도장규격

1. 도장개요

가. 도장의정의

표면에 도료를 부착시켜 경화된 도막을 형성하여 피도체를 보호하고, 외관을 아름답게(미관부여)하고,특수기능을 부여하는 목적이 있다.

나. 중방식도장(Heavy Duty Coating or High Performance Coating)

1) 정의

교량, 해상 구조물, 발전소, 각종 Plant 의 대형 구조물, 선박, 또는 심한 부식환경에 놓여 있는 기타 철구조물을부식으로부터보호하기위한도장방법으로 장기간에 걸쳐서 심한 부식환경에 견딜 수있는방식도장시스템을총칭한다.

중방식 도장을 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

가) 해상, 해수중, 수중, 해안공업지역등과같이심한부식환경에견딜수 있는 도장 시스템

나) 환경적이나경제적으로보수도장이어려운구조물에대해 5 년 이상 또는 10 년 이상 견딜 수 있는 방식도장 시스템

다) 종래에사용된도장기기로도장한도막두께보다두꺼운도막을얻을수 있는 도장 시스템

2) 중방식 도료

고도의 방식성을 요구하는 중방식 도장 시스템에 사용되는 도료를 총망라하여 중방식 도료라 하며, 중방식 도료에 요구되는 특징은 다음과 같다.

가) 두꺼운도막형성이가능한도료

나) 내수성, 내염수성, 내산성, 내알카리성등이우수한도료

다) 자재절약, 저공해의이점을가진도료

3) 중방식 도료에 요구되는성질

가) 내수성과내습성이좋을것.

나) 내이온투과성, 내산성, 내알카리성이좋을것.

다) 물리적성질이우수할것.　

라) 내후성과내구성이좋을것.

마) 보수도장성과도장작업성이우수할것.

바) 금속면이나상도에대한부착력이우수할것.

사) 두꺼운도막형성이가능할것.

다. 금속의부식

금속들이 부식으로 인한 경제적 손실은 선진국(미국, 일본, 유럽 등)에서 조사한바에 의하면 GNP 의 3.5~4%에 이른다고 한다. 이와 같이 막대한 경제적 손실을 극소화하기 위해서 금속부식에 관한 정확한 이해가 필요하며, 여기에 따른 방식대책으로 도료에 의한 방식은 각종 Plant 의 부식손실을 감소시켜 경제적인 손실을 감소시킬 수 있다.

1) 부식이론

부식(腐蝕, corrosion)이란 금속이 그주위환경의여러가지물질과화학적반응이나전기화학적반응에의해금속의파괴및 유효수명의 단축을 말한다.즉, 금속의 대부분은 지구상에서 안정한 물질인 광석에 많은 에너지를 가해 정련한 불안정한 물질이므로 금속의 부식에 의해 안정한 상태인 광석(산화물이나 황화물)의 상태로 되돌아가려는 자연 발생적인 본능을 가지고 있다.

2) 부식전지의 종류

부식전지에는 이종금속 전극전지, 농담전지 및온도차전지등이있으며, 실제부식에있어서는이들의전지가단독또는조합되어발생한다.

가) 이종금속전극전지(Dissimilar Electrode Cell)

다른 종류의 금속이 접촉했을 때의 전지를 말한다. 즉, 묽은황산중에철편과아연편을침지하고그 사이를 전선으로 연결하면 갈바닉 전지가 형성된다.

즉, 양극(아연극) Zn → Zn2+ + 2e

음극(철 극) 2H-+ 2e → H2

-------------------------------------------------

Zn + 2H- → Zn2+ + H2

나) 농담전지(Concentration Cell)

동일한 금속으로 만든 두전극을농도가다른동종의용액중에침지되었을때 형성되는 전지이다. 이 전지에는 염의 농도차에 의한 농담염전지(Salt Concentration Cell)와 통기차에 의해서 생기는 산소농담전지(Oxygen Concentration Cell or Differential Aeration Cell)의 2 종이 있으며, 실제 부식환경에서는 전자보다 후자의 전지가 많이 형성된다. 농담전지에서는 농도가 낮은 쪽이 부식되는 것이 일반적이다.

다) 온도차전지(Differential Temperature Cell)

두개의 동종동질의 금속전극을 온도가 다른 동일조성의 전해질 용액중에 침지하였을 때생기며고온쪽이양극이되어부식된다.

3) 수용액 부식

대기중이나 지중 또는 수중의 부식과 같이 금속과 수용액의 계면에 생기는 전기화학적 반응에 의해서 일어나며, 보통 습식(濕蝕, Wet Corrosion)이라 한다.

가) 수소발생형부식(Hydrogen Evolution Type Corrosion) : 산성용액

양극반응 : Fe → Fe2+ + 2e

음극반응 : 2H- + 2e → H2

-----------------------------------------

Fe + 2H- → Fe2+ + H2

나) 산소소모형부식(Oxygen Consumption Type Corrosion) : 중성용액

양극반응 : Fe → Fe2+ + 2e

음극반응 : 1/2O2 + H2O + 2e → 2OH-

-------------------------------------------------------------------------

Fe + 1/2O2 + H2O → Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2

라. 부식의종류

1) 전면부식 (General corrosion or Uniform Corrosion)

대기중의 금속부식이나 각종 금속의 고온부식과 같이 금속표면 전체가 거의 균일하게 부식되는 형태이다. 부식으로 인한 유효 수명의 예측 및방식방법이

2) 국부부식(Localized Corrosion)

금속의 한부분이계속해서양극으로작용함으로서다른부분보다부식속도가빠르기때문에생기는부식이다.

가) Galvanic 부식(Galvanic Corrosion)

서로 다른 두금속을부식액이나전도액에침지시켰을때 전위차가 발생한다. 이때 이들 사이에서 전자가 흘러 내식성이 적은 금속은 단일 부식일 때와 비교하여 부식이 증가하게 되고 내식성이 높은 금속은 부식이 감소한다.

나) 틈새부식(Crevice Corrosion)

일반적으로 두금속면이접촉하고있는좁은틈새에수용액이고여있는상태에서일어나는부식이다.(산업체에서 가장 문제가 많이 제기 되는 부식임.)

다) 공식(Pitting Corrosion)

금속표면에 부식으로 인한 기공의 크기에 관계없이 일반적으로 공식은 금속의두께를 관통하게 된다.

라) 입계부식(Intergranular Corrosion)

입계에 존재하는 불순물, 합금 금속의 입계 과다 또는 과소 석출에 의해 일어난다. 예를들면 Stainless Steel 이 용접과 같이 열처리 효과를 받을 때 입계에크롬의 함량이 없어져서 일어나는 경우이다.

마) 선택부식(Selective Leaching)

금속 합금계에서 전기화학적으로 산화반응이 쉽게 발생되는 금속이 상대적으로 양극이 되어 부식이 진행되는 현상이다. 선택부식에 의하여 합금계에 의한 금속만 부식되어 용해되고 다른 금속은 대체로 원형대로 남는다.

(예, 황동중의 아연, Al청동중의 Al)

3) 기계적 부식

가) 마모부식(Erosion Corrosion)

금속 부품의 표면과 부식 용액사이의 상대적 운동으로 인하여 기계적 마모현상과 전기화학적 부식현상이 동시에 작용하여 금속 부품의 파괴를 가속화하는 현상이다.

(1) Cavitation 부식

Pump 의 Impeller, 수압식 터빈, 선박의 Propeller 과 같이 고속 회전에 의한 압력강하현상에 의하여 발생한다. 즉 고속으로 회전하고 있는 날개의 뒷부분압력이 그기체의평형증기압보다낮아져기포가발생하며, 다음회전에서저속부의 날개 부위에는 압력이 높아져 기포가 파괴되어 다시 액체로 되는 운동을 반복하게 된다. 이때 기포가 생성하여 파괴될 동안에 받게되는 충격에 의하여 금속 표면은 마모되고 액체에 의해 부식되는 현상을 말한다.

