KR101780316B1 - 탄소소재를 활용한 전기방식용 전위측정 전극유니트 - Google Patents

탄소소재를 활용한 전기방식용 전위측정 전극유니트 Download PDF

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김지형
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주식회사 이엔이
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Abstract

본 발명은 전기방식용 전위측정 전극유니트에 관한 것으로서, 지중에 매설된 방식대상물(30)의 방식전위를 측정하기 위한 것으로서, 상기 방식대상물(30) 부근의 지중에 매설되는 제1전극유니트(10); 및 상기 제1전극유니트(10)와 이격거리(D) 만큼 이격되게 매설되는 것으로서, 그 제1전극유니트(10)와의 상대적인 비교전위를 측정하는 제2전극유니트(20)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

탄소소재를 활용한 전기방식용 전위측정 전극유니트 {Electrode unit for measuring anticorrosion potential in Electric anticorrosion using carbon material}
본 발명은 전기방식용 전위측정 전극유니트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가스배관, 송유관, 상하수도관 등과 같은 금속재질의 방식대상물의 부식상태를 진단하기 위한 방식전위를 정확히 측정할 수 있는 전기방식용 기준전극 유니트를 탄소소재를 이용하여 제조한 것에 관한 것이다.
일반적으로 지중에 매설된 가스배관, 송유관, 상하수도관, 석유화학단지의 각종 탱크등과 같은 지중금속구조물은 전기화학적 반응의 결과인 부식(corrosion)을 전기적으로 억제될 수 있도록 하기 위하여 전기방식이 이용되고 있다.
전기방식이란 주로 방식(anticorrosion)이 필요한 방식대상물의 전위(electric potential)를 인위적으로 조절함으로써 부식을 억제시키는 방법으로, 대표적으로 방식대상물을 양극화시키는 양극방식(anodic protection)과, 방식대상물을 음극화시키는 음극방식(cathodic protection)이 있다. 이때 양극방식은 전위조절이 정밀하게 이루어 지지 않을 경우 부식이 가속화될 우려가 있어 제한적으로 사용되고 있으며 대부분의 경우는 주로 음극방식이 이용되고 있다.
음극방식이란 방식대상물의 전위를 인위적으로 낮춤으로써 부식을 방지하는 것으로서, 방식전류를 인가하는 방법에 따라 희생양극법과 외부전원법으로 대별된다.
희생양극법은 이온화 경향이 큰 금속(대개 마그네슘이 사용됨)을 전해질 내에서 전기적으로 연결하여 양극으로 작용하게 함으로써 방식대상물을 음극화시키는 방법이다.
외부전원법은 직류전원장치 또는 정류기의 음극(-)을 방식대상물에 접속하고, 양극(+)을 방식대상물의 하측에 배치된 양극부재에 접속하여 방식전류(current for anticorrosion,防蝕電流)를 인가하는 방법이다. 예를 들면 강철배관과 같은 방식대상물의 경우 강철의 자연고유전위인 -400㎷ ∼ -500㎷를 갖게 되는데, 이러한 상태에서는 금속이온이 전기를 운반하여 부식이 진행되기 때문에 통상적으로 배관의 방식을 위하여 300㎷ 정도를 더 낮추어 전위값을 -850㎷ 이하로 유지시켜 주고 있다.
이때 매설된 방식대상물의 전기방식이 정확히 이루어지고 있는지 여부를 진단하기 위하여 내부에 황산동(CuSO4) 용액이 수용된 기준적극을 이용하여 방식전위를 측정한다. 이러한 방식전위는, 기준전극을 방식대상물 근처의 지중에 매설한 후 리드선을 지표면으로 인출하고, 방식대상물과 연결된 리드선을 지표상으로 인출한 후, 지표면으로 인출된 양 리드선을 전위측정장치로 접속하여 측정하게 된다. 이러한 방식전위 측정에 의한 방식상태 진단에 의하여, 방식문제가 발생하였을 때 정확한 원인을 찾아서 문제를 해결할 수 있다. 이와 같이 방식전위 측정에 사용되는 기준전극에 관련된 선행기술이 실용신안등록번호 20-0353153호에 매설금속구조물의 방식전위 측정에 사용되는 기준전극이란 명칭으로 개시되어 있다.
