KR20200064657A - 부식시험장치 및 부식시험방법 - Google Patents

Abstract

부식시험장치 및 부식시험방법이 개시된다.
일 실시예에 따른 부식시험장치는 상부에 장착공을 구비하고, 내부에 저장되는 용액의 온도 조절이 가능하게 마련된 중탕조; 내부에 시편을 수용하여 저부가 상기 중탕조 내부에 잠기도록 상기 장착공에 장착되는 시험용기; 상기 중탕조에 장착되는 시험용기에 부식용액을 공급하되, 상기 부식용액의 공급량과 공급시간을 조절할 수 있게 마련된 부식용액 공급부;를 포함하고, 상기 시험용기는, 상기 부식용액이 외부로 증발 가능하게 마련된 증발용 시험용기; 상기 부식용액의 외부로의 증발을 방지할 수 있게 마련된 밀폐용 시험용기;를 포함하고, 상기 밀폐용 시험용기는, 내부에서 증발한 상기 부식용액을 응축시키는 응축기;를 포함할 수 있다.

Description

부식시험장치 및 부식시험방법{corrosion test equipment and corrosion test method}

개시된 발명은 소재의 내식성을 평가하기 위한 부식시험장치 및 부식시험방법에 관한 것이다.

스테인리스와 같은 금속 소재는 부식시험을 통해 내식성을 평가하게 된다.

부식시험을 할 때는 시편이 담긴 시험용기를 중탕조에 넣고, 시험용기에 부식용액을 공급하여 부식용액에 의해 부식되어 감량되는 시편의 무게나, 시편의 부식깊이를 측정하여 소재의 내식성을 평가하게 된다.

한편, 부식시험을 할 때는 시편의 특성이나, 시험을 의뢰하는 고객의 요구에 따라 시편의 부식조건이 달라지게 되는데, 이에 따라 종래에는 다양한 시편의 부식조건에 대응하여 여러 가지 타입의 부식시험장치를 개별적으로 적용해야 하는 번거로움이 있었다.

시편의 부식조건을 달리하는 다양한 방식의 부식시험에 효과적으로 이용될 수 있는 부식시험장치 및 부식시험방법을 제공하고자 한다.

일 실시예에 따른 부식시험장치는 상부에 장착공을 구비하고, 내부에 저장되는 용액의 온도 조절이 가능하게 마련된 중탕조; 내부에 시편을 수용하여 저부가 상기 중탕조 내부에 잠기도록 상기 장착공에 장착되는 시험용기; 상기 중탕조에 장착되는 시험용기에 부식용액을 공급하되, 상기 부식용액의 공급량과 공급시간을 조절할 수 있게 마련된 부식용액 공급부;를 포함하고, 상기 시험용기는, 상기 부식용액이 외부로 증발 가능하게 마련된 증발용 시험용기; 상기 부식용액의 외부로의 증발을 방지할 수 있게 마련된 밀폐용 시험용기;를 포함하고, 상기 밀폐용 시험용기는, 내부에서 증발한 상기 부식용액을 응축시키는 응축기;를 포함한다.

상기 밀폐용 시험용기는, 밀폐 가능하게 마련된 용기본체; 상기 용기본체와 내부가 통하도록 상기 용기본체 상부에 연결되는 기체수집케이싱;을 더 포함하고, 상기 응축기는 상기 용기본체로부터 상기 기체수집케이싱으로 증발하는 부식용액 기체를 응축시키기 위해 상기 기체수집케이싱에 설치될 수 있다.

상기 부식시험장치는 냉각수를 공급하는 냉각수 공급부;를 더 포함하고, 상기 응축기는 상기 냉각수 공급부를 통해 공급되는 냉각수를 통과시키도록 상기 기체수집케이싱에 설치되는 냉각수유도관;을 포함할 수 있다.

