• 문화기술의 융합
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• 제5권4호
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• pp.367-371
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• 2019

본 연구에서는 해양성 기후조건에 있는 철도 레일의 부식으로 인한 선로장애를 최소화하고 레일의 부식을 저감시키기 위한 방식대책으로써 희생양극법을 제시하고 방식효과를 실험적으로 입증하였다. 또한 제안된 희생양극을 현장에 시험부설하여 26개월 이상 장기 레일부식모니터링 및 현장적용성을 검토하고 레일부식의 효과를 입증하였다. 셀로판테이프법을 이용한 부식상태 모니터링 결과, 현장시험부설 후 약 26개월이 경과된 현 시점에서의 희생양극의 외관상태는 양호하며, 레일복부와 희생양극의 용접부 이상 및 기타 특이사항은 발견되지 않았으나, 희생양극을 설치하지 않은 개소에서는 녹의 진전이 빠르게 진행되었다. 또한 희생양극의 적정 설치간격은 1.0~1.5m까지가 상대적으로 가장 안정적인 부식피막을 형성하는 것으로 조사되었다. 약 26개월의 모니터링 결과, 희생양극의 설치는 설치간격이 다소 넓더라도 해양성 기후조건에 있는 철도 레일의 전반적인 부식발생 수준을 안정화하는 데에 도움을 줄 수 있어 부식에 취약한 환경에 부설된 철도 레일에 적용이 가능할 것으로 분석되었다.

• 한국재료학회지
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• 제5권7호
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• pp.842-849
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• 1995

희생양극법에 의한 발전소 복수기 수실의 음극방식 효과를 수치해석을 이용하여 알아보았다. 복수기는 해수설비중의 하나로 여러 재질로 구성되어 있는데 방식을 하지 않은 경우 수실과 tubesheet와의 갈바닉 부식이 심하게 발생되며, 수실벽과 갈바닉 부식이 심하게 일어나는 부위에 희생양극을 부탁하면 많은 방식효과가 있음을 알 수 있었다. 수치해석 결과의 타당성 검토로서 model test를 행한 결과 수치해석 결과와 실험치가 잘 일치하였다

• 한국공간구조학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.73-80
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• 2006

본 논문은 지하매설 철 구조물의 전기적 부식방지를 위해 Mg 희생양극을 사용하는 부식방지 기술에 대한 연구 또한 활발히 진행되고 있다. Mg 희생양극은 지하에 매설되는 철 구조물(파이프, 탱크, 파일, 고정 앵커 등)을 부식으로부터 보호하기 위하여 사용되는 것이다. 본 연구에서는 종래의 산화 소화용 표면 보호재로 이용되고 있는 비교적 값이 싼 CaCl2 염화물을 이용하여 마그네슘 합금제조 시 CaCl2 염화물의 표면보호 효과 및 제조된 Mg-Ca 합금들의 전기화학적 특성을 조사하였다 금속 Ca가 아닌 산화방지 및 소화 용제로 이용되고 있는 염화물(CaCl2)을 이용하여 자연부식 전위 값이 -1.695VSCE 이하, 사용효율도 59% 이상인 Mg-Mn-Ca 희생양극제의 제조기술을 확립하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.23-30
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• 2019

섬유보강 시멘트계 복합재료 (이하 FRCC)는 균열 폭의 제어 등의 역학적인 효과뿐 아니라 철근방식에도 효과가 있는 것이 기존의 문헌으로부터 확인되고 있다. 본 연구에서는 아연섬유를 포함한 각종 금속섬유를 이용하여 철근의 방식효과를 부식 촉진 실험에 의해 검토했다. 더욱이 방식효과에 큰 영향을 미치는 염분침투, 희생양극 효과, 전기회로 형성에 주목하여, 각각의 요인에 있어서 검토를 실시했다. 그 결과, 금속섬유를 혼입한 FRCC의 방식효과를 확인할 수 있었으며, 특히 희생 양극효과가 높은 아연섬유의 경우, 염분침투 억제 효과가 뛰어나 내부식 성능이 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.164-164
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• 2017

