• Membrane and Water Treatment
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• 제7권2호
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• pp.127-141
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• 2016

Electrodialysis (ED) is known to be a useful membrane process for desalination, concentration, separation, and purification in many fields. In this process, it is desirable to work at high current density in order to achieve fast desalination with the lowest possible effective membrane area. In practice, however, operating currents are restricted by the occurrence of concentration polarization phenomena. Many studies showed the occurrence of a limiting current density (LCD). The limiting current density in the electrodialysis process is an important parameter which determines the electrical resistance and the current utilization. Therefore, its reliable determination is required for designing an efficient electrodialysis plant. The purpose of this study is the development of a predictive model of the limiting current density in an electrodialysis process using response surface methodology (RSM). A two-factor central composite design (CCD) of RSM was used to analyze the effect of operation conditions (the initial salt concentration (C) and the linear flow velocity of solution to be treated (u)) on the limiting current density and to establish a regression model. All experiments were carried out on synthetic brackish water solutions using a laboratory scale electrodialysis cell. The limiting current density for each experiment was determined using the Cowan-Brown method. A suitable regression model for predicting LCD within the ranges of variables used was developed based on experimental results. The proposed mathematical quadratic model was simple. Its quality was evaluated by regression analysis and by the Analysis Of Variance, popularly known as the ANOVA.

• Corrosion Science and Technology
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• 제15권5호
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• pp.217-225
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• 2016

Linear polarization resistance (LPR) testing of soils has been used extensively by a number of water utilities across Australia for many years now to determine the condition of buried ferrous water mains. The LPR test itself is a relatively simple, inexpensive test that serves as a substitute for actual exhumation and physical inspection of buried water mains to determine corrosion losses. LPR testing results (and the corresponding pit depth estimates) in combination with proprietary pipe failure algorithms can provideauseful predictive tool in determiningthe current and future conditions of an asset. Anumber of LPR tests have been developed on soil by various researchers over the years1), but few have gained widespread commercial use, partly due to the difficulty in replicating the results. This author developed an electrochemical cell that was suitable for LPR soil testing and utilized this cell to test a series of soil samples obtained through an extensive program of field exhumations. The objective of this testing was to examine the relationship between short-term electrochemical testing and long-term in-situ corrosion of buried water mains, utilizing an LPR test that could be robustly replicated. Forty-one soil samples and related corrosion data were obtained from ad hoc condition assessments of buried water mains located throughout the Hunter region of New South Wales, Australia. Each sample was subjected to the electrochemical test developed by the author, and the resulting polarization data were compared with long-term pitting data obtained from each water main. The results of this testing program enabled the author to undertake a comprehensive review of the LPR technique as it is applied to soils and to examine whether correlations can be made between LPR testing results and long-term field corrosion.

• 전기화학회지
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• 제13권2호
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• pp.96-102
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• 2010

본 연구에서는 균일부식이 발생하는 저합금강의 노출면적에 따른 부식속도의 변화를 관찰하고 이에 대한 원인을 규명하고자 하였다. 다양한 표면적을 지닌 동일한 저합금강 시편의 부식속도를 전기 화학적 임피던스 분광법, 직선분극저항 측정법, 동전위 분극 시험법을 이용하여 산출하였다. 또한 전자주사현미경, X선 광전자 분광법 및 X선 전자탐침 미량분석을 이용하여 표면분석을 실시하였다. 전기화학적 시험 결과 모든 시험법에서 시편의 크기가 증가할수록 부식속도가 높게 산출되었으며, 표면분석을 통해 망간과 황으로 구성된 화합물이 존재하는 영역에서 우선적으로 부식이 발생하며, 이 화합물과 철 또는 구리 산화물이 소양극-대음극의 미세 갈바닉 셀을 구성함을 확인하였다. 이러한 효과는 시편 크기에 비례하여 증가하였으며, 국부적인 부식이 우선적으로 발생한 후, 부식생성물이 표면을 덮게 되어 점차 균일부식의 형태로 전환하게 된다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제21권3호
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• pp.209-220
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• 2022