(2) 찰과부식(Fretting Corrosion)

부식 환경내에서 두금속표면이진동에의한마찰로인하여부식되는현상이다. 찰과부식은작은홈(Pit)이나 깊은 골(Groove)을 형성하기 때문에 부식 더욱 가속화 한다. 볼트나 리벳 등으로 결합된 부위에 많이 발생하며, 강하게 죄어야 할 부품이 느슨해짐으로 응력에 의한 응력 부식 및 부식피로 현상으로 발전하여 부식 파괴를 가속화 한다.

나) 응력부식 균열(Stress Corrosion Cracking)

어떤 금속 부품의 표면에서 주위의 부식 환경과 인장응력이 복합적으로 작용하여 금속의 기계적 강도에 치명적인 영향을 미쳐 갑작스러운 피괴를 수발하는 현상이다. 균열을 일으키는 환경은 극소수의 화학물질이다.

다) 수소취하(Hydrogen Embattlement)

금속이 원자상의 수소를 흡수함으로써 일으키는 파괴를 말하며, 이들 균열은 금속내부로 확산된 수소가 수소화합물로 석출되기 때문이다.

2. 표면처리

표면처리는 도장의 성패를 좌우할 만큼 중요하다. 아무리 좋은 도료나 도장기기를 사용하여 도장작업을 수행할지라도 표면처리가 적합하지 못하면 그도장은실패하게된다.

가. 목적

표면처리는 도료의 선택과 함께 구조물의 내구년한에 영향을 미치는 도료의 성능을 극대화하기 위한 아주 중요한 작업이다.

1) 표면을 불활성화(안정화)하여 내식성 향상

2) 표면에 부착/생성된 이물질을 완전히 제거하여 도료와의 부착력 증대

3) 표면에 도료와의 친화력(Affinity)과 습윤성(Wetting) 부여

4) 표면의 돌출부를 제거하여 표면 평탄

나. 표면처리의중요성

어떤 종류의 도료를 도장하더라도 생략할 수없는공정이표면처리공정이며,표면처리가 불충분하면 도료의 성능이 충분히 발휘되지 못하며 이로 인한 손실이 크게 되므로 완벽한 표면처리는 도장시 필수적이다.

요인 영향도(%) 비고

표면처리 (등급 차이) 49.5 　

도막회수 (도막두께의 차이) 19.1 　

도료의 종류 4.9 　

기타 26.5 　

<표 2-1 도막의 수명에 관계되는 요인과 그 영향>

<그림 2-2 표면처리, 도장회수와 방청력의 상관관계 및 도막두께와 조기 노후의 관계>

다. 표면처리의종류

1) 탈지(Degreasing)

표면에 부착된 oil, grease, 기타 유지류 제거

가) 화학적처리법

용제 탈지법, 알카리 탈지법, 에멀젼 탈지법, 전해 알카리 탈지법

나) 기계적(물리적) 처리법

Scrapping, Polishing, 고온가열, Steam Cleaning

2) 탈청(De-scaling)

탈지 작업후 금속표면에 생성되거나 부착되어 있는 Mill Scale, Rust, 기타 이물질 제거

가) 화학적처리법

산세법(Pickling), 전해 산세법, 알카리 탈청법

나) 기계적처리법

블라스트 법(건식, 습식, 원심력 투사 Blast 법, 진공 Blast 법), Chipping 법,Tube Cleaner 법, Flame Cleaner 법

다) 인력에의한처리법

Wire Brush 법, Scraper Hammer 법, Sand Paper 법

3) 화성처리(Phosphating)

가) 인산염피막처리법

인산철 피막처리, 인산아연 피막처리, 인산망간 피막처리

나) Chromate 피막처리법

다) 양극산화피막처리법

라. Blast 처리법

철구조물의 Mill Scale 및녹을제거하는방법으로 Shot Blast 법, Grit Blast 법, Sand Blast 법이있으며, 일반적으로연소재의회수가가능한경우에는 Shot 나 Grit Blast법을사용하고연소재의회수가불가능한경우에는 Sand Blast 법을많이선택한다.

1) 연소재의 종류와 규격

Size (mm)Shot Grit

표면조도(㎛) 비고SAE Sample SAE Sample

1.2 S390 G18　

130~170 　

1.0 S330 G25

　90~125 　

0.7 S230

　G40

　70~90 　

0.5 - - G50

　50~70 　

0.3 S70

　G80

　25~50 　

<표 2-3 연소재의 종류에 따른 규격>

2) 대표적인 표면처리법의 비교

구분 Sand Blast Shot Blast Grit Blast 산처리

처리면-. 큰조도형성곤란-. 표면조도 : 30㎛

-. 연삭효과小

-. Anchor Pattern 은 둥근모양

-. 표면조도 :40 ~ 70㎛

-. 연삭효과양호

-. 크고 날카로운Anchor Pattern

-. 표면조도 :50 ~ 100㎛

-. 인산염처리와동시작업

-. 방청효과 大

-. 표면조도 : 10㎛

처리속도 느림 매우 빠름 매우 빠름 빠름

특징

-. Air Blast 방식

-. 통상 실외 시공

-. 연소재의 회수곤란

-. 분진발생 多

-. 환경오염 발생

-. Air Blast or Impeller 방식

-. Impeller 방식은강재의자동처리

-. Air Blast방식은전용건물의 실내

-. 연소재 회수가능

좌동

-. 가압 Spray or 침적 방식

-. 처리물체의 크기제한

-. 통상 박판 적용

-. 복잡한 구조물적용

3) 표면조도

표면조도는 골의 평균 깊이를 측정하는 것이며, 표면조도를 표시하는 방법은 중심선 평균 거칠기(Ra), 10 점 평균 거칠기(Rz), 최대 높이(Rmax)가 있으며,일반적으로 최대 높이 Rmax 를 많이 사용한다.

<그림 2-4 Dial Depth Gage 측정 오류>

마. 규격

철강의 표면처리 규격은 SSPC, SIS, ISO 의 3 가지 규격이 보편적으로 사용되고있다.

● SSPC(Steel Structures Painting Council) : 철강 구조물 도장 협회

● SIS(Swedish Standards Institution) : 스웨덴 규격 협회

● ISO(International Organization for Standardization) : 국제 표준화 협회

1) 규격별 상세내용

방법 규격 관련규격 내용

Solvent Cleaning SSPC-SP1 -용제, 증기, 에멀젼 및 스팀에 의한 세척으로 기름, 유지, 먼지, 왁스, 흙, 기타 오염물 제거

Hand Tool Cleaning SSPC-SP2 SIS-St2수공구, 치퍼, 연마지, 와이어 브러쉬를 사용하여 들뜬 녹과 도막 제거

Power Tool Cleaning SSPC-SP3 SIS-St3동력공구, 치퍼, 디스케일러와 그라인더를 사용하여 들뜬 흑피, 들뜬 녹 및 도막을 지정된 수준으로 제거

Flame Cleaning SSPC-SP4 -화염을 사용하여 녹, 들뜬 흑피와 약간의 단단한 흑피를 제거한 후 와이어 브러쉬로 마무리

White Metal Blast Cleaning

SSPC-SP5 SIS-Sa3

모래, 그릿트 및 쇼트볼을 사용하여 압력에 의한 블라스트법으로 건식 혹은 습식이 있으며 눈에 뜨이는 모든 녹, 흑피, 도막 및 기타 이물질을 모두 제거

Commercial Blast SSPC-SP6 SIS-Sa2 표면에 묻어 있는 모든 잔유물의 ⅔ 이상

Cleaning 블라스트 처리

Brush-off Blast Cleaning

SSPC-SP7 SIS-Sa1금속면에 수없이 노출된 채 부착되어 있는 것 중에 단단히 부착된 흑피, 녹, 구도막을 제외한 모든 것을 블라스트 처리

Pickling SSPC-SP8 -산처리 혹은 전해용액 처리 등으로 녹 및 흑피를 완전히 제거

Weathering SSPC-SP9 -흑피의 일부 혹은 전부를 제거하기 위하여 자연방치후 블라스트 처리

Near White Blast Cleaning

SSPC-SP10 SIS-Sa2½표면 95% 이상 눈에 뜨이는 모든 잔유물을 완전에 가깝도록 블라스트 처리

Power Tool Cleaning to Bare Metal

SSPC-SP11 -

동력공구를 이용하여 녹, 흑피, 구도막과 같은 모든 이물질을 제거하면서 Bare Steel까지 표면처리, 이때 표면조도는 최소 25㎛이상 되어야함.

