• Journal of the Korea Institute of Building Construction
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• v.10 no.5
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• pp.21-29
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• 2010

Cathodic Protection has been introduced as a method of protecting metals under the ground or sea from corrosion. Since 1970, it has been applied to reinforced concrete structures as a corrosion protection method. After 1990, it became used around the world, and its usability has been well confirmed. But this method has some problems in terms of construction and economy. To solve these problems, a Cathodic Protection Method using a highly-durable metal spray was developed. First, the specimen was covered with anodic materials (Zn, Al) by using metal spray. The corrosion protection performance was confirmed by measuring the corrosion current of the specimen. Through the experiment, it is possible to confirm that the Cathodic Protection Method using a high metal spray provides effective protection against corrosion to reinforced concrete structures.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.40 no.6
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• pp.510-515
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• 2016

Recently, corrosion occurred on the piles of a marine bridge located on the NamHae expressway in Korea. A sacrificial anode cathodic protection system was installed to prevent corrosion damage in the marine bridge. In the case of the marine bridge in this study, the sacrificial anode cathodic protection system was applied at the tidal and splash zones of the piles because the upper part of the structure was not corroded, and because corrosion occurs at the tidal and splash zones due to sea tides. To verify the performance of the sacrificial anode cathodic protection system 8 years later, cathodic protection (CP) current, CP potential, and degree of depolarization were measured. The experimental results on the performance of the sacrificial anode cathodic protection system from a total of 60 piles were classified into 4 categories: good CP effect results (13 piles), partial CP effect results (27 piles), temporarily erroneous results (5 piles), and need for maintenance because of delamination (15 piles). It was determined that additional repairs are required, such as the application of bulk anodes and jacket casings, for piles where the CP effect is poor.

• The Journal of the Convergence on Culture Technology
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• v.5 no.4
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• pp.367-371
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• 2019

In this study, we proposed the sacrificial anode cathodic protection method as a countermeasure to reduce the corrosion of railway rails under oceanic climatic conditions and proved the anticorrosive effect experimentally. In addition, the proposed sacrificial anode cathodic protection method were tested on site to examine long-term rail corrosion monitoring and field applicability for more than 26 months and to prove the effectiveness of rail corrosion. As a result of monitoring the corrosion state using the cellophane tape method, the appearance of the applied sections with sacrificial anode cathodic protection method was good at the present time about 26 months after the field test laying, and no abnormalities and other abnormalities of the rail welded section and the rail web were found. Hence, in places where no sacrificial anodes were installed, rust progressed rapidly. In addition, the proper spacing of sacrificial anodes was found to form the most stable corrosion coating at 1.0 ~ 1.5m. After about 26 months of monitoring, the installation of sacrificial anodes could help stabilize the overall rail corrosion level, even if the spacing was somewhat wider.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.5 no.7
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• pp.842-849
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• 1995

The effect of cathodic protection by the sacrificial anode attached to condenser waterbox of power plant was investigated using numerical analysis. The condenser is consisted of various materials. So in case of no protection, the serious galvanic corrosion between waterbox and tubesheet was observed. If sacrificial anodes were attached to the wall of waterbox or the area corroded galvanically, the large protection effect was showed. To demonstrate the validity of numerical analysis results, model test was executed. The numerical solution was consistent with the experimental vague well.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.6 no.4
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• pp.401-411
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• 1996

전기방식법중의 하나인 음극방식법은 많은 해수설비를 갖추고 있는 발전소에 적용되고 있는 설비지만 운용의 측면에서는 적절하지 못한 방식조건으로 많은 문제점이 노출되고 있다. 본 연구에서는 설비지만 운용의 측면에서는 적절하지 못한 방식조건으로 많은 문제점이 노출되고 있다. 본 연구에서는 해수설비중의 하나인 발전소 복수기의 음극방식설비를 해석 대상으로 하여 가장 많이 사용되는 희생양극 재질인 Zn 양극을 입구측 파이프, 수실벽 및 천장등 여러위치에 부착한 경우 전위분포 및 전류밀도분포를 구하여 최적방식조건을 찾아보았다. 또한 전류밀도값을 Faraday 법칙을 이용부식속도로 환산하여 galvanic 부식정도와 방식정도를 평가하였다. 그 결과 희생양극을 galvanic 부식이 심하게 일어날 것으로 예상되는 위치에 부착하면 방식효과가 가장 크게 나타남을 알 수 있었다.

