산성비에 의한 강재부식의 실험적 연구 = Experimental Study on the Steel Corrosion by Acid-Rain

국문 초록 (Abstract)

강구조물은 철강기술의 향상과 국가경제의 발전에 따라 점차 그 사용빈도가 증가하는 추세이나 주변 환경에 의한 도장이나 피막에 열화손상이 발생한 경우 부식의 영향을 받기 쉬운 단점이 있다. 부식은 시간의 경과와 더불어 축적되는 성질의 것이며, 강교의 물리적 수명을 지배하는 중요한 열화요인이다. 대기 중에 노출된 교량은 여러 부식원인 중에서도 산성비에 의한 부식이 큰 비중을 차지한다. 이처럼 산성비에 의해 도막이 열화 되고, 강재에 부식이 발생하게 되면 부재의 단면이 감소하므로 강도 및 강성이 저하되고 더욱이 국부부식이 발생하는 경우에는 부식개소에 응력집중이 일어나 피로강도가 저하되며 구조물의 물리적 수명을 지배하는 중요한 열화요인이 될 수 있다.
최근 우리나라에서는 이러한 열화 손상된 교량이 급증한 데 따라 사회적으로 교량의 안전성에 대한 관심이 높아지고 있는 실정이며 효과적이고 경제적인 유지관리가 무엇보다 중요한 과제가 되고 있다. 이러한 합리적인 유지관리를 위해서는 공용기간의 경과에 따른 열화와 손상정도의 파악 및 그 원인에 대한 적절한 대책이 강구되어야 할 것이다.
따라서, 부식의 진행에 따른 강재의 기계적 성질 변화에 대한 정량적인 자료는 설계자나 진단자에게 매우 중요한 자료가 될 것으로 판단된다.
본 연구에서는 산성환경에서 시간의 경과에 따른 교량용 강재(SS 400)의 부식특성을 인장시험을 통하여 항복강도, 인장강도 등을 대기상태와 염수분무시험 후의 값을 비교분석 함으로써 산성비에 의한 강재의 부식이 모재의 기계적 특성에 미치는 영향을 실험을 통하여 알아보았다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Structural steel has been used more and more as steel technology and a national economics has been developed. However, structural steel has its shortcomings: It is vulnerable to corrosions caused by degradation damages in painting or coating. Corrosion tends to be accumulate over time, and also is a major degradation factor to determine physical life of steel bridges. Corrosion by acid rains is one of the most devastating degradation factors of bridges that are exposed to open air. When the coating is degraded by acid rain, in turn, cross-section of bridge materials is decreased, which result in decrease in strength of a structure. Especially, when a localized corrosion takes place, a stress concentration takes place at corrosion point, which results in the decrease of fatigue strength and becomes a major factor of physical life of steel structure.
These days, the safety of bridges is brought to a public attention, as the numbers of bridges suffer from degradation damages sharply increases, which makes the effective and economic way of bridge maintenance an important issue in this country. Therefore it is required to evaluate the state and causes of degradation damages as service life of bridges passes, and come up with appropriate measures to control the damage.
Therefore, I discern the quantitative data about changes in the mechanical characteristics as the corrosion progresses to become a very important data to the designer or an examiner. In this study, I have tested the SS400 used in bridges under acidic environment in tensile test to observe the effects of acid rain on the corrosion of the material. In this I have utilized the tensile test to measure, compare and analyze the values of the yield point stress, and the stress levels before and after the salt water spray test to evaluate the effects of the acid rain on the corrosion of SS400 mechanical characteristics.

목차 (Table of Contents)

• 차례 = Ⅰ
• 그림차례 = Ⅳ
• 표차례 = Ⅵ
• 기호 = Ⅶ
• 국문요약 = Ⅷ
• 제1장 서론 = 1
• 1.1 연구배경 및 목적 = 1
• 1.2 연구내용 및 방법 = 3
• 제2장 산성비의 특성 = 4
• 2.1 산성비의 정의 = 4
• 2.2 산성비의 생성 메카니즘 = 5
• 2.2.1 황산화물 = 6
• 2.2.2 질소산화물 = 8
• 2.3 우리나라 주요도시별 산성비의 농도 추세 = 11
• 2.4 우리나라 산성비의 특징 = 12
• 2.5 산성비의 피해영향 = 13
• 2.5.1 식생 및 토양에 대한 영향 = 13
• 2.5.2 호소 및 수중생태계에 대한 영향 = 14
• 2.5.3 건축, 구조물 및 각종 재료에 대한 영향 = 15
• 2.5.4 인간에게 간접적으로 미칠 수 있는 영향 = 15
• 제3장 강재의 부식에 대한 이론적 고찰 = 17
• 3.1 강재의 부식 = 17
• 3.1.1 부식의 정의 = 17
• 3.1.2 부식의 원리 = 17
• 3.2 부식의 종류 = 20
• 3.2.1 부식의 외관상 분류 = 22
• 3.2.2 부식의 기계적 작용에 의한 분류 = 23
• 3.3 강교의 부식손상 = 24
• 3.3.1 주변 환경부식 = 24
• 3.3.2 강교의 부위별 부식 = 25
• 3.4 강재의 부식정도 평가방법 = 26
• 3.4.1 육안에 의한 분류법 = 27
• 3.4.2 부식 면적률에 의한 계산법 = 28
• 3.4.3 중량 감소율에 의한 계산법 = 28
• 제4장 실험방법 = 29
• 4.1 실험재료 및 시편 = 29
• 4.2 인공산성비의 조제 = 31
• 4.3 실험방법 및 조건 = 31
• 4.4 인장강도시험 = 33
• 제5장 실험결과 및 고찰 = 37
• 5.1 강재의 부식 형태 및 응력-변형 곡선 = 37
• 5.2 부식에 의한 강재의 기계적 성질 변화 = 44
• 제6장 결론 = 51
• 참고문헌 = 53
• ABSTRACT = 55