High & Ultra- High Pressure Water Jetting

SSPC-SP12 -

연소재없이 고압 및 초고압의 물로서 표면처리하는 방법. 육안으로 관측되는 표면의 오염물인 녹, 흑피, 느슨한 도막등은 95% 이상 제거하고 분석장비를 이용해야 하는 Water Soluble Chloride, Iron Soluble Salts, Sulphates 등은 도장전 표면에 50㎍/㎠이하 있어야 한다. 특히 Chloride 오염물은 7㎍/㎠이하, Sulphate 오염물은 17㎍/㎠, Soluble Ferrous 이온은 10㎍/㎠이하로잔존해야함.

2) SSPC-Vis 1-89 에 따른 Rust Grade

가) A Gade

Mill scale 이 견고히 부착되어 있으며 녹이 없거나 약간 있는 상태

나) B Grade

녹이 발생하기 시작하고, Mill scale 이 편상으로 들뜨기 시작하는 상태

다) C Grade

Mill scale 이 발청으로 들떠서 Scraper 로 쉽게 제거할 수 있으며, Pitting 이 육안으로 조금 보이거나 없는 상태

라) D Grade

Mill scale 은 발청으로 떨어져 나가고 육안으로 심한 Pitting 을 볼 수있는상태

Rust Grade A Rust Grade B

Rust Grade C Rust Grade D

3) SSPC-Vis 1-89 에 따른표면처리 Grade

4) Blast 시 Nozzle 과 피도체와의거리

5) Shot Ball 과 Grit 규격

3. 도료

가. 정의

도료란 액상의 유동상태로 물체의 표면에 도포하여 엷은 층을 형성, 고화하여 그물체를보호하고미관을부여하는제품이다. 도료는유기화학제품의일종이지만도료의가치는도장되어소기의성능을가진도막이형성되야만, 비로소그 진가가 발휘되는 것이다.

1) 소기의 성능이란 ?

가) 물체의보호: 방습, 방식, 방청, 내유, 내약품성

나) 미관: 색, 광택, 표식, 입체화

다) 특수기능

(1) 광학적 기 : 발광, 형광, 광선택 흡수, 자외선 차단, 액정표시

(2) 열적 기능 : 발열, 내열, 방화, 시온

(3) 기계적 기능 : 탄성, 윤활, Strippable, 도막보호, 후도막

(4) 전기 전자적 기능 : 전기절연, 반도체용, 대전방지, 전파흡수

(5) 환경보전기능 : 결로방지, 초내후성, 방음방진, 방사선 차폐

(6) 생물저항기능 : 방균, 살충방충, 방오기능

나. 도료의구성

다. 종류

1) 알키드 수지도료(Alkyd Paint)

알키드 수지란 넓은 의미로는 알코올과 산과의 결합에 의해 생성된 수지상의물질을 말한다. 이것은 Polyester 을 총칭한 것이고 도료로서의 알키드 수지는좁은의미로 다염기산과 다가알콜과의 축합물을 골격으로 하고 이것을 유또는지방산으로변성한수지를말한다.

가) 특징

(1) 내구성이 우수하고 내후성도 양호

(2) 유연하고 강인함

(3) 광택 유지성 양호

(4) 색조 유지성 비교적 양호

(5) 안료의 분산이 용이하고 도장 작업성 양호

(6) 내열성 비교적 양호

(7) 가격이 저렴

(8) 내알카리성과 강용제에 대한 저항성이 나쁨

2) 에폭시 수지도료(Epoxy Paint)

에폭시 수지란 수지 분자중에 Epoxide Group(-CH-CH-)을 가진 것을 말하며,반응성이 풍부하고 물성이 우수하여 성형, 적층, 접착공업, 도료공업에 많이 사용된다.

가) 특징

(1) 내수성, 내약품성 우수

(2) 기계적 물성, 부착성, 내마모성 우수

(3) 내열성이 타 도료에 비해 우수

나) 주요성분

2 액형 도료로 주제(Epoxy 수지)와 경화제(Polyaminer 계)를도장직전에혼합하여가교경화도막을형성

(1) Epoxy 수지 : Bisphenol A + Epichlorohyrine

(2) Polyamine : H2N-R-NH2

다) 작업시주의사항

(1) 2 액형 도료로 주제와 경화제의 혼합비를 준수하여 동력 교반기를 사용하여충분히 혼합해야 한다. 미준수시 불완전한 반응으로 도막이 건조되지 않고 물성도 저하된다.

(2) 혼합한 도료는 반드시 가사시간내에 사용해야 한다.

(3) 최소 재도장간격과 최대 재도장간격을 준수해야 한다.

(4) 도장후 실외 보관시 태양의 자외선에 의해 도막이 분해되어 표면의 광택이 소실되거나 색상이 변색된다.

(5) 동절기 작업시 미건조나 이슬점에 의해 경화제 성분인 Amine 이 용출되어상도도장과의 부착 불량 유발

3) 우레탄 도료(Polyurethane Paint)

도막형성주요소인 수지의 골격중에 Urethane 결합(-NHCOO-)을 가지고 있거나건조과정중에서 Urethane 결합을 생성하는 도료를 말한다. 즉 Isocyanate(-NCO)기를 가진 Prepolymer 와 수산기(-OH)를 가진 Polyol 과의 부가반응으로 제조된다.

R-NCO + R'-OH →R-NHCOO-R’

가) 특징

(1) 저온 경화형

(2) 외관 우수(광택 및 색상 우수)

(3) 내후성, 내약품성 우수

4) 실리콘 수지 도료(Silicone Resin Coating)

실록산(Si-O-Si)을 갖는 폴리머이며, 관능기로 통상 수산기(-OH), 메톡시기(-OCH3)를갖고있다. 또한유기기 R 은 메틸기(-CH3)와 페닐기(-C6H5)가 보통이다.도막의 성질은 메틸기가 많으면 발수성을 높여 미끄러지기 쉬워지고, 탄성으로 되고 페닐기가 많으면 경도가 증가하여 기계적 강도가 커지고 내열성을 향상 시킨다.

가) 특징

(1) 내열성 우수(600℃)

(2) 내후성 우수

(3) 내한성 우수(저온시 물성변화 小)

(4) 전기절연성 우수

(5) 내수성 우수

(6) 밀착성, 경도 및 내용제성 저하

(7) 순수 실리콘 수지는 고가이므로 Cost Down 을 위해 변성하여 사용한다. 그러나 내열온도는 400℃ 이하 이다.

5) 불소 수지 도료(Fluorocarbon resin coating)

폴리에틸렌 및폴리프로필렌등과같은지방족탄화수소의분자구조에있는수소원자의일부또는전부가불소로치환한분자구조를말하며 C-F 결합은매우안정한결합이다.

가) 특징

(1) 내열성 및 내한성 우수

(2) 내마모성 우수

(3) 전기 절연성 우수

(4) 내후성, 내노화성 및 내약품성 우수

6) Inorganic Zinc Primer

무기질 아연말 도료는 알카리 실리케이트(M2O.nSiO2 ,M:알카리금속) 또는 알킬 실리케이트(에틸 실리케이트)와아연말로부터만들어진다. 알카리실리케이트는고형분 30~40%의 수용액 형태로 공급되는 액체로 도료용에는 나트륨 실리케이트, 칼륨 실리케이트, 리듐 실리케이트의 비(SiO2/M2O)에 따라서 저장성, 건조성, 부착성들의 성능이 크게 변화되며 아연과 알카리 실리케이트가 화학적으로 결합(-O-Si-O-Zn-O-Si-)해서 단단한 불용성 도막을 형성하고, 알킬 실리케이트는 공기중의 물과 반응 및 축합반응을 통해 빠른 속도로 불용성 도막을 형성한다. 아연말은 평균 입자 크기 3~10Micron 의 순도가 높은 것이 사용되며 통상 건조 도막중에 90~95%가 포함되어 있다.

