부식 소개
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부식이란 무엇입니까?
부식의 기초
부식은 정제된 금속을 자연 산화물 상태로 되돌리는 전기화학적 과정입니다. 가장 친숙하고 모두 알고 있는 예는 철이나 강철이 녹을 발생시키는 경우입니다. 부식으로 인해 매년 수십억 달러의 인프라 및 제품 손상이 발생합니다. 우리는 일반적으로 야외에서 금속 표면의 수분 막에서 발생하는 과정인 대기 부식에 중점을 둡니다. 수분막은 너무 얇아서 육안으로는 보이지 않을 수 있습니다.

부식은 광범위한 재료 및 산업에 영향을 미칩니다. 사실상 실외에 배치되거나 기타 요소에 노출되는 모든 금속 제품에 영향을 미칩니다. 여기에는 페인트 및 코팅제, 첨가제 및 착색제, 건축 및 건축 자재, 일부 순수 금속, 전자 제품 및 다양한 자동차 부품이 포함됩니다.
부식의 주요 요소
부식은 일반적으로 물, 산소 및 이온 종 이라는 세 가지 환경 요인의 조합으로 인해 발생하는 화학적 과정입니다.
물 상대 습도, 강우량, 이슬(응축)의 형태로 나타나는 것은 거의 모든 부식성 거동에 기본이 됩니다. 일반적으로 실외 재료가 젖어 있는 시간이 많을수록 부식될 가능성이 커집니다. 매우 건조한 제품과 조립품은 부식되지 않는 경향이 있습니다. 또한 상대 습도의 값이 다르면 특히 서로 접촉하는 이종 금속의 경우 다양한 유형의 부식성 거동이 발생할 수 있습니다.
산소 부식성 행동의 주요 원동력으로, 부식에 근본적인 환원 반응의 대부분을 시작합니다. 산소는 물론 대기에서 쉽게 구할 수 있으며, 물에도 용해되어 있습니다.
이오니아 종, 특히 염화물과 황화물은 부식에도 중요한 역할을 할 수 있습니다. 부식의 화학은 매우 복잡하여 붉은 녹과 같은 잘 알려진 단순한 산화물 외에도 다양한 부식 생성물이 형성될 수 있습니다. 이것이 산성 환경이 중성 pH의 대기보다 부식 속도가 더 빠른 이유 중 하나입니다. 또한 염은 "침전"되거나 상대 습도 값이 낮을 때 액체 용액을 형성하여 재료의 습윤 시간과 부식 속도가 증가할 수 있습니다.
부식의 유형
실외 서비스 환경에서는 다양한 종류의 부식이 나타날 수 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.
- 무료 부식및 일반 부식, 재료의 표면 위에
- 갈바닉 부식, 두 가지 다른 금속이 액체 물이 있는 상태에서 접촉할 때 발생
- 틈새 부식, 주변 지역에 비해 산소 접근이 제한된 지역의 국부 부식
- 부식 부식보호 장벽이 실패하면 일반적으로 형성되는 작은 구멍
- 사상 부식 or 언더필름 부식코팅 아래에서 발생하여 심각한 박리로 이어질 수 있습니다.
부식 방지
금속의 부식을 늦추거나 멈추기 위해 다양한 전략이 사용됩니다. 실제로 실외 나 Q-FOG 복합부식 시험기에서 수행되는 대부분의 부식 시험은 이러한 예방 전략의 효과를 평가하는 것입니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.
- 페인트 – 아마도 가장 일반적인 부식 방지 접근 방식을 나타내는 유기 코팅
- 부동화 – 금속과 대기 사이에 장벽을 형성하는 얇은 산화물 층
- 변환 코팅 – 금속에 보호 표면층을 형성하는 화학적 전처리
- 도금 – 보호할 기본 금속 위에 두 번째 금속을 증착하거나 도금하는 것
- 기계 설계 – 틈새와 같은 기하학적 부식 효과를 피하기 위한 제품 및 조립품 구성
실외 환경에서 물, 산소 및 이온 종의 시너지 효과로 인해 재료가 부식됩니다. 제품이 야외에서 지속되도록 어떻게 보장할 수 있나요? 대답은 부식 시험 입니다.
부식 시험은 어떻게 수행하나요?
부식 시험에는 자연 옥외 테스트와 촉진 실험실 테스트라는 두 가지 기본 유형이 있습니다. 이 두 가지 테스트 유형은 상호 보완적이며 함께 수행되어 완전한 부식 시험 프로그램을 구성합니다. Q-Lab은 귀하의 제품과 재료에 대한 최상의 포괄적인 시험 계획을 결정하는 데 도움을 드릴 수 있습니다.
옥외폭로시험
옥외 부식 시험은 옥외 환경에 노출되었을 때 제품의 내식성을 확립하는 탁월한 방법입니다. 염분이 많은 해양 환경은 부식 방지를 평가하는 데 가장 가혹한 조건을 제공하기 때문에 테스트는 일반적으로 바다 근처에서 수행됩니다. ISO ICCET(부식성 범주 추정 도구)에 설명된 것처럼 대기의 부식성은 지리적 위치에 따라 매우 광범위하므로 해양이 아닌 환경에서도 테스트할 수도 있습니다. 부식 테스트는 자동차와 트럭이 실제 서비스 및 성능 환경에서 사용되는 자동차 시험장(proving ground)에서도 종종 수행됩니다.
옥외부식은 실외 재료의 내구성을 이해하는 가장 정확한 방법이며 포괄적인 부식 테스트 프로그램의 핵심입니다. 내후성과 같이, 옥외폭로시험을 통하여 촉진 실험실 테스트의 자격을 부여하거나 검증할 수 있습니다. 즉, "테스트를 테스트 한다"에 도움이 될 수 있습니다.

