KR20120073680A - 알루미늄 부동태 금속의 부식 측정 장치 및 이를 이용한 알루미늄 부동태 금속의 내식성 평가 방법 - Google Patents

알루미늄 부동태 금속의 부식 측정 장치 및 이를 이용한 알루미늄 부동태 금속의 내식성 평가 방법 Download PDF

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Abstract

알루미늄 부동태 금속(M)의 부식특성을 신속히 측정할 수 있는 알루미늄 부동태 금속의 부식 측정 장치와 이러한 알루미늄 부동태 금속의 부식 측정 장치를 이용하여 알루미늄 부동태 금속의 실환경 사용 적합성을 판단할 수 있는 알루미늄 부동태 금속의 내식성 평가 방법이 소개된다. 이러한 알루미늄 부동태 금속의 부식 측정 장치는, 알루미늄 부동태 금속(M)에 대한 실환경에서의 자연 부식 전위를 측정하는 실환경 부식 특성 측정기기(100)와, 알루미늄 부동태 금속(M)에 대한 공식 전위 및 재부동태화 전위를 측정하는 전기화학적 부식 특성 측정기기(200)와, 상기 실환경 부식 특성 측정기기(100)로부터 측정된 자연 부식 전위와, 상기 전기화학적 부식 특성 측정기기(200)로부터 측정된 공식 전위 및 재부동태화 전위를 비교하여 알루미늄 부동태 금속(M)의 실환경 사용 적합성을 판단하는 분석 제어기(300)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

알루미늄 부동태 금속의 부식 측정 장치 및 이를 이용한 알루미늄 부동태 금속의 내식성 평가 방법{APPARATUS FOR MEASURING CORROSION OF ALUMINIUM PASSIVITY METAL AND METHOD FOR TESTING CORROSION OF ALUMINIUM PASSIVITY METALAL USING THE SAME}
본 발명은 알루미늄 부동태 금속의 부식특성을 신속히 측정할 수 있는 알루미늄 부동태 금속의 부식 측정 장치와 이러한 알루미늄 부동태 금속의 부식 측정 장치를 이용하여 알루미늄 부동태 금속의 실환경 사용 적합성을 판단할 수 있는 알루미늄 부동태 금속의 내식성 평가 방법에 관한 것이다.
알루미늄(Al)과 같은 부동태 금속은 표면에 치밀한 Al2O3 산화 피막을 형성하여 우수한 내식성을 갖기에 중성 환경에서는 안정하게 사용될 수 있다.
하지만, Cl 이온 등의 할로겐 이온이 존재하는 염화물 존재 실환경에서는 부동태 산화 피막이 파괴되어 공식 형태의 부식이 발전 진행하게 된다. 그러므로 통상 이들 부동태 금속의 내식성 평가에는 5% NaCl용액을 분무하여 내식성을 평가하는 방법이 많이 적용되어 왔다.
그러나 상기와 같은 내식성 평가 방법은 시험전과 후의 무게감량 차이 및 부식깊이를 측정하기 위하여 부식산화물을 산용액으로 제거하는 일렬의 과정이 필요하기 때문에 평가에 장시간이 소요되는 문제점이 있었다.
