KR20120090603A - 부식성 평가 장치 - Google Patents

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KR20120090603A
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이재엽
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삼성테크윈 주식회사
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    • G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
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    • G—PHYSICS
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Abstract

본 발명에서는 부식성 평가 장치가 개시된다. 상기 부식성 평가 장치는, 부식평가의 대상이 되는 금속 시편을 지지하는 시편 홀더와, 시편 홀더를 수용하는 내부공간을 제공하는 밀폐 용기와, 밀폐 용기의 일 측과 타 측에 각각 형성된 흡입구와 배기구를 포함한다.
본 발명에 의하면, 금속 구조물이 설치되는 설치 장소의 부식 환경을 높은 정밀도로 재현함으로써 정확한 부식성 평가가 가능한 부식성 평가 장치가 제공된다.

Description

부식성 평가 장치{Apparatus for evaluation of corrosiveness}
본 발명은 부식성 평가 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 다양한 금속 시편과 다양한 부식환경에 대해 저 비용으로 부식성 평가를 수행할 수 있는 부식성 평가 장치에 관한 것이다.
압축기나 열교환기와 같은 기계부품은 다양한 고객 사이트에 설치되며, 부식 환경에 노출되는 경우가 많다. 이런 경우, 고가의 장비를 구매하여 부식 유발 유해물질의 농도를 측정하거나, 그렇지 않으면 얇은 금속 시편을 설치한 뒤 시간이 흐른 다음 수거하여 화학적으로 분석하는 방법이 있다.
부식 물질의 농도를 측정하여 비교하는 경우, 실제 부식이 어느 정도 일어날지 해당 농도에서 참고문헌을 통해서만 알 수 있는 부분이고, 이 부분도 충분한 정보가 알려져 있지 않은 상황이다. 금속 시편을 설치하는 경우에도 압축기 등의 장비에서 실제 사용하는 금속 소재와는 다르기 때문에 직접적으로 비교하기에는 무리가 있다. 그리고, 많은 시간과 비용을 들여서 부식성에 대한 정보를 얻는다고 하더라도, 그 결과는 모두 압축기 외부의 정적인 환경에서 얻는 결과이기 때문에 압축기 내부의 부식 진행 상황과는 다를 수 있다.
본 발명의 목적은 금속 구조물이 설치되는 설치 장소의 부식 환경을 높은 정밀도로 재현함으로써 정확한 부식성 평가가 가능한 부식성 평가 장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 부식성 평가 장치는,
부식평가의 대상이 되는 금속 시편을 지지하는 시편 홀더;
상기 시편 홀더를 수용하는 내부공간을 제공하는 밀폐 용기; 및
상기 밀폐 용기의 일 측과 타 측에 각각 형성된 흡입구와 배기구;를 포함한다.
예를 들어, 상기 밀폐 용기의 내부에는 수분 공급을 위한 저장 욕조가 마련될 수 있다.
예를 들어, 상기 저장 욕조는 밀폐 용기의 하단부를 구성하며, 밀폐 용기와 함께 상기 내부공간을 구획할 수 있다.
예를 들어, 상기 밀폐 용기의 내부에는 열원이 마련될 수 있다.
예를 들어, 상기 밀폐 용기의 내부에는 저장 욕조가 마련되며,
상기 열원은 상기 저장 욕조 내에 침수상태로 마련될 수 있다.
예를 들어, 상기 흡입구와 배기구에는 각각 송풍 장치가 연결될 수 있다.
예를 들어, 상기 흡입구와 배기구는 상기 밀폐 용기의 바닥으로부터 서로 다른 레벨에 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 흡입구과 배기구는 상기 밀폐 용기의 서로 마주하는 제1 면과 제2 면에 각각 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 시편 홀더는 상기 흡입구가 설치된 제1 면보다는, 상기 배기구가 형성된 제2 면에 근접하게 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 밀폐 용기는 광 투명한 소재로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 시편 홀더에는 통풍 창이 마련될 수 있다.
예를 들어, 상기 시편 홀더는 상기 밀폐 용기의 조립 슬롯을 통하여 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 끼워 조립될 수 있다.
예를 들어, 상기 시편 홀더의 상단부에는 상기 조립 슬롯에 대해 결착되도록 형성된 걸림턱이 마련될 수 있다.