촉진 실험실 테스트
제품의 내식성을 테스트하는 가장 일반적인 방법은 실험실 테스트 챔버에서 하는 것입니다. 가속 실험실 부식 테스트는 제어된 실험실 환경에서 부식의 힘을 가속화하여 내식성에 대한 더 빠른 결과를 제공할 수 있습니다. 요약은 웨비나를 참조하세요. 현대 부식 테스트.
가속 부식 테스트는 빠르고 반복 가능하며 편리하며 품질 관리, 자격 및 연구 개발에 적합합니다. 다음과 같은 사항에 대한 더 나은 결정을 내리는 데 도움이 되는 "방향성 의사 결정을 위한 도구"입니다.
- 페인트나 코팅에 포함할 성분과 포함하지 않을 성분
- 로트 또는 배치로 고객에게 배송해도 괜찮은지 여부
- 어떤 부동태화 또는 도금 공급업체로부터 구매해야 할까요
- 어떤 가공 및 제조 매개변수를 선택해야 하는지

염수분무시험
다양한 가속 부식 테스트 프로토콜을 테스트에 사용할 수 있으며, 모두 Q-FOG 부식 테스터의 적절한 모델을 선택하면 충족할 수 있습니다. 이러한 테스트 중 가장 간단하고 오래된 테스트는 연속 염수 분무 테스트라고 합니다. 이러한 테스트 중 가장 잘 알려진 테스트는 ASTM B117 및 ISO 9227로, 35-50°C의 적당히 높은 온도에서 시편을 염분 안개 또는 안개에 노출시킵니다. 이러한 테스트에는 순환 습윤 또는 건조 단계가 없으며 가장 경제적인 Q-FOG 모델인 Q-FOG SSP, 그리고 더 진보된 CCT 및 CRH 테스터도 있습니다. 가장 일반적으로 수행되는 염수 분무 테스트는 중성 전해질 용액, 종종 희석된 염화나트륨(NaCl)을 사용합니다. 염수 분무 테스트는 대신 산성화된 염 용액을 사용하여 매우 내구성 있는 코팅에 대해 더 빠르고 더 가혹한 테스트 결과를 수행할 수 있습니다.

