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배관의 건전성을 진단하는 ECDA에 토양비저항이 목록에 들어가 있습니다. 여기서 토양비저항은 그 지역 전체의 비저항을 말하는 것입니다. 물론 특정 지점의 비저항을 측정해서 반영을 한다던가 굴착을 했을 때, 배관 바로 옆 토양의 비저항을 측정해 볼 수는 있겠지만 별로 의미는 없습니다. 그리고 토양의 비저항은 측정할 때마다 차이가 많이 날 수도 있고 측정 오차도 매우 큽니다. 그래서 500M 간격으로 측정을 해서 평균값(대수평균)을 적용하는 거죠. 질문하신 내용중에 soil box는 지면의 흙을 담아서 측정하면 안됩니다(대부분 말라있기 때문에 비저항은 엄청나게 높게 나옵니다). 굴착을 해서 측정을 한다고 해도 압축정도를 맞출수가 없고 습도도 변하기 때문에 역시 오차가 클 수밖에 없죠. 정리를 하자면, 토양비저항 측정은 지하에 금속구조물이 없는 곳에서 하면 되고, 배관의 위치와 가까울 필요는 없습니다(1~2 km 떨어져도 됩니다). 그리고 측정을 여러 곳에서 해서 평균값을 알고 있으면 됩니다(몇 백m 떨어진 여러곳을 말하는 겁니다). 중요한 건 토양비저항이 부식에 미치는 영향이기 때문에(토양비저항이 작으면 부식에 취약하고 크면 상대적으로 부식을 잘 하지 않는 토양으로 판단) 그 지역 토양의 비저항이 어느정도다 하는게 중요합니다. 우리나라는 해안가를 제외한 대부분의 토양비저항이 10,000 Ω·cm 를 넘기 때문에 토양비저항을 중요하게 생각하지 않아도 됩니다.

네. 물론입니다. 발표에 제 자료를 사용하신다니 저도 좋습니다.

@@cathodic66 감사합니다

지하배관의 AC 간섭에 대한 질문이신것 같네요. 전기방식은 DC 이기 때문에 지하배관에서 AC가 측정이 되면 안되겠죠. 하지만 AC 가 측정되는 경우가 종종 있습니다. 자세한 내용은 AC 간섭 강의에서 할 예정이구요(1년 정도 후나 될 것 같습니다.) AC 간섭 여부는 배관의 전위측정과 동일하게 AC를 측정해 보는 겁니다. 테스터기의 모드를 ACV 로 놓으면 됩니다, 이 측정에는 기준전극이 필요 없습니다.(기준전극으로 측정하는 것과 테스터기의 - 단자를 그냥 땅에 대고 측정하는 것이 같은 값이 나옵니다.) 이 때, 대부분은 1V 미만의 값이 나오지만, 2~3V 또는 10V 이상 측정이 되는 곳이 있을 겁니다. 많은 곳은 50V가 넘기도 하죠. 이렇게 되면 AC가 유도되고 있는 겁니다. 추가로 확인할 것이 주파수 측정인데, 테스터기마다 주파수 측정 방법이 좀 다를 수 있습니다. 배관인출선을 +단자에 대고 땅에 - 단자를 내고 주파수를 측정하면 180Hz(제3고조파)가 측정이 될 겁니다. 180Hz가 측정이 되면 AC 가 유도가 되는 것이고, 만약 60Hz 가 측정이 된다면 누전입니다. 대부분은 유도간섭이기 때문에 180Hz가 측정이 될텐데, 우리나라에서 이 유도간섭은 실제로 아주 흔하고 위험합니다. 감전 사고도 일어날 수 있습니다.

네, 영향을 미칩니다. 임시양극 뿐 아니라 기존에 정류기 옆에 설치된 양극도 마찬가지죠. 양극 주변은 전류가 크기 때문에 배관과 떨어져 있는 주변의 다른 금속이 간섭으로 인해 피복손상부로 나타나기도 하고, 찾고자 하는 배관의 손상부도 너무 큰 전류에 가려서 안 나타날 수도 있습니다. 손상부의 크기를 나타내는 %IR 도 실제보다 높게 나타납니다. (양극과 가까운 지점은 on/off 차이가 클 수가 있어서 %IR 계산에도 오차가 많구요) 이런 여러가지 혼선을 주게 되서 DCVG 의 시작지점은 양극과 500m 정도 떨어지는게 좋은데, 이게 쉽지 않으면 상황에 맞게 100m 정도라도 떨어지도록 하세요. 저는 양극과 가까운 지점은 전류를 약하게 해서 on/off 전위 차이를 작게 하다가, 멀어질수록 전류를 올려서 on/off 전위 차이를 좀 크게 하는 방법을 가끔 사용하는데.....이런식으로 하다보면 자기만의 요령이 생깁니다.

