Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제40권7호
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pp.599-604
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2016
음극방식은 19세기 초에 해수 및 지중 금속의 부식을 억제시키기 위한 기술로 처음 소개되었으며, 1970년대에 철근콘크리트 분야에 음극방식 기술이 적용되기 시작하였다. 1990년대에는 국제적으로 많은 연구 및 기술개발로 인하여 철근 부식방지의 효용성이 널리 증명되었다. 국내에도 최근 철근콘크리트 분야에 음극방식이 소개되어 일부 구조물에 적용되기 시작하고 있으며 점차 그 범위가 확대되고 있다. 음극방식의 특징은 일반 콘크리트구조물의 물리적인 보수 유지와는 달리 전기화학적 원리를 응용한 방식기술이기 때문에 다소의 전문적인 지식이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 철근콘크리트의 방식기술, 음극방식의 원리, 설계, 적용 등의 기본적인 이론과 철근콘크리트의 음극방식 기준 및 음극방식을 철근콘크리트구조물에 적용할 때의 기술적인 내용 및 적용사례를 소개한다.
본 연구에서는 윤활유에 해수가 혼입된 유화유중에서 음극방식에 의한 선박용 베어링 합금재의 침식-부식억제에 관한 연구를 위하여, 초음파 진동장치의 캐비네이션 발생장치에 의해 선박용 베어링 합금재의 캐비네이션 침식-부식방지를 위해 음극방식(Cathodic protection)실험을 실시하였다. 이실험을 토대로 하여 해수의 혼입에 따른 유화유중에서 음극방식에 의한 베어링 합금재의 침식-부식억제효과를 구명하고자 한다.
For the corrosion protect ion of the natural gas transmission pipelines, two methods are used, cathodic protection and coating technique. In the case of cathodic protection, defects are embrittled by occurring hydrogen at the crack tip or material surface. It is however very important to evaluate whether cracks in the embrittled area can grow or not, especially in weld metal. In this work, on the basis of elastic plastic fracture mechanics, we performed CTOD test ing with varying test conditions, such as the potential and current density. The CTOD of the base steel and weld metal showed a strong dependence of the test conditions. The CTOD decreased with increasing cathodic potential and current density. The morphology of the fracture surface showed quasi-cleavage. Hydrogen introduced fractures, caused by cathodic overprotection.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제41권3호
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pp.230-237
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2017
본 연구에서는 해상풍력 타워 지지구조물용 강재인 S355ML 강에 대하여 전기화학적 기법으로 전기방식 설계에 필요한 최적 방식전위를 규명하고자 하였다. 동전위분극 실험 결과, 양극분극 곡선 상에서는 부동태 구간은 존재하지 않으며, 음극분극 곡선 상에는 용존산소환원반응에 의한 농도분극 구간과 수소가스 발생에 의한 활성화분극 구간이 관찰되었다. 음극방식 시 방식전위에 해당하는 농도분극 구간은 약 - 0.72 V ~ - 1.0 V의 전위 구간인 것으로 확인되었다. 다양한 전위에서 정전위 실험을 실시한 결과 전류밀도 변화는 시간에 따라 안정화되는 경향을 나타냈다. 1200초 동안 정전위 실험 후 주사전자현미경과 3D 분석 현미경을 이용한 시험편 표면 분석 결과, 양극분극 전위에 해당하는 0 V ~ - 0.50 V의 전위구간에서는 양극용해반응에 의한 부식손상이 관찰되었다. 이에 반해 음극분극 전위 영역에서는 대체적으로 손상이 없는 양호한 표면을 유지하였으며 석회질 피막 형성을 확인할 수 있었다. 연구결과, 농도분극 영역에 해당하는 - 0.8 V ~ - 1.0 V의 전위영역이 S355ML 강의 외부전원법에 의한 음극방식 적용 시 최적 방식 전위 구간으로 사료된다.
Steel corrosion is the most serious problem in RC structures. Even though patch repair method is normally applied in repair system, the effectiveness is not enough. Cathodic protection in active repair method to deteriorated RC structures. FEM model was developed to simulate the optimized cathodic protection condition. Iro oxidation, hydrogen evolution and oxygen reduction were considered to expect current distribution. Moisture content in concrete which can affect the electrolyte conductivity was used as initial condition.