복합부식시험
순환 부식 테스트 추가 건조 및 고습 습윤 단계를 도입하여 자연 대기 부식에 대한 더 나은 실험실 시뮬레이션을 제공합니다. 연구에 따르면 순환 테스트의 테스트 결과는 결과 구조, 형태 및 상대 부식 속도에서 야외에서 얻은 결과와 유사합니다. 가장 초기의 순환 테스트 중 하나는 염무와 건조를 번갈아 가며 모든 Q-FOG 테스터에서 수행할 수 있는 Prohesion 테스트입니다.
자동차 조직과 OEM이 개발한 기타 주기적 테스트에서는 건조 단계 후 부식을 신속하게 재개하기 위해 포화 습도 또는 습윤 단계를 도입했습니다. 이러한 테스트는 수증기 발생기를 포함하는 Q-FOG CCT 모델과 고급 CRH 모델을 통해 수행할 수 있습니다.


현대의 자동차 부식 시험
최근 몇 년 동안 부식 테스트 기술은 상당히 발전했으며, 이는 자동차 OEM이 실제 서비스 성능과 더 큰 현실성과 상관 관계를 가진 테스트를 개발하고자 하는 열망에 의해 주도되었습니다. 이러한 테스트는 일반적으로 다음에 의해서만 충족될 수 있습니다. Q-FOG CRH 테스터전환을 포함하여 상대 습도를 완벽하게 제어하는 기능을 갖추고 있습니다.
현대 자동차 복합부식시험의 혁신 중 하나는 염분을 직접 염수 분무 또는 샤워(shower)로 대체하는 것입니다. 이를 통해 솔루션 용액을 시험 시편에 훨씬 빠르게 분사하고 시험에에 필요한 시간을 크게 줄일 수 있습니다.


그러나 가장 중요한 발전은 다양한 테스트 조건 간의 제어된 전환을 포함하여 정밀한 상대 습도 제어의 도입입니다. 이전의 주기적 테스트에서는 매우 건조하거나 매우 습한 조건만 테스트할 수 있었으며 해당 단계 간에 일관된 방식으로 전환하는 기능이 부족했습니다. 따라서 이러한 테스트는 실외 재료가 실제로 많은 시간을 보내는 상대 습도의 중간 값에서 발생하는 흥미로운 부식 거동의 대부분을 테스트하지 않았습니다. Q-FOG CRH의 공기 프리컨디셔너는 테스트 챔버에 시원하고 건조한 공기를 제공함으로써 이러한 제어를 가능하게 합니다.