또한, 상기와 같은 내식성 평가 방법은 부식산화물을 제거하기 위해 사용된 폐산용액을 처리해야 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 알루미늄 부동태 금속의 부식특성을 신속히 측정할 수 있고, 폐산용액의 처리가 필요치 않은 알루미늄 부동태 금속의 부식 측정 장치 및 이를 이용한 알루미늄 부동태 금속의 내식성 평가 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 알루미늄 부동태 금속의 부식 측정 장치는, 알루미늄 부동태 금속에 대한 실환경에서의 자연 부식 전위를 측정하는 실환경 부식 특성 측정기기와, 알루미늄 부동태 금속에 대한 공식 전위 및 재부동태화 전위를 측정하는 전기화학적 부식 특성 측정기기와, 측정되는 자연 부식 전위와, 측정되는 공식 전위 및 재부동태화 전위를 비교하여, 자연 부식 전위가 공식 전위 및 재부동태화 전위보다 낮을 경우 염화물 존재 실환경에서 알루미늄 부동태 금속이 안정하게 사용될 수 있는 것으로 판단하고, 자연 부식 전위가 공식 전위 및 재부동태화 전위보다 높을 경우 또는 자연 부식 전위가 공식 전위와 재부동태화 전위 사이에 위치할 경우 염화물 존재 실환경에서 알루미늄 부동태 금속이 사용될 수 없는 것으로 판단하는 분석 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 실환경 부식 특성 측정기기는 알루미늄 부동태 금속이 담겨지는 부식용액이 채워진 부식용액 저장조와, 상기 부식용액에 담겨져 상기 알루미늄 부동태 금속에 대한 자연 부식 전위를 측정하는 기준 전극과, 상기 기준 전극으로부터 측정된 자연 부식 전위 데이터를 저장하는 자연 부식 전위 데이터 저장기를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 부식용액은 3.5% 염화나트륨 용액이고, 상기 기준 전극은 포화 염화은 전극인 것이 바람직하다.
상기 전기화학적 부식 특성 측정기기는 알루미늄 부동태 금속이 담겨지는 부식용액이 채워진 부식용액 저장조와, 상기 부식용액에 담겨져 상기 알루미늄 부동태 금속에 대한 공식 전위를 측정하는 대전극과, 상기 부식용액에 담겨져 상기 알루미늄 부동태 금속에 대한 재부동태화 전위를 측정하는 기준 전극과, 상기 대전극 및 기준 전극으로부터 측정된 공식 전위 데이터 및 재부동태화 전위 데이터를 저장하는 공식 및 재부동태화 전위 데이터 저장기를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 부식용액은 3.5% 염화나트륨 용액이고, 상기 대전극은 백금 전극이며, 상기 기준 전극은 포화 염화은 전극인 것이 바람직하다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 알루미늄 부동태 금속의 부식 측정 장치를 이용한 알루미늄 부동태 금속의 내식성 평가 방법은 알루미늄 부동태 금속에 대한 실환경에서의 자연 부식 전위를 측정하는 단계와, 알루미늄 부동태 금속에 대한 공식 전위 및 재부동태화 전위를 측정하는 단계와, 상기 자연 부식 전위와 공식 전위 및 재부동태화 전위를 비교하여 알루미늄 부동태 금속의 실환경 사용 적합성을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 알루미늄 부동태 금속의 실환경 사용 적합성을 판단함에 있어서, 상기 자연 부식 전위가 공식 전위 및 재부동태화 전위보다 낮을 경우 염화물 존재 실환경에서 알루미늄 부동태 금속이 안정하게 사용될 수 있는 것으로 판단하고, 자연 부식 전위가 공식 전위 및 재부동태화 전위보다 높을 경우 또는 자연 부식 전위가 공식 전위와 재부동태화 전위 사이에 위치할 경우 염화물 존재 실환경에서 알루미늄 부동태 금속이 사용될 수 없는 것으로 판단하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 알루미늄 부동태 금속의 부식 측정 장치 및 이를 이용한 알루미늄 부동태 금속의 내식성 평가 방법에 따르면, 알루미늄 부동태 금속의 부식 특성이 신속히 측정될 수 있게 되고, 폐산용액을 처리할 필요가 없게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 부동태 금속의 부식 측정 장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 부동태 금속의 내식성 평가 방법의 흐름을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 부동태 금속의 부식 측정 장치를 이용하여 측정한 알루미늄 부동태 금속에 대한 전기화학 분극곡선 및 내식성 평정도를 나타낸 도면.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 부동태 금속의 부식 측정 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 부동태 금속의 부식 측정 장치는 알루미늄 부동태 금속(M)에 대한 실환경에서의 자연 부식 전위를 측정하는 실환경 부식 특성 측정기기(100)와, 알루미늄 부동태 금속(M)에 대한 공식 전위 및 재부동태화 전위를 측정하는 전기화학적 부식 특성 측정기기(200)와, 상기 전기화학적 부식 특성 측정기기(200)로부터 측정된 공식 전위 및 재부동태화 전위와, 상기 실환경 부식 특성 측정기기(100)로부터 측정된 자연 부식 전위를 비교하여 알루미늄 부동태 금속의 실환경 사용 적합성을 판단하는 분석 제어기(300)를 포함한다.