본 발명에 의하면 금속 구조물이 설치되는 설치 장소의 부식 환경을 높은 정밀도로 재현함으로써, 금속 구조물의 부식진행을 정확하게 판단할 수 있는 부식성 평가 장치를 제공한다. 즉, 본 발명의 부식성 평가 장치에서는 온도, 습도와 같은 부식 인자는 물론이고 공기 흐름과 같은 동적인 환경을 재현함으로써 실제 금속 구조물이 놓여지는 부식 환경을 정확하게 평가할 수 있다. 또한, 비교적 간단한 구조의 부식성 평가 장치를 개발함으로써, 다양한 금속 시편과 다양한 설치 환경에 대해 저 비용으로 부식성을 평가할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 부식성 평가 장치의 사시도이다.
도 2는 부식성 평가 장치의 공기 흐름을 보여주는 도면이다.
도 3은 부식성 평가 장치의 구체적인 설계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 시편 홀더의 장착 상태를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시형태에 적용 가능한 밀폐 용기의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 부식성 평가 장치를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시형태에 관한 부식성 평가 장치에 대해 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 관한 부식성 평가 장치가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 상기 부식성 평가 장치(100)는, 밀폐 용기(110)와, 상기 밀폐 용기(100) 내에 수용된 금속 시편(M)과, 외부대기를 밀폐 용기(110)의 내부로 도입하고, 밀폐 용기(110) 내부에 유동 흐름을 유도하기 위한 흡입구(120) 및 배기구(130)와, 상기 밀폐 용기(110)의 온도를 조절하기 위한 열원(160)과, 상기 밀폐 용기(110)의 습도를 조절하기 위한 저장 욕조(140)를 포함할 수 있다. 상기 열원(160)과 저장 욕조(140)는 금속 시편(M)에 노출되는 부식환경을 반영하기 위한 구성이다.
상기 부식성 평가 장치(100)는 금속 시편(M)의 설치 장소에 대한 부식환경을 평가하기 위한 것이며, 금속 시편(M)의 설치 장소에 대한 부식환경을 높은 정밀도로 평가할 수 있다. 예를 들어, 압축기 내부의 부식환경을 평가하기 위하여, 압축기 내부와 유사한 부식환경을 조성하고, 압축기에 적용되는 금속 시편의 부식상태를 관찰하기 위한 목적으로 부식성 평가 장치(100)가 사용될 수 있고, 이때, 상기 열원(160)과 저장 욕조(140)를 이용하여 압축기 내부와 유사한 부식환경을 조성할 수 있다. 예를 들어, 부식환경에 관계된 인자로서 온도와 습도를 실제 금속 시편(M)이 노출되는 환경과 유사하거나 또는 가속 실험을 위하여 더 가혹한 수준으로 설정하고 부식 평가가 수행될 수 있다. 상기 밀폐 용기(110) 내부의 온도와 습도는 밀폐 용기(110) 내에 마련된 열원(160)의 가동상태에 따라, 그리고, 상기 저장 욕조(140) 내의 액체 유무 등에 따라 조절될 수 있으며, 부식성 평가를 통하여 일정한 온도와 습도가 유지될 수도 있으나, 이와 달리, 온도와 습도가 순시적으로 변화하는 일련의 사이클이 반복되는 부식환경이 제공될 수도 있다. 이러한 부식환경은 금속 구조물이 장착되는 설치 공간의 실제 환경을 반영할 수 있다.
부식이란 대기 중에 존재하는 유해 성분들, 예를 들어, 염분, 황화합물, 염소 등과 함께, 온도 및 습도라는 부식 인자들의 복합 작용으로 인한 것이므로, 실제 부식환경을 반영하기 위하여, 상기 밀폐 용기(110)의 내부의 온도와 습도를 제어하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 이하의 화학 반응식에서 알 수 있듯이,황화합물이나 염소와 같이 공기 중에 포함된 유해물질은 습기와 반응하여 산을 생성하게 된다.
H2S+4H2O → H2SO4+4H2
SO2+2H2O → H2SO4+H2
2Cl2+2H2O → 4HCl+O2
상기 흡입구(120)와 배기구(130)를 통하여 연속적인 공기 흐름을 유도함으로써, 예를 들어, 압축기 내의 공기 흐름을 생성할 수 있으며, 지속적으로 유입되는 공기 흐름과 함께, 대기의 부식 인자들이 밀폐 용기(110) 내로 유입될 수 있다. 예를 들어, 대기 중에는 염분, 황화합물, 염소 등과 같은 부식 인자들이 포함되어 있으며, 이들은 습기와 반응하여 산을 만들어낸다. 따라서, 지속적으로 유입되는 이들 부식 인자와 금속 시편을 반응시켜 부식성 정도를 평가함으로써 대기 중에 함유된 부식 인자들의 농도와 장치 내부의 부식상황을 진단할 수 있다.
