• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2002년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.529-532
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• 2002

본 과제를 통해 금속 구조물 음극 방식용 고성능 스위칭 정류기를 개발하였다. 개발된 정류기 회로는 크게 두 부분, 즉 1대로 구성된 AC/DC 컨버터부와 4대로 구성된 Module Type DC/DC 컨버터부로 되어 있다. AC/DC 컨버터는 IGBT PWM Rectifier로서 입력전압의 역률을 거의 1로 제어하고 있으며 또한 DC Link 전압을 일정하게 제어하고 있다. Module Type DC/DC 컨버터는 ZCS/ZVS 스위칭 동작을 통하여 스위칭 손실 감소와 함께 고주파 동작을 가능하게 하여, 입력측과 출력측의 전기적 절연을 위한 변압기로 고주파 변압기를 사용할 수 있게 하였다. 이로 인해 시스템의 부피와 무게를 현저히 감소시켰다. 본 과제에서 개발한 방식용 정류기 기술은 다른 유사 분야에의 적용도 가능한 것으로 사료된다.

• 한국표면공학회지
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• 제45권6호
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• pp.272-277
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• 2012

The hull of a fast sailing aluminium ship are generally prone to erosion owing to the impact of seawater. At this time, synergistic effects of the erosion and the corrosion by aggressive ions such as chlorides tend to aggravate the damage. There have been various attempts, including selection of erosion-resistant materials, cathodic protection and addition of corrosion inhibitors, to overcome damage by erosion or corrosion under marine environments. These approaches, however, have limits on identifying the damage mechanism clearly, because they depend on analogical interpretation by correlating two damage behaviors after the individual studies are assessed. In this research, it was devised a hybrid testing apparatus that integrates electrochemical corrosion test and cavitation test, and thus the erosion-corrosion behavior by cavitation was investigated more reliably. As a result, the slightest damage was observed at the potentials between -1.6 V and -1.5 V. This is considered to be due to a reflection or counterbalancing effect caused by collision of the cavitation cavities and the hydrogen gas formed by activation polarization.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.192-193
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• 2015

음극방식은 피방식체를 일정 전위로 음극분극 하는 원리로써 외부전원을 인가하거나 비전위의 금속을 희생양극으로 연결하여 방식하는 방법이다. 해수 중에서 음극방식을 실시할 경우 음극 표면에 용존산소 환원반응과 수소발생반응이 일어나 $OH^-$ 이온이 발생하게 된다. 이러한 반응에 의해 생성되는 석회질 피막 (Calcareous deposit)은 강구조물의 부식방지를 위한 물리적인 방호벽 역할을 하면서 용존산소의 확산 및 이동을 억제하며, 전류밀도를 감소시킨다. Potentiostat 및 rectifier를 이용하여 정전위 및 정전류 조건에서 형성된 석회질 피막을 SEM, EDS, XRD를 통해 분석하고 이를 바탕으로 양극의 종류(Al, Zn) 및 1, 5, $10mA/m^2$의 전류밀도 조건에서 실제 강관에 형성된 석회질 피막의 메커니즘을 해명하였다. 또한 석회질 피막 형성 시 Steel Wire Mesh를 설치하여 그 영향에 대해서도 분석하였다. 석회질 피막의 내구성은 침지-자연전위 및 밀착성 테스트를 통해 평가되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제18권6호
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• pp.569-576
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• 2012

