KR20120121293A

KR20120121293A - 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극

Info

Publication number: KR20120121293A
Application number: KR1020110039192A
Authority: KR
Inventors: 박진우; 신용일
Original assignee: 해동메탈(주)
Priority date: 2011-04-26
Filing date: 2011-04-26
Publication date: 2012-11-05
Also published as: WO2012148016A1

Abstract

본 발명은 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극에 관한 것이다. 이는 수소과전압(水素過電壓:hydrogen overvoltage)이 높은 비중금속 원소로 이루어진 첨가물질을 함유하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어지는 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극은, 전기화학적으로 낮은 부식전위를 가져 효율이 향상되고, 첨가물질로서 비중금석 원소를 사용하여 환경과 인체를 보호할 수 있게 된다.

Description

낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극{Sacrificial anodes with low electric potential of corrosion}

본 발명은 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 전기화학적으로 낮은 부식전위를 가져 효율이 향상되고, 첨가물질로서 비중금석 원소를 사용하여 환경과 인체를 보호할 수 있는 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극에 관한 것이다.

선박은 해양 운항시 다량의 염분이 함유하여 전해질 용액으로 기능하는 해수나 염분을 포함하는 해풍에 상시적으로 노출된다. 따라서, 금속 소재로 이루어지는 선체 부위나 선박의 각종 구조물은 해수나 해풍의 부식작용에 의해 부식되어 손상되거나 파손될 우려가 높아지므로, 이를 막기 위한 각종 부식방지기술이 선박에 적용된다.

선박에 적용되는 부식방지기술로는 선체 표면이나 각종 구조물 표면을 피복하여 해수나 해풍으로부터 표면을 차단하는 기술이 있다. 이와 같은 피복에 의한 부식방지기술은 선체와 각종 구조물 제조시 추가적인 피복 작업을 요구함에 따라 제조 상의 번거로움과 비용 증대를 야기시키는 단점이 있었다.

이를 개선한 부식방지기술로는 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0178089호 "전기방식용 희생 양극 및 그 제조방법", 공개특허공보 공개번호 제10-2005-0086129호 "선박 부식방지용 임시 희생 양극 구조" 등으로 안출되어 있는 희생 양극을 사용한 부식방지기술이 있다. 희생 양극 부식방지기술은 알루미늄(Al), 아연(Zn)과 같은 이온화 경향이 큰 금속 소재로 이루어지는 희생 양극을 선박에 설치하여 해수나 해수의 부식작용이 희생 양극으로 유도되도록 하는 기술로서, 간편하게 설치될 수 있고, 별도의 유지관리작업이나 전력소모가 불필요하며, 기존의 선박에도 설치가 가능한 이점이 있다. 그러나 원유 시추선이나 심해 구조물에서와 같이 주변 해수의 온도가 높을 경우 부식작용이 활발하게 이루어져 희생 양극의 교체주기가 빨라지게 되어 빈번한 교체작업이 요구되고, 이에 따라 비용이 증대되는 문제점이 있었다.

따라서, 이를 개선하여 전기화학적으로 낮은 부식전위를 가지는 희생 양극의 개발이 요구되었다.

한편, 희생 양극은 알루미늄(Al) 합금, 마그네슘(Mg) 합금, 아연(Zn) 합금을 주성분으로 하고, 인듐(In), 카드뮴(Cd), 납(Pb) 등의 원소로 이루어지는 첨가물질을 미량 첨가하여 희생 양극의 효율이 높아지도록 하는데, 상기와 같은 희생 양극에 첨가되는 인듐(In), 카드뮴(Cd), 납(Pb) 등의 원소는 중금속으로서 환경오염에 치명적인 문제점이 있었다. 특히, 아연(Zn)합금을 주성분으로 하는 희생 양극에 첨가물질로 포함되는 카드뮴(Cd)은 이따이따이병과 같은 공해병을 유발할 뿐만 아니라, 발암물질로 신체에 작용함에 따라 각종 관련법에 의해 사용이 규제되고 있는 실정이다. 또한, 현재 국제적으로 중금속 사용에 대한 규제가 강화되고 있고, 중금속 및 유해물질을 포함하는 제품의 사용 및 수출이 제한되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 수소과전압이 높은 비중금속 원소로 이루어진 첨가물질을 함유하여 전기화학적으로 낮은 부식전위를 가짐에 따라, 효율의 향상과 더불어 환경과 인체를 보호할 수 있게 되는 새로운 형태의 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극을 제공함에 목적이 있다.

