[ 금속의 방청방법 ]

[솔라플래너]

[ 금속의 방청방법 ]

오늘은 저희 밴드의 질문에 답변차 게시하였던 금속의 방청방법에 대한 짤막한 글을 공유합니다.
구조재료에 대해 궁금해 하시는 분도 많은 것 같구요.

제가 이 분야 전문가도 아니고 밴드에 글을 길게 쓸 수도 없으니 제가 아는 내용을 간단히 소개합니다.

우리가 구조재로 가장 많이 사용하는 철은 녹이 스는데 녹이 나는 것을 부식이라고 하고 이것은 보기에도 흉할뿐만 아니라 금속의 강도를 저하시킴으로 부식을 방지하는 방청방법을 강구합니다.

금속의 방청방법을 크게 나누면
1. 녹이 슬기 어려운 합금강을 사용한다.
2. 표면에 희생용 금속을 도금한다.
3. 표면에 방청 도장을 한다. 가 있고
비용은 1. 2. 3. 순이고 방청효과도 1. 2. 3. 순입니다.

우선 1 과 3을 간단히 설명하면
1. 은 스테인레스강을 사용하는 방법입니다.
3. 은 철의 표면에 에나멜이나 락카등 페인트를 칠하는 방법입니다.

2. 도금은 강재의 표면에 철보다 이온화경향이 큰 금속을 도금하여 이것은 희생시켜 철의 부식을 막는 방법입니다.

도금하는 금속으로는 아연이 많이 사용되는데 아연이 가격이 싸고 용융점이 낮아 취급이 편리하기 때문입니다.

아연도금의 방청원리는 희생방식입니다.
철이 녹이 스는 조건에 놓여 있을때 아연이 철보다 먼저 반응하여 이온화 됨으로써 철을 보호합니다.
그래서 아연도금은 페인트를 도포한 것과 달리 자르거나 구멍을 뚫어도 또 도금층에 스크래치가 나도 방청효과를 유지합니다.

아연도금의 방청효과는 주위의 부식환경에 따라 다르고 주위환경이 동일할 때는 도금층의 두께에 따라 방청수명이 결정됩니다.

철은 습도와 온도가 높고 주변의 PH값이 높을수록 또 전해질과 접촉하고 있을 때 부식이 잘 일어납니다. 그래서 수분이 있고 매질이 다른 지표와 접하는 부분의 부식이 빠릅니다.

금속의 이온화경향을 나타내는 도표입니다.

출처 : 천재교육

학교에서 화학시간에 "칼카나마알아쇠니주납수구수은백금"이라고 외웠던 기억이 새롭습니다.

이 도표에서 처럼
아연도금은 전기화학적 희생방식 방법이라 일부분이 부식환경에 노출되었다고 해서 그 부분만 빠르게 녹이 스는 것이 아니라 전체 아연이 소진될 때까지 부식이 일어나지 않다가 도금한 아연이 소진되고 나면 강제의 전표면에 걸쳐 부식이 시작됩니다.

비닐하우스나 도로의 가드레일 또 근래 태양광발전의 기초공법으로 적용하는 그라우팅공법에서 지표면과의 접촉부에 별다른 보호없이 사용하는 이유입니다.

1. 2. 3. 외에 녹이 슬지 않는 금속을 사용하는 방법이 있겠는데 수소보다 이온화경향이 작은 금속을 사용하면 됩니다.
금과 은, 백금인데 이들 금속은 강도를 떠나 귀금속으로 비싸서 사용할 수 없습니다.

또 한가지 요즘 철강재와 함께 구조재로 쓰임새가 확대되고 있는 알루미늄입니다.
알루미늄은 이온화경향이 높은 금속인데 왜 녹이 안스느냐는 의문이 생기겠죠.
알루미늄, 녹 잘습니다. 매우 빠르게 녹이 습니다.

다만 알루미늄이 공기와 접촉하면 산화되어(녹이 슬어) 산화알루미늄이 되는데 이 산화알루미늄은 조직이 치밀하고 얇고 단단하여 더 깊은 곳으로의 부식진행을 막습니다.

철강재에 스는 녹은 산화철로 모재인 철강보다 무르기 때문에 부식을 촉진시킨다는 점이 알루미늄의 경우와는 다릅니다.

그래서 스테인레스도 알루미늄과 동일한 원리로 녹이 슬지만 녹이 슬지 않는다고 표현합니다.

PS
또 요즘 많이 사용하는 포스맥은 강판의 표면에 알루미늄과 마그네슘으로 방청도금을 한 것입니다.

https://youtu.be/4rYqM2_8eYI

#솔라플래너칼럼

[함박눈]

강원도 철원군 양지리 지나서 약 100 여년전 일본시대때 금강산가던 전철이 있었는데 유곡리라 하는동네의 하천을 건너는 다리 위에는 전선 및 절연애자를
붙잡아주는 금구(앵글)이 일부는 녹이 슬었지만 대부분 "아연도금" 상태가 그대로 남아있음을 볼때 당시의 기술이 새삼스럽게 느끼어집니다...nqb1851@hanmail.net

[솔라플래너]

아 그렇군요.
일반 아연도금도 공기만 청정하면 200년 이상 도금이 유지된다고 합니다.

[함박눈]

그정도 유지 된다면 평생.또는 영구적이라 할수 있지요...