한편 기준전극을 지중에 매설하고자 할 때에는 먼저 소정 깊이로 구덩이를 판 후 기준전극을 투입하고, 전해질인 지중의 대지와의 접촉면적을 극대화하기 위하여 기준전극 주위를 고운흙으로 채운 후 구덩이를 주위 흙으로 메우게 된다.
그런데 눈이나 비가 지중으로 침투됨에 따라, 시간이 지나면 기준전극 주위를 채운 고운 흙이 유실되어 기준전극과 지중과의 접촉면적 변화가 발생하고, 또한 계절변화에 따른 온도차로 인하여 기준전극 내부의 황산동 용액이 황산구리로 변하거나 기준전극 케이스의 손괴로 이어져 결국 방식전위 측정이 불가능한 지경에 이르는 경우가 빈번하였다. 통상 2년 정도가 지나면 상기한 이유에 의하여 매설된 기준전극이 손괴되어 더 이상의 방식전위 측정이 불가능한 것이 현실이다.
또한 플라스틱으로 제조된 기준전극은 강도면등에서 취약점이 발생하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 시간이 지나더라도 방식대상물의 방식전위를 정확히 측정할 수 있는 전기방식용 기준전극 유니트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 방식대상물과의 방식전위를 측정함에 있어, 기준전극과의 상대적 비교전위를 비교함으로써, 측정된 방식전위 여부가 정확한지 여부를 정확이 알 수 있는 전기방식용 기준전극 유니트를 제공하는 것이다.
또한 본 발명은 초경량, 고강도, 고탄성률, 비부식성 등 여러 가지 장점을 가지는 재료를 활용하여 기준전극 또는/및 비교전극을 제작하는 것을 목적으로 한다,
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전기방식용 기준전극 유니트는, 지중에 매설된 방식대상물(30)의 방식전위를 측정하기 위한 것으로서, 상기 방식대상물 (30) 부근의 지중에 매설되는 제1전극유니트(10); 및 상기 제1전극유니트(10)와 이격거리(D) 만큼 이격되게 매설되는 것으로서, 그 제1전극유니트(10)와의 상대적인 비교전위를 측정하는 제2전극유니트(20)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1전극유니트(10)는, 상기 방식대상물(30)의 방식전위를 측정하기 위한 것으로서 전해질 용액의 하나의 예로써 황산동(CuSO4) 용액이 수용된 기준전극(11)과, 상기 기준전극(11)을 감싸는 것으로서 수많은 틈새구멍(12a)이 형성된 제1포대(12)와, 상기 기준전극(11)과 제1포대(12) 사이에 충진되는 제1충진재(13)로 구성된다. 이때 상기 제1충진재(13)는 분말형태의 석고, 벤토나이트, 황산나트륨이 혼합되어 구현되되. 상기 석고 100 중량부를 기준으로, 상기 벤토나이트 50~150 중량부, 상기 황산나트륨 5 ~ 15 중량부의 비율로 혼합된다.
본 발명에 있어서, 상기 제2전극유니트(20)는, 상기 기준전극(11)과의 상대적인 비교전위를 측정하기 위한 비교전극(21)과, 상기 비교전극(21)을 감싸는 것으로서 수많은 틈새구멍(22a)이 형성된 제2포대(22)와, 상기 비교전극(21)과 제2포대(22) 사이에 충진되는 제2충진재(23)로 구성된다. 이때 상기 비교전극(21)은, 상기 기준전극(11)과 상이한 전위를 가지는 것으로서 원통형태를 가지는 아연 재질로 된 것이 바람직하다. 그리고 상기 제2충진재(23)는 분말형태의 석고, 벤토나이트, 황산나트륨이 혼합되어 구현되되. 상기 석고 100 중량부를 기준으로, 상기 벤토나이트 50~150 중량부, 상기 황산나트륨 5 ~ 15 중량부의 비율로 혼합된다.
본 발명에 있어서, 상기 제1전극유니트(10)와 제2전극유니트(20) 사이의 상기 이격거리(D)는 15 ~ 50cm 범위이다.
상기에서 상대적인 비교전위 측정의 하나의 예로써, 둘 사이에 테스터기를 사용하여 측정가능하다.