일반적으로 중성용액 하에서 알루미늄 합금은 부동태피막($Al_2O_3$나 $Al_2O_3{\cdot}3H_2O$)을 형성한다. 그러나, 해수 환경에서 염소이온이 표면에 생성된 부동태 피막을 파괴하여 부식이 발생하게 된다. 본 연구에서는 해수환경 하에서 부식 문제점을 해결하기 위해 Al-4.5%Mg-0.6%Mn 알루미늄 합금에 대하여 정전위 방식 기술을 적용하였다. 분극실험결과, 개로전위보다 귀한 전위에서는 활성 용해 반응이 나타났으며 개로전위 보다 비한 전위에서는 용존산소 환원에 의한 농도 분극과 활성화 분극이 관찰되었다. 정전위 실험결과, 농도 분극에서 활성화 분극으로 전환되는 전위부터 적용 시간이 증가할수록 전착물이 많이 생성되었으며, 부분적으로 전착물과 모재의 계면사이에서 틈부식이 관찰되었다. 전체적으로 정전위 양극분극실험시, 활성용해반응이 발생하여 정전위 방식 기술을 적용하기 어려운 반면, 정전위 음극분극 실험시 방식 전위인 농도분극 범위내에서 적용 시간을 고려하여 최적 방식 조건을 -1.1 V~-0.75 V로 규명하였다.

• 수산해양기술연구
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• 제19권1호
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• pp.57-62
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• 1983

접지전지 설계를 위한 Zn, Al 및 Mg의 합급양극의 특성을 실험적으로 조사한 결과를 다음과 같이 요약할 수 있다. 1. 환경비저항 1000 $\Omega$.cm 이하에서는 Zn합금양극이, 1000 $\Omega$.cm 이상에서는 Mg합금양극이 접지전지 설계에 좋다. 2. 비저항 500 $\Omega$.cm 이하에서는 Al합금양극이 Mg 합금양극보다 접지전지 설계를 위한 유전양극 특성이 좋으나 모든 비저항에서 Zn합금양극보다 특성이 떨어진다. 3. 배유전유밀도가 급격히 증가하는 일정인가전압은 다음과 같다. \circled1 E 하(Zn)=log (4.9465/$\rho$상(0.0639))+11$\times$10 상(-6)$\rho$상(0.8923i) \circled2 E 하(Al)=log (4.9306/$\rho$상(0.0525))+13$\times$10 상(-6)$\rho$상(0.9314i) \circled3 E 하(Mg)= log (3.7086/$\rho$상(0.0988))+181$\times$10 상(-6)$\rho$상(0.5406i) 4. 유전양극의 종류 및 환경의 비저항에 따라 인가전압과 배유전유밀도의 관계는 다음과 같은 일반식으로 표시할 수 있다. logi=g+root(n.E+r)

• Smart Structures and Systems
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• 제11권5호
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• pp.555-567
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• 2013

An Remote Corrosion Monitoring (RCM) system consists of an anode with low potential, the metallic structures against corrosion, an electrode to provide reference potential, and a data-acquisition system to ensure the potential difference for anticorrosion. In more detail, the data-acquisition (DAQ) system monitors the potential difference between the metallic structures and a reference electrode to identify the correct potential level against the corrosion of the infrastructures. Then, the measured data are transmitted to a central office to remotely keep track of the status of the corrosion monitoring (CM) system. To date, the RCM system is designed to achieve low power consumption, so that it can be simply powered by batteries. However, due to memory effect and the limited number of recharge cycles, it can entail the maintenance fee or sometimes cause failure to protect the metallic structures. To address this issue, the low-overhead energy harvesting circuitry for the RCM systems has designed to replenish energy storage elements (ESEs) along with redeeming the leakage of supercapacitors. Our developed energy harvester can scavenge the ambient energy from the corrosion monitoring environments and store it as useful electrical energy for powering local data-acquisition systems. In particular, this paper considers the energy harvesting from potential difference due to galvanic corrosion between a metallic infrastructure and a permanent copper/copper sulfate reference electrode. In addition, supercapacitors are adopted as an ESE to compensate for or overcome the limitations of batteries. Experimental results show that our proposed harvesting schemes significantly reduce the overhead of the charging circuitry, which enable fully charging up to a 350-F supercapacitor under the low corrosion power of 3 mW (i.e., 1 V/3 mA).