특히, 본 발명은 아연(Zn) 합금을 주성분으로 하고, 칼슘(ca), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 구리(Cu) 및 주석(Sn) 중에서 선택된 미량의 첨가물질을 첨가하여 제조됨에 따라, 고효율을 가져 선박의 부식방지 기능이 향상되는 새로운 형태의 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극을 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극은, 수소과전압(水素過電壓:hydrogen overvoltage)이 높은 비중금속 원소로 이루어진 첨가물질을 함유하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극에서 상기 희생 양극은 아연(Zn) 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극에서 상기 첨가물질은 칼슘(ca), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 아연(Zn) 및 주석(Sn) 군 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극은, 아연(Zn) 합금으로 이루어지고, 비중금속 원소로서 수소과전압이 높은 특성을 가진 주석(Sn)이 미량 첨가됨에 따라, 효율이 극대화되어 선박의 부식방지 기능이 향상되는 효과가 있다. 이에 따라, 선박에 대한 희생 양극의 설치 갯수를 줄이고, 희생 양극의 교체 주기를 늘일 수 있어 비용절감이 도모되고, 희생 양극 교체작업에 따르는 번거로움이 줄어드는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 비중금속 원소인 칼슘(ca), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 주석(Sn)를 첨가물질로 사용함에 따라, 국내외의 환경관련 법규를 준수할 수 있으며, 이로써 환경과 인체를 보호할 수 있는 효과도 동시에 가지게 된다.

도 1의 (a)와 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극을 보여주기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 일반적인 희생 양극, 선박 부식방지용 희생 양극 등으로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극을 보여주기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극(1)은 선박에 설치되어 선박의 해양 운항시 해수나 해풍에 의한 부식작용을 우선적으로 유도하게 되는 것이다.

이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극(1)은 양극 본체(1a)와, 양극 본체(1a) 양단으로 돌출되는 접속단(1b)으로 이루어져 선박을 이루는 선체에 접속단(1b)이 고정되도록 선박에 설치된다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 희생 양극(1)은 정해진 금속 소재가 주조가공되어 이루어진 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 희생 양극(1)은 아연(Zn) 합금을 주성분으로 한 금속 소재로 이루어진다. 물론, 희생 양극(1)은 아연 합금 이외에 알루미늄(Al) 합금, 마그네슘(Mg) 합금을 주성분으로 한 금속 소재로 이루어질 수도 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 희생 양극(1)은 수소과전압(水素過電壓:hydrogen overvoltage)이 높은 비중금속 원소로 이루어진 첨가물질을 함유하는데, 특히, 주석(Sn) 원소를 첨가물질로 함유하게 된다. 여기서, 수소과전압은 전기분해 과정에서, 음극에 수소가 발생하기 위해 필요한 전위와 수소의 평형 전극 전위의 차이를 지칭하는 것으로, 구리(Cu), 카드뮴(Cd), 주석(Sn), 납(Pb), 아연(Zn), 수은(Hg)의 순서로 수소과전압이 높아지나, 카드뮴(Cd), 납(Pb), 수은(Hg)은 중금속 원소이므로 첨가물질로 사용하지 않는다. 여기서, 필요시 주석(Sn) 원소는 구리(Cu)로 대체될 수 있고, 희생 양극(1)의 주성분으로 아연(Zn) 합금 이외의 소재가 사용될 경우 첨가물질로서 아연(Zn)이 사용될 수도 있다.

이와 같이 수소과전압이 높은 주석 원소가 첨가물질로 사용되면, 주석 원소의 작용에 의해 희생 양극(1)은 전기화학적으로 낮은 부식전위를 가지게 되는데, 이에 따라 희생 양극(1)에 의한 선박 부식방지 효율이 향상된다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 희생 양극(1) 제조시 첨가되는 첨가물질로는 주석(Sn), 구리(Cu), 아연(Zn) 이외에 칼슘(ca), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al) 등의 비중금속 원소가 사용될 수 있다.

이와 같이 첨가물질로서 비중금속 원소가 사용됨에 따라, 선박 운항시 희생 양극(1)과 해수 간의 접촉 등에 의한 주변환경의 중금속오염이 방지된다. 또한, 희생 양극(1)과 작업자의 신체 간 접촉에 의한 인체의 중금속오염도 방지되어 인체가 중금속으로부터 보호될 수 있게 된다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

1 : 희생 양극 1a : 양극 본체
1b : 접속단

Claims

수소과전압(水素過電壓:hydrogen overvoltage)이 높은 비중금속 원소로 이루어진 첨가물질을 함유하는 것을 특징으로 하는 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극.
제 1항에 있어서,
상기 희생 양극은 아연(Zn) 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극.
제 1항에 있어서,
상기 첨가물질은 칼슘(ca), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 아연(Zn) 및 주석(Sn) 군 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 낮은 부식전위를 가지는 선박 부식방지용 희생 양극.