매설배관의 전기방식 시공 사례(외부전원법)

 

1. 자료 작성 참고 자료

한국도로공사 도로연구소(1998.12) 강관파일 전기방식 효과 및 개선방안 연구(Ⅰ)

 

강관파일 전기방식 효과 및 개선방안 연구 - 건설보고서/발간자료 건설기술정보시스템 CODIL

 

2. 전기방식의 개념

1. 금속의 성질

금속은 자연 상태에서 주로 산소와 결합하여 광석 중에 안정한 상태로 존재.

여기에 전기에너지, 열에너지를 가하여 열역학적으로 불안정한 상태로 만든 것이 금속.

따라서, 금속은 환경내의 물이나 공기와 반응하여 원래의 안정상태로 되돌아가려는 성질이 있음.

 

2. 강재 부식

금속이 그것을 둘러싸는 환경에 의해 화학적 또는 전기화학적으로 침식되는 현상.

 

3. 강재 방식

부식반응 즉 전기화학반응이 발생하지 않도록 하거나 최소화하는 것이다.

이러한 부식방지법에는 다음과 같이 크게 5 가지 방법으로 분류할 수 있다.

①강재재질의 변화 : 스테인리스강, 열처리, 냉간가공 등

②부식환경의 변화 : 부식성분(용해산소, 습기 등)을 제거하는 방식, 부식억제제 사용에 의한 방식.

③전위의 변화 -:전기방식(희생양극법, 외부전원법) 

   음극전류를 가하여 피방식체인 금속의 전위를 열역학적으로 안정한 상태로 낮추는 것을 음극방식이라 하며, 일반적으로 전기방식이라 하면 음극방식을 의미한다. 음극방식은 희생양극방식과 외부전원방식으로 구분될 수 있다. 

④설계 (design) : 구조물의 방식 실시 여부 및 방식을 실시할 경우의 적절한 방식법의 선정 검토

⑤표면 피복(被服) : 전처리, 금속피복, 무기피복(시멘트 몰탈, 콘크리트 등), 유기피복(도장 피복)

 

4. 희생양극법 및 외부전원법

 

구분	희생양극법 (Sacrificial Anode System)	외부전원법 (Impressed Current System)	비 고
개념	부식방지 대상물(피방식체)보다 저전위금속 이용 ⇒ 저전위 금속이 이온화할때 발생하는 전자를 공급하는 방식	외부 DC전원을 통해 피방식체에 전자를 공급하는 방식
특징	- 시설물의 사용기간이 양극의 설계기간보다 긴 경우에는 공용중에 양극의 교체가 필요하기 때문에 양극의 수명과 공용중의 시공성을 충분히 검토한 후 적용해야 한다. - 외부의 힘에 의해 파괴될 가능성이 적다. - 설계수명 기간동안 유지비가 적게 든다. - 전기와 같은 외부 에너지원이 필요하지 않다. - 주변구조물과 전기적으로 절연되어진 국부적인 구조물을 방식하기에 좋다. - 작용하는 전위차가 크지 않으므로 주변 구조물에 간섭 영향을 주지 않는다. - 시공이 간단하고 편리하다. - 토양 비저항이 높은 지역에는 비경제적이다. - 긴 수명을 요구하는 장소에는 불리하다. - 계절에 따라 출력 전류가 달라진다. - 산성환경에서는 양극의 수명과 효율이 급격히 떨어진다. - 용액의 화학조성과 온도에 따라 양극의 전위가 달라진다.	- 구조물의 전위를 정류기의 출력을 조정함으로써 낮은 값에서 높은 값까지 변화시킬수 있으며, 넓은 지역의 방식이 가능하다. - 전기적인 방법으로 제어 및 감시가 가능하다. - 양극의 수명이 길다. - 저항이 높은 지역의 방식도 가능하다. - 정기적인 유지관리가 필요하며 유지비가 소요된다. - 양극에 연결되는 전선이 부식될 수 있다. - 양극은 상당히 높은 전위를 유지하므로 이러한 전위가 주변의 다른 구조물에 간섭을 줄 수가 있다. - 시공이 까다롭고 시공비가 많이 든다.
적용	소규모의 소전류가 요구되는 경우 일반적으로 해수중에 적용	대규모의 대전류가 요구되는 경우 일반적으로 토중에 적용

 

희생양극법(한국도로공사 논문 인용)

 

외부전원법(한국도로공사 논문 인용)

 

 

 

 

 

 

 

3. 시공 사진

 

외부전원법 배관 시공

피방식체 : 공업용수 관

 

Cathodic Protection Rectifier

전류를 공급하는 정류장치