건설 현장의 부식

작업현장에서 부식을 고려하는 것이 왜 중요할까요?

매년 전 세계에서 생산하는 강재의 약 1/5은 부식으로 손상된 부분을 교체하는데 사용됩니다. 이처럼 보수작업에 드는 상당한 경제적 손실보다 더욱 큰 염려는 부식으로 인해 앵커 시스템이 붕괴되어 안전을 위협할 수 있다는 점입니다.

이러한 위험을 줄이는 최선의 방법은 부식을 방지하는 것입니다. 능동적인 부식 방지로는 도금 분리, 내성 물질, 음극 방식 등과 같이 강재가 부식성 환경에 반응하는데 직접 영향을 미치는 방법이 있습니다. 수동적 부식 방지로는 금속 또는 비금속 보호 코팅을 적용하여 금속 자재를 부식성 물질로부터 떼어 놓아 부식 속도를 늦추는 방법이 있습니다.

왜 부식이 관련이 있나요?

미국 용융아연도금협회(AGA)는 금문교 전체를 용융 아연도금했다면 건설비가 약 15% 증가하지만 다리 개장 이후의 유지 보수 및 수리 비용을 최대 10억 달러 절감했을 것으로 추정합니다. 극단적인 사례이긴 하지만, 초기에 효율적인 부식 방지에 투자하면 장기적으로는 오히려 이득이 될 수 있습니다. 부식 방지를 위해 사후 검사 또는 유지 보수에 의존하지 않고 설계 단계에서 적절한 부식 방지법을 채택하면 됩니다. 비효율적인 부식 방지는 구조의 수명을 단축할 뿐만 아니라 최악의 경우 많은 비용이 드는 재작업이나 붕괴 가능성으로 이어질 수 있습니다. 출처: https://galvanizeit.org/about-aga/news/article/how-much-money-if-the-golden-gate-bridge-had-been-galvanized

부식이란?

부식은 금속과 주변 환경 간의 물리화학적 반응으로, 금속의 속성이 바뀔 수 있으며 금속, 환경 또는 부분을 구성하는 기술적 시스템에 중대한 기능적 결함을 유발할 수 있습니다(ISO 8044:2010 참조).  탄소강, 스테인리스, 아연도금, 알루미늄 등 엔지니어링에 일반적으로 사용되는 금속에서 일반적으로 발생하는 부식은 시간이 경과하면서 더욱 안정적인(제조 이전) 상태로 열화되는 것을 의미합니다.

영향을 미치는 요소

부식의 위험성을 평가하려면 환경 조건, 자재 속성, 자재 조합 및 설계 특성 간의 상호 작용을 평가해야 합니다. 다음은 고려해야 할 가장 일반적인 영향 요소입니다(특정 작업공정 및 환경과 관련되었으며 기타 덜 일반적인 요소가 많음에 유의). 전해질: 모든 대기 부식 반응의 필수 요소(예: 습도, 습기 등) 온도: 온도가 높을수록 부식 반응 속도가 빠름 //

화학 물질: 해풍에 포함되어 있거나 겨울에 빙판 제거 목적으로 사용하는 염분 또는 수영장의 염소 등이 부식을 가속화할 수 있음 //

산업 공해: 이산화황 및 기타 오염 물질이 부식을 가속화할 수 있음 //

상이한 금속: 상이한 금속이 직접 접촉할 때(한쪽 금속의 불활성 정도가 더 적은 경우) 부식 위험성이 증가함

부식의 유형

전기화학적 반응

대부분 부식 반응에는 전기화학적 특성이 있습니다. 전기화학적 반응은 물과 같은 전도성 전해질에서 금속과 이온 간 전자의 전기적 교환을 의미합니다. 부식의 유형 예: 균일 부식 //

틈새 부식 //

공식 //

도금 부식

기계적 응력이 결합된 영향

이 유형의 부식은 기계적 및 전기화학적 부식 프로세스가 결합하여 특정 물질에 균열이 발생합니다. 물질 내부 응력은 부식을 충분히 촉발할 수 있습니다. 이 프로세스에서는 강도가 높거나 경화된 탄소강이 응력을 받아 부서지면서 갑자기 파괴됩니다. 작업공정에 따라서는 이 유형의 부식 때문에 특정 소재 사용이 제한됩니다. 부식의 유형 예: 응력 부식 균열(SCC) //

수소로 인한 균열(또는 이차 수소 취화) 

환경적 카테고리

건설 현장에서 부식은 비용 및 안전에 중대한 영향을 미치며, 특정 작업공정에서는 부식 위험을 줄이기 위해 특별히 주의해야 합니다. 환경적 카테고리는 중요하게 고려해야 할 측면입니다. 환경적 카테고리는 일반적인 환경적 부식성에 따라 분류되며, 위에서 언급한 공통적인 영향 요소를 고려합니다.