상기 실환경 부식 특성 측정기기(100)는 알루미늄 부동태 금속(M)이 담겨지는 부식용액(111)이 채워진 부식용액 저장조(110)와, 상기 부식용액 저장조(110)의 부식용액(111)에 담겨져 상기 알루미늄 부동태 금속(M)에 대한 자연 부식 전위를 측정하는 기준 전극(120)과, 상기 기준 전극(120)으로부터 측정된 자연 부식 전위 데이터를 저장하는 자연 부식 전위 데이터 저장기(130)를 포함한다.
여기서, 상기 부식용액(111)으로는 대기부식환경에서 주로 사용되며 통상의 알루미늄 이온이 함유되어 있는 3.5% 염화나트륨 용액이 사용되고, 상기 자연 부식 전위를 측정하기 위한 기준 전극(120)으로는 포화 염화은 전극이 사용된다.
상기 전기화학적 부식 특성 측정기기(200)는 알루미늄 부동태 금속(M)이 담겨지는 부식용액(211)이 채워진 부식용액 저장조(210)와, 상기 부식용액 저장조(210)의 부식용액(211)에 담겨져 상기 알루미늄 부동태 금속(M)에 대한 공식 전위를 측정하는 대전극(220)과, 상기 부식용액 저장조(210)의 부식용액(211)에 담겨져 상기 알루미늄 부동태 금속(M)에 대한 재부동태화 전위를 측정하는 기준 전극(230)과, 상기 대전극(220) 및 기준 전극(230)으로부터 측정된 공식 전위 데이터 및 재부동태화 전위 데이터를 저장하는 공식 및 재부동태화 전위 데이터 저장기를 포함한다.
여기서, 상기 부식용액(211)으로는 대기부식환경에서 주로 사용되며 통상의 알루미늄 이온이 함유되어 있는 3.5% 염화나트륨 용액이 사용되고, 상기 공식 전위를 측정하기 위한 대전극(220)으로는 백금 전극이 사용되며, 상기 재부동태화 전위를 측정하기 위한 기준 전극(230)으로는 포화 염화은 전극이 사용된다.
상기 분석 제어기(300)는 상기 실환경 부식 특성 측정기기(100) 및 전기화학적 부식 특성 측정기기(200)와 연결되어 상기 실환경 부식 특성 측정기기(100)로부터 측정된 자연 부식 전위와, 상기 전기화학적 부식 특성 측정기기(200)로부터 측정된 공식 전위 및 재부동태화 전위를 비교하여 알루미늄 부동태 금속(M)의 실환경 사용 적합성을 판단한다.
한편, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 부동태 금속의 부식 측정 장치를 이용하여 측정한 알루미늄 부동태 금속에 대한 전기화학 분극곡선 및 내식성 평정도를 나타낸 도면이며, 도 3을 참조하여 상술한 알루미늄 부동태 금속의 실환경 사용 적합성에 대한 판단에 대해 구체적으로 설명한다.
도 3에 도시된 분극곡선의 부식거동을 살펴보면, 부식 전위부터 분극이 진행하면서 제 1 지점(10)부터 전류밀도가 급격히 증가하는 것을 볼 수 있다. 이 1 지점(10)의 전위를 공식 전위라고 하며, 공식 전위에서 방향 피트(Pit)가 발생하게 된다.