정말 많은 도움이 됐습니다. 감사합니다^^

있기는 한데, 댓글로 설명을 할 수 있는 내용은 아닙니다. 두 지점(몇 백m 떨어져도 됩니다) 사이의 배관의 관경을 알면 그 사이의 저항을 알 수 있죠. 그리고 두 지점 사이의 전위차이를 측정합니다.(선을 끌고 와서 측정해야 합니다). 저항을 알고 전위차를 알면 전류가 계산이 됩니다.(I=V/R) 이건 2-wire line current test 라는 방법이구요. 그 사이에 분기지점이 없어야 한다는 등의 여러가지 제약이 있기는 합니다. 4-wire line current test 라는 방법이 있는데, 10 m 정도 사이의 전류를 측정하는 방법입니다. 그런데 이 방법은 미리 배관에서 선을 인출해 놓아야 합니다. 여기에 대한 내용은 NACE CP2 6장에 있습니다. 제 강의에서는 200회 정도(그때까지 한다면) 되면 이 내용을 강의를 할 것 같네요.

@@cathodic66네 답변 감사합니다. 현장에서는 할 수 있지만 제약이 있네요 감사합니다.

크롬의 이온화 경향은 아연과 철 사이에 있습니다. 그러나 이온화 경향과 산화(부식의 정도)가 일치하는 것은 아닙니다. 금속이 지속적으로 산화하기도 하고, 금속의 표면이 산화하면서 산화피막을 형성 해서 이 피막이 금속을 보호하는 역할을 하기도 합니다. 크롬은 후자에 해당하는 경우가 많습니다.

네. 반갑습니다. CIPS 측정결과, large dip, medium dip 등에 나오는 dip을 말씀하시는 거죠? 아직, DCVG, CIPS 강의를 시작하지 않았는데 그 때 자세히 설명을 드리겠구요. 간단하게 말씀드리면 일시적인 전위 하락을 말합니다. 전위가 전반적으로 -1,200mV 인데 특정지점에서만 -1,000mV가 나온다던가 하는 현상이죠. 전위가 -1,000mV 니까 문제없다고 판단하는건 초보적인 단계이구요. 좀 깊이 들어가면 이 지점만 이런 dip이 생기는지 따져봐야 하는거죠. 물론 문제가 없을수도 있죠. 즉, Voltage dip은 전위 그래프를 그리면 특정지점에서 +방향으로 움푹 파이듯이 변화가 생기는 현상을 말합니다.

보통 전해질 밖과 안에서의 anode와 cathode는 많이 혼동을 하십니다. 전해질 내에서 산화하는 전극은 양극(anode)이구요, 전자도 양극(anode)에서 음극(cathode)으로 이동합니다. 9강(anode와 cathode)을 참고하시면 도움이 되실 겁니다. 양극과 음극 중 어디의 전위가 높은가에 대해서는 단순히 +, - 기호로 얘기를 하기 때문에 굳이 따질 필요는 없어 보입니다.

ON/OFF 를 걸지 않아도 되기는 합니다. 과거에 처음 DCVG를 했을 때에는 ON 상태에서만 DCVG를 해서 피복손상부를 찾았습니다. 그런데, 지하에 우리 배관 뿐 아니라, 다른 배관들이 계속 매설되면서 문제가 생깁니다. 예를 들어, 우리 배관 옆으로 외부전원법으로 방식을 하는 다른 배관이 지나간다고 하면, 그 배관의 피복손상부 주변의 땅에서도 전류의 흐름이 생기게 되죠. 그럼 우리 배관의 피복 손상부와 다른 배관의 피복 손상부가 구별이 안 됩니다. ON/OFF 를 걸면 우리 배관의 손상부는 ON 시에만 전류의 흐름이 생깁니다. 다른 배관은 ON/OFF 와 무관하게 전류의 흐름이 지속되구요. 추가로 ON/OFF 를 걸고 DCVG를 하게 되면 ON/OFF 시의 반응을 보고 판단을 신속하게 할 수 있어서 조사 속도도 빨라지는 부수적인 효과도 있습니다.