해양환경 중 많이 사용되는 철강재료들은 그 가혹한 부식환경에 대응하기 위하여 일반적으로 피복 도장방식법이나 음극방식법이 적용되고 있다. 여기서 음극방식법은 선박 및 해양구조물의 해중부 부식에 대해 가장 효과적인 방식법으로 알려져 있다. 한편, 이와 같이 해수 중 철강재에 음극방식을 적용할 경우, 피방식체인 그 강재 표면에 해수 중 용존된 산소의 음극환원 반응이 일어나며 국부적인 알카리 표면 조건을 형성시켜 $Mg(OH)_2$와 $CaCO_3$의 막을 석출시킨다. 이와같이 음극방식 중 형성된 전착물은 방식해야 될 표면적을 감소시켜 방식전류밀도를 감소시키는 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 이렇게 석출된 전착물은 음극표면에 부분적으로 형성되고, 여러 가지 환경 조건 등의 영향을 받아 그 피막의 형성 정도도 가늠하기 어렵기 때문에 음극방식 설계 시 그 정도에 따른 영향을 고려-반영하기가 곤란하다. 또한 이 전착물은 그 형성 메커니즘에 관한 해석이나 강도, 균일한 밀착성, 장기적인 방식효과 및 효율성 등이 아직 충분히 입증되어 있지 않은 실정에 있다. 따라서 본 연구에서는 해수 중 다양한 전착 프로세스에 의해 제작된 전착물의 기간별, 도장코팅 종류별 특성변화를 분석 및 평가하고, 전착물에 의한 희생양극 소모전류 변화 측정 분석을 통해 전착막을 균일하고 치밀하게 형성시키기 위한 최적의 조건을 찾고자 하였다. 또한 석출속도, 밀착성 및 내식특성을 향상시키기 위해 해수 중 기체를 용해시켜 제작한 막의 특성을 분석-평가하였다. 본 연구에 사용된 강 기판은 일반구조용강(KS D 3503, SS400)으로 ${\varnothing}42.7{\times}1,000mm{\times}4.0t$의 형상으로 제작하였다. 인가된 전류밀도는 1, 3 및 $5A/m^2$이고 도장 코팅 종류별 전착 석출물의 형성차이 비교 분석을 위한 실험은 선박 및 해양구조물에 많이 사용되는 Universal Epoxy 도료 2종을 선정하여 진행하였다. 또한 Steel Wire Mesh의 영향을 알아보기 위해 Mesh를 설치하여 실험을 진행하였다. 기간별-도장 종류별 외관관찰, 전착물의 두께 측정, SEM, EDS 및 XRD를 통해 막의 모폴로지, 조성원소 및 결정구조를 분석하였으며, 전착물의 내식성과 내구성을 평가하기 위해 테이핑 테스트(Taping Test) 및 전기화학적 양극분극 시험을 실시하였다. 희생양극 소모율에 대한 전착물의 영향을 확인하기 위해 외부전원을 인가하여 전착 피막을 형성시킨 강 기판에 희생양극을 연결하여 희생양극 소모효율 측정 시험을 진행하였다. 전착물의 석출량은 시간 및 전류밀도의 증가에 따라 비례하여 증가하였으며, 음극전류 인가 시 금속과 용액 계면 사이의 확산층에서 발생한 $OH^-$ 이온으로 인해 금속과 용액 계면 사이 pH가 부분적으로 증가하여 $Mg(OH)_2$ 화합물이 많이 생성되는 것으로 확인되었다. 또한 Mesh의 부착으로 평활하지 않게 형성된 미세한 굴곡구조 및 표면적 증가로 인하여 단계적으로 피복되는데 필요한 시간이 지연되면서 $CaCO_3$에 비해 $Mg(OH)_2$ 화합물이 상대적으로 증가한 것으로 사료된다. $CaCO_3$(Aragonite) 구조는 견고한 피막으로 치밀하고 화학적 친화력이 높아 우수한 밀착성을 보였으며 전착물의 영향으로 양극 전류가 감소하였고, 이로인해 방식전류 절감효과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국재료학회지
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• 제6권4호
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• pp.401-411
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• 1996