상기 밀폐 용기(110)는 제어된 부식 환경을 제공하기 위한 공간을 조성한다. 상기 밀폐 용기(110)의 내부공간은 외부와 단절되어 있는 절연 공간이 아니며, 외부대기의 부식 인자를 도입하여 금속 시편(M)을 부식환경에 노출시킨다. 상기 금속 시편(M)은 밀폐 용기(110) 내부의 부식 환경, 예를 들어, 고온 고습의 부식 환경에 노출되며, 외부대기의 부식 인자에 노출됨으로써 부식 인자와 접촉하여 반응하게 된다.
상기 밀폐 용기(110)는 광 투명성 소재로 형성될 수 있으며, 광 투명성 소재로 형성됨으로써 내부에 설치된 금속 시편(M)을 육안으로 확인할 수 있다. 즉, 밀폐 용기(110)를 개방하지 않고도 금속 시편(M)의 표면 상태나 부식 정도 등과 같은 대강의 부식 정보를 확인할 수 있으며, 부식에 따른 금속 시편(M) 표면의 경시적인 변화(부식 정도, 부식 부위, 표면 색감 변화 등)를 실시간으로 모니터링할 수 있다. 또한 후술하는 바와 같이, 상기 금속 시편(M)은 시편 홀더(150)에 장착되는데, 상기 시편 홀더(150) 상에 장착된 금속 시편(M)의 장착 상태에 이상이 없는지, 상기 밀폐 용기(110) 내에 마련된 저장 욕조(140) 내에 충분한 양의 액체(145, 액체의 수위)가 남아 있는지와 같은 적정의 부식환경을 조성하기 위한 제반 요건들을 확인할 수 있다.
예를 들어, 상기 밀폐 용기(110)는 투명 플라스틱 소재로 형성될 수 있으며, PET와 같은 플라스틱 소재로 형성될 수 있다. 상기 밀폐 용기(110)는 사각형 육면체 형상으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 직육면체의 형상으로 형성될 수 있다.
다만, 본 발명의 기술적 범위는 예시된 밀폐 용기(110)의 형상이나 밀폐 용기(110)의 소재에 의해 한정되는 것이 아니며, 상기 밀폐 용기(110)는 내부의 부식환경을 제어 가능한 상태로 유지함으로써 주어진 부식환경을 평가하기 위한 것이다. 이러한 목적에 기여하는 한도에서, 상기 밀폐 용기(110)는 여하의 형상이나 여하의 재질로 형성될 수 있음은 물론이다.
상기 밀폐 용기(110)의 내부에는 액체(145)를 수용하기 위한 저장 욕조(140)가 마련될 수 있다. 다만, 상기 저장 욕조(140)는 밀폐 용기(110) 내에, 밀폐 용기(110)와 별도 부재에 의해 마련되어야 하는 것은 아니며, 예를 들어, 밀폐 용기(110)의 하부 공간으로 마련될 수 있고, 밀폐 용기(110)의 하부 공간을 이용하여 액체(145)를 수용할 수 있다.
도시된 바와 같이, 상기 저장 욕조(140)는 밀폐 용기(110)의 하부를 구성할 수 있으며, 밀폐 용기(110) 본체의 하부에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 저장 욕조(140) 내에 적정의 수위를 유지하기 위하여, 상기 저장 욕조(140)는 밀폐 용기(110)의 본체로부터 탈착되고, 적정의 유체(145)를 채운 후 다시 밀폐 용기(110)의 본체에 대해 장착될 수 있다.
예를 들어, 상기 저장 욕조(140)는 부식환경을 구성하는 인자로서 습도를 조절하기 위한 목적으로 제공된다. 상기 저장 욕조(140)는 습식의 부식환경을 제공할 수 있으며, 부식환경의 조건에 따라, 예를 들어, 습식의 부식환경을 제공하기 위한 목적으로, 저장 욕조(140) 내에 액체(145)가 충진될 수 있으며, 건식의 부식환경을 제공하기 위한 목적으로 저장 욕조(140)가 비워진 공백 상태로 부식 평가가 수행될 수도 있다.
예를 들어, 상기 저장 욕조(140) 내에 충진된 액체(145)로는 부식환경의 습도를 제공할 수 있는 액체(145)로서 물이 채워질 수 있으며, 밀폐 용기(110)의 내부온도에 따라 액체(145)로부터 증발된 수분에 의해 밀폐 용기(110) 내부의 습도가 제어될 수 있다. 상기 저장 욕조(140)가 비워진 공백 상태로 부식 평가가 진행되더라도 외부로부터 도입된 수분에 의해 적정의 습도가 유지될 수 있다.