피 방식체에 연결된 전선 접속부는 피복이 벗겨졌다 하더라도 노출된 부분이 음극(cathode)로 반응을 하기 때문에 피 방식체와 동일한 방식 대상이 되서 부식을 하지 않습니다. 즉, 이런 부분은 피 방식체의 피복손상부와 같은 역할을 합니다. 다만, 이 부분이 너무 크면 방식전류가 많이 소모되고 이 근처에서 전위측정을 하면 전선의 구리의 전위가 많이 포함이 되서 다른 부분보다 상대적으로 + 전위가 나타납니다. 피복손상부로 나타나면서 전위도 상대적으로 +로 나타나니까(ex,다른 부분이 -1,300mV 인데, 이 부분은 -1,100mV 라면) 피 방식체에 문제가 있는 것처럼 판단을 하고 이걸 확인하기 위해서 굴착을 해야 하는 경우도 있으니까 부식을 하지 않는다고 소홀히 다루시면 안됩니다.

@@cathodic66 정말 감사합니다. 건강하십시요.

DCVG 의 원리는 IR DROP 입니다. 지금 하고 있는 강의가 많이 지루한 기본적인 이론위주 이지만 이런 내용들을 알면 DCVG, CIPS 같은 실무는 그냥 이해가 될 겁니다. 지금 진행하고 있는 강의가 끝나고 3개월 정도 후면 DCVG 강의 순서가 올 것 같습니다.

외부전원의 양극 중에 귀금속류가 들어가는 경우가 일부 있지만 모두 그렇지는 않습니다. 백금 양극이 대표적인데, 주성분이 백금이 아니고 백금으로 코팅을 한 겁니다. 30년쯤 전에 은으로 코팅을 한 양극으로 제가 직접 시공을 한 경험이 있는데, 그 양극에 대한 자료는 찾을 수가 없네요. 이런 양극들은 산화반응이 일어나면 표면에 보호 산화막이 생겨서 소모율이 아주 작다는 장점이 있어서 사용을 하는 겁니다. 외부전원법의 산화전극(anode)도 소모가 되면 교체하기도 합니다. 다만, 외부전원법에서는 anode cable의 상태가 아주 중요하기 때문에(연결하면 안된다고 했었죠) 양극을 교체한다기 보다는 새로 시공하는 정도의 공사가 됩니다.

그림 윗부분 배터리 기호를 말씀하시는것 같은데요. 배터리의 + 부분이 왼쪽을 향하게 연결을 한 겁니다. 전류는 배터리의 +극에서 외부로 흐르니까 그림처럼 흐르게 되죠.

괜찮은것 같은데요. 스마트폰으로 들어보세요

​​@@cathodic66폰으로는 아주 명료하고 잘 들립니다. 좋은 강의 감사합니다. 잘 듣겠습니다.

아주 열심히 공부하셨네요. 질문하신 부분은 IR-Drop 이라는 현상입니다. 이 부분은 기초적인 부분의 강의가 어느정도 진행된 이후에 할 예정입니다. 간단하게만 설명드리면, 전해질 자체로는 전위차이가 나지 않아야죠. 따라서 전류도 흐르지 않습니다.(이온의 이동이 없는거죠). 그런데 피복손상으로 인해 이온의 이동이 생기고 전위차이가 생깁니다. 피복손상이 작다면 이온의 이동도 미미하고 전해질에서 나는 전위차이도 무시할 정도로 미미합니다(몇 mV 정도). 그런데 피복손상이 크면 이온이 많이 이동하고 따라서 전위차이도 크게 생깁니다. (이 전위차이는 금속과 상관없이 전해질에서 생기는 차이 입니다) 몇백mV 가 생기는 경우도 흔합니다. 그렇게 되면 배관의 실제 전위는 -1,100mV 인데, 배관에서 멀어질수록(기준전극을 떨어뜨릴수록) 전위는 -1,200mV....-1,300mV 이런식으로 측정이 됩니다. 이 전위는 배관의 전위가 아닌거죠. (배관과 가까울수록 가장 +방향으로 측정이 되고 이 전위가 진짜 전위입니다) 즉, 수소이온이 많이 이동할수록 전위가 +방향으로 가는게 아니고 이 수소이온의 이동으로 인해 전해질의 전위차가 생겨서 배관과 가까이 갈수록 +방향(-1,200mV → -1,100mV)으로 측정이 되는데, 배관의 바로 옆에서 측정한 전위가 가장 +방향의 전위(-1,100mV)가 되는 것이고 그 피복손상부의 실제 전위인 겁니다. 땅 위에서 측정해도 배관 바로 옆의 전위가 아닌 1M 이상 떨어진 지점의 전위이므로 실제보다 더 - 방향으로 측정이 됩니다. 심하면 실제 전위는 -700mV 인데 측정한 전위는 -1,200mV 로 나오기 때문에 부식을 하고 있는지 모르고 지나가는 경우도 많습니다. (이 부분은 좀 어렵습니다. 나중에 강의 순서가 오면 그 때 자세히 셜명드리겠습니다) 이렇게 전해질의 전위차가 생기는 현상을 이용한 것이 피복손상탐측(DCVG) 입니다.

