KR100955629B1 - 기준전극 보조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기준전극 보조장치를 개시한다. 본 발명에 따른 기준전극 보조장치는, 지하에 매설된 배관의 방식전위를 측정하는 데에 사용되는 기준전극이 토양접지의 어려움으로 인해 보도블럭 등과 같은 측정바닥면에 접지함에 따르는 전위측정값의 부정확을 해소하기 위한 구성으로 이루어진다. 따라서, 본 발명은 초기설치 비용이나 유지관리 비용이 상대적으로 저렴한 지면 위에 입상으로 Test Box를 설비하는 경우에도 토양접지를 찾아 헤맬 필요없이 콘크리트 등과 같은 재질의 측정바닥면을 통하여도 기준전극을 통해 전위측정값을 정확하게 도출할 수 있다.
기준전극

Description

기준전극 보조장치{STANDARD ELECTRODE SUBSIDIARY APPARATUS}
본 발명은 기준전극과 관련된 것으로, 더욱 상세하게는 지하에 매설된 배관의 방식전위를 측정하는 데에 사용되는 기준전극이 토양접지의 어려움으로 인해 콘크리트 등과 같은 재질의 측정바닥면에 접지함에 따르는 전위측정값의 부정확을 해소하기 위한 기준전극 보조장치에 관한 것이다.
일반적으로, 토양에 매설된 배관은 토양이라는 부식환경으로부터 보호하기 위하여 전기방식을 적용하여 오고 있고, 상기의 전기방식은 금속자체의 안정화를 위하여 전기적으로 미세한 전류를 흘러보내 산화가 못 일어나도록 하는 것이다.
이러한 전기방식의 적용상태를 점검하는 것은 방식전위를 측정하도록 되어 있고, 이러한 매설배관의 방식전위를 측정하는 데 기준전극이 사용되고 있다.
이와 같은 전기방식에 대한 설비는 그 설치 및 주위환경, 예컨대 지하철에 의한 누설전류, 다른 배관 등의 접지 또는 굴착 공사 등에 의한 코딩 손상 등의 변화의 영향으로 적정한 방식이 이루어지지 않을 수 있으므로 수시로 방식상태를 점 검하여야 한다.
이에 방식상태를 점검하는 유형으로는, 희생 양극법, 배류법, 외부전원법 등이 있다.
희생양극법은 이종금속간의 전위 차이에 의해 발생하는 갈바닉 부식 현상을 이용함. 피방식체(Fe)보다 이온화 경향이 크고 전위가 낮은 금속(Mg, Al)을 피방식체에 직접 또는 도선으로 연결시키면 양 금속간에는 전지반응이 형성되고 상대적으로 반응성이 큰 금속(Mg, Al)에서 금속이온이 용출되며 피방식체로 방식(부식)전류가 흐르게 된다. 이때 저전위의 금속(Mg, Al)은 피방식체 대신 희생적으로 소모되어 피방식체의 부식은 완전히 정지하게 되는데 이러한 전기방식법을 희생양극법이라 한다.
또한, 희생양극은 제한된 전위를 주기 때문에 방식하고자 하는 구조물과 가깝게 설치해야하며 매질의 성격에 따라 Mg 양극은 고저항성 토양에, Al 양극은 해수와 같은 저저항성 매질에 설치되는 것이 일반적이다.
또한, Mg 양극은 전류발생의 수월성을 위해 Backfill(접촉저항을 낮춤)하여 사용하며 토양에 설치된 양극의 경우, 소모정도를 확인하기 위해(방식전위 확인하기 위한) 기준전극과 양극, 피방식체를 연결한 Test Box를 설치한다.
한편, 외부전원법은 피방식체가 위치한 전해질(해수, 토양 등)에 양극을 설치하고 직류전류를 인위적으로 흘려주어 피방식체의 부식을 막는 방법이다. 이때 양극은 소모되면서 방식전류를 발생하는 희생양극과 달리 단지 직류전류 즉 방식전류를 피방식체로 흘려주기 위한 부품이므로 적절하게 운전되면 어떤 전기분해도 일 어나지 않고 소모가 없어 반영구적이다. 외부전원법의 양극은 아주 낮은 소모율의 백금(Pt)이 많이 사용되나 고가인 관계로 티타늄(Ti)과 합금하여 사용(Pt-Ti)하며, 납합금(Pb-Ag)를 사용하기도 한다.
이와 같은 종래 기술 중에서, 희생양극법으로 설비되는 Test Box는 지면에 설치되는 Test Box와 지면 위의 입상으로 설치되는 Test Box로 구분된다.
지면에 설치되는 Test Box는 지하에 매설된 배관에서 본딩 후 케이블로 인출하여 철괴함 안에 내장하여 케이블의 보관을 유지하는 방식임에 따라, 초기 공사투입비용이 많이 발생하며, 굴착 공사 등으로 인해 유지관리에 비용이 많이 발생하는 문제점이 있다.