가) 방식원리

아연말 도료에서의 방식기능은 철과 접촉된 아연과의 갈바닉 액션(Galvanic Action)에 의해 아연이 스스로 희생되어 철에 앞서 부식되므로 이루어 진다. 이것은 아연이 철보다 높은 전기 전위를 갖기 때문이다. 다르게 표현하면 이온화 경향이 철보다 크기 때문이며, 금속의 이온화 경향은 다음과 같다.

K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe > Ni > Sn > Pb > Gu > Hg > Au > Pt > Ag

즉, 철보다이온화경향이큰 아연이 전자를 잃어면서(이온화) 철의 이온화 (Fe++ +2e)를 막아주어 철을 보호한다.

나) 특징

(1) 장점

(가) Zinc 의 음극보호방식 원리와 내구력이 우수한 무기질 수지의 결합으로 반영구적으로 철표면을 보호하는 탁월한 방식능력

(나) 아연(Zinc)의 용융점(419℃)부근까지의 내열성

(다) 완전 경화 후 내유, 내용제성이 좋다

(2) 단점

(가) 표면처리시 고도의 Grade 가 요구됨 (최소 Sa2 이상)

(나) 경화시 적절한 습도(50%이상)와 온도가 필요(특히 습도 부족시 20 일 정도의 경화기간 소요)

(다) 상대습도가 높은 하절기의 경화에 필요한 최소시간은 20 시간이며,상대습도가 낮은 동절기의 경우 최소 90 시간(약 4 일)이상 필요

(라) 알카리에 취약하므로 상도도료의 제한(내 알카리에 강한 도료사용)

(마) 경화중 기포, 크랙의 발생(특히 가열 건조시 부착불량 발생)

(바) 동종의 도료로 도장할시에는 표면처리 및 철저한 작업관리 요구

(사) 상도 도장시 유리된 Zinc Dust 의 제거와 Mist Coating 이 요구되며 과도막시 Crack 발생(특히 Corner 부위나 모서리부 주의)

(3) 경화 반응을 이루기 위해서는 물이 필요하다. 즉, 대기중의 습도가 충분해야 한다. (최소 40%)

(4) 경화 반응시 알코올이 생성되므로 화기 주의

(5) 실리케이트 수지만으로는 방청성이 없으며, 방청력은 Zinc 안료가 혼합해야만그 성능을 발휘할 수 있다.

(6) Zinc 안료는 다공성 (Porous) 표면을 형성하나 시간이 경과함에 따라 산화되어 다공성이 되지 않는다.

다) 경화 Mechanism (Ethyl Silicate)

대기중의 수분을 흡수하여 자체 경화하는 습기 경화형이며, 그반응기구는다음과같다.

Binder + Zinc Dust Binder : Ethyl Silicate

Painting 　

　 용제증발

Drying 　

　 대기로 부터 습기흡수

습기와 반응 　

　 (SiO2)n 형성및 Alcohol 증발

Polymerization 　

도막의 경화 　

<표 3-1 Inorganic Zinc 의경화과정>

라) 경화방법

무기질 아연말 도료는 대기중의 수분을 흡수하여 무기 혼합물의 형태로 경화하는 관계로 대기중의 습도 (상대습도)가 40% 이하일때는경화건조가어려우며, 가열건조를하면더욱더경화되지않는다. 그

이유는 가열 건조를 하면 도막중의 용제만 증발하여 지촉 건조는 빨리되지만, 가수분해하여 무기화합물의 중합체로 변화하지 못하기 때문에 경화건조가 되지 않는다. 무기질 징크 도료의 지촉건조는 빠르지만 가수분해가 서서히 이루어지기 때문에 도장 후 일정시간이 경과해야만 중도와의 부착력이 향상된다.

마) Inorganic Zinc 의도막 형상

<그림 3-3 Inorganic Zinc 의도막형상>

바) Inorganic Zinc 의 Mist Coat

무기질 아연말 도료의 도막은 다공성이기 때문에 그위에 Epoxy 도료나다른도료로도장했을경우Bubble 이발생하게된다. 이것은다공성도막내에잔존기포가용제의기화로인해상도도막을뚫고나오기때문이다. 상도도료의Bubble 을방지하기위하여상도도료를희석제로 30~50% 정도희석하여도막두께가 20~30㎛정도되도록도장한후 일정시간이 경과(보통 2~3 시간)한 후 본 도장 작업을 실시한다

<그림 3-4 Mist Coating 방법>

사) 관리및 주의사항

(1) 도막위의 Dust 제거

무기질 아연말 도막의 상부에는 실리케이트와 결합되지 않고 Dry Spray 된 아연말이 부착되어 있다. 이것은 화학적으로 결합되지 않았기 때문에 제거하지않고 상도 도장시 부착력 저하의 원인이 되므로 빗자루나 Sand Paper 등으로 털어내야 한다.

(2) Mist Coat

무기질 아연말 도장의 특성상 표면에 수많은 기공들이 있으며, 그기공내의 Gas(공기, CO2, H2)가 상승하여 상도 도장면으로 분출되어 Pin Hole, Bubble, Crate, Popping 등의도장결함이발생된다. 이러한도장결함을방지하기위하여기공내부에잔존하는 Gas 를제거하기위해상도도료에 Thinner 를

30~50%로희석하여건조도막두께가 20~30㎛정도되도록도장한다. 이것을 Mist Coating 이라 하며, Mist Coating 도장면이 완전히 건조되기 전에 본 도장작업을 실시한다.　

(3) 무기질 아연말 도막의 건조 상태 확인

일반적으로 사용되는 무기질 아연말 도료는 습기 경화형으로 시간경과에 따라 경화되는 일반 도료와 반응 Mechanism 이 다름으로 건조 상태의 확인이 매우 중요하다. 완전 건조가 되지 않은 상태에서 상도 도장을 실시하면 부착력 저하로 인해 박리와 같은 도장결함이 발생한다.특히 무기질 아연말 도료는 용제의 증발로 인해 지촉건조가 상당히 빨라 일반적으로 완전건조가 이루어 진것 처럼 보이지만 내부적으로는 대기중의 습기를 받아 지속으로 가수분해 반응이 일어나서 경화되고 있다.일반적으로 동절기 또는 상대습도 40% 이하에서는 경화에 필요한 수분부족으로 경화시간이 최소 4 일 이상 소요된다.

(가) 경화 촉진방법

무기질 아연말 도료로 도장 후 4 시간~36 시간 내에 Airless Spray 로 도막이 촉촉할 정도로 물을 1~2회 뿌려주면 경화시간을 단축할 수 있다. 이때 동절기에는 뿌린 물이 결빙되면 치명적인 도장결함의 원인이 되므로 오전 10 시에서 오후 3 시 사이에 물을 뿌린다. 영하의 기온에서는 이방법이추천되지않는다.

(나) 경화 확인 방법

도막의 경화를 확인할수있는 방법은 Rubbing Test(ASTM D4752)를 실시한다. 이 방법은 무기질 아연말 도료의 Thinner 나 M.E.K(Methyl Ethyl Keton)을 깨끗한 흰색 헝겊에 충분히 적신 후 무기질 아연말 도료의 도막에 문질러 헝겊의 오염 여부에 따라 경화상태를 확인하는 방법이다.즉헝겊에도막이묻어나오면경화가진행중이며, 아무런표시가없으면경화가완료된상태이다. 기타경화상태점검방법에는 Coin Test, 연필경도 Test 가 있으나 풍부한 경험과 숙달된 전문가가 아니면 경화정도의 판단이 곤란하다.

4. 도장(塗裝)

가. 조건

도료업체가 추천하는 작업지침을 따르는 것이 바람직하며, 일반적인 작업조건은 다음과 같다.

1) 온도

가) 최적의도장작업온도대기온도(분위기 온도)와 표면온도 : 10℃ ~ 32℃

나) 10℃미만에서도장작업시경화속도가느리며, 불완전한경화유발

다) 32℃초과에서는건조가너무빨라 Pinhole 이나 Popping 등의도막결함발생

2) 습도

일반적인 상대습도 : 40~80%

3) 이슬점 온도(Dew Point)

가) 표면온도는이슬점온도보다최소한 2.7℃이상에서도장작업실시

나) 이슬점온도

표면온도와 대기온도와의 차이로 인해 공기중의 수분이 표면에 맺히는 현상

4) 풍속

옥외 도장시 풍속이 3m/sec 이상에서는 도장작업시 도료의 손실과 Dust Spray 로 인한 표면상태가 불량하게 되므로 주의해야 한다.