상기 냉각수유도관은, 냉각수의 유입을 유도하도록 상기 기체수집케이싱 상부 일측에 지지되는 일단의 유입안내부; 냉각수의 배출을 유도하도록 상기 기체수집케이싱 하부 일측에 지지되는 타단의 배출안내부; 상기 유입안내부와 배출안내부 사이를 연결하는 코일형태의 코일부;를 포함할 수 있다.

상기 냉각수 공급부는, 물이 저장되고, 입구와 출구를 구비하는 냉각조; 상기 냉각조에 저장된 물을 냉각시키는 냉각기; 상기 냉각기를 통해 냉각된 냉각수가 상기 출구를 통해 외부로 토출되도록 냉각수를 펌핑하는 펌프;를 포함하고, 상기 밀폐용 시험용기는 복수로 마련되며, 상기 입구를 통해 토출되는 냉각수가 복수의 상기 밀폐용 시험용기에 설치되는 복수의 냉각유도관을 연속적으로 통과한 상태에서 상기 입구로 회수되도록 복수의 상기 냉각수유도관 사이는 일측 냉각수유도관의 유입안내부가 타측 냉각수유도관의 배출안내부에 연결되도록 연이어질 수 있다.

또 일 실시예에 따른 부식시험방법은 상기 부식시험장치를 이용하여, 내부에 시편이 수용된 복수의 상기 증발용 시험용기를 상기 중탕조에 장착하여 중탕가열하고, 상기 부식용액 공급부를 통해 복수의 증발용 시험용기에 일정주기에 따라 일정량의 부식용액을 공급하여 시편을 부식시키는 반복증발법; 시편이 내부의 부식용액에 침적된 복수의 상기 밀폐용 시험용기를 상기 중탕조에 장착하여 중탕가열하고, 상기 응축기를 구동하여 시편을 부식시키는 항온침적법; 중 어느 하나를 선택하여 실행하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 부식시험장치 및 부식시험방법에 따르면, 부식용액의 공급량과 공급시간의 제어가 가능하고, 증발용 시험용기와 밀폐용 시험용기의 선택적인 이용이 가능하므로, 시편의 부식조건을 달리하는 다양한 방식의 부식시험에 효과적으로 이용될 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 부식시험장치의 구조를 도시한 정면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 부식시험장치의 시험용기 중 증발용 시험용기를 도시한 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 부식시험장치의 시험용기 중 밀폐용 시험용기를 도시한 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 부식시험장치에 의해 반복증발법에 따른 부식시험이 시행되고 있는 상태를 나타낸 것이다.
도 5는 일 실시예에 따른 부식시험장치에 의해 항온침적법에 따른 부식시험이 시행되고 있는 상태를 나타낸 것이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 부식시험장치는 내부에 저장되는 물의 온도 조절이 가능하게 마련된 중탕조(10)와, 내부에 시편을 수용한 상태에서 중탕방식으로 가열될 수 있게 중탕조(10)에 장착되는 시험용기(20,30)와, 중탕조(10)에 장착되는 시험용기(20,30)에 부식용액을 공급하는 부식용액 공급부(40)와, 중탕조(10)에 장착되는 시험용기(20,30)에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급부(50)와, 부식시험장치의 전반적인 조작 및 제어를 위한 제어반(60)을 구비할 수 있다.

전술한 부식시험장치의 모든 구성들은 도시되지 않은 프레임을 통해 상호 한 몸을 이루도록 일체로 설치될 수 있다.

중탕조(10)는 시편의 특성에 알맞은 일정한 온도조건을 제공하기 위한 것으로, 중탕조(10) 내부에는 시험용기(20,30)를 중탕방식으로 가열하기 위해 물과 같은 용액이 채워질 수 있다.

중탕조(10)에는 물의 온도를 측정하는 온도센서(11)와, 물을 가열하기 위한 히터(12)가 설치될 수 있다.

제어반(60)에서 온도센서(11)를 통해 감지되는 물의 온도에 기초하여 히터(12)의 구동을 제어함으로써, 중탕조(10) 내부의 물은 시험자가 원하는 온도 조건을 일정하게 유지할 수 있다.