하지만, 이러한 방식은 토양지면 상태로 인해 기준전극을 통한 전위값 측정시 정확한 측정을 할 수 있는 이점이 있다.
한편, 지면 위에 입상으로 설치되는 Test Box는 도시 등의 측정바닥면이 콘크리트 등과 같은 재질의 이루어져 토양접지가 어려움에 따라 기준전극을 통한 전위측정값이 부정확함에 따라 토양의 접지면을 찾기 위해 측정시간이 많이 소요되는 문제점이 있으나, 초기 설치비용이 저렴하며 유지관리시에 추가로 투입되는 비용이 절약되는 장점이 있다.
따라서, 지면 위에 입상으로 설치되는 Test Box는 유지관리에는 유리하지만 기준전극을 통한 전위측정값이 부정확함에 따라, 고비용이 투입됨에도 불구하고 지면에 설치되는 Test Box를 통해 방식전위를 확인하는 경향이 크다.
이러한 문제를 보다 효율적으로 극복하기 위한 방안이 요구된다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 지하에 매설된 배관의 방식전위를 측정하는 데에 사용되는 기준전극이 토양접지의 어려움으로 인해 콘크리트 등과 같은 재질의 측정바닥면에 접지함에 따르는 전위측정값의 부정확을 해소하기 위한 기준전극 보조장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 사용자의 수분공급을 위한 제어에 따라 기준전극 접지면에 제공되는 수분 공급량을 제어하기 위한 기준전극 보조장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 기준적극 보조장치는, 매설배관의 방식전위를 측정하는 데에 사용되는 기준전극과 결합하기 위한 기준전극 결합부, 상기 기준전극의 접지면에 공급하기 위한 수분을 저장하는 수분저장부, 상기 수분을 공급받은 후 상기 기준전극의 접지면으로 상기 수분의 공급을 지속하기 위한 수분공급부 및 상기 기준전극의 접지면을 예정된 레벨 이상으로 연장하여 측정바닥면과 접지하도록 하기 위한 접지연장부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 기준전극 보조장치는 상기 측정바닥면에 지지되어 기립할 수 있도록 하기 위한 장치지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 수분저장부는 사용자의 수분공급을 위한 제어에 대응되 는 수분 공급량에 따라, 상기 수분공급부와 연결된 유로라인을 통해 상기 수분을 상기 수분공급부에 전달하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에서는 지하에 매설된 배관의 방식전위을 측정하는 데에 사용되는 기준전극이 토양접지의 어려움으로 인해 콘크리트 등과 같은 재질의 측정바닥면에 접지함에 따르는 전위측정값의 부정확을 해소하기 위한 기준전극 보조장치를 구현함에 따라, 초기설치 비용이나 유지관리 비용이 상대적으로 저렴한 지면 위에 입상으로 Test Box를 설비하는 경우에도 토양접지를 찾아 헤맬 필요없이 콘크리트 등과 같은 재질의 측정바닥면을 통하여도 기준전극을 통해 전위측정값을 정확하게 도출할 수 있는 이점이 있다.
이하, 첨부도면들을 참조하여 본 발명에 따른 기준전극 보조장치(200)의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 방식전위를 측정하기 위한 측정 시스템의 구성도이다. 도 1에 단지 예로써 도시된 바와 같이, 지하에 매설된 배관(예컨대, 상수도 배관, 도시가스 배관 등)의 방식전위를 측정하기 위한 측정 시스템은 방식전위를 측정하는 데에 기준되는 전위를 제공하기 위한 기준전극(100), 기준전극(100)이 토양접지의 어려움으로 인해 콘크리트 등과 같은 재질의 측정바닥면에 접지함에 따르는 전위측정값의 부정확을 해소하기 위하여 기준전극(100)에 보조적으로 연결되는 기준전극 보조장치(200), 기준전극 보조장치(200)와 결합된 기준전극(100)의 전위측정값의 안정화로 인하여 안정된 접지값과 점검대상이 되는 배관 간의 전위차를 측정함에 따라 피방식체(예컨대, 점검대상이 되는 배관)의 방식 상태를 판별하기 위한 전위측정장치(300)를 포함한다.
여기서, 방식이란 전기화학적 반응을 제거하는 부식방지접이지만 좀 더 넓은 뜻으로 판단하면 구조물이 기대하는 수명기간 중의 부식에 의한 손실과 방식에 요하는 비용을 최소한으로 관리하는 것이라 할 수 있다.
일반적으로 방식을 하는 방법은 부식을 일으키는 요인(예컨대, 토양비저항, 수소이온농도, 염분류, 박테리아 및 미주전류 등) 중 어느 한가지라도 소멸, 차단시키면 부식을 억제하고 방식을 할 수 있다.