풍속(m/sec)도료 Loss (%)

비고30cm 50cm

0 15 20 　

1 20 30 　

2 27 45 　

3 35 70 　

<표 4-1 풍속에 따른 도료 손실>

5) 재 도장 가능시간(Over Coating Interval)

재도장가능시간은도료업체별로차이가있으며또한도장시스템에따라서약간의차이가있으므로다음의표는단지참조만해야하며, 정확한재 도장 가능 시간은 도료업체의 기술자료를 참고해야 한다.

도료 Type5℃ 10℃ 15℃

비고Min. Max. Min. Max. Min. Max.

Inorganic zinc 12 hr - 10 hr - 6 hr -

Epoxy 3 day 30 day 2 day 30 day 2 day 30 day

Polyurethane 20 hr - 12 hr - 6 hr -

Alkyd Primer 12 hr - 8 hr - 5 hr -

Coal-Tar Epoxy 5 day 14 day 4 day 20 day 24 hr 10 day

Silicone 16 hr - 10 hr - 6 hr -

<표 4-2 Paint Type별 재도장시간>

6) 도료의 상용성

상 도하 도

1 액형 2 액형

역청질계

알키드계

아크릴계

염화고무계

비닐계

에폭시-아민계

에폭시-

아마이드계

콜탈에폭시

폴리우레탄계

자연건조형

불소계

아크릴에폭시

유기징크계

무기징크계

1액형

역청질계

G G F F F X X X X X X X X

알키드계

G G F F F X X X X X X X X

아크릴계

G F G F F X X X X X X X X

염화고무계

G F G G G X X X X X X X X

비닐계

G G G G G X X X X X X X X

주) G : Good-항상 도장가능 F : Fair-경우에 따라 도장가능 X : 도장 불가능

상 도

하 도

1 액형 2 액형

역청질계

알키드계

아크릴계

염화고무계

비닐계

에폭시-아민계

에폭시-

아마이드계

콜탈에폭시

폴리우레탄계

자연건조형

불소계

아크릴에폭시

유기징크계

무기징크계

2액형

에폭시-

아민계

G G G G G G G G G G G F X

에폭 G G G G G G G G G G G F X

시-아마이드계

콜탈 에폭시계

G G G G G G G G G G G F X

폴리 우레탄계

G G G G G G G G G G G F X

자연건조형

불소계

G G G G G G G G G G G F X

아크릴

에폭시계

G G G G G G G G G G G F X

유기 징크계

G X G G G G G G G G G G X

무기 징크계

G X G G G G G G G G G G F

주) G : Good-항상도장가능 F : Fair-경우에 따라 도장가능 X : 도장 불가능

<표 4-3 도료 종류에 따른 상도 상용성>

7) 환기(Ventilation)

밀폐된 공간에서 도장작업시 용제가 함유된 공기의 유통이 원활하지 않을 경우 작업자의 건강은 물론 폭발 및화재의위험성이많이있다. 원활한공기의유통은작업자의건강과폭발및 화재를 예방할 수 있고 건조중에 발생되는 도장결함을 제거할 수 있다.

나. 도장방법

도장방법은 도장장비의 종류, 피도물의 종류, 도막두께, 도장할 면적, 주위의 환경을 고려하여 적절한 방법을 선택해야 하며, 도장방법에 따른 도료의 손실율은 다음과 같다.

도장방법 도료손실율(%) 신나희석율(%) 비고

붓 또는 Roller 4 ~ 8 30 ~ 40 신나는 도장작업시점도 조절용임.

Air Spray 30 ~ 40 20 ~ 40

Airless Spray 10 ~ 20 15 ~ 35

<표 4-4 도장방법에 따른 도료 손실율>

1) 붓

도장 속도가 느리기 때문에 협소한 부위에 많이 적용한다. 특히, Spray 도장이 어렵고, 복잡하고, 까다로운 부위에 적합하다. 후도막이 요구시 1회에 규정 도막을 얻기 어려우므로 많은 도장횟수가 요구된다. 그리고 붓도장은롤라도장보다부착력이우수하다.

2) 롤라

붓도장보다빠르고도장부위가넓은곳은물론과거에는이 도장방법을 많이 사용했다. 롤라 도장은 도막두께를 일정하게 조절할 수 없으며, 붓 도장과 마찬가지로 1회에 후도막을 얻기가 어렵다.

3) Air Spray

큰피도체에빠른속도로도장할수 있는 방법중의 한 가지이다. 장비는 비교적 간단하고 가격도 싼편이지만 아름다운 외관을 얻기 위해서는 정확한 공기 혼합비, 압력 및 적당한 유체 속도가 중요하다. 이 방법의 가장 중요한 결점은 모든 제반사항을 준수하여 적당한 점도로 도장을 한다고 하더라도 후도막을 얻을 수없다.

가) 작동원리

압축공기로 도료를 미립화하는 방식이며 도료 공급방법에 따라 흡상식, 중력식, 압송식이 있다.

<그림 4-5 Air Spray 종류>

(1) 흡상식

(가) 도료의 용기가 Gun 의 하부에 장치된 것으로 용기 전방에 진공을 만들어 도료를 흡입하는 형태

(나) 도료의 교환이 간단하고 안정성 有

(다) 도료 용량 1ℓ 이하

(라) 도료의 점도에 따라 분출량의 변화 大

(2) 중력식

(가) 도료의 용기가 Gun 의 상부에 장치되어 있어 중력에 의해 도료가 Nozzle 까지 흘러 나온다.

(나) 도료의 점도차에 의한 분출량의 변화 무시

(다) 안정성이 없고 상면도장 불가

(라) 도료 용량 0.5ℓ 이하

(3) 압송식

(가) 가압한 도료 탱크에서 호스에 의해 도료 공급

(나) 상하측면 도장 및 연속도장 가능

나) 작업조건

(1) 도료의 점도 : 30~40초/포드컵 #4/20℃기준/유성계 도료

(2) 공기 압력 : 3.5~5kg/㎠

(3) 도장거리 : 15~20cm/소형 Gun, 20~30cm/대형 Gun

(4) 운행속도 : 30~60cm/sec

(5) Overlap : 1/3

4) Airless Spray

도료에 직접 공기를 혼합하지 않고 도료를 분무하는 도장 방법이며 분무는 도료에 가해진 펌프의 압력과 노즐을 통해 이루어 진다. 가장 일반적으로 사용되는 압력비는 45:1~63:1 이다. 이방법은 Air Spray 도장보다 도장시간을 단축시키고 도료의 손실이 적으며, 1회 도장으로 후도막을 얻을 수있다.

가) 작동원리

도료에 직접 압력을 가해 Nozzle 을 통해 도료를 미립화한다.

<그림 4-6 Air Spray 원리>

나) 작업조건

(1) 공기 압력 : 5~7kg/㎠

(2) 토출 압력 : 80~120kg/㎠

(3) Nozzle Tip 의 선정 (Pattern)

분출량의 선정기준은 비교적 점도가 낮고 비중이 가벼운 도료에 대해서는 단위 분출량이 적은 팁을 사용하여야 하고, 안료 함유량이 많아 휠터나 팁에 걸리기 쉬운 도료는 단위 분출량이 많은 팁을 사용해야 한다.

(가) 평판 대량 도장의 경우 : pattern 30-40cm

(나) 요철이 있는 물품의 대량 도장의 경우 : pattern 20-30cm

다) 분출량

(1) 도료 압력이 높으면 도료 분출량 증가로 도막 두께가 두꺼워 진다.

(2) 분출량이 에어 스프레이에 비해 많기 때문에 스프레이 건의 운행속도를 빨리하지 않으면 도막이 두꺼워져 흐르기 때문에 주의해야 한다.

라) 도료입자의크기

(1) 도료 압력이 높을수록 평균 입자는 적게되고 점도가 높을수록 패턴 중심과 끝의 입경차가 크게 되기 때문에 고점도의 경우 저 점도보다 도료 압력을높게 하는 것이 균일한 입자의 패턴이 얻어진다.