중탕조(10) 상부에는 복수의 장착공(13)이 마련되고, 시험용기(20,30)는 저부가 중탕조(10) 내부의 물에 잠기도록 장착공(13)을 통해 중탕조(10)에 장착될 수 있다. 장착공(13) 둘레에는 장착공(13)과 시험용기(20,30) 사이를 실링하기 위한 실링(14)이 설치될 수 있다.

중탕조(10) 바닥 상부에는 시험용기(20,30)를 지지하기 위한 지지대(15)가 설치되고, 지지대(15)에는 중탕조(10) 내부 물이 고르게 순환하도록 하는 통공(15a)이 형성될 수 있다.

시험자가 부식시험의 진행과정이나 이상유무를 육안으로 관찰하고 확인할 수 있도록 중탕조(10) 전면에는 투시창(16)이 마련될 수 있다.

중탕조(10)에는 도시되지 않은 수위감지센서 및 물공급장치가 설치될 수 있다. 제어반(60)에서는 수위감지센서를 통해 감지되는 중탕조(10) 내부 물의 량에 기초하여 물공급장치의 구동을 제어함으로써, 중탕조(10) 내부 물의 수위가 항시 일정한 범위 내를 유지하도록 할 수 있다.

시험용기(20,30)는 내부의 관찰이 용이하도록 투명하면서 부식용액에 변형될 우려가 적은 내부식성 소재를 통해 마련될 수 있다.

시험용기(2030)는 부식용액이 외부로 증발 가능하게 마련된 증발용 시험용기(20)와, 부식용액의 외부로의 증발이 방지되도록 마련된 밀폐용 시험용기(30)를 포함한다.

증발용 시험용기(20)는 내부로 공급되는 부식용액이 일정시간이 경과한 상태에서 증발하도록 마련된 것으로, 반복증발법에 의한 부식시험에 적합하게 마련될 수 있다.

반복증발법은 부식용액의 증발이 가능한 시험용기에 시편을 넣고, 시편에 주기적으로 부식용액을 공급하고 증발시켜 부식용액의 반복접촉에 따른 시편의 부식 정도를 평가하는 부식시험 방식이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 증발용 시험용기(20)는 부식용액의 증발을 허용하도록 마련된 용기본체(21)를 구비하고, 용기본체(21)는 몸체(22)와 덮개(23)를 포함하여 구성될 수 있다.

몸체(22)는 내부공간이 상부로 개방되게 마련되고, 덮개(23)는 몸체(22)의 개방된 상부를 덮어 밀폐시킬 수 있다. 덮개(23)에는 부식용액의 증발을 허용하는 증발공(24)이 마련되고, 증발공(24) 일측의 덮개(23)에는 부식용액의 주입을 위한 주입구(25)가 마련될 수 있다.

주입구(25)에는 용기본체(21) 내부로 부식용액을 공급하기 위해 후술하게 될 제2공급라인(45)이 끼워져 연결되고, 주입구(25) 둘레에는 제2공급라인(45)과 주입구(25) 사이의 밀폐를 위한 실링부재(26)가 끼워질 수 있다.

밀폐용 시험용기(30)는 내부에서 증발한 부식용액을 응축시키는 응축기(33)를 일체로 구비하도록 마련된 것으로, 부식용액의 증발을 방지함은 물론 부식용액의 보충이 없이도 장기간 시편이 부식용액에 침적된 상태를 안전하게 유지할 수 있다. 따라서 이러한 밀폐용 시험용기(30)는 장기간에 걸쳐 이루어지는 항온침적법에 의한 부식시험에 적합하게 이용될 수 있다.

항온침적법은 시편이 일정한 온도조건에서 시험용기에 공급된 부식용액에 장기간 침적되도록 하여 항온의 침적환경에서 시편의 부식정도를 평가하는 부식시험 방식이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 밀폐용 시험용기(30)는 밀폐 가능하게 마련된 용기본체(31)와, 용기본체(31)와 내부가 통하도록 용기본체(31) 상부에 대략 수직으로 세워지도록 연결되는 기체수집케이싱(32)을 구비하고, 응축기(33)는 용기본체(31)로부터 기체수집케이싱(32)으로 증발하는 부식용액 기체를 응축시키기 위해 기체수집케이싱(32)에 설치될 수 있다.