도 2는 부식성 평가 장치 내부의 공기 흐름을 모식적으로 보여주는 도면이다.
도면을 참조하면, 상기 밀폐 용기(110)에는 외부대기를 도입하기 위한 흡입구(120)와, 밀폐 용기(110) 내부의 공기를 외부로 배출하기 위한 배기구(130)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 흡입구(120)를 통하여 유입된 공기 흐름은 배기구(130)를 통하여 배출될 수 있으며, 이러한 공기의 흐름은 흡입구(120)로부터 배기구(130)를 통하여 형성될 수 있고, 밀폐 용기(110) 내의 금속 시편(M)은 공기 흐름과 접촉을 형성하도록, 유동 경로(f) 상에 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 밀폐 용기(110)의 제1 면(110a)에는 밀폐 용기(110)의 내부로 외부대기를 도입하기 위한 흡입구(120)가 형성될 수 있으며, 상기 제1 면(110a)과 마주하는 밀폐 용기(110)의 제2 면(110b)에는 밀폐 용기(110)의 내부공기를 외부로 배출하기 위한 배기구(130)가 형성될 수 있다.
상기 흡입구(120)와 배기구(130)에는 공기의 흐름을 강제하기 위한 적정의 송풍 장치(125,135)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 흡입구(120)와 배기구(130) 상에 직접 송풍 장치(125,135)가 배치될 수 있으며, 상기 송풍 장치(125,135)는 송풍 팬으로 마련될 수 있다. 예를 들어, 전기적인 제어신호를 입력으로 하여 회전 속도가 제어되는 송풍 팬의 회전 속도를 조절함으로써 송풍 팬을 통하여 강제되는 송풍 양, 예를 들어, 단위 시간 당 송풍되는 공기 체적을 제어할 수 있다. 예를 들어, 송풍 양은 밀폐 용기(110) 내에 마련된 금속 시편(M)과 대기의 부식 인자와의 접촉빈도와 관계가 있으며, 금속 시편(M)과 부식 인자와의 접촉빈도를 증가시킴으로써 가속된 부식 반응을 유도할 수 있다.
도 2에 예시된 실시형태에서는, 흡입구(120)와 배기구(130) 상에 직접 송풍 장치(125,135)가 배치되어 있으나, 본 발명의 기술적 범위는 이에 한정되지 않는다. 도면으로 도시되어 있지는 않으나, 상기 흡입구(120) 및/또는 배기구(130)는 정 압력을 제공하는 유체 펌프(미도시) 및/또는 부 압력을 제공하는 유체 펌프(미도시)와 유체적으로 연결될 수 있다. 즉, 상기 흡입구(120)에는 배관 부재(미도시)가 연결되고, 상기 배관 부재는 유체 펌프와 연결되어 정 압력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 배관 부재 상에는 제어 밸브(미도시)가 설치됨으로써 공기의 유동 양을 조절할 수 있다. 유사하게, 상기 배기구(130)에는 배관 부재(미도시)가 연결되고, 상기 배관 부재는 유체 펌프와 연결되어 부 압력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 배관 부재 상에는 제어 밸브(미도시)가 설치됨으로써 공기의 유동 양을 조절할 수 있다.
도 3은 부식성 평가 장치의 구체적인 설계를 설명하기 위한 도면이다.
도면을 참조하면, 흡입구(120)와 배기구(130)의 위치에 관하여, 상기 배기구(130)의 위치는 흡입구(120)의 위치보다 높게 설정될 수 있다. 즉, 동일한 지지면으로부터 측정된 배기구(130)와 흡입구(120)의 높이는 h2 > h1 관계를 가질 수 있다.
상기 흡입구(120)는 상대적으로 낮은 레벨에 형성됨으로써 밀폐 용기(110)의 저면부에 형성된 저장 욕조(140)에 대해 가급적 근접하는 유동 경로(f, 도 2 참조)를 형성할 수 있고, 이에 따라, 저장 욕조(140)로부터 공급되는 충분한 양의 수분을 함유한 공기의 흐름이 금속 시편(M)과 접촉될 수 있다.
상기 배기구(130)는 상대적으로 높은 레벨에 형성됨으로써 흡입구(120)로부터 유입된 공기의 흐름이 금속 시편(M)과 접촉할 가능성을 높이고, 밀폐 용기(110) 내부의 유동 경로(f)를 증가시킨다. 즉, 공기의 흐름이 밀폐 용기(110) 내에서 머무르는 체류 시간을 증가시킴으로써 금속 시편(M)이 공기의 흐름에 충분히 노출될 수 있다.