• 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.

• Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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• 2008.11a
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• pp.773-776
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• 2008

The corrosion of steel in concrete is significant in marine environment. Marine bridges are readily deteriorated due to the exposure to marine environment. Salt damage is one of the most detrimental causes to concrete bridges and port structures. Especially, the splash and tidal zones around water line are comparatively important in terms of safety and life-time point of view. During the last several decades, cathodic protection (cp) has been commonly accepted as an effective technique for corrosion control in concrete structures. Zn-mesh sacrificial anode has been recently developed and started to apply to the bridge column cp in marine condition. The detailed parameters regarding Zn-mesh cp technique, however, have not well understood. This study is to investigate how much Zn-mesh cp influences along the concrete column at elevated temperature. About 100cm column specimens with eight of 10cm segment rebars have been used to measure the variation of cp potential with the distance from Zn-mesh anode at both 10$^{\circ}$C and 40$^{\circ}$C in natural seawater. The cp potential change and current diminishment along the column specimens have been discussed for the optimum design of cp by Zn-mesh sacrificial anode

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.23 no.4
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• pp.23-30
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• 2019

Fiber-Reinforced Cement Composite (FRCC) is known to be effective in mechanical effects such as cracking width control as well as steel anticorrosive effect. In this study, we examined about steel anticorrosive effect by using metal fibers including zinc fibers by accelerated corrosion test. Moreover, it was examined for salt penetration, sacrificial anode effect and formation of electric circuit that was significant effect on the steel anticorrosive effect. As a result, Steel anticorrosive effect was confirmed with mixed metal fibers on FRCC. Especially, In the case of zinc fibers with a high sacrificial anode effect, it was confirmed that the suppression of penetration and corrosion resistance were improved.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.11a
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• pp.351-351
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• 2015

음극방식법은 피방식체에 외부전원을 인가하거나 보다 활성 금속을 전기적으로 연결하여 피방식체를 일정 전위까지 음극분극 되도록 하여 부식을 억제하는 방법이다. 해수 중 음극방식을 실시할 경우 생성되는 석회질 피막(Calcareous deposit)은 소요전류밀도 감소로 인한 희생양극의 수명연장 및 물리적 방호벽 역할을 한다. 그러나 일반적인 석회질 피막은 세라믹과 같은 화합물로써 밀착력이 매우 약하며, 적지 않은 피막 형성 시간이 소요된다. 따라서 본 연구에서는 해수 중 음극전류 프로세스를 응용하여 실제 강관의 해중부 및 간만대 영역까지 석회질 피막을 균일-치밀하게 형성시키기 위한 최적의 조건을 찾고자 하였다. 각 조건별로 제작된 석회질 피막은 SEM, EDS 및 XRD를 통해 막의 모폴로지, 조성원소 및 결정 구조를 분석하였으며, 이를 바탕으로 희생양극 종류(Al, Zn) 및 1, 3, $5mA/m^2$의 전류밀도 조건에서 부위-기간별 형성된 석회질 피막의 메커니즘을 해명하였다. 또한 밀착성과 내식특성을 평가하기 위해 테이핑 테스트, 침지-자연전위 거동을 분석 및 평가하였다.

• Journal of Navigation and Port Research
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• v.39 no.4
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• pp.277-283
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• 2015

MS(Mild Steel), HTS(High Tensile Steel), HYS(High Yield Steel), AL(Aluminum Alloy) and Composite Materials are used for vessels. Steel Materials are mostly used for vessels because body of a ship have to perform the basic functions such as watertight, preserving the strength and supporting the equipments. The vessels primarily carry out a mission at ocean, so that body of a ship is necessarily rusted. There are several methods to protect the corrosion of vessels such as painting, SACP(sacrificial anode cathodic protection) and ICCP(impressed current cathodic protection). For the sacrificial anode cathodic protection, Al and Zn alloys are normally used. Heavy metals are added to the Al and Zn Alloys for improving the corrosion properties but they are so harmful to the human and environment. Therefore, the use of these heavy metals is strictly regulated in the world. In this paper, Al and Zn Alloys are made by adding the trace elements(Ma, Ca, Ce and Sn) which is not harmful to the human and environment. SEM, XRD, Potentiodynamic Polarization test and Current Efficiency test are conducted for evaluation of Al and Zn Alloys. As a result of the experiment, Al-3Zn-0.6Sn and Zn-3Sn Alloys are more efficient than other Alloys.