강교 도장의 열화도 평가 및 수명예측 기법에 관한 연구
- Alternative Title
- A Study on Evaluation of Deterioration Degree and Lifetime Prediction Method for Steel Bridge Coating
- Abstract
- 강교의 부식방지를 위해 필수적으로 사용되고 있는 강교 도장의 유지관리 효율성을 향상시키기 위해 수행한 본 연구에서는 강교 주변 대기의 부식도 고찰, 강교 현장조사 데이터에 근거한 도막수명 예측, 화상처리기법을 이용한 강교 도막열화도 평가, 도막 외관 열화정보와 임피던스 측정값 간의 상관관계 등 총 4가지 세부 연구를 수행하였다.
먼저 강교의 효율적인 유지관리를 위해 가장 기본적인 자료를 확보하기 위해 강교 주변 대기부식도 시험을 수행하였고, 최적 보수도장 시기 예측을 위해 기존에는 흔히 시도하지 않았던 현장 데이터에 근거한 강교도장 도막수명 예측 방법을 제시하였으며, 이러한 방법의 신뢰도를 향상시키기 위한 도구로서 화상처리기법에 의한 평가방법에 대해 고찰하였다. 또한, 전기화학적 임피던스 분광법을 이용하여 화상처리에 의한 평가방법의 적정성을 검증하고, 도막 외관과 임피던스 측정 결과와의 상관관계를 도출하였다. 이 상관관계는 향후 도막의 외관에 대한 육안관찰만으로도 도막하의 수분축적 상태, 부식 진행상태 등의 세부정보를 가늠할 수 있는 중요한 척도가 될 것으로 기대된다.
In this study carried out to improve maintenance efficiency of steel bridge coating, 4 detailed studies were executed, that is, atmospheric corrosivity around steel bridges, coating lifetime prediction based on data investigated in steel bridge field, evaluation of deterioration degree of steel bridge coating using image processing method, and relationship between deterioration information of exterior view of coating and parameters measured by electrochemical impedance spectroscopy.
In order to acquire basic information for effective maintenance of steel bridge coating, atmospheric corrosivity around 31 steel bridges located at marine, industrial, urban, mountainous, and rural districts was investigated. Coating lifetime prediction method, that have been rarely tried to apply, for decision of optimum maintenance time based on data collected in steel bridge field was suggested. Evaluation of deterioration degree of steel bridge coating using image processing method as a tool of reliability improvement was investigated. In order to verify suitableness of image processing method, impedance of coated steel specimens was measured by electrochemical impedance spectroscopy, and relationships between deterioration information of exterior view of coating and parameters measured by electrochemical impedance spectroscopy were derived. It is expected that such relationships will be important means that detail electrochemical informations can be estimated just from visual imaging of exterior view of coating.
- Issued Date
- 2009
- Awarded Date
- 2009. 2
- Type
- Dissertation
- Publisher
- 부경대학교 대학원
- Alternative Author(s)
- Lee, Chan Young
- Affiliation
- 부경대학교 대학원
- Department
- 대학원 공업화학과
- Advisor
- 박진환
- Table Of Contents
- 제 1 장 서론 = 1
1.1 연구배경 = 1
1.2 연구범위 및 내용 = 3