Erosion-corrosion behaviors of Hadfield steel under a neutral aqueous environment with fine SiO₂ particles were examined and compared with those of conventional carbon steel. A range of electrochemical experiments (potentiodynamic polarization, linear polarization, and impedance), immersion test, and slurry pot test (i.e., erosion-corrosion test) were performed. Results showed that the Hadfield steel composed of austenitic matrix with (Fe,Mn)-based carbide had lower corrosion potential and higher corrosion current density than carbon steel with a typical ferrite/pearlite structure. In addition, pipe forming increased total corrosion rates (i.e., pure corrosion and erosion-enhanced corrosion rates). Nevertheless, the erosion-corrosion rate of Hadfield steel was much smaller. Morphological observation showed that local damage in the form of a crater by erosion-corrosion was more noticeable in carbon steel. The higher resistance of Hadfield steel to erosion-corrosion was attributed to its lower total erosion rates (i.e., pure erosion and corrosion-enhanced erosion rates) highly depending on surface hardness. This study suggests that Hadfield steel with higher resistances to flowing erosion-corrosion in an aqueous environment can be applied widely to various industrial fields.

• Corrosion Science and Technology
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• 제14권2호
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• pp.85-92
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• 2015

An on-line corrosion rate measurement system was developed using a personal computer, a data acquisition board and program, and a 2-electrode corrosion probe. Reliability of the developed system was confirmed with through comparison test. With this system, the effect of sodium nitrite ($NaNO_2$) as a corrosion inhibitor were studied on iron and aluminum brass that were immersed in sodium chloride (NaCl) solution. Corrosion rate was measured based on the linear polarization resistance method. The corrosion rates of aluminum brass and iron in 1% NaCl solutions were measured to be 0.290 mm per year (mmpy) and 0.2134 mmpy, respectively. With the addition of 200 ppm of $NO{_2}^-$, the corrosion rates decreased to 0.0470 mmpy and 0.0254 mmpy. The addition of $NO{_2}^-$ caused a decrease in corrosion rates of both aluminum brass and iron, yet the $NO{_2}^-$ acted as a more effective corrosion inhibitor for iron. than aluminum brass.

• 대한금속재료학회지
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• 제47권10호
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• pp.652-659
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• 2009

Many ancient and historical artifacts were made by copper and its alloys. In the case of outdoor exposure artifacts, the surface could be suffered from corrosion and tarnish by the reaction with its environment. In order to preserve the artifacts, surface treatment would be needed and BTA coating has been usually applied to tin-bronze. This paper dealt with the evaluation of the properties of BTA coated film using a linear polarization method and AC impedance measurement. On the base of corrosion rate and film resistance for the specimen formed by coating process, optimum coating conditions are as follows; 3 cycles brushing or 3 cycles spraying coatings for natural dried process and 1 cycle brushing coating or 5 cycles spraying coating for hot-air dried process.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.565-572
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• 2009

이 연구에서는 전기화학적 기법을 사용하여 혼합콘크리트의 일종인 palm oil fuel ash(POFA) 콘크리트의 부식저항성을 평가하였다. POFA는 야자수로부터 야자유를 정제하고 난후 야자수 재로 추출되어진 산업 재생 폐기물을 일컫는다. POFA 콘크리트의 기본 물성 특성분석을 위해서 초기재령에서의 POFA 콘크리트의 압축강도, 슬럼프, 중량감소율, 블리딩 및 팽창비 특성 분석실험을 수행하였다. 한편, 내구성 특성분석을 위해서 염소이온침투시험 및 중성화 침투시험도 수행하였다. 마지막으로 전기화학적 균열치유기법을 사용하여, 가압전압 특성분석, 갈바닉 전류특성분석 및 선형분극저항 평가 등의 부식저항성 평가를 실시하였다. 실험 결과로부터, 장기재령의 강도, 블리딩, 슬럼프 특성, 팽창비, 염소이온 확산성, 탄산화 저항성 및 부식저항성의 향상 효과가 활성화 되어진 POFA 콘크리트의 포졸란 반응에 기인하여 이루어지고 있음을 확인하였다. 따라서 POFA 콘크리트는 그린-재생 자원으로서 시멘트계 대체 결합재로서의 이용가능성이 있음을 확인할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.409-417
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• 2009