흡입구(120)와 배기구(130) 간의 높이 차를 형성하는 구조에서는, 흡입구(120)와 배기구(130)를 연결하는 공기의 유동 경로(f)가 증가하게 된다. 이것은 공기의 흐름이 금속 시편(M)과 충분히 접촉할 수 있도록 한다. 예를 들어, 흡입구(120)와 배기구(130)가 동일한 레벨로 형성된 구조에서는 흡입구(120)를 통하여 유입된 공기의 흐름이 금속 시편(M)과 충분히 접촉하여 반응하지 않고 그대로 배기구(130)를 통하여 유출될 수 있기 때문이다.
또한, 흡입구(120)를 통하여 유입된 공기의 흐름은 밀폐 용기(110) 내의 열원(160)에 의해 가열 승온됨에 따라 부력에 의해 상승하므로, 배기구(130)와 흡입구(120) 간의 높이 차이를 형성함으로써 내부의 공기가 원활히 배출되게 하고, 유동 경로(f) 상에서 금속 시편(M)과 접촉한 공기 흐름이 원활하게 흐르게 한다.
상기 밀폐 용기(110) 내에는 금속 시편(M)을 고정하기 위한 시편 홀더(150)가 마련될 수 있다. 상기 시편 홀더(150)는 금속 시편(M)의 위치를 유지하기 위한 유지구의 기능을 수행한다. 상기 시편 홀더(150)는 흡입구(120)와 배기구(130)를 연결하는 유동 경로(f, 도 2 참조) 상에 마련될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 시편 홀더(150)는 흡입구(120)보다는 배기구(130) 측에 인접하게 편향된 옵셋된 위치에 형성될 수 있다. 이렇게 배기구(130) 측에 편향된 옵셋된 위치에 시편 홀더(150)를 형성함으로써 보다 많은 유동 흐름(f, 도 2 참조)이 금속 시편(M)과 직접 접촉하여 반응하도록 한다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 흡입구(120)와 배기구(130)를 연결하는 유동 흐름(f)은 도시된 유선 라인으로 나타내질 수 있다. 예를 들어, 흡입구(120)로부터 유입된 공기의 흐름은 밀폐 용기(110)의 내부에서 팽창되며 확산되고, 다시 배기구(130)의 위치에서 수렴하는 형태의 유선 라인을 보일 수 있다. 이때, 금속 시편(150)의 위치에 따라 상기 유동 흐름(f) 상에 노출되는 금속 시편(M)의 단면적이 증감할 수 있는데, 배기구(130)의 위치에 보다 근접한 위치, 즉, 밀폐 용기(110)의 중앙위치로부터 배기구(130)에 근접한 위치에 금속 시편(M)이 배치됨으로써 금속 시편(M)과 유동 흐름(f)과의 접촉 면적이 증대되고, 이에 따라, 대기와 반응에 의한 실제 부식환경이 보다 충실하게 반영될 수 있다.
도 3을 참조하여 설명하면, 흡입부(120)가 형성된 제1 면(110a)으로부터 시편 홀더(150)까지를 제1 거리(L1)라고 하고, 배기구(130)가 형성된 제2 면(110b)으로부터 시편 홀더(150)까지를 제2 거리(L2)라고 할 때, 상기 제1 거리(L1)와 제2 거리(L2)는 이하의 관계가 가질 수 있다(L2 < L1).
도 4는 시편 홀더의 장착 구조를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 상기 시편 홀더(150)는 평판 프레임 부재로 마련될 수 있다. 다만, 본 발명은 예시된 시편 홀더(150)의 형상에 한정되지 않고, 예를 들어, 금속 시편(M)을 밀폐 용기(110) 내부에 현수시킬 수 있는 구조를 포함하는 다양한 형태로 형성될 수 있다.
상기 시편 홀더(150) 상에는 금속 시편(M)이 고정되는데, 예를 들어, 시편 홀더(150) 상에 테이핑(taping, 미도시) 등으로 부착되거나 스퍼터링 등에 의해 증착될 수 있으며, 이외에 시편 홀더(150) 상에 금속 시편(M)을 고정할 수 있는 여하의 방법이 적용될 수 있다. 한편, 상기 시편 홀더(150) 상에는 단일 금속 시편(M)이 고정되거나 또는 여러 개의 금속 시편(M)이 병렬적으로 고정될 수도 있으며, 부식 평가의 대상물의 종류에 따라 단일 또는 복수의 금속 시편(M)이 시편 홀더(150) 상에 고정될 수 있다.