용기본체(31)는 내부공간이 상부로 개방된 몸체(31a)와, 몸체(31a)의 개방된 상부를 덮는 덮개(31b)를 구비할 수 있다.

덮개(31b) 일측에는 기체수집케이싱(32)의 연결을 위한 연결구(31c)가 형성되고, 연결구(31c) 일측의 덮개(31b)에는 마개(39)를 통해 개폐되는 주입구(31d)가 마련될 수 있다.

따라서 덮개(31b)는 연결구(31c)를 제외하고 전체적으로 밀폐 가능하게 마련되고, 기체수집케이싱(32)은 저부의 수집구(32a)를 통해 연결구(31c)에 밀폐되도록 결합할 수 있다.

응축기(33)는 냉각수 공급부(50)를 통해 공급되는 냉각수를 통과시키도록 기체수집케이싱(32)에 설치되는 냉각수유도관(34)을 포함할 수 있다.

냉각수유도관(34)은 냉각수의 유입을 유도하도록 기체수집케이싱(32) 상부 일측에 지지되는 일단의 유입안내부(34a)와, 냉각수의 배출을 유도하도록 기체수집케이싱(32) 하부 일측에 지지되는 타단의 배출안내부(34b)와, 유입안내부(34a)와 배출안내부(34b) 사이를 연결하는 코일형태의 코일부(34c)를 포함하도록 구성될 수 있다.

이와 같은 냉각수유도관(34)은 기체수집케이싱(32)를 통과하는 냉각수의 열교환면적을 증대시키면서 냉각수가 자중에 의해 기체수집케이싱(32)을 통과하도록 함으로써, 냉각수유도관(34)의 냉각작용에 따른 에너지 소모를 줄이면서 부식용액 기체의 응축효율을 높일 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 밀폐용 시험용기(30)는 복수로 구성되고, 냉각수가 복수의 밀폐용 시험용기(30)에 설치되는 복수의 냉각유도관(34)을 연속적으로 통과할 수 있도록 복수의 냉각수유도관(34) 사이는 일측 냉각수유도관(34)의 유입안내부(34a)가 타측 냉각수유도관(34)의 배출안내부(34b)에 연결되도록 연이어질 수 있다.

다시 도 1을 참고하면, 부식용액 공급부(40)는 부식용액이 저장되는 저부의 저장탱크(41)와, 저장탱크(41)에 저장된 부식용액을 복수의 시험용기(20,30)로 공급하는 공급기(42)를 포함할 수 있다.

공급기(42)는 복수의 실린더펌프(43)를 포함하고, 복수의 실린더펌프(43)는 중탕조(10)에 함께 장착되는 복수의 시험용기(10,20)의 수에 대응하는 복수개로 구성되어 개별 시험용기(20,30)에 부식용액을 공급하도록 마련될 수 있다. 실린더펌프(43)는 유체의 정밀공급이 가능하도록 주사방식을 통해 각각의 시험용기(20,30)로 부식용액을 개별적으로 가압하는 형태가 채용될 수 있다.

저장탱크(41)의 부식용액은 복수의 제1공급라인(44)을 통해 공급기(42)로 전달되고, 공급기(42)로 전달된 부식용액은 각각의 실린더펌프(43)의 작동을 통해 복수의 제2공급라인(45)을 따라 개별 시험용기(20,30)로 공급될 수 있다.

시험자가 제어반(60)을 통해 원하는 부식용액의 공급량과 공급시간을 설정하면, 제어반(60)은 시험자가 설정한 값에 따라 부식용액의 공급주기에 맞춰 일정량의 부식용액이 각 시험용기(20,30)로 공급되도록 공급기(42)의 동작을 제어할 수 있다.