상기 기준전극 및 비교전극중에서 적어도 기준전극은 탄소재료를 활용하여 전극유니트를 제조한다.
본 발명에 따르면, 측정되는 매설 가스배관, 송유관, 상하수도관등의 금속구조물등과 같은 방식대상물의 방식전위를 측정하고, 이러한 방식전위를 비교전위와 비교함으로써 방식전위가 정확하게 측정되고 있는지 여부 알 수 있고, 이에 따라 전기방식이 제대로 이루어지고 있는지에 대한 정확한 진단이 가능하다.
또한 기준전극이 제1포대에 내장된 제1충진재로 충진됨으로써 비나 눈이 오거나 시간이 지나더라도 기준전극 주위의 제1충진재가 유실되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 반복적인 환경적 변화에도 기준전극의 손괴로부터 보호함과 동시에 대지와 항상 일정한 접지력을 유지할 수 있고, 언제나 방식전위를 정확히 측정할 수 있다.
또한 비교전극이 제2포대에 내장된 제2충진재로 충진됨으로써 비나 눈이 오거나 시간이 지나더라도 비교전극 주위의 제2충진재가 유실되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 반복적인 환경적 변화에도 비교전극의 손괴로부터 보호함과 동시에 대지와 항상 일정한 접지력을 유지할 수 있고, 기준전극과의 상대적 비교전위를 정확히 측정할 수 있다. 이에 따라 방식전위뿐만 아니라 비교전위까지 비교함으로써, 방식대상물의 전기방식이 제대로 이루어지고 있는지를 여부를 정확히 진단할 수 있다라는 작용,효과가 있다.
또한 탄소재료를 활용하여 기준전극 또는/및 비교전극을 제작함에 따라 탄소섬유는 철이나 알루미늄 소재와 비교했을 때 초경량, 고강도, 고탄성률, 비부식성 등 여러 가지 장점을 가지고 있다. 상기 기준전극은 지면으로부터 약 5m에 밑에 매설되는 방식대상 인근에 위치하는 제품으로, 고강도와 비부식성을 충족할 수 있다.
탄소 소재는 내열성, 내충격성이 뛰어나 고강도이며 오랜 기간 사용이 가능하다. 그리고 토양 아래에 매설되기 때문에 온도의 영향도 매우 중요하게 생각되는데, 탄소 소재는 탄화로 만들어진 것으로 일정온도에 도달하게 되면 더이상 온도가 올라가지 않는 항온 특성을 가지고 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전기방식용 기준전극 유니트와 방식대상물이 지중에 설치된 것을 설명하기 위한 도면,
도 2는 도 1의 제1전극유니트와 제2전극유니트의 이격거리를 설명하기 위한 도면,
도 3은 도 2에 있어서, 제1,2전극유니트를 발췌하여 도시한 사시도,
도 4는 도 3의 제1,2전극유니트의 단면도.
도 5는 탄소소재에 의거 제조된 탄소파이프
도 6은 도 3의 제 1 또는/및 2전극유니트의 단면도에서, 탄소소재에 의한 기준전극내에 황산동 및 황산칼슘 물에 반죽되어 채워진 것을 보여주는 도면.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 실질적으로 동일한 내용에 대해서는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접촉"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접촉"된 경우에도 같은 기술적 사상으로 이해되어야 할 것이다.
또한 어떤 구성 요소가 구비, 형성 또는 구성된다고 기재된 경우, 특별하게 정의를 내리지 않는 한 실질적으로 같은 의미로 해석되어야 할 것이다.
이하 각 도면을 인용하여 본 발명의 실시 예를 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기방식용 기준전극 유니트와 방식대상물이 지중에 설치된 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1의 제1전극유니트와 제2전극유니트의 이격거리를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 도 2에 있어서, 제1,2전극유니트를 발췌하여 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 제1,2전극유니트의 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전기방식용 기준전극 유니트는, 지중에 매설된 가스배관, 송유관, 상하수도관등의 금속구조물등과 같은 방식대상물(30)의 방식전위를 측정하기 위한 것으로서, 방식대상물(30) 부근의 지중에 매설되는 제1전극유니트(10)와; 제1전극유니트(10)와 이격거리(D) 만큼 이격되게 매설되는 것으로서, 그 제1전극유니트(10)와의 상대적인 비교전위를 측정하는 제2전극유니트(20)를 포함한다. 이때 후술할 제1전극유니트(10)와 연결된 리드선(11a), 제2전극유니트(20)와 연결된 리드선(21a), 방식대상물(30)과 연결된 리드선(30a)은 지표면까지 인출된다.