한편, 전위 인하 구간에서 전류밀도는 변함이 없으나 전위가 급격히 감소하는 제 2 지점(11)의 전위를 재부동태화 전위라고 하며, 이 재부동태화 전위 보다 낮은 낮은 구간에서는 공식이 발생하지 않는다.
따라서, 자연 부식 전위가 공식 전위 및 재부동태화 전위보다 낮은 구간(12)에 위치할 경우 염화물 존재 실환경에서 알루미늄 부동태 금속(M)을 안정하게 사용할 수 있게 되며, 자연 부식 전위가 공식 전위 및 재부동태화 전위보다 높은 구간(14)에 위치할 경우 또는 자연 부식 전위가 공식 전위와 재부동태화 전위 사이의 구간(13)에 위치할 경우 염화물 존재 실환경에서 알루미늄 부동태 금속(M)을 안정하게 사용할 수 없게 된다.
따라서, 상기 분석 제어기(300)는 상기 자연 부식 전위가 상기 공식 전위 및 재부동태화 전위보다 낮을 경우 염화물 존재 실환경에서 알루미늄 부동태 금속(M)이 안정하게 사용될 수 있는 것으로 판단하고, 상기 자연 부식 전위가 상기 공식 전위 및 재부동태화 전위보다 높을 경우 또는 상기 자연 부식 전위가 상기 공식 전위와 재부동태화 전위 사이에 위치할 경우 염화물 존재 실환경에서 알루미늄 부동태 금속(M)이 사용될 수 없는 것으로 판단한다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 부동태 금속의 내식성 평가 방법에 대하여 도 2를 참조하되, 앞서 설명된 도 1을 부분적으로 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 부동태 금속의 내식성 평가 방법은 알루미늄 부동태 금속(M)에 대한 실환경에서의 자연 부식 전위를 측정하는 단계와, 알루미늄 부동태 금속(M)에 대한 공식 전위 및 재부동태화 전위를 측정하는 단계와, 상기 자연 부식 전위와 공식 전위 및 재부동태화 전위를 비교하여 알루미늄 부동태 금속(M)의 실환경 사용 적합성을 판단하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 알루미늄 부동태 금속(M)의 실환경 사용 적합성을 판단함에 있어서, 상기 자연 부식 전위가 상기 공식 전위 및 재부동태화 전위보다 낮을 경우 염화물 존재 실환경에서 알루미늄 부동태 금속(M)이 안정하게 사용될 수 있는 것으로 판단하고, 상기 자연 부식 전위가 상기 공식 전위 및 재부동태화 전위보다 높을 경우 또는 상기 자연 부식 전위가 상기 공식 전위와 재부동태화 전위 사이에 위치할 경우 염화물 존재 실환경에서 알루미늄 부동태 금속(M)이 안정하게 사용될 수 없는 것으로 판단한다.
상술한 바와 같은 알루미늄 부동태 금속의 부식 측정 장치 및 이를 이용한 알루미늄 부동태 금속의 내식성 평가 방법에 따르면, 알루미늄 부동태 금속의 부식 특성이 신속히 측정될 수 있게 되고, 폐산용액을 처리할 필요가 없게 된다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 설명된 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위 내에서 얼마든지 구성요소의 치환과 변형이 가능한바, 이 또한 본 발명의 권리에 속하게 된다.