이와 같은 부시용액 공급부(40)에 따르면, 시험자의 부재 중에도 설정된 공급주기에 맞춰 정확한 량의 부식용액을 공급할 수 있게 되므로, 부식시험에 따른 작업성과 부식시험 정밀도를 향상시킬 수 있다.

냉각수 공급부(50)는 물이 저장되는 냉각조(51)와, 냉각조(51)에 저장된 물을 냉각시키는 냉각기(52)와, 냉각기(52)를 통해 냉각된 냉각수를 냉각조(51) 외부로 토출시키는 펌프(53)와, 냉각수의 온도를 감지하기 위한 온도센서(54)를 포함할 수 있다.

냉각조(51)에는 냉각수의 토출 및 회수를 위한 토출구(51a)와 회수구(51b)가 마련되고, 토출구(51a)와 회수구(51b)에는 토출라인(55)과 회수라인(56)이 연결될 수 있다.

제어반(60)에서는 온도센서(54)를 통해 감지되는 냉각수의 온도에 기초하여 냉각기(52)와 펌프(53)의 구동을 제어함으로써, 응축기(33)가 증발용액 기체의 응축에 적합한 응축효율을 발휘하도록 할 수 있다.

제어반(60)에는 전술한 부식시험장치의 제어를 위해 다수의 스위치를 구비하는 조작부(61)와, 조작상태를 도시하는 디스플레이부(62)가 마련될 수 있다.

이와 같이 구성되는 부식시험장치에 따르면, 증발용 시험용기(20)와 밀폐용 시험용기(30)의 선택적인 적용이 가능하게 되어 반복증발법과 항온침적법에 의한 시편의 부식시험을 편리하게 선택하여 수행할 수 있게 된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 반복증발법에 의해 시편의 부식시험을 수행하고자 할 경우, 시험자는 내부에 시편이 수용된 복수의 증발용 시험용기(20)를 중탕조(10)에 장착할 수 있다. 이때 각 증발용 시험용기(20)에는 부식용액 공급부(40)의 제2공급라인(45)이 연결될 수 있다.

이 상태에서 제어반(60)을 조작하여 중탕조(10)와 부식용액 공급부(40)를 동작시킴에 따라 중탕가열 되는 복수의 증발용 시험용기(20)에는 일정주기에 따라 일정량의 부식용액이 장시간 지속적으로 공급될 수 있다.

그리고 도 5에 도시된 바와 같이, 항온침적법에 의해 시편의 부식시험을 수행하고자 할 겨우, 시험자는 내부에 시편이 수용된 복수의 밀폐용 시험용기(30)를 중탕조(10)에 장착하고, 시편이 부식용액에 침적되도록 복수의 밀폐용 시험용기(30)에 부식용액을 공급할 수 있다. 이때 부식용액은 부식용액 공급부(40)를 통해 공급될 수 있다. 이 상태에서 각각의 밀폐용 시험용기(30)는 밀폐처리 되고, 복수의 밀폐용 시험용기(30)에는 냉각수 공급부(50)의 토출라인(55)과 회수라인(56)이 연결될 수 있다.

이때 복수의 밀폐용 시험용기(30)는 일측 냉각수유도관(34)의 유입안내부(34a)가 타측 냉각수유도관(34)의 배출안내부(34b)에 연결되도록 상 연이어질 수 있다.

이 상태에서 제어반(60)을 조작하여 중탕조(10)와 냉각수 공급부(50)를 동작시킴에 따라 중탕가열 되는 복수의 밀폐용 시험용기(30)는 일정한 온도를 유지한 상태에서 장기간 시편이 부식용액에 침적된 상태를 유지할 수 있게 된다.

이때 냉각조(51)로부터 토출라인(55)을 통해 토출되는 냉각수는 복수의 밀폐용 시험용기(30)에 설치되어 상호 연이어진 복수의 냉각수유도관(34)을 연속적으로 통과한 상태에서 다시 냉각조(51)로 회수되어 냉각되고, 이에 따라 항온침적법에 의한 부식시험 과정에서는 부식용액의 응축효율을 높일 수 있게 된다.

