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부식촉진실험을 통한 구조용 강재의 부식환경별 부식상태 평가
허창재 ( Heo Chang-jae ),유훈 ( Yoo Hoon ),하민균 ( Ha Min-gyun ),안진희 ( Ahn Jin-hee ) 한국구조물진단유지관리공학회 2023 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.27 No.1
일반적으로 강구조물의 내구성 확보를 위하여 강재 표면에 도장을 실시하고 있으나, 사용기간 증가와 부식환경에 영향을 받는 도막의 내구성 저하가 발생할 수 있다. 도막의 내구성 저하가 발생한 강구조물의 경우 부식환경 조건에 따라 강구조물의 부식손상을 발생시킬 수 있으므로 강구조물의 효과적인 유지관리를 위하여 부식환경 조건에 따른 강재의 상대적인 부식 상태를 확인할 필요가 있다. 따라서, 본 연구에서는 다양한 부식환경에 노출된 구조용 강재의 부식손상 상태를 부식촉진실험을 통하여 평가하였다. ASTM G85 Annex 5-Dilute electrolyte cycle fog/dry 기준의 부식환경조건과 화학적 요소를 변화시킨 부식환경조건에 대한 부식촉진실험을 진행하고 이에 따른 부식손상 상태를 비교하였다.
부식환경 조건을 고려한 부식촉진실험의 부식손상 수준과 부식전류량 비교
허창재(Chang-Jae Heo),하민균(Min-Gyun Ha),박찬현(Chanhyun Park),안진희(Jin-Hee Ahn) 한국방재학회 2023 한국방재학회논문집 Vol.23 No.5
본 연구에서는 강구조물의 노출환경에 따른 상대적 부식열화 수준을 평가하기 위하여 도장의 내구성 평가에 사용되는 ASTM G85-19 실험방법을 이용한 부식촉진실험을 진행하였다. ASTM G85-19 실험방법을 이용한 부식촉진 실험에서 강구조물에 대한 상대적 노출환경 변화 조건을 고려하기 위하여 실험에 적용되는 염분농도와 황산암모늄 유무에 따른 환경조건별 촉진 시험편의 중량변화를 이용하여 평균부식두께 변화를 평가하였다. 또한 부식촉진 실험조건별 부식환경에 따른 부식전류를 확인하기 위하여 ACM 센서를 이용하여 부식촉진실험 조건별 부식전류량을 측정하였다. 부식촉진실험 결과 염분량과 황산암모늄과 같은 촉진실험 조건변화에 따라 평균부식두께는 1.1~2.7배, 부식전류량은 1.2~5.7배까지 변화되었음을 확인하였다. This study conducted an acceleration corrosion test based on ASTM G85-19 standards to evaluate the durability of both steel and paint-coating. The objective was to assess the relative corrosive deterioration based on variations in the corrosive environment. In the ASTM G85-19 test method, we systematically altered the concentration of chloride and (NH4)2SO4 to simulate different corrosive environmental conditions. The mean corrosion depth of the steel specimens was determined by quantifying weight throughout the acceleration cycle. Additionally, we measured the corrosion current output using the ACM sensor to validate the corrosive environmental condition corresponding to different acceleration cycle scenarios. Analysis of the results from the acceleration corrosion test revealed significant variations. The mean corrosion depth exhibited a range of 1.1 to 2.7-fold change, while the corrosion current showed fluctuations ranging from 1.2 to 5.7 times, contingent upon the conditions of the acceleration test, including the quantities of chloride and (NH4)2SO4 present.
하민균,허창재,유훈,안진희,Min-Gyun Ha,Chang-Jae Heo,Hoon Yoo,Jin-Hee Ahn 한국구조물진단유지관리공학회 2023 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.27 No.4
In this study, to analyze the correlation of surface chloride and corrosion amount level according to the installation location of steel members exposed to the marine environment, the surface chloride and mean corrosion depth were evaluated by member units for box girder members of the offshore steel bridge and box specimens. The surface chloride was measured monthly using the Bresle method for one year. The corrosion amount was evaluated by converting the weight loss due to corrosion products generated in the monitoring steel plate into mean corrosion depth. As a measurement result of the surface chloride and corrosion amount, relative differences in surface chloride and mean corrosion depth were appeared depending on the shape or installation location of the steel members. Moreover, even if members of the same shape were installed in the same bridge, it was confirmed that the corrosion amount was increased locally and rapidly. The tendency of corrosion amount depending on the surface chloride was evaluated to analyze the correlation between surface chloride and corrosion amount, and the relation equations that can asseses the corrosion amount depending on the surface chloride were analyzed. From the results of the correlation between surface chloride and corrosion amount, it was found that the corrosion amount of the steel member affected by the surface chloride was varied up to about 1.15 times depending on the structural detail.