공개되는 영상에서는 민감한 부분은 언급을 많이 자제하는데, 우리가 측정하는 전위는 모두 실제 전위와는 차이가 있는 가짜전위인 겁니다. 하지만, 그 차이가 무시할 정도로 미미한 것인가, 무시할 수 없을 정도인가는 엔지니어가 현장에서 판단을 해야죠. 그 판단을 정확히 하기 위해서는 이론공부도 많이 해야 하고 현장 경험도 많이 필요합니다.

답변 감사드립니다^^ 금속의 전위변화와 전해질의 전위변화는 다르다는 것으로 이해됩니다. 금속은 방식시 수소피막으로 인해 분극이 생겨 금속의 전위가 변한다고 보면 되고, 배관 피복손상시는 수소이온이 많이 모여 금속자체가 아니라 배관근처와 먼 곳간의 전위에 차이가 생긴다는 것으로 이해되는데, 맞는지요? 그리고, 피복손상이 안 되면 전자가 수소가 만날 수 없으니 배관따라 쭉 나아간다고 하셨는데, 그럼 손상이 안 되면 방식은 안 되고 일종의 방식 대기상태로 봐야 하는 건가요? (강의 듣기 전에 저는 배관이 전자를 받는 거 자체가 방식이라고 생각했는데, 강의후에야 전자와 수소가 만나 피막을 형성하는 것이 방식이라는 걸 알게 되었습니다.) @@cathodic66

네 맞게 이해하셨습니다. 피복이 되어 있는 부분은 방식 대기상태 라기 보다는 방식 대상이 아닌거죠. 전해질과 만나지 않으니 아무 반응이 일어나지 않는 상태입니다.

덕분에 몇일동안 혼자 고민하던게 해결이 됐습니다. 정말 감사드립니다. 앞으로의 강의도 많이 기대가 됩니다. 좋을 하루 되십시오~^^

네 그렇게 할 예정입니다만, 저도 직장인이라서 1주일에 1편이 한계입니다. 감사합니다.

전기방식(cathodic protection)이라는 분야의 내용입니다. 화학과 전기 이론이 가장 많이 필요하고, 다른 다양한 분야의 이론도 많이 필요합니다.

😍시설물의 부식방지 방법 이군요. 새로운 내용을 알게 되었네요. 감사합니다.@@cathodic66

네 알겠습니다.

제가 질문을 정확히 이해하지 못하겠는데요. 전위가 높은 곳에서 낮은 곳으로 전류가 흘러야 하는데 왜 전위가 더 - 쪽에 있는 금속에서 + 쪽에 있는 금속으로 전류가 흐르냐는 질문으로 이해하겠습니다. 금속의 전위가 -인 것은 전위가 낮은 것이 아닙니다. 금속이 환원될 때의 전위를 기준으로 하다보니 산화하는 금속의 전위는 -를 붙여 주는 거죠. 사실은, 더 -인 금속이 전위(에너지)가 높은 겁니다. 표준전위 강의를 참고하시면 도움이 될 겁니다.

산화철은 철의 원자가에 따라서 산소와 결합하는 원자의 개수가 달라집니다. 제일 흔한게 Fe2O3(산화제이철)인데, hematite(적철석) 라고도 합니다. FeO(산화제일철)은 2가의 철로만 되어 있어야 하는데 자연상태에서는 흔하지 않다고 합니다. 산화제이철 다음으로 흔한게 Fe3O4 인데 2가철과 3가철이 섞여 있죠. 이게 magnetite(자철석) 입니다. 이름에서 알 수 있듯이 자석을 만드는 원료가 됩니다. 이 마그네타이트가 자성 산화철인데, 자료를 찾아보니까 구석에 간단하게만 언급이 되어 있더라구요. 거의 사용을 하지 않는것 같습니다.

@@cathodic66 아~ 예전에 많이 사용했지만 기술개발로 이제 쓰여지지 않는것이네여 답변 감사합니다.^^