제1전극유니트(10)는 지중에 매설된 상태에서 시간이 지나거나 비나 눈이 오더라도 초기의 방식전위 측정기능을 수행할 수 있도록 한다. 이를 위하여 제1전극유니트(10)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 방식대상물(30)의 방식전위를 측정하기 위한 기준전극(11)과, 기준전극(11)을 감싸는 제1포대(12)와, 기준전극(11)과 제1포대(12) 사이에 충진되는 제1충진재(13)로 구성된다. 이때 기준전극(11)과 연결된 리드선(11a)은 제1포대(12) 외부로 연장되며, 제1전극유니트(10)를 지중에 매설할 때 리드선(11a)은 지표면으로 인출된다.
기준전극(11)은 전체적으로 기다란 원통 바아 형태를 이루며, 그 내부에 전해질 용액의 하나의 예로 써 황산동(CuSO4) 용액이 수용된 일반적인 기준전극이다. 이러한 기준전극(11)은 직경이 4 cm, 길이가 18 cm 의 크기를 가진다.
제1포대(12)는 면소재로 된 주머니형태로 수많은 틈새구멍(12a)이 형성된 형태를 가진다. 이러한 제1포대(12)는 예를 들면 고밀도 폴리에틸렌과 같은 재질로 된 마대인 것이 바람직하다.
제1충진재(13)는 제1포대(12)에 내장된 기준전극(11)을 제1포대(12) 외부의 지중 환경의 변화에도 손괴되지 않도록 보호한다. 제1충진재(13)는 분말형태의 석고, 벤토나이트, 황산나트륨이 혼합되어 구현되며, 이때 제1충진재(13)의 혼합비는 석고 100 중량부를 기준으로, 벤토나이트 50~150 중량부, 황산나트륨 5 ~ 15 중량부의 비율로 혼합되다. 본 실시예에서는 석고 100 중량부를 기준으로, 벤토나이트 62 중량부와, 황산나트룸 6 중량부를 혼합하여 구현된다. 이러한 혼합비율의 제1충진재(13)는, 비나 눈이올 때 침투되는 물이나, 지중 내부의 습기를 흡수함으로써 단단하게 굳어진다. 상기 제1충진재(13)의 혼합비가 상기한 비율에서 벗어날 경우, 제1충진재는 수분을 흡수하여 단단하게 되지 않거나, 또는 이온교환을 위한 전해질이 되지 못한다.
이와 같이 제1충진재(13)는 지중 내부의 수분을 흡수하여 단단하게 굳어짐으로써, 지중으로 비나 눈이 침투되더라도 제1충진재의 유실을 방지할 수 있다. 또한 제1충진재(13)가 굳어진 이후에도, 벤토나이트 및 황산나트륨은 적절한 수분을 흡수하여 제1충진재(13) 자체가 제1전극유니트(10) 주위의 지중과 이온교환을 하는 전해질이 되도록 한다.
제2전극유니트(20)는 지중에 매설된 상태에서 시간이 지나거나 비나 눈이 오더다로 초기의 비교전위 측정기능을 수행할 수 있도록 한다. 이를 위하여 제2전극유니트(20)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 기준전극(11)과의 상대적인 비교전위를 측정하는 비교전극(21)과, 비교전극(21)을 감싸는 제2포대(22)와, 비교전극(21)과 제2포대(22) 사이에 충진되는 제2충진재(23)로 구성된다. 이때 비교전극(21)과 연결된 리드선(21a)은 제2포대(22) 외부로 연장되며, 제2전극유니트(20)를 지중에 매설할 때 리드선(21a)은 지표면으로 인출된다.