옥내 작업공정

  • 사무실 건물, 학교 등 응축이 발생하지 않는 건조한 옥내 환경(난방 또는 에어컨 가동 구역) //
  • 저장 창고 등 일시적 응축이 발생하는 옥내 환경(난방을 가동하지 않으며 오염 물질이 없는 구역)

옥외 작업공정

  • 오염도가 낮은 옥외, 농촌 또는 도시 환경 바다와 멀리 떨어진 곳(10km 이상) //
  • 해수의 오염 물질이나 염분이 약간 응축되는 옥외, 농촌 또는 도시 환경 바다에서 1~10km 떨어진 곳 //
  • 해안 지역 바다에서 1km 이내 떨어진 곳 //
  • 산업 오염이 심한 옥외 지역 연평균 대기 중 SO2 농도가 10μg/m3 이상인 곳(예: 오염 유발 공장 인근) //
  • 빙판 제거 목적으로 염분 처리하는 도로 인근 지역 도로로부터 거리 10m 이내

특수 작업공정

빙결 제거가 이뤄지는 터널, 실내 수영장, 화학 공장의 특수 작업공정(예외 적용 가능) 등 특별한 부식성 조건을 가진 지역입니다.

부식을 방지하려면 어떻게 해야 하나요?

부식을 완전히 차단할 수는 없습니다. 부식 방지의 목적은 제품 또는 조합의 예상 수명 기간 동안 구조적 무결성(필요한 경우 외관 포함)을 유지하는 것입니다. 수동적인 방법으로는 환경 조건에 적합한 자재 선택, 보호 코팅을 들 수 있습니다. 

적절한 부식 방지 방법 선택

앵커, 화약식 타정공구 및 나사

전 수명 기간 동안 화스너의 성능과 신뢰성을 높이려면 영향 요인을 식별한 다음 적합한 화스너를 선택해야 합니다. 체결 요소의 공통적인 작업공정에 대한 일반 가이드라인이 설명된 표(5페이지)를 보려면 링크를 클릭하세요.

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목재 네일

목재는 함유된 유기산이나 화학적 첨가제(예: 방부제, 난연재)에 의해 부식될 수 있습니다. 목재 네일의 부식 방지 유형을 선택할 때는 대기 조건뿐만 아니라 목재 자체의 부식 발생도 고려해야 합니다. 목재 네일이 사용되는 공통적인 작업공정에 대한 일반 가이드라인이 설명된 표(6페이지)를 보려면 링크를 클릭하세요.

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모듈식 지지대 시스템

초기 코팅 시 일반적인 수명 등급 평가는 대기의 부식성에 달려 있으며, 전 세계적으로 큰 차이가 있습니다. 실용적인 접근을 위해 힐티는 각 지역을 구분합니다. 힐티 설치 시스템(예: 채널 시스템, 파이프 체결)의 일반적인 기대 수명에 대한 일반 가이드라인이 설명된 표(7페이지)를 보려면 링크를 클릭하세요.

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부식 방지를 위해 힐티를 선택하는 이유

시험 사용 및 테스트

힐티는 실험실 및 필드에서의 종합적인 부식 테스트를 통해 제품의 부식 방지를 평가합니다. 힐티는 다양한 환경 조건에 적합한 부식 방지 방법을 포함하는 올바른 솔루션을 제공할 수 있습니다. 어떠한 환경이며 어떤 부식 방지 방법이 필요하든 힐티가 고객님에게 적합한 솔루션을 제공합니다.

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고객과 협력

설계에서 설치까지

힐티 그룹은 전 세계 120여 개국에 28,000명 이상의 직원을 두고 있습니다. 고도로 훈련된 영업 담당자, 현장 엔지니어 및 사무실 근무 팀으로 구성된 현지 팀이 설계, 물류, 설치를 비롯한 모든 분야에서 고객님을 지원합니다. 언제 어디든지 고객님이 필요하면 현장에서, 전화로 또는 이메일로 지원해 드립니다. 또한 프로피스 엔지니어링 소프트웨어, 모바일 앱, 종합적인 BIM/CAD 라이브러리 등 다양한 디지털 리소스를 마련해 두고 고객님이 프로젝트에 적합한 공구를 선택하도록 지원하고 있습니다.

부식성 환경에서 강재에 체결

힐티는 에너지 및 산업 부문에서 흔히 볼 수 있는 사실상 모든 부식 환경에서 빠르고 안정적이며 효율적으로 강재에 체결하도록 돕는 다양한 솔루션을 제공합니다.