마) 도료의손실

(1) 스프레이 거리가 멀수록 도료 손실이 크다. 에어 스프레이에 비해 도료 분출량이 많기 때문에 스프레이 거리를 에어 스프레이보다 멀게 해준다.

바) 주의사항

(1) 패턴과 분출량과의 관계는 에어 스프레이처럼 조정부가 없어 노즐팁으로만 가능하기 때문에 적당한 팁을 사용해야 한다.

(2) 고압력이기 때문에 각 접속부에 누출되지 않게 주의해야 한다.

(3) 펌프 작동중에는 호스와 에어리스 스프레이 건에 상당한 압력이 걸리기 때문에 인체 특히 노출된 피부로 향해서 분출하는 것은 위험하다.

(4) 팁(Tip) Size 구별법

팁이 415 라면 4 는각도폭즉, 4" x 2 패턴폭을나타내고(Gun 의 끝단에서 30cm 떨어진 곳에서 패턴 폭의 1/2 에 최소 4”임을 나타냄), 15 는 구경을 의미하며 0.015" 이다.

<그림 4-7 Spray pattern>

사) Spray Gun 의적절한사용법

(1) 도료의 분사

Gun 은 피도면에 직각으로 평행하게 움직여 도장한다.

(2) 분무화된 도료의 패턴은 중앙은 조밀하고, 양 끝단은 조밀하지 않으므로 약 1/3 정도 중첩되게 도장한다.

(3) 먼저 가로 방향으로 도장한 다음 세로 방향으로 도장하여 균일한 도막을 얻도록 한다.

<그림 4-8 올바른 도장 방법>

다. 도장결함의원인과 방지대책

No. 원인 대책

1 기포(Bubble) : 도료를칠할 때 생긴 기포가 꺼지지 않고 남아있는 현상

● 도료의 유동성 高, 표면장력 高

● 다액형 도료의 숙성 부족

● 격심한 교반 후 즉시 사용

● Spray 시 고점도

● 피도물의 수분 잔존

● 점도 저하

● 충분한 숙성

● 자연 소포후 사용

● 규정 점도 작업

● 피도물의 청정 및 건조

● 주조품 같은 소지에 기포 존재 ● 소지 조정후 도장

2

핀홀(Pinhole) : 건조된도막에 조그만한 바늘구멍이 생기는 현상

● 핀홀이 생긴 하도위에 두꺼운상도

● 급격한 가열

● 빠른 용제증발

● 피도물 자체의 온도가 높을 때

● 고점도 도료의 Spray 도장

● 충분한 관찰 및 Putty 보수　

● 급격한 가열 금지

● 규정신나 사용

● 50℃ 이하 유지

● 규정 점도로 도장

3

흐름(Running & Sagging) : 수직면에 도장한 도료의 일부가 흘러내려두껍게되는 현상

● 과 도막

● 저 점도

● 광택 도막에 도장할 때

● 피도물이 고온 또는 저온일 때

● 신나의 증발이 늦을 때

● 규정 도막으로 도장

● 희석율 준수

● Sand Papering 후 도장

● 규정 온도에서 작업

● 속건성 신나 사용

4

Orange Peel : 표면에 밀감껍질 모양으로 요철이 생기는 현상

● 신나의 증발이 빠르거나 도료의점도가 높을 때

● Spray 의 압력이 낮거나 거리가멀 때

● 피도물의 온도가 높거나 기온이 특히 높을 때

● 적합한 신나를 적량 사용

● 4±0.5kg/㎠, 25~30cm 유지

● 적당한 온도 조건에서 도장

5

박리(Peel Off) : 도막이표면에서 떨어지는 현상

● 피도체에 유지분으로 오염

● 건조 불충분 및 과도한 건조

● 평활한 금속면(표면조도 없음)

● 완벽한 표면처리

● 규정된 건조시간 준수

● Sanding 등으로 표면처리

6 부플음(Blister) : 도막의일부가 표면으로부터 지름 10mm 부터 좁쌀알크기의 미세한 수포가 발생하는 현상

● 고온 다습한 환경에 장기 방치● 도막 미건조

● 작업조건 준수

● 규정된 건조시간 준수

● Sanding 등으로 표면처리

7

백화(Blushing) : 도막이주위의 습기를 흡수하여 도막에 안개가 낀것 처럼 하얗게 되는 현상

● 기온과 습고가 높을 때 용제가급히 증발하여 표면이 냉각되어 수분을 흡수, 응축하여 광택을감소시킴.

● 도장 후 야간에 기온이 내려가수분이 도막에 접촉

● 피도물의 온도가 기온보다 낮을 때

● Retarder Thinner 사용　

● 건조가 느린 도료는 야간 도장금지

● 균일한 온도에서 도장

8

백악화(Chalking) : 도막의 표면이 가루가 되어 광택을 잃고 손으로 문지르면 가루가 묻어나는 현상

● 동절기보다 하절기에 많이 발생

● 자외선 흡수성이 큰 안료 사용

● 평활하지 않는 도면은 수분이나먼지를 흡수해서 도막의 붕괴를조장

● 안료에 비해 오일이 적을 때

● 도료선정에 유의하고 백악화부위를 Sand Paper 로 제거

● 안료선별

● 균일한 도막 형성

● 적정 오일첨

9

건조불량(Lack of Drying) : 도막이 규정된시간을 경과해도 건조하지 않는 현상

● 기온이 낮거나 온도가 높아서 통풍 건조가 나쁠 때

● 표면에 수분이나 기름 잔존

● 증발이 늦은 Thinner 사용

● 2 액형 도료에서 경화제 부족

● 과도막

● 고점도

● 도장조건 준수및 원활한 통풍

● 완벽한 표면처리

● 규정된 Thinner 사용

● 주제와 경화제 혼합비 준수

● 규정된 도막으로 도장

● 적정 Thinner 로 점도 조절

라. 건조(Drying)

젖은 도막이 용제의 증발, 전색제 내부의 화학적 반응 등에 의하여 고체상의도막으로 되는 상태를 말하며, 상온에서 건조시킬 경우 상온건조라 하고, 65℃ 이상의 온도에서 건조시킬 경우 강제건조(소부건조)라한다.

1) 지촉건조(Set to touch)

손가락 끝을 도막에 가볍게 대었을 때점착성은있으나손끝에묻어나지않는상태

2) 점착건조(Dust free)

탈지면을 도막에 떨어뜨린 다음 입으로 가볍게 불어 제거되면 점착건조라 한다.

3) 고착건조(Tack free)

도막을 가볍게 눌렀을 때도막에지문자국이남지않는상태

4) Dry to touch

손가락으로 도막을 가볍게 문질렀을 도막이 더이상손가락에묻어나지않을때

5) 고화건조(Dry hard)

엄지와 검지사이에 시편을 물리되 도막이 엄지쪽으로 가게 하여 힘껏 눌렀다가 떼어내어 부드러운 헝겊으로 가볍게 문질렀을 때도막면에지문자국이남지않으면고화건조가된 것으로 한다.

6) 경화건조(Dry through or Dry to handle)

도막면에 팔이 수직이 되도록 하여 힘껏 엄지손가락으로 누르면서 90 도로 비틀

7) 완전건조(Full hardness)

도막을 손톱이나 칼끝으로긁었을때 흠이 잘나지 않고 힘이 든다고 느끼는 상태

8) 재도장(Dry to recoat)

상도 도장시 들뜸 또는 하도의 부착력 손실과 같이 도장결함 없이 작업을 할수있는건조상태

마. 색

물체의 색은 표면색과 투과색으로 나뉜다. 표면색은 물체의 표면에서 빛을 반사하거나 흡수하여 나타내는 색을 말하고, 투과색은 유리처럼 빛이 투과되어 나타내는 색이다. 표면색에 있어서 대부분의 빛을 반사해 버리면 그 물체는 흰 빛 으로 보이고, 반대로 대부분의 파장을 흡수하면 그물체는검게보인다. 즉, 물체의 표면색은그 물체의 표면에 빛이 닿았을 때 어떤 파장의 빛이 얼마만큼 반사되는가에따른 비율에 따라 색이 나타난다.

