• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1999.07d
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• pp.1941-1946
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• 1999

본 연구는 우리 나라 물공급의 60% 이상을 담당하고 있는 한국 수자원 공사의 수자원 관리 설비의 방식에 관한 연구이다. 특히 수자원 관리 시설의 대부분이 철구조물로 외부에 노출되어 있거나, 해수와 담수에 동시에 접해있기도 하며 끊임없이 화학약품에 영향을 받고 있기도 하다 이러한 매우 열악한 환경 하에 있는 대부분의 설비 및 철구조물들은 부식이 쉽게 되어 부식으로 인한 시설관리 및 경제적 피해가 발생하게 된다. 수자원 공사는 여러 해 동안 설비 보전을 위해 부식에 관한 많은 연구들을 수행하고 있으며 그 중 도장을 통한 설비의 방식을 주로 시행하고 있으나 이런 도장 방식이 체계적으로 정리되어 있지 않고 또한 도장 방식의 수명이 길지 못하므로 주기적으로 재시공하여야 한다는 단점이 있다. 알루미늄 코팅 방식은 알루미늄이 철 보다 부식 전위가 낮아 부식이 잘 진행되어 철 구조물의 부식을 방지하는 희생 양극 특성이 있다. 그러나 알루미늄 도장의 경우 시공 단가가 비싼 단점이 있어 시공비를 줄이기 위하여 알루미늄 도장전에 철 구조물의 표면을 전처리하는 공정을 개선하여 총 시공비의 80%를 점하는 전처리 비용을 절감하여 경제적인 도장 방법을 조사하고자 하였다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.25 no.1
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• pp.75-84
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• 2021

In this study, to evaluate deterioration propagation life and deterioration curve of the shop painted and field re-painted steel bridges, accelerated corrosion tests were carried out on 4 types of heavy-duty painting systems with different surface treatments. The surface treatments prior to painting were examined by hand tool(SSPC SP-2), power tool(SP-3,) or blast cleaning(SP-10) considering shop painting and field re-painting. The paint deterioration curves for each painting system and surface treatment were evaluated based on corrosion propagation from the initial paint defects. From the test results, the paint deterioration life of shop painted and field re-painted system was evaluated and compared by using corrosivity categories and durability performance evaluation of structural steel. The deterioration propagation life of shop and field paint was estimated in 18 to 21 years and 5.3 to 8.0 years with atmospheric corrosion category C4.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.28 no.2
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• pp.97-108
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• 2016

Thermally sprayed metals or organic coatings is often used in corrosion protection of steel structures. Duplex coating systems of thermally sprayed metal in combination with organic coating are selected as a new generic type of coatings on steel structures under the highly corrosive environments. In this study, three types of corrosion tests were carried out on four types of thermal sprayed specimens with sealing: zinc, zinc-15%aluminum alloy, aluminum and aluminum-5%magnesium alloy, four types of duplex coated specimens; thermally sprayed metals in combination with paint of acrylic urethane, and painted specimens. NORSOK M-501, Wet/dry cyclic seawater tests and outdoor exposure tests of nine types of specimens were conducted. From the corrosion test results, weathering performance of them were presented.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.28 no.5
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• pp.373-382
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• 2016

Painting or thermally sprayed metal coating is often used in corrosion protection of steel structures. In recently, duplex coating system which combines thermally sprayed metals with paint is selected as a new generic type of coatings on steel structures under the highly corrosive environments. In this study, the structural steel specimens were surface treated, thermally sprayed with zinc, zinc-15%aluminum alloy, aluminum and aluminum-5%magnesium alloy, and finally sealing or painted with acrylic urethane. And as a reference specimens, steel specimens were painted with acrylic urethane after surface treatment. Circular defects with 1.0, 3.0 and 5.0 mm in diameters and line defect with 2.0 mm width, which reach the steel substrate were created on all specimens. The specimens were exposed into an environmental testing chamber controlled by the ISO 20340, which is a laboratory cyclic accelerated exposure test condition of spraying/UV/low temperature, for up to 175 days. Based on the corrosion tests, corrosion deterioration from the initial defects were evaluated and weathering performance of the specimens are compared.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.28 no.3A
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• pp.341-347
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• 2008