왜 부식 시험을 해야 하나요?
시험을 하는 이유
Q-Lab 사는 "당신의 제품이 야외에서도 지속됩니까?"라는 질문을 자주 합니다. 그리고 "언제 시험할 수 있을지 추측하지 마세요!"라고 응답 합니다. 즉, 부식 시험의 실제 이점은 무엇입니까? 다음 몇 가지가 있습니다.
제품의 내구성을 향상 시킵니다
부식 테스트는 많은 중요한 제품의 수명을 크게 증가시켰습니다. 예를 들어 자동차 코팅의 경우 부식 테스트는 제품 수명을 100% 이상 증가시키는 개발을 지원했습니다.
제품의 원가를 절약합니다
올바른 재료 선택은 제품 성능과 수익에 결정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 10% 더 저렴한 원자재를 구입하고 성능에 영향을 미치지 않는다면 얼마나 절약됩니까? 적절한 보호 코팅을 선택하면 경우에 따라 수십만 달러를 절약할 수 있으며, 부식 테스트를 통해 올바른 선택을 할 수 있다는 자신감을 얻을 수 있습니다.
치명적인 품질이슈를 피할 수 있습니다
반면, 원자재를 10% 더 저렴하게 구입했지만 이로 인해 제품이 품질에 실패한다면 비용은 얼마나 될까요? 소송과 대규모 보증 청구는 회사의 이익과 명성에 큰 타격을 줄 수 있습니다. 내후성 시험은 그러한 실수를 피하는 데 도움이 됩니다.
이유는 더 많습니다!
부식 시험은 고객 사양을 충족하고, 시장의 평판을 높이고, 공급업체의 주장을 확인하고, 기존 제품 라인을 확장하고, 새로운 시장에 진입하고, 경쟁에서 앞서고, 정부 규정보다 앞서 나가는 데 도움이 될 수 있습니다.
테스트 유형
모든 부식 테스트 유형이 동일한 목표를 갖고 있는 것은 아니라는 점을 이해하는 것이 중요합니다. 테스트 프로그램은 어떤 지식을 얻는 데 중요한지 명확하게 이해하여 개발되어야 합니다. 아래 테스트 매트릭스는 가장 단순한 것부터 가장 복잡한 것까지 다양한 테스트 범주를 보여줍니다.
가속 테스트 유형 | 결과 | 시험 시간 | 결과 비교 |
---|---|---|---|
품질 관리 | 통과 실패 |
| 재료 사양 |
자격/검증 | 통과 실패 |
| 참고자료 또는 사양 |
유사한 | 순위별 데이터 |
| 자연 노출(벤치마크 사이트) |
예측 적 | 서비스 수명 가속 계수 |
| 자연 노출(서비스 환경) |
대부분의 부식 테스트는 적어도 처음에는 다음과 같습니다. 품질 관리 테스트 – 합격/불합격 결과를 생성하는 고정된 시간 간격에 대한 짧고 정의된 스크리닝 테스트. 염수 분무 테스트는 일반적으로 이 범주에 속하며 초기 순환 부식 테스트 중 다수도 마찬가지입니다. 이는 다음과 밀접한 관련이 있습니다. 자격 or 확인 테스트는 고객의 사양이 테스트에서 충족되어야 승인을 받을 수 있는 테스트입니다. 상관관계 및 예측 테스트는 실외 데이터가 필요하므로 더 광범위한 테스트 프로그램의 일부입니다. 이러한 테스트 유형은 일반적으로 자동차 OEM에서 개발한 제어된 RH 사이클과 같은 보다 진보된 테스트 프로토콜도 필요합니다. 유사한 테스트는 실험실 테스트에서 시편의 "순위"를 매기기 위한 참고 자료로 실외 데이터를 사용합니다. 즉, 어떤 시편이 가장 부식에 강하고 어떤 시편이 가장 부식에 강하지 않은지 판별하는 것입니다. 예측 적 테스트는 실험실 결과에 기초하여 사용 수명을 추정하지만, 재료, 테스트 및 고장 모드에 따라 크게 달라지며 많은 양의 실외 테스트 데이터가 필요합니다.
상관관계
Q-Lab에서 가장 흔하게 받는 질문은 "촉진 부식 시험의 몇 시간이 옥외의 몇 년(5, 10, 20)년에 해당합니까?"
짧은 대답은 다음과 같습니다. 실험실과 가속 부식 테스트 사이에는 간단하고 일반적인 관계가 없습니다.. 문제는 우리가 아직 완벽한 부식 시험기를 개발하지 못했다는 것이 아닙니다. 부식 시험기를 아무리 정교하거나 비싸게 만들어도 여전히 "마법의 숫자"를 찾을 수 없습니다. 가장 큰 문제는 지리, 날씨 변화, 서비스 환경, 테스트 조건 등을 포함한 실외 노출 상황의 고유한 가변성과 복잡성입니다.
그러나 포괄적인 부식 테스트 계획에서 생성할 수 있는 순위 데이터는 제품 내구성에 대해 많은 것을 알려줄 수 있는 매우 귀중한 정보입니다. Q-Lab에서 우리는 최소한의 번거로움으로 테스트 프로그램을 최대한 활용할 수 있도록 도와드립니다. 그래서 우리는 테스트를 간단하게 만든다고 말합니다.