하민균 ( Ha Min-gyun ),허창재 ( Heo Chang-jae ),박찬현 ( Park Chan Hyeon ),안진희 ( Ahn Jin-hee ) 한국구조물진단유지관리공학회 2023 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.27 No.1
강구조물의 부식손상과 관련된 부식환경요인으로 온도, 상대습도, 젖음 시간, 염분 등이 있으며, 부식환경요인은 부재형상 등에 따라 국부적으로 변화할 수 있다. 부식환경요인 중 염분은 국부적으로 부식방지를 위한 도장표면에 침투하여 강구조물의 내구성을 감소시킬 수 있으므로, 염분에 따른 강구조물의 부식 내구성 평가가 필요하다. 본 연구에서는 부식환경요인 중 염분에 의한 부식량의 영향을 평가하기 위하여 비래염분에 영향을 받는 지역을 대상으로 부식환경과 이에 따른 부식량을 평가하였다. 강재 표면에 누적되는 염분량을 1년간 매달 계측하였으며, 1년간 발생한 평균부식두께를 이용하여 표면염분량과 부재 형태에 따른 상대적인 부식량을 평가하였다. 표면염분량에 따른 강재의 부식량 평가 결과, 부재형태 따라 표면염분량이 변화하고 평균부식두께 또한 표면염분량에 비례하여 증가하는 것으로 나타났다.
하민균 ( Ha Min-gyun ),허창재 ( Heo Chang-jae ),안진희 ( Ahn Jin-hee ) 한국구조물진단유지관리공학회 2022 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.26 No.1
강구조물의 부식열화를 유발하는 환경인자는 구조물이 설치된 대기환경조건에 따라 상이하게 나타날 수 있으므로, 다양한 환경조건에 따라 상대적으로 발생하는 부식환경인자를 평가할 필요가 있다. 본 연구에서는 다양한 부식환경인자 중 젖음 시터를 활용하여 지역별 평균 연간 젖음 시간을 평가하였다. 환경조건별 젖음 시간을 평가하기 위하여 상대적으로 습도가 높은 해양환경과 양호한 부식환경의 내륙환경을 대상으로 평균 연간 젖음 시간을 분석하였으며, 국내의 대기환경에 따라 상대적으로 나타나는 지역별 연간 젖음 시간 수준을 평가하였다.
하민균 ( Ha Min-gyun ),허창재 ( Heo Chang-jae ),안진희 ( Ahn Jin-hee ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.25 No.2
본 연구에서는 강구조물의 국부 부식환경을 평가하기 위하여 실제 강구조물에서 계측한 강재 표면의 젖음시간과 부식손상량을 분석하였다. 젖음시간은 부식환경 모니터링 센서의 부식전류량 계측 결과를 활용하였으며, 강재 시험체의 평균부식두께와 젖음시간의 상대적인 비율을 비교하였다. 젖음시간에 따른 부식손상량 분석을 결과 강재의 부식손상량은 각 부재에서 발생하는 국부부식환경 조건 중 강재 표면 젖음시간의 비와 연관성을 가질 수 있는 것으로 분석되었다.
강민규 ( Kang¸ Mingyu ),하민균 ( Ha¸ Min-gyun ),허창재 ( Heo¸ Chang-jae ),안진희 ( Ahn¸ Jin-hee ) 한국구조물진단유지관리공학회 2023 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.27 No.2
아연도금은 구조물에 설치된 강재의 표면에 용융된 아연층을 형성하여 부식을 유발하는 환경인자로부터 강재를 차단하여 방식성능을 확보하는 방법이다. 일반적으로 아연도금은 기타부재에 적용되는 방식 방법으로, 기타부재라 하더라도 열악한 부식환경에 노출된 아연도금 부재의 국부적인 부식열화로 인한 부재자체의 손상이 발생할 수 있으므로, 아연도금 부재의 부식열화상태에 대한 지속적인 확인이 필요하다. 본 연구에서는 아연도금 강재의 부식열화 상태를 평가하기 위하여 실내 염수분무실험을 진행하였으며, 촉진싸이클에 따른 아연도금 시편의 외관상태를 비교하였다. 촉진싸이클에 따른 아연도금의 외관상태를 비교한 결과, 촉진싸이클이 진행됨에 따라 아연도금의 초기색상과 비교하여 표면이 하얗게 변색되어 아연도금 층이 소모되면서 강재표면에 녹이 발생하고 확장하는 것을 확인하였다.