KR100259307B1 - 해수를 이용한 강재의 방식 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 해수를 이용한 강재의 방식 방법에 관한 것으로 기존의 선박 및 해양 구조물의 강재 표면에 적용되던 도료성 피막을 대체하여 유지 및 보수에 소요되는 인력 및 비용을 절감하고 독성 도료로 인한 환경 오염을 방지하기 위하여 이루어졌다.
본 발명의 주제가 되는 해수를 이용한 방식 피막의 형성 원리는 제 1 도에서 보는 바와 같이 중성의 해수가 환원성 전류가 인가되고 있는 강재의 표면에서 아래의 반응식(1)에 의하여 OH-가 발생되고 이것이 강재표면에서의 pH 값의 증가를 초래하여 과도한 OH-가 이온이 아래의 식 (2)와 같은 반응식에 따라 Mg(OH)2및 CaCO3로 환원
석출됨에 따라 이루어지게 된다.
(식 1)
Figure kpo00001
(식 2)
Figure kpo00002
선박 및 해양 구조물의 강재 표면에 본 발명에 의한 강재의 방식을 꾀할 경우, 초기 피막 형성 조건은 비교적 높은 전류 밀도 조건에서 상기한 Mg(OH)2, 혹은 CaCO3층을 형성시키고 이후 운전중의 유지는 기존의 음극 방식의 형식을 따르면 된다.
즉, Mg과 같은 희생 양극을 적용하거나 강제 전류 인가 방식(Impressed Current Cathodic Protection)으로 미소한 전류를 흘려주므로서 손상된 피막의 자동 재생을 유도하는 것이다.

Description

해수를 이용한 강재의 방식 방법
본 발명은 해수를 이용한 강재의 방식 방법에 관한 것으로 더 상세하게는 기존의 선박 및 해양 구조물의 강재 표면에 적용되던 도료성 피막을 대체하여 유지 및 보수에 소요되는 인력 및 비용을 절감하고 독성 도료로 인한 환경 오염을 방지하기 위하여 이루어졌다.
본 발명은 기본 원리적으로 전기화학적인 음극 방식 기술 분야에 속하나 기존의 전기화학적 음극 방식 기술이 기존 도료성 피막의 보완적인 성격을 갖는것에 반하여, 그 자체로서 방식 피막의 효과를 갖는다고 하겠다.
선박 및 해양 구조물의 강재 표면에 적용되던 종래의 타르-에폭시(tar-epoxy)도장 등은 도장 작업시에 좁은 모서리나 끝단부, 용접 비드(bead)부위 등에 도막이 불완전하게 이루어져 이들 부위가 대부분의 양호한 도막 부위에 비하여 우선 부식되었다.
그 결과 대규모의 부식으로 발전하여 핏팅(pitting)부식이 두께 감소의 효과를 초래하는 경우가 빈번히 발생하여 유지, 보수 측면에서 많은 시간, 인력 및 비용이 소요되어 왔다.
또한, 독성 화학 도료의 사용으로 환경적인 측면에서 유해한 영향을 끼쳐왔다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 화학 도료성 피막이 가지고 있는 단점 즉, 최초의 도막 작업 및 이의 유지, 보수에 소요되는 막대한 시간, 인력 및 비용의 절감 그리고 독성 도료가 미치는 환경적 폐해 등을 방지하는데 있다.
제 1 도는 본 발명의 대상인 해수에서의 강재의 방식 피막의 형성 원리도
제 2 도는 본 발명에 따른 실험 장치도
제 3 도는 본 발명에 따른 실험 결과표
본 발명의 주제가 되는 해수를 이용한 방식 피막의 형성 원리는 제 1 도에서 보는 바와 같이 중성의 해수가 환원성 전류가 인가되고 있는 강재의 표면에서 아래의 반응식(1)에 의하여 OH-가 발생되고 이것이 강재표면에서의 pH 값의 증가를 초래하여 과도한 OH-가 이온이 아래의 식(2)와 같은 반응식에 따라 Mg(OH)2및 CaCO3로 환원 석출됨에 따라 이루어지게 된다.
[식 1]
Figure kpo00003
[식 2]
Figure kpo00004
선박 및 해양 구조물의 강재 표면에 본 발명에 의한 강재의 방식을 꾀할 경우, 초기 피막 형성 조건은 비교적 높은 전류 밀도 조건에서 상기한 Mg(OH)2, 혹은 CaCO3층을 형성시키고 이후 운전중의 유지는 기존의 음극 방식의 형식을 따르면 된다.
즉, Mg과 같은 희생 양극을 적용하거나 강제 전류 인가 방식(Impressed Current Cathodic Protection)으로 미소한 전류를 흘려주므로서 손상된 피막의 자동 재생을 유도하는 것이다.
손상된 피막 지역은 적은 전류라도 좁은 지역에 집중되어 전류 밀도가 매우 높기 때문에 초기의 피막 형성 조건에 상응하는 안정한 피막의 재생을 기대할 수 있게 된다.
본 발명의 특징은 기존의 도료성피막의 도막 작업 공정을 생략할 수 있다는 점과 도료성 피막은 한번 손상되면 재생이 안되는 반면, 본 발명에 의한 방식 피막은 손상되더라도 몇번이고 재생되어 유지 및 보수에 추가적인 작업이 필요없다는 데에 있다.
도 2 는 본 발명에 따른 방식 피막 형성 실험 장치 및 피막에 대한 내식성 평가 시험 장치를 보여주고 있다.
도 3 은 0.5mA/㎠의 환원 전류 밀도로 피막을 형성시킨 조건에서 피막 형성 시간에 따른 양극 분극 시험으로부터 나타난 부식 전류 밀도를 보여 주고 있다.
피막 형성 시간이 증가함에 따라 -0.4V(vs.SCE)에서 부식 저항성이 향상되고 있음을 알 수 있다.
본 발명에 따른 효과로서는 첫째, 독성 도료성 피막의 절감을 통한 환경 부담을 줄일 수 있으며, 둘째, 도료성 피막과 달리 정기적인 유지 및 보수 비용을 절감할 수 있다.

Claims (1)

  1. D.C 전원을 자연 해수중에 담긴 불활성 양극과 강재에 인가 함으로서, 중성의 해수가 환원성 전류가 인가되고 있는 강재의 표면에서 반응식
    Figure kpo00005
    에 의하여 OH-가 발생되고 이것이 강재표면에서의 pH 값의 증가를 초래하여 과도한 OH-가 이온이
    Figure kpo00006
    Figure kpo00007
    와 같은 반응식에 따라 Mg(OH)2및 CaCO3로 환원석출됨에 따라 피막이 이루어지게 함을 특징으로하는 해수를 이용한 강재의 방식 방법.
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