알루미늄 합금의 부식 방지 기술
조선에서 알루미늄 합금의 장점
알루미늄 합금은 비중이 낮고 비강도가 높으며 해수 내식성, 비자성 및 저온 성능이 우수하다는 장점이 있어 조선 산업에서 점점 더 많은 관심을 받고 있습니다.
알루미늄 합금을 선체 재료로 사용하는 선박은 효과적으로 무게를 줄이고 안정성과 속도를 개선하며 선박의 기술 및 전술적 성능을 향상시킬 수 있습니다. 알루미늄 합금은 특히 고속 하이드로포일, 호버크래프트, 소형 수상 선박 및 일부 특수 목적 선박에 적합합니다. 알루미늄 합금의 불활성 가스 용접 기술이 개발됨에 따라 생산 비용이 절감되고 알루미늄 합금 소재의 장점과 해양 환경에서의 적용이 지속적으로 확대되고 있습니다.
해양 환경을 위한 코팅 시스템
해양 환경은 상대적으로 열악하기 때문에 작업 환경에서 알루미늄 합금의 부식 방지 요구 사항이 더 높습니다. 알루미늄 합금 선박 바닥과 수선 위의 부식 환경은 다릅니다. 선박 바닥은 주로 자연 해수의 침투 침식과 수생 생물의 부착이며, 위의 물줄기는 주로 염수 분무 부식과 대기 노화입니다. 따라서 선박 바닥과 수선 위의 부식 방지 페인트 요구 사항은 동일하지 않습니다.
- 수선선 아래: 코팅은 침투 침식 및 생물 오염에 저항해야 합니다. 폴리우레탄 탑코트, 에폭시 프라이머, 특수 방오 페인트가 일반적으로 사용됩니다.
- 수위선 위: 코팅은 우수한 내후성, 광택 유지력, 프라이머와의 호환성이 필요합니다. 일반적으로 폴리우레탄 마감 코팅, 알키드 마감 코팅, 아크릴 마감 코팅이 사용됩니다. 에폭시 또는 아크릴로 개질된 고급 탄화 플루오르 코팅은 향상된 성능을 제공합니다.
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알루미늄 합금을 위한 부식 방지 기술
부식을 완화하기 위해 다른 보호 기술과 방법이 사용됩니다:
- 아노다이징은 알루미늄의 천연 산화물 층을 강화하여 부식과 내마모성을 향상시킵니다. 아노다이징에는 황산 아노다이징, 하드 아노다이징, 크롬산 아노다이징 등 다양한 유형이 있으며, 각각 다양한 보호 수준과 특정 용도를 제공합니다.
- 크로메이트 전환 코팅은 알루미늄 표면에 보호용 크로메이트 층을 형성하여 우수한 내식성을 제공하고 추가 코팅을 위한 베이스 역할을 합니다.
- 페인트, 래커, 파우더 코팅과 같은유기 코팅은 부식성 요소에 대한 물리적 장벽을 형성합니다. 일반적인 유형으로는 자외선 차단 기능이 뛰어난 폴리우레탄 코팅, 강력한 접착력과 내화학성을 제공하는 에폭시 코팅, 내구성이 뛰어난 파우더 코팅이 있습니다.
- 음극보호는 아연 또는 마그네슘과 같은 희생 양극을 사용하여 합금 대신 부식을 일으켜 알루미늄을 보호하는 방식입니다. 임프레스 전류 시스템은 외부 전원을 사용하여 보호 기능을 제공합니다.
- 전기 도금은 알루미늄 표면에 니켈이나 크롬과 같은 금속 층을 증착하여 내식성을 강화하는 방식입니다.
- 부식억제제는 부식 과정을 늦추기 위해 환경에 첨가하는 화학 물질입니다. 이러한 억제제는 유기 또는 무기 억제제일 수 있습니다.
- 레이저 표면 용융, 이온 주입, 샷 피닝과 같은표면 처리는 알루미늄의 표면을 수정하여 내식성을 향상시킵니다.
이러한 기술과 방법은 알루미늄 합금을 부식으로부터 보호하여 다양한 응용 분야, 특히 혹독한 해양 환경에서 내구성과 수명을 보장하는 데 종합적으로 도움이 됩니다.
결론
알루미늄 합금은 무게 감소, 성능 향상, 우수한 내식성 등 선박 건조에 상당한 이점을 제공합니다. 선박의 여러 부품이 직면하는 특정 환경 문제에 맞춘 효과적인 부식 방지 전략은 알루미늄 합금 선박의 수명과 신뢰성을 보장합니다. 아노다이징, 코팅, 음극 보호 및 기타 기술을 조합하여 사용하면 해양 분야에서 알루미늄 합금의 내식성을 극대화할 수 있습니다. 자세한 내용은 Stanford Advanced Materials (SAM)에서 확인하세요.
참고자료:
[1] Ahmad, Hafiz Imran & Sharif, Muhammad & Hussain, Safdar & Badar, M. & Afzal, H. (2013). 양극 알루미나를 유전체로 사용한 고주파 대기압 유전체 장벽 방전에 대한 분광학 연구. 플라즈마 과학 및 기술. 15. 900. 10.1088/1009-0630/15/9/13.