비교전극(21)은 기준전극(11)과의 상대적인 비교전위를 측정하는 것으로서, 그 기준전극(11)과 상이한 전위를 가진다. 비교전극(21)은 기준전극(11)과 특정 전위차를 형성함으로써, 특정 전위차가 유지되었을 때 기준전극이 정상상태임을 알 수 있다. 이러한 비교전극(21)은 재질에 따라 황상동 용액이 수용된 기준전극(11)과의 비교전위가 다른데, 예를 들면 비교전극(21)이 아연일 경우 기준전극(11)에 대한 전위값은 -1,100 mV이고, 비교전극이 알루미늄의 경우 1,200 mV 이며, 비교전극이 철일 경우 - 600mV 이다. 본 실시예에서 비교전극(21)은 순아연 재질로 되어 있으며, 직경이 4 cm, 길이가 18 cm 의 크기의 원통형태로 이루어진다.
제2포대(22)는 면소재로 된 주머니형태로 수많은 틈새구멍(22a)이 형성된 형태를 가진다. 이러한 제1포대(12)는 예를 들면 고밀도 폴리에틸렌과 같은 재질로 된 마대인 것이 바람직하다.
제2충진재(23)는 제2포대(22)에 내장된 비교전극(21)을 제2포대(22) 외부의 지중환경의 변화에도 손괴되지 않도록 보호한다. 이러한 제2충진재(23)는 석고, 벤토나이트, 황산나트륨이 혼합되어 구현되며, 이때 제2충진재(23)의 혼합비는 석고 100 중량부를 기준으로, 벤토나이트 50~150 중량부, 황산나트륨 5 ~ 15 중량부의 비율로 혼합되다. 본 실시예에서는 석고 100 중량부를 기준으로, 벤토나이트 62 중량부와, 황산나트룸 6 중량부를 혼합하여 구현된다. 이러한 혼합비율의 제2충진재(23)는, 비나 눈이올 때 침투되는 물이나, 지중 내부의 습기를 흡수함으로써 단단하게 굳어진다. 상기 제2충진재(23)의 혼합비가 상기한 비율에서 벗어날 경우, 제2충진재는 수분을 흡수하여 단단하게 되지 않거나, 또는 이온교환을 위한 전해질이 되지 못한다.
이와 같이 제2충진재(23)는 지중 내부의 수분을 흡수하여 단단하게 굳어짐으로써, 지중으로 비나 눈이 침투되더라도 제2충진재의 유실을 방지할 수 있다. 또한 제2충진재(23)가 굳어진 이후에도, 벤토나이트 및 황산나트륨은 적절한 수분을 흡수하여 제2충진재(23) 자체가 제2전극유니트(20) 주위의 지중과 이온교환을 하는 전해질이 되도록 한다.
한편 제1전극유니트(10)와 제2전극유니트(20)는 이격거리(D) 만큼 이격되게 매설되며, 이때 이격거리(D)는 15 ~ 50cm 범위, 바람직하는 30 cm 이격거리를 가진다. 이러한 이격거리(D)를 유지함으로써, 비교전극(21)과 기준전극(11) 사이에서의 비교전위를 측정할 수 있다. 만약 이격거리(D)가 15cm 이하로 가까우면 비나 눈이 오거나, 지중의 습기환경에 따라 전해질(지중의 대지)의 저항값이 크게 변하게 되고, 이에 따라 기준전극(11)에 대한 비교전위값이 변화되어 정확한 비교전위 측정이 어려워진다. 또한 이격거리(D)가 50cm 이상이면 전해질(지중의 대지)의 저항값이 커지게 되어 기준전극(11)에 대한 비교전위값이 작아지게 되어 측정이 어려워진다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 기준전극(11)을 포함하여 방식대상물(30)의 방식전위를 측정하는 제1전극유니트(10)와, 기준전극(11)과의 상대적 비교전위를 측정하는 비교전극(21)을 포함하는 제2전극유니트(20)를 채용함으로써, 측정되는 방식전위를 비교전위와 비교함으로써 방식전위가 정확하게 측정되고 있는지 여부 알 수 있고, 이에 따라 전기방식이 제대로 이루어지고 있는지에 대한 정확한 진단이 가능하다. 만약 기준전극(11)이 손상될 경우 그때 측정되는 비교전위는, 기준전극이 손상되기 전의 비교전위와 차이가 발생되므로, 이를 통하여 기준전극(11)의 이상여부를 알 수 있는 것이다.