100 : 실환경 부식 특성 측정기기
200 : 전기화학적 부식 특성 측정기기
300 : 분석 제어기
110 : 부식용액 저장조
120 : 기준 전극
130 : 자연 부식 전위 데이터 저장기
210 : 부식용액 저장조
220 : 대전극
230 : 기준 전극
240 : 공식 및 재부동태화 전위 데이터 저장기

Claims (7)

  1. 알루미늄 부동태 금속(M)에 대한 실환경에서의 자연 부식 전위를 측정하는 실환경 부식 특성 측정기기(100);
    알루미늄 부동태 금속(M)에 대한 공식 전위 및 재부동태화 전위를 측정하는 전기화학적 부식 특성 측정기기(200); 및
    측정되는 자연 부식 전위와, 측정되는 공식 전위 및 재부동태화 전위를 비교하여, 자연 부식 전위가 공식 전위 및 재부동태화 전위보다 낮을 경우 염화물 존재 실환경에서 알루미늄 부동태 금속(M)이 안정하게 사용될 수 있는 것으로 판단하고, 자연 부식 전위가 공식 전위 및 재부동태화 전위보다 높을 경우 또는 자연 부식 전위가 공식 전위와 재부동태화 전위 사이에 위치할 경우 염화물 존재 실환경에서 알루미늄 부동태 금속(M)이 사용될 수 없는 것으로 판단하는 분석 제어기(300);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 부동태 금속의 부식 측정 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 실환경 부식 특성 측정기기(100)는 알루미늄 부동태 금속이 담겨지는 부식용액(111)이 채워진 부식용액 저장조(110)와, 상기 부식용액(111)에 담겨져 상기 알루미늄 부동태 금속(M)에 대한 자연 부식 전위를 측정하는 기준 전극(120)과, 상기 기준 전극(120)으로부터 측정된 자연 부식 전위 데이터를 저장하는 자연 부식 전위 데이터 저장기(130)를 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 부동태 금속의 부식 측정 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 부식용액(111)은 3.5% 염화나트륨 용액이고, 상기 기준 전극(120)은 포화 염화은 전극인 것을 특징으로 하는 알루미늄 부동태 금속의 부식 측정 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기화학적 부식 특성 측정기기(200)는 알루미늄 부동태 금속(M)이 담겨지는 부식용액(211)이 채워진 부식용액 저장조(210)와, 상기 부식용액(211)에 담겨져 상기 알루미늄 부동태 금속(M)에 대한 공식 전위를 측정하는 대전극(220)과, 상기 부식용액(211)에 담겨져 상기 알루미늄 부동태 금속(M)에 대한 재부동태화 전위를 측정하는 기준 전극(230)과, 상기 대전극(220) 및 기준 전극(230)으로부터 측정된 공식 전위 데이터 및 재부동태화 전위 데이터를 저장하는 공식 및 재부동태화 전위 데이터 저장기(240)를 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 부동태 금속의 부식 측정 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 부식용액(211)은 3.5% 염화나트륨 용액이고, 상기 대전극(220)은 백금 전극이며, 상기 기준 전극(230)은 포화 염화은 전극인 것을 특징으로 하는 알루미늄 부동태 금속의 부식 측정 장치.
  6. 알루미늄 부동태 금속(M)에 대한 실환경에서의 자연 부식 전위를 측정하는 단계;
    알루미늄 부동태 금속(M)에 대한 공식 전위 및 재부동태화 전위를 측정하는 단계; 및
    상기 자연 부식 전위와 공식 전위 및 재부동태화 전위를 비교하여 알루미늄 부동태 금속(M)의 실환경 사용 적합성을 판단하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 부동태 금속의 내식성 평가 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 알루미늄 부동태 금속(M)의 실환경 사용 적합성을 판단함에 있어서, 상기 자연 부식 전위가 공식 전위 및 재부동태화 전위보다 낮을 경우 염화물 존재 실환경에서 알루미늄 부동태 금속(M)이 안정하게 사용될 수 있는 것으로 판단하고, 자연 부식 전위가 공식 전위 및 재부동태화 전위보다 높을 경우 또는 자연 부식 전위가 공식 전위와 재부동태화 전위 사이에 위치할 경우 염화물 존재 실환경에서 알루미늄 부동태 금속(M)이 사용될 수 없는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 부동태 금속의 내식성 평가 방법.
KR1020100135511A 2010-12-27 2010-12-27 알루미늄 부동태 금속의 부식 측정 장치 및 이를 이용한 알루미늄 부동태 금속의 내식성 평가 방법 KR20120073680A (ko)

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