예를 들어, 상기 시편 홀더(150)는 절연성의 합성 수지제로 형성될 수 있다. 이는 금속 시편(M)의 부식환경에 영향을 주지 않도록 하기 위한 것이며, 부식에 수반되는 전자 이동과 같은 부식반응에 절연 특성을 갖는 물질을 선택한 것이다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 상기 시편 홀더(150)는 이외에 다양한 소재로 형성될 수도 있음은 물론이다.
상기 시편 홀더(150) 상에는 여러 다양한 형태의 금속 시편(M)이 부착될 수 있으며, 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 금속 세선 형태의 금속 시편(M)이 마련될 수 있으며, 일종의 금속 시편(M) 또는 다양한 종류의 금속 시편(M)이 병렬적으로 배치될 수 있다. 금속 시편(M)의 다른 형태로서, 예를 들어, 판 상의 금속 시편(M)이 마련될 수 있고, 판 상의 금속 시편(M)은 시편 홀더(150)에 부착될 수 있다.
상기 시편 홀더(150)는 가운데가 비워진 테두리 프레임 형상으로 형성될 수 있다. 상기 시편 홀더(150)는 가운데가 비워진 공백 상태(통풍 창 W)로 형성됨으로써 공기의 흐름을 방해하지 않고 시편 홀더(150)의 부식을 방지할 수 있다. 예를 들어, 시편 홀더(150)와 금속 시편(M)이 함께 부식반응을 일으킬 경우, 이들 간의 부식 반응의 간섭이 일어날 수도 있다. 다른 실시형태로서, 상기 시편 홀더(150)는 평판 플레이트 부재로 형성되되 공기의 흐름을 방해하지 않도록 다수의 통풍구가 형성된 매쉬 형태로 형성될 수 있다.
상기 시편 홀더(150)는 밀폐 용기(110)에 대한 탈부착이 쉽게 이루어질 수 있도록 구성될 수 있다. 상기 시편 홀더(150)는 탈부착 가능한 형태로 밀폐 용기(110) 내에 결합될 수 있다. 즉, 새로운 금속 시편(M)의 부식 평가를 수행하기 위한 목적이나, 부식 평가가 완료된 금속 시편(M)을 꺼내어 분석하기 위한 목적으로, 상기 시편 홀더(150)는 밀폐 용기(110)에 대해 부착되거나 또는 밀폐 용기(110)로부터 탈착될 수 있다.
상기 시편 홀더(150)는 밀폐 용기(110)에 끼워 결합되는 형태로, 밀폐 용기(110) 내에 끼워 넣어질 수 있다. 예를 들어, 상기 밀폐 용기(110)에는 시편 홀더(150)를 끼워 조립하기 위한 조립 슬롯(110`)이 형성될 수 있으며, 상기 조립 슬롯(110`)을 통하여 시편 홀더(150)는 상하 방향으로 슬라이딩 결합될 수 있다. 이때, 상기 시편 홀더(150)의 일단부에는 걸림턱(151)이 형성될 수 있으며, 시편 홀더(150)의 걸림턱(151)이 밀폐 용기(110)의 상면에 결착된 상태로, 시편 홀더(150)가 위치 고정될 수 있다. 상기 시편 홀더(150)는 걸림턱(151)에 의해 밀폐 용기(110)의 내부공간에 현수 상태로 유지될 수 있으며, 대안으로 상기 시편 홀더(150)는 바닥면에 지지된 상태로 놓여질 수도 있다. 이 경우, 상기 시편 홀더(150)의 일단부에는 걸림턱(151)과 같은 별도의 거치구조가 마련되지 않을 수 있다.
상기 밀폐 용기(110)의 내부에는 금속 시편(M)이 놓여진 내부공간을 부식환경에 적합한 고온상태로 가열하기 위한 열원(160)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 열원(160)으로는 전기신호를 입력으로 하여, 저항 열을 발생시키는 발열체로 마련될 수 있으며, 보다 구체적으로 열선 형태로 마련될 수 있다. 상기 열원(160)은 구동 전원과 연결되며, 예를 들어, 구동회로기판(165)과 연결되며, 구동회로기판(165)에 의해 제어된 전기신호가 인가될 수 있다. 본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 열원(160)은 열선을 매립한 금속 플레이트 등 다양한 형태로 마련될 수 있다.