전기방식법중의 하나인 음극방식법은 많은 해수설비를 갖추고 있는 발전소에 적용되고 있는 설비지만 운용의 측면에서는 적절하지 못한 방식조건으로 많은 문제점이 노출되고 있다. 본 연구에서는 설비지만 운용의 측면에서는 적절하지 못한 방식조건으로 많은 문제점이 노출되고 있다. 본 연구에서는 해수설비중의 하나인 발전소 복수기의 음극방식설비를 해석 대상으로 하여 가장 많이 사용되는 희생양극 재질인 Zn 양극을 입구측 파이프, 수실벽 및 천장등 여러위치에 부착한 경우 전위분포 및 전류밀도분포를 구하여 최적방식조건을 찾아보았다. 또한 전류밀도값을 Faraday 법칙을 이용부식속도로 환산하여 galvanic 부식정도와 방식정도를 평가하였다. 그 결과 희생양극을 galvanic 부식이 심하게 일어날 것으로 예상되는 위치에 부착하면 방식효과가 가장 크게 나타남을 알 수 있었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.773-776
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• 2008

해양환경에서 철근 콘크리트의 부식은 매우 심하며, 염해는 콘크리트 교량과 항만 구조물의 부식을 일으키는 주요 요인 중 하나이다. 특히 비말대 및 간만대의 수면 부분은 구조물의 안전과 수명의 관점에서 볼 때 매우 중요하다. 지난 수십 년간 토목, 건축분야에서 콘크리트구조물 부식을 억제하기 위한 방식법 중 음극방식(cathodic protection, CP)은 많은 발전을 이룩하였으며 이제 보편화되는 추세에 있다. 최근 해양환경에서 콘크리트구조물의 음극방식을 위해 아연 메쉬 희생양극법이 개발 소개되었으나 아직까지도 이에 대한 구체적 내용이 잘 알려지지 않은 상태이다. 따라서 본 연구에서는 아연 메쉬 음극방식이 환경인자에 따라 콘크리트교각에 어떤 영향을 미치는지에 대하여 조사하였다. 아연 메쉬와 철근의 거리에 따라 음극방식 효과를 측정하기 위하여 약 100cm의 파일 시험편에 10cm 세그먼트 철근 8개를 설치하였으며, 아연 메쉬 희생양극에 의한 음극방식의 설계에 관련된 정보를 얻고자 파일 시험편의 높이에 따른 음극방식 전위의 변화와 전류의 감소치를 측정하였다.

• 대한화학회지
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• 제46권5호
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• pp.444-456
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• 2002

차체의 산화를 방지하기 위하여 희생적 양극을 사용한 산화방지 장치를 개발하였다. 희생적 양극은 철보다 산화 전위가 높은 Mg, Al, Zn으로 만들어 졌고 이것은 차체의 철이나 철합금보다 먼저 산화되어 차체의 부식을 방지한다. 차체 산화방지 장치를 제작하여 철시편을 염산, 질산 및 황산에 대한 방식효과를 시간에 따라 측정하였고 SEM과 XPS를 이용하여 철시편 표면의 방식효과를 분석하였다. 철시편을 산화 방지 장치에 연결하면 산화되어 산성용액 속으로 녹아 들어가는 철의 양이 현저하게 감소하고 철시편 표면의 산화가 방지되며 산화된 철은 $Fe_2O_3$의 산화형태를 가짐을 확인하였다. 따라서 차체 산화방지를 차체에 직접 부착한다면 차체의 부식 및 산화를 효과적으로 방지할 것으로 기대된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1997년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.299-302
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• 1997

Generally the corrosion expansion of the steel due to outdoor corrosive environmental factor brings about serious problem on the durability of concrete structures. It is the purpose of this study to see whether adapted sacrificial anode method is effective or not. from the experimental results. the potential of steel in concrete in case of adapting the sacrificial anode method satisfies protection standard value (less than -850mV vs CSE).

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.46-46
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• 2007

Zn, Al 및 Sn을 각각 도금한 강기판상에 Mg박막을 이온플레이팅법에 의해 제작하였다. 이와 같은 중간층을 가진 Mg막의 내식측정결과에 의하면, Mg과 갈바닉 전위차가 작은 Zn을 중간층으로 하여 제작한 Mg 막이 Fe 모재보다 낮은 자연 전위값을 안정적으로 유지하면서 희생양극적 방식효과를 장시간동안 나타내었다.