1) 색의 분류

가) 무채색

흰색과 여러층의 회색 및검정색에속하는것으로무채색의구별은밝고어두운정도의차이즉 명도로 되어있다.(채도가 없음)

나) 유채색

순수한 무채색을 제외한 모든 색, 즉, 빨강, 주황, 노랑, 녹색, 파랑, 보라와 그 외 사이의 색은 물론 이상의 색감을 조금이라도 가지고 있으면 모두 유채색이다.유채색이란 채도가 있는 색이고 무채색이란 채도가 없는 색이란 뜻 이다.무채색은 명도만 있고 유채색은 색상, 명도, 채도인 색의 3 속성을 모두 가지고 있다.

2) 색의 3 속성

우리가 색채를 보고 느끼는 요인에는 세가지가있다. 그 하나는 빛의 파장 자체를 나타내는 색상(Hue)이고, 두번째는 밝고 어두운 정도를 나타내는명도(Value), 세번째는색파장의순수한정도를나타내는채도(Chroma)이다.우리는 어떤 색상을 지각할 때 항상 이 세가지 요인을 함께 느낀다.

3) Munsell Color

먼셀은 모든 색체는 색상, 명도, 채도의 총합이라 정의하였으며, 먼셀의 색상환은 빨강(R), 노랑(Y), 초록(G), 파랑(B), 보라(P)의 5 가지 기본색과 주황(YR), 연두(GY), 청록(BG), 남색(PB), 자주(RP)의 5가지 중간색을 더해서 10색상으로 구성되어 있다. 예를들면, 먼셀 색상 5R 4/10 에서 5R 은 색상(Hue), 4 는 명도(Value), 10 은 채도(Chroma)를 나타낸다.

5. 검사

가. 검사장비

1) 대기 및 표면 온도계

2) 습도계

3) 표면조도 측정기(Testex-O-Film or Replica Tape)

4) 습도막 측정기

5) 건조도막 측정기

6) 기타 도장검사에 필요한 장비

나. 표면처리

1) 표면처리 조건 확인

2) 육안으로 표면처리된 표면의 상태 확인(SSPC-Vis1)

3) 표면조도 확인

다. 도장

1) 도장작업 조건 확인(대기온도, 상대습도, 이슬점온도, 표면온도)

2) 혼합된 도료가 가사시간(Pot Life)이내에 사용하고 있는지 확인

3) SSPC-PA2 에 따라 건조도막두께 측정

4) 재도장 간격(Re-coating Interval)의 준수여부 확인

5) 도장결함 확인

6) 모든 보수도장 공정확인

7) 건조기간 동안의 온도와 상대습도 점검

라. 보수도장

1) 표면처리

도장결함 부위가 많을 경우(1㎡이상) Blast 법으로 표면처리를 하거나, 표면조도가 최소 25~75㎛ 이상 형성될 수있는방법을택해야하며, 결함부위가 1㎡미만인경우 Power tool cleaning 을 실시하여 완전히 제거한다.

2) 도장

가) 주위의도막과부착력을향상시키기위해도막결함을제거한주위의도막을 Smooth 하게도장한다.

나) 보수도장에사용되는도료는먼저사용한도료와동일한제품을사용하는것이원칙이다.

다) Inorganic zinc primer 도장의 경우 동종의 도료로 도장시 부착력 저하로 박리의 원인이 되므로

다음의 사항을 고려하여 보수도료를 선정할 수 있다.

(1)적용제품의 설계온도가 80℃ 이하인 경우 Epoxy zinc 또는 Epoxy mastic 계통의 제품사용

(2) 적용제품의 설계온도가 80℃ 이상인 경우 상도 도료를 사용하거나 동종의 도료 사용

마. 검사방법

1) 표면조도

가) Testex Press-O-Film Tape

(1) Gage 를 0 Point 로 맞춘다.

(2) 표면조도를 측정할 부위에 Replica Tape 을 붙인다.

(3) 끝이 둥근 플라스틱 봉으로 Film 을 문지런다.

(4) Replica Tape 을떼내어 Gage 로표면조도를읽는다.

(5) 읽은 수치에서 Film 의 두께 50㎛를 뺀 수치가 표면조도이다.

나) Dial Surface Profile Gage

(1) Gage 를 0 Point 로 맞춘다.

(2) 측정하고자 하는 부위에 Gage 를 눌러 바늘 눈금을 읽는다.

다) Keane-Tator Comparator

Sand, Shot, Grit 로 표면조도를 형성하여 만든 표준시편을 측정하고자 하는 표면 위에 놓고 라이트가 달린 확대경으로 비교하는 방법

2) 건조도막두께

SSPC-PA2(Measurement of Dry Paint Thickness with Magnetic Gages)에 따른 도막두께 측정방법은 다음과 같다.

가) 도막두께측정기준: 면적 9.3㎡(100ft2 )

나) 기준 SPOT 측정방법

(1) 도막두께를 측정할 부위에 Random 하게 5곳을 선정

(2) 선정된 측정장소 1곳 당 3회 측정하여 1곳의 평균을 구함

(3) 같은 방식으로 나머지 4곳도 동일하게 측정

(4) 측정한 면적 9.3㎡(100ft2 )에 대한 5곳의 평균을 구함

<그림 5-1 SSPC-PA2 에 따른 도막측정 방법>

다) 판정기준

(1) 각각의 측정장소(Spot)의 평균치는 규정된 건조도막두께의 80% 이상

(2) 5곳의 평균치는 규정된 건조도막두께와 같거나 높아야 한다.

(3) 5곳의 평균치는 최대 120%를 초과해서는 안된다.

라) 측정될면적에따른측정횟수

(1) 9.3㎡(100ft2)이하

Random 하게 5 Spot 측정(상기 나항과 동일한 방법)

(2) 27.9㎡(300ft2)이하

9.3㎡(100ft2 )마다 5Spot 측정 x 3회

(3) 27.9㎡(300ft2) ~ 93㎡(1000ft2)

측정할 부위에 Random 하게 9.3㎡(100ft2)를 정하여 5Spot 측정 x 3회 즉, 93㎡를 10 등분하여 Random 하게 3곳(각 9.3㎡)을 선정하여 측정

(4) 93㎡(1000ft2) 초과

처음 93㎡(1000ft2)는 27.9㎡(300ft2) ~ 93㎡(1000ft2)의 측정방법과 동일하게 측정하고 추가되는 93㎡(1000ft2)마다 Random 하게 9.3㎡에 5Spot 을 측정

마) 건조도막두께측정기기

건조도막 두께 측정 기기는 공인기관에서 교정된 측정 장비를 사용해야 하고, 매번 측정 전 시편에 영점 조정 후측정해야한다.

바) 도막두께측정원리

측정 Gage 는 Magnetic Gage 로서 자석의 원리를 이용하여 탐침 끝에서 표면조도(Profile)의 Peak 로 자기장을 보내서 돌아오는 속도를 감지하여 도막두께를 인지한다.자기장이 가장 먼저 도달되는 부위는 Peak 이며, Magnetic 탐침 끝에는 여러 개의 Peak 들이 존재하며 이들의 평균을 계산하여 나타낸 값이 도막두께이다.

<그림 5-2 도막두께 측정 원리>

3) 부착력

가) Tape Test : ASTM D3359(Measuring Adhesion by Tape Test)

(1) X-Cut Tape Test : 도막두께가 125㎛ 초과

(가) Test 방법

칼(Knife)을 사용하여 직선으로 30˙~ 45˙의 각도로 X-Cut

-. X-Cut 의길이: 40mm

-. 폭 25mm Tape(부착력시험용, 3M)를 X-Cut 된위치에길이 75mm로부착시켜고무로문질러단단히부착시킨다.

　 -. Tape 끝을잡고가능한 180˙에가깝도록뒤로신속하게당긴다.