이 연구에서는 인공균열치유방법으로서 전기화학적 전착기법을 활용한 균열치유에 관한 실험연구를 통해 부 식모니터링의 관점에서 자기균열치유 및 인공균열치유의 비교분석을 수행하였다. 이를 위해 가압전류의 특성 분석, 갈 바닉 전류의 비교분석, 선형분극저항의 비교분석 및 치유전과 치유후의 균열 치유 향상도를 사진화상 분석기법을 통한 정량화 비교로서 수행하였다. 연구결과로부터, 가압전류 모니터링에서 고정 가압전류에 따른 전압의 결과는 시간의 경 과에 따라 일정부분까지 증가하다가 수렴하는 것을 알 수 있었고, 갈바닉 전류 측정에 의해 인공균열치유의 경우가 자 기균열치유에 비해 더욱 넓은 범위의 전류 vs. 전압 범위 분포를 보여 부식저항성을 안정화하고 있음도 확인하였다. 한 편 사진 화상 분석기법을 통해서는 인공균열치유 기법의 경우가 약 1.63배 자기균열치유에 비해 균열치유 향상효과를 가지는 것으로 분석되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.689-696
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• 2009

최근 들어 균열 치유 향상도의 가속화 방안으로서 전기 화학적 전착 기법을 활용한 인공 균열 치유방법에 관한 실험연구가 수행되고 있다. 이 연구에서는 고내구성 콘크리트의 설계 및 유지관리를 위한 방안으로서 혼합콘크리트의 사용에 따른 인공 균열 치유방법상의 부식방식 모니터링의 비교 및 균열 치유향상도의 분석을 수행하였다. 이를 위해 철근콘크리트내로의 가압전류의 특성분석, 가용 전해질의 특성분석, 갈바닉 전류 모니터링, 선형분극저항측정 비교, 균열 치유 전/후의 치유향상도의 사진화상분석등을 통해 혼합 콘크리트의 인공 균열 치유기법 적용에 따른 치유 향상도를 실험적 연구로서 수행하였다. 실험결과로부터, 인공균열치유에 의한 가압전류 측면에서 20,000 min의 통전시간에 따라 점차적으로 가압전압값이 증가하면서 2.9 V로 물/시멘트비에 관계없이 수렴하고 있음을 알수 있었고, 갈바닉전류 모니터링에 따른 부식지연성은 W/C의 경우에 0.4 $>$ 0.5 $>$ 0.6의 순서로, 결합재별 비교에 있어서는 OPC $>$ 60%GGBS $>$ 10%SF $>$ 30% PFA의 순서로 나타남을 알 수 있었다. 한편 전기화학적 전착기법에 의한 치유후 기존 균열면적의 76.47%가 치유됨을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권6호
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• pp.97-108
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• 2008

시멘트 대체 재료로서 플라이애쉬의 사용은 시멘트 생산비용을 절감시키는 효과를 창출하였다. 반면에 플라이애쉬 혼입콘크리트는 OPC에 비해 상대적으로 긴 양생시간과 초기강도의 발현 저하를 들 수 있어 이의 해결을 위해 물리적 방법, 온도 및 화학적 방법 등과 같은 다양한 활성화 기술의 적용을 통하여 플라이애쉬 혼입 콘크리트의 수화를 가속시킬 수 있고, 콘크리트의 부식 저항성을 향상시킬 수가 있다. 본 연구에서는 10~40%의 치환률을 가진 활성화된 플라이애쉬 시편을 통해 개방 회로형 전위측정(Open circuit potential measurement)을 수행하였고, 투수시험, 급속염화물침투시험 및 SEM(Scanning electron microscopy)촬영을 통해 OPC 콘크리트와 비교 분석 하였다. 또한, 치환률의 임계범위 20~30%의 경우에 있어서 활성화된 플라이애쉬를 사용한 콘크리트가 열화저항성에 있어서 개선효과가 나타나고 있음을 확인하였다. 또한 플라이애쉬를 화학적으로 활성화시킨 경우가 본 연구에서 수행된 다른 활성화 방법들에 비해 더욱 좋은 결과를 나타나고 있음도 확인하였다.