Among coating systems used for steel bridge coatings on highway such as red lead-pigmented alkyd, chlorinated rubber, waterborne inorganic zinc, inorganic zinc/epoxy/urethane and inorganic zinc/epoxy/fluororesin, evaluation of deterioration degree and prediction of lifetime through regression analysis were carried out for coating systems widely used and grossly degraded. For evaluation of deterioration degree, 75 bridges on highway were selected, and evaluations were carried out according to point offering method regulated by Guideline of maintenance coating for steel bridges used in Korea Expressway Corporation. Lifetime prediction results showed 13.0~13.3 years for the whole nation, 11.8 years for urban and industrial region in the metropolitan area, 13.2 years for rural region except the metropolitan area, 13.5~13.7 years for chlorinated rubber coating systems, and 12.86 years for red lead-pigmented alkyd systems. For prediction of the rest life of coating, we tried to execute parallel translations of standard deterioration curve to current life and deterioration degree for both x and y axes, and it was thought that parallel translation for x axis corresponded to deterioration aspects in actual environment. Maximum and minimum equations were derived from standard deterioration equation by adding and subtracting error values deduced in regression analysis to/from each coefficient in order to establish maintenance coating criteria for overall steel bridges on highway. Whole domain was divided into 8 parts in order to predict the rest life of coating and optimum time of maintenance coating, and maintenance coating criteria for each 8 domains were presented.

• Journal of the Korea Institute of Building Construction
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• v.14 no.6
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• pp.505-513
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• 2014

The purpose of this study is to evaluate the corrosion protective properties of a Zn-Sn metal spray method according to the contents of Zn and Sn by a CASS test and the electrochemical theory. In the experiment, the CASS test and the electrochemical test were conducted to investigate the corrosion protective property of the Zn-Sn Metal Spray system, the Zinc galvanizing system, and the heavy duty coating system. As a result, it was confirmed that the Zn-Sn (65:35) Metal Spray system had very high corrosion protective property through the electrochemical characteristic as comparison with the other anti-corrosion systems and was very effective to prevent steel products from corrosion.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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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.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.164-164
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• 2017

