액에 직류회로를 구성한 후 양극과 음극의 전위차를 이용 전류량을 측정한 방법이 있었으며, 철근부식을 일으키는 많은 원인은 염소이온에 의한 것이다. 철근의 부식반응은 전기화학적 반응이다. 부식콘크리크 실험에 많이 이용하고 있는 자연전위법, 분극저항법, 콘크리트저항법들이 있다.(중략)

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2007.11a
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• pp.46-46
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• 2007

Zn, Al 및 Sn을 각각 도금한 강기판상에 Mg박막을 이온플레이팅법에 의해 제작하였다. 이와 같은 중간층을 가진 Mg막의 내식측정결과에 의하면, Mg과 갈바닉 전위차가 작은 Zn을 중간층으로 하여 제작한 Mg 막이 Fe 모재보다 낮은 자연 전위값을 안정적으로 유지하면서 희생양극적 방식효과를 장시간동안 나타내었다.