10: 중탕조 13: 장착공
20: 증발용 시험용기 30: 밀폐용 시험용기
31: 용기본체 32: 기체수집케이싱
33: 응축기 40: 부식용액 공급부
50: 냉각수 공급부 60: 제어반

Claims (6)

1. 상부에 장착공을 구비하고, 내부에 저장되는 용액의 온도 조절이 가능하게 마련된 중탕조;
   내부에 시편을 수용하여 저부가 상기 중탕조 내부에 잠기도록 상기 장착공에 장착되는 시험용기;
   상기 중탕조에 장착되는 시험용기에 부식용액을 공급하되, 상기 부식용액의 공급량과 공급시간을 조절할 수 있게 마련된 부식용액 공급부;를 포함하고,
   상기 시험용기는,
   상기 부식용액이 외부로 증발 가능하게 마련된 증발용 시험용기;
   상기 부식용액의 외부로의 증발을 방지할 수 있게 마련된 밀폐용 시험용기;를 포함하고,
   상기 밀폐용 시험용기는,
   내부에서 증발한 상기 부식용액을 응축시키는 응축기;를 포함하는 부식시험장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 밀폐용 시험용기는,
   밀폐 가능하게 마련된 용기본체;
   상기 용기본체와 내부가 통하도록 상기 용기본체 상부에 연결되는 기체수집케이싱;을 더 포함하고,
   상기 응축기는 상기 용기본체로부터 상기 기체수집케이싱으로 증발하는 부식용액 기체를 응축시키기 위해 상기 기체수집케이싱에 설치되는 부식시험장치.
3. 제 2항에 있어서,
   냉각수를 공급하는 냉각수 공급부;를 더 포함하고,
   상기 응축기는 상기 냉각수 공급부를 통해 공급되는 냉각수를 통과시키도록 상기 기체수집케이싱에 설치되는 냉각수유도관;을 포함하는 부식시험장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 냉각수유도관은,
   냉각수의 유입을 유도하도록 상기 기체수집케이싱 상부 일측에 지지되는 일단의 유입안내부;
   냉각수의 배출을 유도하도록 상기 기체수집케이싱 하부 일측에 지지되는 타단의 배출안내부;
   상기 유입안내부와 배출안내부 사이를 연결하는 코일형태의 코일부;를 포함하는 부식시험장치.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 냉각수 공급부는,
   물이 저장되고, 토출구와 회수구 구비하는 냉각조;
   상기 냉각조에 저장된 물을 냉각시키는 냉각기;
   상기 냉각기를 통해 냉각된 냉각수가 상기 토출구를 통해 외부로 토출되도록 냉각수를 펌핑하는 펌프;를 포함하고,
   상기 밀폐용 시험용기는 복수로 마련되며,
   상기 토출구를 통해 토출되는 냉각수가 복수의 상기 밀폐용 시험용기에 설치되는 복수의 냉각유도관을 연속적으로 통과한 상태에서 상기 회수구로 회수되도록 복수의 상기 냉각수유도관 사이는 일측 냉각수유도관의 유입안내부가 타측 냉각수유도관의 배출안내부에 연결되도록 연이어지는 부식시험장치.
6. 제 1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 부식시험장치를 이용하여,
   내부에 시편이 수용된 복수의 상기 증발용 시험용기를 상기 중탕조에 장착하여 중탕가열하고, 상기 부식용액 공급부를 통해 복수의 증발용 시험용기에 일정주기에 따라 일정량의 부식용액을 공급하여 시편을 부식시키는 반복증발법;과
   시편이 내부의 부식용액에 침적된 복수의 상기 밀폐용 시험용기를 상기 중탕조에 장착하여 중탕가열하고, 상기 응축기를 구동하여 시편을 부식시키는 항온침적법; 중 어느 하나를 선택하여 실행하는 부식시험방법.

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