해양환경 중 많이 사용되는 철강재료들은 그 가혹한 부식환경에 대응하기 위하여 일반적으로 피복 도장방식법이나 음극방식법이 적용되고 있다. 여기서 음극방식법은 선박 및 해양구조물의 해중부 부식에 대해 가장 효과적인 방식법으로 알려져 있다. 한편, 이와 같이 해수 중 철강재에 음극방식을 적용할 경우, 피방식체인 그 강재 표면에 해수 중 용존된 산소의 음극환원 반응이 일어나며 국부적인 알카리 표면 조건을 형성시켜 $Mg(OH)_2$와 $CaCO_3$의 막을 석출시킨다. 이와같이 음극방식 중 형성된 전착물은 방식해야 될 표면적을 감소시켜 방식전류밀도를 감소시키는 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 이렇게 석출된 전착물은 음극표면에 부분적으로 형성되고, 여러 가지 환경 조건 등의 영향을 받아 그 피막의 형성 정도도 가늠하기 어렵기 때문에 음극방식 설계 시 그 정도에 따른 영향을 고려-반영하기가 곤란하다. 또한 이 전착물은 그 형성 메커니즘에 관한 해석이나 강도, 균일한 밀착성, 장기적인 방식효과 및 효율성 등이 아직 충분히 입증되어 있지 않은 실정에 있다. 따라서 본 연구에서는 해수 중 다양한 전착 프로세스에 의해 제작된 전착물의 기간별, 도장코팅 종류별 특성변화를 분석 및 평가하고, 전착물에 의한 희생양극 소모전류 변화 측정 분석을 통해 전착막을 균일하고 치밀하게 형성시키기 위한 최적의 조건을 찾고자 하였다. 또한 석출속도, 밀착성 및 내식특성을 향상시키기 위해 해수 중 기체를 용해시켜 제작한 막의 특성을 분석-평가하였다. 본 연구에 사용된 강 기판은 일반구조용강(KS D 3503, SS400)으로 ${\varnothing}42.7{\times}1,000mm{\times}4.0t$의 형상으로 제작하였다. 인가된 전류밀도는 1, 3 및 $5A/m^2$이고 도장 코팅 종류별 전착 석출물의 형성차이 비교 분석을 위한 실험은 선박 및 해양구조물에 많이 사용되는 Universal Epoxy 도료 2종을 선정하여 진행하였다. 또한 Steel Wire Mesh의 영향을 알아보기 위해 Mesh를 설치하여 실험을 진행하였다. 기간별-도장 종류별 외관관찰, 전착물의 두께 측정, SEM, EDS 및 XRD를 통해 막의 모폴로지, 조성원소 및 결정구조를 분석하였으며, 전착물의 내식성과 내구성을 평가하기 위해 테이핑 테스트(Taping Test) 및 전기화학적 양극분극 시험을 실시하였다. 희생양극 소모율에 대한 전착물의 영향을 확인하기 위해 외부전원을 인가하여 전착 피막을 형성시킨 강 기판에 희생양극을 연결하여 희생양극 소모효율 측정 시험을 진행하였다. 전착물의 석출량은 시간 및 전류밀도의 증가에 따라 비례하여 증가하였으며, 음극전류 인가 시 금속과 용액 계면 사이의 확산층에서 발생한 $OH^-$ 이온으로 인해 금속과 용액 계면 사이 pH가 부분적으로 증가하여 $Mg(OH)_2$ 화합물이 많이 생성되는 것으로 확인되었다. 또한 Mesh의 부착으로 평활하지 않게 형성된 미세한 굴곡구조 및 표면적 증가로 인하여 단계적으로 피복되는데 필요한 시간이 지연되면서 $CaCO_3$에 비해 $Mg(OH)_2$ 화합물이 상대적으로 증가한 것으로 사료된다. $CaCO_3$(Aragonite) 구조는 견고한 피막으로 치밀하고 화학적 친화력이 높아 우수한 밀착성을 보였으며 전착물의 영향으로 양극 전류가 감소하였고, 이로인해 방식전류 절감효과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.28 no.2
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• pp.177-184
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• 2014

Heavy duty coating is playing an important role in the field of heavy industry in the development of the shipbuilding and plant industries. Heavy duty coating has the very important function of protecting steel under serious corrosive conditions. The airless tip used for heavy duty coating is an essential part that determines the spray pattern of the paint. This research investigated the injection properties of three airless tips(numbers 521, 523, and 525) by using particle image velocimetry(PIV). The velocity and turbulent intensity according to pressure change with each tip type were investigated by using PIV. If the pressure is greater, the turbulent intensity becomes stronger and the break up of particles becomes bigger as the tip number gets smaller. The velocity is the fastest in the center and decreases in the radial direction.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.227-228
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• 2014

마그네슘은 금속 재료중 화학적 활성이 높아 내식성 향상을 위해 표면처리 공정이 반드시 필요하다. 플라즈마 전해 산화를 통한 산화 피막 생성 후 좀더 높은 내식성 향상을 위해 전착 도장법을 사용할 수 있다. 본 논문에서는 전원 인가 방식에 따라 pulse 전원을 on/off 비율에 따른 피막 두께 변화를 측정 하였고 전착 도장을 시행 하여 cross cut test를 통한 부착성 시험을 진행해 on/off 비율 1:4 조건에 250V 전압을 인가 하였을 때 부착성이 가장 우수함을 확인 하였다. 또한 플라즈마 전해 산화 후 탕세 공정을 통해 전착 도장의 내열탕 시험 후 표면 blister의 개선 효과를 얻을 수 있었다.