아울러, 기준전극(100)의 종류와 그 전위는 일례로 아래의 표와 같다.
<표>
전극 전해액 전위(V, NHE) 25℃ 포화황산동 전극기준에 대한 환산값(V)
포화 황산동전극 포화 CuSO4 용액 +0.316 -
포화 칼로멜 전극 포화 KCI 용액 +0.242 -0.074를 가한다.
포화 염화은 전극 포화 KCI 용액 +0.196 -0.120을 가한다.
해수 염화은 전극 해수 +0.25 -0.07을 가한다.
연전극 Ca(OH)2+CaSO4(고체) -0.483 +0.799를 가한다.
카로멜 전극은 감흥(염화제1수은, Hg3Cl2)을 포화시킨 일정한 농도의 염화칼륨 용액을 전해액으로 하는 수은전극이다. 염화칼륨의 농도는 0.1N, 3.3N 또는 포화이지만, 포화 용액형의 것은 제작이 쉽고 안정하기 때문에 바람직하다. 이 전극은 전위의 재현성이 좋으므로 표준적인 기준전극으로서 실험실 등에서 널리 쓰인 다.
또한, 염화은 전극은 은극의 표면에 용융 주조법 또는 전해법으로 염화 음을 고착한 것이고, 전해액으로는 보통 포화 염화칼륨 용액이 쓰이지만 해수 환경 중엣는 바닷물을 전해액으로 한 것이 사용되는 경우도 있다. 염화은 전극은 제조법에 따라 약간 성능이 달라지기도 하지만 주의하여 만들면 칼로멜 전극과 마찬가지로 전위의 재현성이 좋다.
그리고, 황산동 전극은 포화황산동 용액 속에 침적한 동전극으로 구성되어 있다. 이 전극은 위에 기술한 두 가지에 비하여 정밀도는 떨어지지만 제작이 쉽고 견고하므로 주로 현장 측정용에 많이 쓰이고 있다.
이에 따라, 현장 측정용으로 널리 쓰이고 있는 황산동 전극을 본 발명의 기준전극(100)인 것으로 일례를 들어 이하 상술하고자 한다.
도 2는 도 1에 도시된 기준전극 보조장치(200)의 구성도이다. 도 2에 단지 예로써 도시된 바와 같이 기준전극 보조장치(200)는, 지하에 매설된 배관의 방식전위를 측정하는 데에 사용되는 기준전극(100)과 결합하기 위한 기준전극 결합부(210), 기준전극(100)의 접지면에 공급하기 위한 수분을 저장하는 수분저장부(220), 수분저장부(220)에 저장중이던 수분을 공급받아 기준전극(100)의 접지면으로 수분을 공급하는 것을 지속하기 위한 수분공급부(230) 및 기준전극(100)의 접지면을 예정된 레벨 이상으로 연장하여 콘크리트 등과 같은 재질의 측정바닥면과 접지하도록 하기 위한 접지연장부(240)를 포함한다.
여기서, 더욱 바람직한 구성으로 기준전극 보조장치(200)는 콘크리트 등과 같은 재질의 측정바닥면에 기준전극 보조장치(200)를 기립할 수 있도록 지지하기 위한 장치지지부를 더 포함하는 것도 가능하다. 이로써, 피방식체의 방식상태를 점검하는 데에 적어도 2명 정도가 소요되던 것을 단 1명이 점검할 수 있는 효과가 있다.
수분저장부(220)는 수분공급부(230)로 제공하기 위한 수분을 저장할 뿐만 아니라, 장치 사용자의 수분공급을 위한 제어에 대응하여 수분 공급량을 조절할 수 있다.
수분저장부(220)는 장치 사용자가 설정한 수분 공급량에 따라, 수분공급부(230)와 연결된 유로라인(229)을 통해 해당하는 량의 수분을 수분공급부(230)에 전달한다.
또한, 수분공급부(230)는 수분저장부(220)로부터 공급된 수분을 흡수하여 지속하기 위한 재질로 채워지는 것이 바람직하며, 이러한 재질로는 천연펄프, 스폰지 등이 가능하다.
한편, 접지연장부(240)는 측정바닥면의 굴곡에 따라 재질의 접촉면을 변경하여 기준전극(100)의 접지면을 형성함에 따라, 기준전극(100)의 접지면이 측정바닥면에 밀착하는 비율을 높이는 구조인 것이 바람직하다. 이에 따라, 수분공급부(230)에 채워지는 재질은 예정된 레벨 이상의 탄성력을 가지는 탄성체인 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기에 언급한 바 있는 장치 사용자에 의한 수분공급 조절과 관련된 방식은 매우 다양하게 구현이 가능하다. 일례로, 피스톤 방식으로 사용자로 하여금 수분저장부(220)의 수분 저장부(220)위에 가압하도록 하여 해당하는 수분량을 수분공급부(230)로 전달하는 방법, 기준전극 보조장치(200)를 흔들어서 수분저장부(220)로부터 수분공급부(230)로 이어지는 유로라인(229)의 개방 여부를 조절하는 방법 등이 있다.