예를 들어, 상기 열원(160)은 저장 욕조(140) 내에 침수된 상태로 마련될 수 있으며, 저장 욕조(140)를 가열하여 밀폐 용기(110)의 내부 습도를 적정하게 유지하고, 금속 구조물이 설치되는 실제 부식환경을 충실히 반영할 수 있다. 본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 열원(160)은 저장 욕조(140) 내에 침수된 형태로 마련되지 않고, 예를 들어, 밀폐 용기(110)의 바닥 이외의 다른 측면에 부착될 수도 있다. 또한, 예시된 실시형태에서는 열원(160)이 노출되게 형성되지만, 다른 실시형태에서, 상기 열원(160)을 내장한 금속 플레이트(미도시), 또는 열원(160) 상에 배치되는 금속 플레이트(미도시)에 의해 열원(160)이 매립된 형태로 마련될 수도 있다.
상기 밀폐 용기(110)의 내부에는 온도계(미도시)와 습도계(미도시)가 설치될 수 있다. 상기 온도계와 습도계는 열원(160)에 의해 가열되는 밀폐 용기(110)의 내부온도를 점검하고, 온도 제어를 위한 목적에 기여할 수 있다.
상기 온도계(미도시)로부터 측정된 온도 데이터와, 습도계(미도시)로부터 측정된 습도 데이터는 금속 시편(M)이 노출된 부식환경의 온도와 습도를 측정하고 적정의 온도와 습도로 제어하기 위해 수집될 수 있다. 예를 들어, 상기 온도 데이터와 습도 데이터는 실시간으로 측정되며, 온도와 습도의 제어를 위한 로 데이터(raw data)로 활용될 수 있을 것이다.
예를 들어, 상기 밀폐 용기(110)의 내부공간은 고온 고습의 부식환경으로 조성될 수 있고, 상기 온도계(미도시) 및 습도계(미도시)는 금속 구조물이 놓여지는 실제 부식환경을 재현하거나 또는 실제 부식환경보다 가혹한 부식환경을 통하여 가속 시험을 수행하기 위한 목적으로, 내부 온도 및 내부 습도를 측정함으로써 목표하는 온도 및 습도를 제공할 수 있다.
도 5에는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 부식성 평가 장치에 적용될 수 있는 밀폐 용기의 구조가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 상기 밀폐 용기(210)는 상하로 분리 가능한 상부 용기(211)와 하부 용기(212)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 상부 용기(211)에는 대기 흐름을 유도하기 위한 흡입구(220)와 배기구(230)가 서로 마주하는 측면 상에 형성될 수 있다. 그리고, 예를 들어, 상기 상부 용기(211)의 상면에는 시편 홀더(미도시)가 끼워지는 조립 슬롯(210`)이 형성될 수 있다.
상기 하부 용기(212)는 밀폐 용기(210) 내부에 적정의 습도를 공급하기 위한 저장 욕조의 기능을 수행할 수 있으며, 저장 욕조 내에는 적정의 수분을 공급하기 위한 액체로서의 물이 채워질 수 있다. 액체 보충을 위해 상기 하부 용기(212)는 상부 용기(211)로부터 탈착이 가능한 구조로 장착될 수 있다.
상기 상부 용기(211) 및 하부 용기(212)의 결합부는 외부와의 절연 환경을 제공하기 위한 기밀성 결합을 이룰 수 있으며, 이러한 기밀성 결합을 이용하여 내부의 액체가 외부로 유출되지 않도록 할 수 있다.
상기 상부 용기(211)와 하부 용기(212)의 결합면에는 서로 상보적인 단차 형상이 마련될 수 있다. 예를 들어, 상부 용기(211)의 하단에 형성된 결합면은 서로 상대적인 단차를 갖는 제1 부분(211a)과 제2 부분(211b)을 포함할 수 있으며, 상기 제1 부분(211a)은 제2 부분(211b) 보다 하방으로 더 돌출될 수 있다.
상기 하부 용기(212)의 상단에 형성된 결합면은 서로 상대적인 단차를 갖는 제1 부분(212a)과 제2 부분(212b)을 포함할 수 있으며, 상기 제2 부분(212b)은 제1 부분(212a) 보다 상방으로 더 돌출될 수 있다. 이렇게 상부 용기(212)와 하부 용기(211)가 서로 상보적인 단차 구조를 가지며, 제1 부분(211a,212a) 끼리, 그리고 제2 부분(211b,212b) 끼리 서로 면 접촉하며 결합을 이룰 수 있고, 단차 구조를 통하여 기밀성 결합을 이룰 수 있다. 예를 들어, 상기 상부 용기(211) 및 하부 용기(212)는 가스켓 부재(215)를 개재하여 서로에 대해 결합될 수 있다.