또한 기준전극(11)이 제1포대(12)에 내장된 제1충진재(13)로 충진됨으로써, 시간이 지나더라도 기준전극(11) 주위의 제1충진재(13)가 유실되는 것을 방지하여 환경적 변화에도 기준전극(11)을 보호함과 동시에 대지와의 항상 일정한 접지력을 유지할 수 있고, 항상 방식전위를 정확히 측정할 수 있다.
또한 비교전극(21)이 제2포대(22)에 내장된 제2충진재(23)로 충진됨으로써, 시간이 지나더라도 비교전극(21) 주위의 제2충진재(23)가 유실되는 것을 방지하여 환경적 변화에도 비교전극(21)을 보호함과 동시에 대지와의 항상 일정한 접지력을 유지할 수 있고 비교전위를 정확히 측정할 수 있다. 이에 따라 방식전위뿐만 아니라 비교전위까지 비교함으로써, 방식대상물(30)의 전기방식이 제대로 이루어지고 있는지를 여부를 항상 정확히 진단할 수 있다.
도 5는 탄소소재에 의거 제조된 탄소파이프이다.
재질은 3K 카본 prepreg (plain & Twill) 또는/및 UD prepreg이다. 탄소섬유 대신에 부분적으로 유리섬유도 사용 가능하다.
사이즈 (내경,길이, 두께등)는 다양하게 제작가능하다.
상기에서 기준전극 또는/및 비교전극의 제작의 하나의 예는 다음과 같다.
탄소섬유 100 중량부에 대하여 수지를 40-60 중량부를 혼합하여 전극을 제작한다. 상기에서 수지가 40 중량부 미만인 경우에는 굽힘강도가 급격히 떨어지게되어 성형에 문제가 발생되고, 60 중량부를 초과하는 경우에는 굽힘강도가 지나치게 커져서 쉽게 구부려지게 된다.
상기의 탄소섬유를 유리섬유로 대체할 수도 있다.
상기와 같이 제조된 기준전극의 특징은 다음과 같다.
구 분 단 위 측정값 테스트 방법
RESIN CONTENTS 중량부 40-60
TENSILE STRENGTH Mpa 930± 55 ASTM D638
TENSILE MODULUS Gpa 60± 5 ASTM D3039
FLEXURAL STRENGTH Mpa 811± 50 ASTM D790
FLEXURAL MODULUS Gpa 64± 5 ASTM D790
Interlamina Shear Strength Mpa 70± 6 ASTM D2344
DESSITY g/㎤ 1.58±0.1 -
따라서 탄소재료를 활용하여 기준전극 또는/및 비교전극을 제작함에 따라 탄소섬유는 철이나 알루미늄 소재와 비교했을 때 초경량, 고강도, 고탄성률, 비부식성 등 여러 가지 장점을 가지고 있다. 상기 기준전극은 지면으로부터 약 5m에 밑에 매설되는 방식대상 인근에 위치하는 제품으로, 고강도와 비부식성을 충족할 수 있다.
탄소 소재는 내열성, 내충격성이 뛰어나 고강도이며 오랜 기간 사용이 가능하다. 그리고 토양 아래에 매설되기 때문에 온도의 영향도 매우 중요하게 생각되는데, 탄소 소재는 탄화로 만들어진 것으로 일정온도에 도달하게 되면 더이상 온도가 올라가지 않는 항온 특성을 가지고 있다.
도 6은 도 3의 제 1 또는/및 2전극유니트의 단면도에서, 탄소소재에 의한 기준전극(25)내에 황산동(Cu2So4) 및 황산칼슘(CaSO4)이 물에 반죽되어 채워진 것을 보여주는 도면이다.
상기 탄소소재에 의한 기준전극 내에는 전극유니트가 동작되도록 하기 위해 황산동 100 중량부에 대하여 황산칼슘 135-160 중량부가 물 40ml에 반죽되어 말랑말랑한 상태로 채움재(27)로써 채워진다. 또는 상기 탄소소재에 의한 기준전극 내에는 황산동 70-90그램, 황산칼슘 110-130 그램을 물 40ml에 반죽시켜 채워진다.