1.2.1 강교 주변 대기의 부식도 고찰 = 3
1.2.2 강교 현장조사 데이터에 근거한 도막수명 예측 = 3
1.2.3 화상처리기법을 이용한 강교 도막열화도 평가 = 4
1.2.4 도막 외관 열화정보와 임피던스 측정값 간의 상관관계 = 4
참고문헌 = 6
제 2 장 강교 주변 대기의 부식도 고찰 = 7
2.1 외부환경과 도장시스템 = 7
2.1.1 외부환경에 의한 부식 = 7
2.1.1.1 대기 중에서의 부식 = 7
2.1.1.2 물과 토양에서의 부식 = 8
2.1.2 환경의 분류 = 10
2.1.2.1 대기환경의 분류 = 10
2.1.2.2 물과 토양 환경의 분류 = 11
2.1.3 환경에 따른 도장 시스템의 선택 = 12
2.2 고속도로상 강교 주변 대기의 부식도 조사 = 16
2.2.1 실험방법 = 16
2.2.2 결과 및 고찰 = 19
2.3 결론 = 22
참고문헌 = 23
제 3 장 강교 현장조사 데이터에 근거한 도막수명 예측 = 24
3.1 서론 = 24
3.2 고속도로상의 강교 도장현황 = 25
3.3 도막열화도 평가 = 27
3.3.1 평가 방법 = 27
3.3.2 평가결과 및 고찰 = 29
3.3.3 회귀분석의 신뢰도 향상 방안 = 36
3.4 도막수명예측 및 보수도장 관리 = 37
3.4.1 도막의 잔여수명 예측 = 37
3.4.2 수명예측 상·하한식의 도출 = 39
3.4.3 보수도장 관리 = 40
3.5 결론 = 43
참고문헌 = 45
제 4 장 화상처리기법을 이용한 강교 도막열화도 평가 = 46
4.1 서론 = 46
4.2 화상처리기법을 이용한 도막진단시스템의 개요 = 49
4.2.1 전처리 = 51
4.2.1.1 Illumination Invariant Color Descriptor = 51
4.2.1.2 관심영역 추출 = 52
4.2.2 열화부위 추출 = 52
4.2.2.1 색상 공간 변환(Wyszecki et al, 1982) = 52
4.2.2.2 Fast EM 알고리즘 = 54
4.2.2.3 영역의 개수 결정 = 58
4.2.2.4 녹과 박리의 구분 = 58
4.3 도막 촬영방법의 표준화 = 60
4.3.1 촬영 구도 및 각도 = 60
4.3.1.1 촬영 구도 = 60
4.3.1.2 촬영 각도와 렌즈의 영향 = 62
4.4 도막 평가면적의 표준화 = 68
4.4.1 면적율 비교실험 = 68
4.4.2 면적율 비교결과 및 고찰 = 68
4.5 교량의 열화등급 산정기준 고찰 = 73
4.5.1 조사방식의 분류 = 73
4.5.2 열화부 판정 = 74
4.5.3 도막진단시스템을 이용한 상세 평가 = 77
4.6 화상처리기법에 의한 현장 도막평가 = 82
4.6.1 판부1교 현장조사 결과 = 82
4.6.2 가남JCT육교 현장조사 결과 = 89
4.6.3 아화교 현장조사 결과 = 92
4.6.4 진위천교 현장조사 결과 = 94
4.7 결론 = 97
참고문헌 = 98
제 5 장 도막의 외관 열화정보와 임피던스 측정값 간의 상관관계 = 101
5.1 서론 = 101
5.2 이론적 배경 = 103
5.2.1. 도장에 의한 방식 기구 = 103
5.2.2 교류임피던스에 대한 이론 = 106
5.2.2.1 교류 임피던스의 기초 = 106
5.2.2.2 단순 등가회로 = 110
5.2.2.3 Radles cell = 113
5.2.3 임피던스 측정 장비와 셀 구성 = 118
5.2.3.1 3전극 방식 임피던스 측정법 = 118
5.2.3.2 2전극 방식 임피던스 측정법 = 119
5.2.4 교류임피던스의 해석법 = 121
5.2.4.1 CPE(Constant Phase Element) = 121
5.2.4.2 데이터 fitting방법 = 122
5.2.4.3 시정계수가 겹치는 경우 회로 요소들의 비선형 결정 = 124
5.2.5 교류임피던스를 이용한 도막의 수명예측 가능성 = 131
5.2.6 교류임피던스에 따른 도막의 방식 성능 = 133
5.2.6.1 도장의 방식성 평가에 있어서의 EIS 특성 = 133
5.2.6.2 Coating capacitance(C_(c))와 도막의 dielectric constant를 이용한 도막의 물흡수 거동변화(Brasher-Kingsbury equation) = 135
5.2.6.3 교류임피던스를 이용한 유기도막의 방식성능평가에 대한 국제동향 = 136
5.3 실험방법 = 137
5.3.1 재료 및 열화조건 = 137
5.3.2 도막 외관의 열화상태 분석 = 138
5.3.3 EIS 측정 및 분석 = 139
5.4 결과 및 고찰 = 141
5.4.1 도막 외관 평가 = 141
5.4.2 도막 외관과 임피던스 측정 결과간의 상관관계 = 144
5.5 결론 = 153
참고문헌 = 155
제 6 장 결론 = 157
6.1 강교 주변 대기의 부식도 고찰 = 157
6.2 강교 현장조사 데이터에 근거한 도막수명 예측 = 158
6.3 화상처리기법을 이용한 강교 도막열화도 평가 = 160
6.4 도막 외관 열화정보와 임피던스 측정값 간의 상관관계 = 161
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