상부 용기(211) 및 하부 용기(212)의 결합에 관하여, 이들이 상하 방향으로 맞대어진 다음, 예를 들어, 하부 용기(212)를 관통하여 상부 용기(211)에 체결되는 나사 부재(218)를 이용하여 상부 용기(211) 및 하부 용기(212)가 서로 체결될 수 있다. 이를 위해, 상부 용기(211), 가스켓 부재(215) 및 하부 용기(212)에는 나사 부재(218)의 체결을 위한 나사 체결 공(211`,212`,215`)이 형성될 수 있다.
도 6에는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 부식성 평가 장치(300)가 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 상기 부식성 평가 장치(300)는, 밀폐 용기(110)와, 상기 밀폐 용기(110)에 형성된 흡입구(120) 및 배기구(130)와, 상기 흡입구(120) 및 배기구(130)에 연결된 제1 배관 부재(325) 및 제2 배관 부재(335)와, 이들 제1, 제2 배관 부재(325,335)와 유체적으로 연결된 제1 유체 펌프(P1) 및 제2 유체 펌프(P2)를 포함한다.
예를 들어, 상기 흡입구(120)에는 제1 배관 부재(325)가 연결되고, 상기 제1 배관 부재(325)에는 제1 유체 펌프(P1)가 유체적으로 연결되어 외부대기가 공급될 수 있다. 상기 제1 배관 부재(325) 상에는 제어 밸브(326)가 설치됨으로써 송급되는 공기의 양을 조절할 수 있다.
예를 들어, 상기 배기구(130)에는 제2 배관 부재(335)가 연결되고, 상기 제2 배관 부재(335)는 제2 유체 펌프(P2)와 유체적으로 연결되어 내부공기를 외부로 배기시킬 수 있으며, 배기구(130)를 통하여 부 압력을 작용할 수 있다. 상기 제2 배관 부재(325) 상에는 제어 밸브(326)가 설치됨으로써 배기되는 공기의 양을 조절할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100,300: 부식성 평가 장치 110,210: 밀폐 용기
110`,210`: 조립 슬롯 110a: 밀폐 용기의 제1 면
110b: 밀폐 용기의 제2 면 120,220: 흡입구
130,230: 배기구 125,135: 송풍 장치
140: 저장 욕조 145: 액체
150: 시편 홀더 151: 걸림턱
160: 열원 165: 구동회로기판
211: 상부 용기 211a,212a: 결합면의 제1 부분
211b:212b: 결합면의 제2 부분 212: 하부 용기
215: 가스켓 부재 211`,212`,215`: 나사 체결 공
218: 나사 부재 325: 제1 배관 부재
326,336: 제어 밸브 335: 제2 배관 부재
M: 금속 시편 f: 유동 흐름
P1: 제1 유체 펌프 P2: 제2 유체 펌프

Claims (13)

  1. 부식평가의 대상이 되는 금속 시편을 지지하는 시편 홀더;
    상기 시편 홀더를 수용하는 내부공간을 제공하는 밀폐 용기; 및
    상기 밀폐 용기의 일 측과 타 측에 각각 형성된 흡입구와 배기구;를 포함하는 부식성 평가 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밀폐 용기의 내부에는 수분 공급을 위한 저장 욕조가 마련되는 것을 특징으로 하는 부식성 평가 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 저장 욕조는 밀폐 용기의 하단부를 구성하며, 밀폐 용기와 함께 상기 내부공간을 구획하는 것을 특징으로 하는 부식성 평가 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 밀폐 용기의 내부에는 열원이 마련되는 것을 특징으로 하는 부식성 평가 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 밀폐 용기의 내부에는 저장 욕조가 마련되며,
    상기 열원은 상기 저장 욕조 내에 침수상태로 마련되는 것을 특징으로 하는 부식성 평가 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 흡입구와 배기구에는 각각 송풍 장치가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 부식성 평가 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 흡입구와 배기구는 상기 밀폐 용기의 바닥으로부터 서로 다른 레벨에 형성되는 것을 특징으로 하는 부식성 평가 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 흡입구과 배기구는 상기 밀폐 용기의 서로 마주하는 제1 면과 제2 면에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 부식성 평가 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 시편 홀더는 상기 흡입구가 설치된 제1 면보다는, 상기 배기구가 형성된 제2 면에 근접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 부식성 평가 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 밀폐 용기는 광 투명한 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 부식성 평가 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 시편 홀더에는 통풍 창이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 부식성 평가 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 시편 홀더는 상기 밀폐 용기의 조립 슬롯을 통하여 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 끼워 조립되는 것을 특징으로 하는 부식성 평가 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 시편 홀더의 상단부에는 상기 조립 슬롯에 대해 결착되도록 형성된 걸림턱이 마련되는 것을 특징으로 하는 부식성 평가 장치.
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