지하 콘크리트 구조물의 전기부식에 의한 전식이 구조물에 미치는 영향

 

 

지하 콘크리트 구조물의 전기부식에 의한 전식이 구조물에 미치는 영향

 

 

1. 현황

분산 전류(Stray Current)의 지하 매설 배관에 대한 부식 영향은 잘 알려져 있다. 그러나 그와 똑같은
부식 영향이 구조물 내 철근에도 미치고 있다는 사실은 많이 간과되고 있는 실정이다.

즉, 1 ampere의 전류는 1년에 약 9Kg의 철을 부식시키며 그러한 전식은 구조물의 일부분에 집중되기
때문에 구조물 안전에 영향을 미칠수 있다.

미국 등 선진국에서는 지하철 설계시부터 이러한 직류 전원을 쓰는 지하철의 Stray Current에 의한 구조물에
대한 영향을 평가하고 그에 대한 대책을 수립하고 있다

 

2. 기술개요

지하철에 의한 Stray Current가 철근, 배관 등 매설 철재에 미치는 영향을 도식화시키면 다음과 같다.



여기서 배관 또는 철 구조물의 부식은 전류가 흘러 나가는 변전소 부근에서 집중된다.

지하철의 Stray Current 진단에서 가장 중요한 것은 레일과 지면의 절연성이다.

또한 Stray Current의 흐름은 위치별 절연 저항, 변전소의 크기 및 위치, 지하철 운행 주기, 토양 또는 콘크리트의 비저항 등 여러 요소가 결합되어 나타나기 때문에 이들을 정밀하게 측정하여 복합 회로망을modeling한
후 simulation 기법을 써서 위치별 stray current 영향을 정량화시킨다.

각 요소를 정확히 측정하기 위해서는 지하철이 운행되는 시간에 측정하는 것이 바람직하나 현실적으로 어렵기 때문에 remote monitoring 을 병행한다.

이러한 모델링을 통해 지하철 구간 전체에 대한 위치별 stray current 영향을 평가 한 후 다시 구조물의
미시적인 분석하여 위치별로 stray current에 의한 부식을 직접 측정할 수 있는 sensor를 매설하여
일정 기간 지속적인 monitoring을 하여 정확한 부식 속도를 측정한다.

 

 

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