• Corrosion Science and Technology
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• 제19권5호
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• pp.265-280
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• 2020

External corrosion of buried pipes can be controlled using both coating and cathodic protection. However, deterioration of the coating can occur due to several reasons. The detection reliabilty of coating flaw detection methods is affected by interference such as metal objects connected to rectifiers and copper grids. When performing parallel direct current voltage gradient (DCVG) inspection, a sine wave form without potential reversal in voltage gradient appears in the area where the interference exists. However, this area may be not identified using existing methods. The objective of this study was to determine the effect of analyzing direction on the reliability of coating flaw detection of pipes buried in soil using a multi-electrode detector. DCVG on the buried pipe was measured along the buried pipe. This measurement parallel to the pipe was repeated. Measured data were analyzed for parallel, vertical, and diagonal directions. The reliability of coating flaw detection was improved by up to 46.4% compared to the conventional method.

• Corrosion Science and Technology
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• 제18권6호
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• pp.277-284
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• 2019

External corrosion control of buried pipe can be achieved by the combination of barrier coating and cathodic protection. Coating damage and deterioration can be induced by many reasons; damage during handling and laying, enhanced failure at low temperatures, failure during commissioning and operation, disbanding due to inadequate surface cleaning, rock penetration during installation and service etc. This work focused on the effect of survey conditions on the reliability of coating flaw detection of buried pipes. The effects of applied voltage and anode location on the detection reliability of coating flaw of buried pipe in soil with the resistivity of ca. 25.8 kΩ·cm were discussed. Higher applied voltage increased the detection reliability, regardless of buried depth, but deeper burial depth reduced the reliability. The location of the anode has influenced on the detection reliability. This behaviour may be induced by the variation of current distribution by the applied voltage and buried depth. From the relationship between the applied voltage and reliability, the needed detection potential to get a desire detection reliability can be calculated to get 100% detection reliability using the derived equation.

• 한국가스학회지
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• 제10권3호
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• pp.41-47
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• 2006

가스배관, 상수관, 송유관 등의 지중 매설배관이 직류 전기철도와 인접해 있는 경우, 전기철도 시스템의 귀선 회로로 사용되는 레일에서 누설되는 표유전류에 의해 이들 금속배관에는 전기적 부식, 즉 전식이 발생할 수 있다. 전식에 의한 집중 부식은 전기방식으로 보호되는 배관에 있어서도 지속적인 재료의 열화와 이에 따른 파손을 일으킬 수 있어 대형사고로 발전할 소지를 가지고 있다. 국내에서는 이러한 표유전류에 대한 대책으로 배관과 레일을 전기적으로 접속하는 배류법이 적용되고 있는데 특히 가스배관을 중심으로 한 강제배류법의 급속한 증가에 의해 간섭문제가 매우 복잡해지고 있다. 본 논문에서는 직류전기철도시스템과 매설배관 사이의 전기적 간섭 문제를 서울과 부산 지역에서 수행한 현장 실태조사의 결과를 통해 살펴본다.

• 한국가스학회지
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• 제2권1호
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• pp.23-27
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• 1998

음극방식 시스템의 방식전류에 의한 압입구간내의 압입관과 배관의 부식거동에 관한 수학적 모델링을 경계요소법을 이용하여 수행하였다. 모델은 비선형 경계조건(Tafel 방정식)을 가진 라플라스 방정식으로 이루어져 있으며 압입관의 혼합전위를 구하기 위하여 혼합전위 이론을 응용한 반복법을 사용하였으며 그 위에 비선형 경계조건에 대한 해석을 위하여 이중 반복법을 사용하였다. 모델은 정상적인 압입구간 뿐만 아니라 압입관과 배관과의 금속간 접촉(metal touch)이나 외부환경과 압입구간 내부를 격리시키는 절연부위의 손상과 같은 결함들을 가진 비정상적인 압입구간에서의 각각의 경우에 대해서도 적용되었다. 수학적 모델링의 결과로부터 압입구간내의 전위분포나 전류분포를 계산할 수 있었다. 모델링의 타당성을 증명하기 위하여 모사실험을 수행하였으며 실험조건내에서 이론적인 결과와 실험결과는 정상적으로 잘 일치하였다.