(나) 판정

-. 5A : 벗져짐이나 떨어짐이 없음

-. 4A : X-Cut 면또는교차점을따라벗져짐이나떨어짐의흔적존재

-. 3A : 양쪽 1.6mm까지 X-Cut 된면을따라톱니모양으로떨어짐

-. 2A : 양쪽 3.2mm까지 X-Cut 된면을따라톱니모양으로떨어짐

-. 1A : Tape 아래의 X-Cut 부위 대부분이 떨어짐

-. 0A : X-Cut 부위를 초과한 도막이 떨어짐

(2) Cross Cut Tape Test : 도막두께가 125㎛ 이하

(가) Test 방법

-. 칼(Knife)날의 끝이 15˙또는 30˙의 각도를 가질것

-. 도막두께가 50㎛미만: 1mm 간격으로가로와세로의길이가 20mm

-. 도막두께가 50㎛~ 125㎛: 2mm 간격으로가로와세로의길이가 20mm

-. 길이 75mm 로 Tape 을부착시켜고무로문질러단단히부착시킨다.

-. Tape 끝을잡고가능한 180˙에가깝도록뒤로신속하게당긴다.

(나) 판정

-. 5B : 격자및 절개된 선에 아무런 이상이 없음

-. 4B : 작은도막편이격자또는선에서 5% 이하로떨어짐

-. 3B : 작은도막편이격자또는모서리에서 5~15% 떨어짐

-. 2B : 도막편이격자나모서리에서 15~35% 떨어짐

-. 1B : 큰띠나사각전체가 35~65% 떨어짐

-. 0B : 1B 보다더 나쁜 상태

바. 기타

1) 도료 소요량 산출

도장작업에 있어 도료 자체의 손실은 필연적이며, 도료의 손실에 대한 정확한 근거는 공식적인 것은 없으므로 도장설계시 참조해서 물량을 산출한다.

가) 도료손실요인(Loss Factor)

구 분 항 목 Loss(%) 비 고

붓 또는 롤러단순 구조물 5 　

복잡구조물 5~10 　

스프레이단순 구조물 20 　

복잡구조물 50 　

작업장소

실내 5 　

실외 5~10 　

실외 바람 有 20 풍속이 빠를수록 손실大

도료1 액형 5 　

2 액형 5~10 　

<표 5-4 작업조건에 따른 도료 손실율>

나) 도료소요량(ℓ/㎡)

(1) 이론도료소요량= DFT/(SVR x 10)

(2) 실제도료소요량= 이론도료소요량/(1-Loss율)

(가) SVR(solid Volume Ratio) : 고용분 용적비(%)

(나) DFT(Dry Film Thickness) : 건조도막두께(㎛)

(다) Loss : 도료 손실율

2) 습도막 두께

가) 습도막두께계산

(1) WFT = (DFT x 100) / ((SVR) x (1-희석율))

(2) WFT(Wet Film Thickness) : 습도막 두께(㎛)

(3) 희석율: Thinner 희석율

나) 측정방법

습도막 두께는 게이지 지지대 사이에 도료가 묻지않은 계측치와 도료가 묻은 계측치 사이의 수치이다. 즉, 아래의그림과같이습도막은“A”(600㎛)와 “B” (700㎛)사이이며, 최종 습도막 계측치는 600㎛과 700㎛사이의 650㎛이다.

다) 측정횟수

측정 횟수는 특별히 규정되어 있지 않으며, 도장직후 수회 습도막을 측정하여 규정된 건조도막두께가 되도록 관리한다.

<그림 5-5 습도막 측정 방법>

3) 이슬점(Dew Point) 산출표

이슬점은 대기온도와 상대습도(Relative Humidity)에 의해 산출된다.이슬점 산출은 반드시 교정된 측정 게이지로 측정하고, 아래의 산출표는 반드시 참고로만 해야 한다.

가) 이슬점온도: 철판(제품)의 표면에 수분이 응축되기 시작하는 온도로써,철판의 표면온도가 이슬점 온도보다 적어도 3℃이상 높아야 한다.

상대습도 (%)대기온도 ( ℃ )

-5 0 5 10 15 20 25 30 40 35

90 -6.5 -1.3 3.5 8.2 13.3 18.3 23.2 28 33.0 38.2

85 -7.2 -2.0 2.3 7.3 12.5 17.4 22.1 27.0 32.0 37.1

80 -7.7 -2.8 1.9 6.5 11.6 16.5 21.0 25.9 31.0 36.2

75 -8.4 -3.6 0.9 5.6 10.4 15.4 19.9 24.7 29.6 33.0

70 -9.2 -4.5 0.2 4.5 9.1 14.2 18.6 23.3 28.1 33.5

65 -10.0 -5.4 -1.0 3.3 8.0 13.0 17.4 22.0 26.8 32.0

60 -10.8 -6.5 -2.1 2.3 6.7 11.9 16.2 20.6 25.3 30.5

55 -11.6 -7.4 -3.2 1.0 5.6 10.4 14.8 19.1 23.9 28.9

50 -12.8 -8.4 -4.4 -0.3 4.1 8.6 13.3 17.5 22.2 27.1

45 -14.3 -9.6 -5.7 -1.5 2.6 7.0 11.7 16 20.2 25.2

40 -15.9 -10.8 -7.3 -3.1 0.9 5.4 9.5 14.0 18.2 23.0

35 -17.5 -12.1 -8.6 -4.7 -0.8 3.4 7.4 12.0 16.1 20.6

30 -19.0 -14.3 -10.2 -6.9 -2.9 1.3 5.2 9.2 13.7 18.0

<표 5-6 이슬점 산출표>

4) RTGC & RMQC Type 의 도장 System 사례

가) 도장 System 구분

(1) System Ⅰ

Main structures and surfaces exposed to atmospheric condition including rail side

(2) System Ⅱ

Interior surface of sealed box sections (airtight area)

(3) System Ⅲ

Interior surface of unsealed box sections (non airtight area)

(4) System Ⅳ

Contacting surface of high tension bolt parts

(5) System Ⅴ

Painted items on hot dip galvanized surfaces

(Application Items : handrails & stanchions, ladder, stairway, platform and conduit pipe)

(6) System Ⅵ

Sfety sign

(7) System Ⅶ

Electrical equipment parts and complete vendor items

(8) System Ⅷ

Only hot dip Gglvanizing surface

(9) System Ⅸ

Surface preparation with aluminum(use 180 mesh) blasting and Molykote bonded

lubricants coating

(10) System Ⅹ

Machined surface-exposed surface in the atmosphere

(11) System ⅩⅠ

Piping and fitting material (Phosphate coating)

(12) System ⅩⅡ

Sheave and Wheel

(13) System ⅩⅢ

Machined surface-assembly parts (Rust preventive oil coat)

나) 적용도장 System

SYSTEM SELECTION

SURFACEPREPAR-

ATION (SSPC)

APPLICATION

REMARKSPAINT TYPE

min. DFT (㎛)

TOTALDFT (㎛)

COLOR

All steel plate SP 10 1st Inorganic zinc rich shop primer

15 15 GrayBefore fabrication

Ⅰ Structure SP 10

1st Epoxy zinc primer 75

250

Gray

After fabrication

2nd High Build Epoxy 125Light Gray

3rd Polyurethane 50 Indicated

Ⅱ

Structure (Inside of

airtight area)

SP 1/2/3(Touch-up

paint)1st Inorganic zinc rich

shop primer15 15 Gray

After fabrication

Ⅲ

Structure (Inside of

non airtight area)

SP 10

1st Epoxy zinc primer 75

200

GrayAfter fabrication

2nd High Build Epoxy 125Light Gray

Ⅳ

High-tension bolting area

SP 10 1st Inorganic zinc rich shop primer

15 15 Gray

Ⅴ Painted Items on hot dip

galvanized surface

SP 8 or SP 10

Hot dip galvanizing in accordance with BS 729 or JIS G3302 (zinc content : not less than 98.5%)

Before fabrication.

SP 1/2/3 1st Epoxy primer(special primer)

75 125 - After fabrication

2nd Polyurethane 50 Indicated

ⅥSafety Color

(Outside)

SP-10

1st Epoxy zinc primer 75

310

Gray

2nd High Build Epoxy 125Light Gray

3rd Polyurethane 50 Indicated

SP 1/2/3

4th Polyurethane 40 White

5th Fluorescent finish 20Yellow or

black

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