이 중에서 후자 방식을 이하의 도 3에서 상술하고자 한다.
도 3은 도 2에 도시된 기준전극 보조장치(200)를 일실시 예로 나타내는 도면이다. 도 3에 단지 예로써 도시된 바와 같이, 기준전극 보조장치(200)는 상기에 언급된 바와 같이, 크게 기준전극 결합부(210), 수분저장부(220), 수분공급부(230) 및 접지연장부(240)를 포함하며, 때에 따라 장치지지부(미도시)를 더 포함하는 것도 가능하다.
기준전극 결합부(210)는 기준전극(100)의 접지면이 위치한 부위로 결합하기 위한 홈이 있으며, 이와 같이 구비된 홈에는 고정 오링(211)이 위치하게 되어 기준전극(100)을 고정할 수 있게 한다. 이에, 상기 홈 하단에는 고정 턱(213)을 더 구비하여 기준전극(100)이 위치하여야 할 고정 위치를 특정할 수 있도록 한다.
수분공급부(230)는 내부에 펄프 또는 스폰지와 같은 수분 흡수율이 높은 재질로 채워지며, 때로는 상기의 재질을 채우기 용이하도록 분리형으로 구현되는 것도 바람직하다.
수분저장부(220)는 수분을 유출입하기 위한 캡(221), 수분을 저장하는 공간인 수분 탱크(223), 수분공급부(230)와 연결된 유로라인(229)의 개폐를 위한 구슬(227), 및 구슬(227)이 일정한 범위 밖으로 이탈되지 않도록 하기 위한 구슬이탈 고정턱(225)을 포함한다.
수분저장부(220)의 동작은 장치 사용자에 의해 기준전극 보조장치(200)를 흔들면 유로라인(229)의 개폐 부위에 위한 구슬(227)이 움직이도록 함에 따라, 구슬(227)이 움직여 유로라인(229)이 개방되면 일정한 수분량이 수분공급부(230)로 전달되게 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명은 지하에 매설된 배관의 방식전위를 측정하는 데에 사용되는 기준전극이 토양접지의 어려움으로 인해 콘크리트 등과 같은 재질의 측정바닥면에 접지함에 따르는 전위측정값의 부정확을 해소하기 위한 것임에 따라, 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 방식전위를 측정하기 위한 측정 시스템의 구성도,
도 2는 도 1에 도시된 기준전극 보조장치의 구성도,
도 3은 도 2에 도시된 기준전극 보조장치를 일실시 예로 나타내는 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 기준전극 200 : 기준전극 보조장치
210 : 기준전극 결합부 211 : 고정 오링
213 : 기준전극 결합 고정턱 220 : 수분저장부
221 : 캡 223 : 수분 탱크
225 : 구슬이탈 고정턱 227 : 구슬
229 : 유로라인 230 : 수분공급부
240 : 접지연장부 300 : 전위측정장치

Claims (7)

  1. 매설배관의 방식전위를 측정하는 데에 사용되는 기준전극과 결합하기 위한 기준전극 결합부;
    상기 기준전극의 접지면에 공급하기 위한 수분을 저장하는 수분저장부;
    상기 수분을 공급받은 후 상기 기준전극의 접지면으로 상기 수분의 공급을 지속하기 위한 수분공급부; 및
    상기 기준전극의 접지면을 예정된 레벨 이상으로 연장하여 측정바닥면과 접지하도록 하기 위한 접지연장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기준전극 보조장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기준전극 보조장치는
    상기 측정바닥면에 지지되어 기립할 수 있도록 하기 위한 장치지지부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기준전극 보조장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 수분저장부는
    사용자의 수분공급을 위한 제어에 대응되는 수분 공급량에 따라, 상기 수분공급부와 연결된 유로라인을 통해 상기 수분을 상기 수분공급부에 전달하는 것을 특징으로 하는 기준전극 보조장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 수분공급부는
    상기 수분을 흡수하여 지속하기 위한 재질로 채워지는 것을 특징으로 하는 기준전극 보조장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 재질은
    펄프 또는 스폰지를 포함하는 것을 특징으로 하는 기준전극 보조장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 재질은
    예정된 레벨 이상의 탄성체인 것을 특징으로 하는 기준전극 보조장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 접지연장부는
    상기 측정바닥면의 굴곡에 따라 상기 재질의 접촉면을 변경하여 상기 기준전극의 접지면을 형성하는 것을 특징으로 하는 기준전극 보조장치.
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