상기에서 황산동 및 황산칼슘 중량(부) 또는/및 비율은 전위차 측정을 위한 전해질로써의 작동을 위한 것이며, 상기 중량(부) 미만 또는 초과가 되는 경우 급격히 제 역활로써의 동작이 부족하게 된다.
상기와 같은 본 발명에서, 탄소재료를 활용하여 기준전극 또는/및 비교전극을 제작함에 따라 탄소섬유는 철이나 알루미늄 소재와 비교했을 때 초경량, 고강도, 고탄성률, 비부식성 등 여러 가지 장점을 가지고 있다. 상기 기준전극은 지면으로부터 약 5m에 밑에 매설되는 방식대상 인근에 위치하는 제품으로, 고강도와 비부식성을 충족할 수 있다.
탄소 소재는 내열성, 내충격성이 뛰어나 고강도이며 오랜 기간 사용이 가능하다. 그리고 토양 아래에 매설되기 때문에 온도의 영향도 매우 중요하게 생각되는데, 탄소 소재는 탄화로 만들어진 것으로 일정온도에 도달하게 되면 더이상 온도가 올라가지 않는 항온 특성을 가지고 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 ... 제1전극유니트 11 ... 기준전극
12 ... 제1포대 12a ... 틈새구멍
13 ... 제1충진재 20 ... 제2전극유니트
21 ... 비교전극 22 ... 제2전극
22a ... 틈새구멍 23 ... 제2충진재
30 ... 방식대상물

Claims (5)

  1. 지중에 매설된 방식대상물(30)의 방식전위를 측정하기 위한 것으로서, 상기 방식대상물(30) 부근의 지중에 매설되는 제1전극유니트(10); 및
    상기 제1전극유니트(10)와 이격거리(D) 만큼 이격되게 매설되는 것으로서, 그 제1전극유니트(10)와의 상대적인 비교전위를 측정하는 제2전극유니트(20)를 포함하며,
    상기 제1전극유니트(10)는, 상기 방식대상물(30)의 방식전위를 측정하기 위한 것으로서 기준전극(11)을 포함하고, 상기 기준전극(11)은 탄소소재(25)를 이용하여 제조하고,
    상기 제1전극유니트(10)는,
    상기 방식대상물(30)의 방식전위를 측정하기 위한 것으로서 전해질 용액이 수용된 기준전극(11)과, 상기 기준전극(11)을 감싸는 것으로서 복수의 틈새구멍(12a)이 형성된 제1포대(12)와, 상기 기준전극(11)과 제1포대(12) 사이에 충진되는 제1충진재(13)로 구성되고,
    상기 제1충진재(13)는 분말형태의 석고, 벤토나이트 및 황산나트륨 중에서 적어도 어느 하나이상이 혼합되어 구현되되. 상기 석고 100 중량부를 기준으로, 상기 벤토나이트 50~150 중량부, 상기 황산나트륨 5 ~ 15 중량부의 비율로 혼합되고,
    상기 탄소소재에 의한 튜브(25)에는 탄소섬유 100 중량부에 대하여 수지가 40-60 중량부 혼합된 것을 특징으로 하는 전기방식용 전위측정 전극유니트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2전극유니트(20)는,
    상기 기준전극(11)과의 상대적인 비교전위를 측정하기 위한 비교전극(21)과, 상기 비교전극(21)을 감싸는 것으로서 복수의 틈새구멍(22a)이 형성된 제2포대(22)와, 상기 비교전극(21)과 제2포대(22) 사이에 충진되는 제2충진재(23)로 구성되고,
    상기 비교전극(21)은, 상기 기준전극(11)과 상이한 전위를 가지는 것으로서 미리 정한 형태를 가지며,
    상기 제 2충진재(23)는 분말형태의 석고, 벤토나이트 및 황산나트륨중에서 적어도 어느 하나가 혼합되어 구현되되. 상기 석고 100 중량부를 기준으로, 상기 벤토나이트 50~150 중량부, 상기 황산나트륨 5 ~ 15 중량부의 비율로 혼합되고,
    상기 탄소소재에 의한 기준전극내에는 황산동 100 중량부에 대하여 황산칼슘 135-160 중량부가 물에 반죽되어 채워지는 것을 특징으로 하는 전기방식용 전위측정 전극유니트.
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