본 연구에서는 수도수 중에서 Mg합금유전양극에 의한 연강재 온수보일러의 음극방식특성을 연구한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 온수보일러 관체의 개로전위에서나 전위가 높은 구간에서 모재의 부식전류밀도가 용접부위의 부식전류밀도보다 더 적게 배류된다. 2) 주조된 표면 그대로의 Mg합금 유전양극의 전류밀도는 주조된 표면을 연마한 상태의 Mg합금 유전양극의 전류밀도보다 더 많이 배류된다. 3) Mg합금 유전양극으로부터 거리가 멀어질수록 연강재 온수보일러의 음극방식전위는 높게 나타나고, 음극방식시간이 경과하면서 방식전위는 높게 나타나다가 6-10일 이후부터 방식전위는 안정되고 있다.
해양환경에서 철근 콘크리트의 부식은 매우 심하며, 염해는 콘크리트 교량과 항만 구조물의 부식을 일으키는 주요 요인 중 하나이다. 특히 비말대 및 간만대의 수면 부분은 구조물의 안전과 수명의 관점에서 볼 때 매우 중요하다. 지난 수십 년간 토목, 건축분야에서 콘크리트구조물 부식을 억제하기 위한 방식법 중 음극방식(cathodic protection, CP)은 많은 발전을 이룩하였으며 이제 보편화되는 추세에 있다. 최근 해양환경에서 콘크리트구조물의 음극방식을 위해 아연 메쉬 희생양극법이 개발 소개되었으나 아직까지도 이에 대한 구체적 내용이 잘 알려지지 않은 상태이다. 따라서 본 연구에서는 아연 메쉬 음극방식이 환경인자에 따라 콘크리트교각에 어떤 영향을 미치는지에 대하여 조사하였다. 아연 메쉬와 철근의 거리에 따라 음극방식 효과를 측정하기 위하여 약 100cm의 파일 시험편에 10cm 세그먼트 철근 8개를 설치하였으며, 아연 메쉬 희생양극에 의한 음극방식의 설계에 관련된 정보를 얻고자 파일 시험편의 높이에 따른 음극방식 전위의 변화와 전류의 감소치를 측정하였다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제21권5호
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pp.584-590
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1997
Harbour marine steel structures, which are served in severe marine environment, should be protected in appropriate method to reduce corrosion problems. Cathodic protection, one of the protection methods in terms of practical and economical point of view is being widely used to marine steel structures mentioned above. Recently it has been reported that the life of Al alloy anode with sacrificial anode for protection of harbour marine steel structures was shortened significantly than the original design life. In this study, the optimum cathodic protection design of harbour marine steel structures was investigated with parameter of sea water pollution degree.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제17권1호
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pp.55-65
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1993
Galvanic protection method is one the cathodic protection methods and is mostly used for corrosion prevention of heat exchangers and ship's hull. In this paper, it was investigated that how cathodic potential distribution was varied with according to the bare and painted steel plates in case of galvanic anode protection. The results obtained above were as follows. 1. Cathodic potential distribution of a painted steel plate was smoothed than that of the bare steel plate all over the cathodic surface area. 2. It was shown that polarization potential of the bare steel plate was somewhat shifted to negative potential, on the contrary that of the painted steel plate was somewhat shifted from negative potential to positive potential as time gone by beginning of galvanic anode method. 3. The applied current density in order to maintain constant protection potential(-770mv SCE) in the painted steel plate was less than that of the bare steel plate because of the high resistance polarization of the painted steel plate. 4. It was suggested that required number and life-time of anode for galvanic anode protection could be decided easily with corrosion prevention coefficient obtained by experimental data.
음극방식은 지하매설 및 해양 금속 구조물의 부식을 방지하기 위해 가장 많이 사용되고 있는 방식법이다. 기존의 음극방식용 정류기는 SCR 위상제어 정류기로 구성되어 입련단 역율이 낮으며, 부피와 무게가 큰 단점을 지니고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 새로운 음극방식용 모듈타입 스위칭 정류기를 제안한다. 제안한 정류기 회로는 크게 두 부분, 즉 한 대로 구성된 AC/DC 컨버터부와 네 대로 구성된 Module Ttpe 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 논문에서 개발한 방식용 정류기 기술은 다른 유사 분야에의 적용도 가능할 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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