liminfoCathodic Protection Calculator
양극 수량/전류밀도 음극방식 계산기
일반적으로 85%
계산 세부사항
설계 공식
Cathodic Protection Calculator 소개
음극방식 계산기는 토양 또는 해수 환경의 강철 구조물에 갈바닉(희생양극) 음극방식(CP) 시스템을 설계하는 무료 브라우저 기반 엔지니어링 도구입니다. 음극방식은 강철보다 전기화학적 전위가 더 낮은 금속(희생양극)을 보호 대상 구조물에 전기적으로 연결하여 부식을 방지하는 전기화학적 기법입니다. 양극이 우선적으로 부식되면서 전자를 방출하고, 이 전자가 강철 구조물로 흘러 녹 발생의 원인인 산화 반응을 억제합니다.
구조물 면적(m²), 구조물 유형(토양 내 나강재, 양호/보통/불량 코팅 강재, 해수 내 나강재 또는 코팅 강재, 수중 콘크리트), 양극 재료(아연, 표준 마그네슘, 고전위 마그네슘, 알루미늄), 설계 수명(년), 양극 사용률(일반적으로 85%), 개당 양극 중량을 입력합니다. 도구는 구조물 유형별 전류 밀도로 필요 방식 전류를 계산하고, 설계 수명 동안 필요한 총 전하량(암페어-시)을 산출하며, 양극의 전기화학적 출력·효율·사용률에 따른 유효 용량으로 필요 양극 수량을 결정합니다.
부식 엔지니어, 배관 엔지니어, 해양 구조물 설계자, 인프라 유지관리 전문가들이 NACE SP0169, ISO 15589 등 표준 준수를 위해 음극방식 계산을 활용합니다. 이 도구는 구조물 유형, 보호 면적, 전류 밀도, 필요 총 전류, 총 전하량, 양극 유형과 용량, 양극당 전류, 총 전류 출력 등 세부 계산 과정을 모두 표시하여 모든 단계를 검증할 수 있습니다. 모든 계산은 브라우저에서만 처리됩니다.
주요 기능
- 4가지 양극 재료 지원: 아연(Zn), 표준 마그네슘(Mg), 고전위 마그네슘, 알루미늄(Al)
- 나강재 토양(10.8 mA/m²)~해수(65 mA/m²)까지 7가지 구조물 유형별 전류 밀도 사전 설정
- N = 총 전하량 / (양극 중량 × 사용률 × 용량 × 효율) 공식으로 최소 필요 양극 수 계산
- 자재 조달 및 비용 산정을 위한 총 양극 중량 출력
- 전류 밀도, 필요 총 전류, 전하량, 양극 용량, 양극당 전류 등 전체 계산 세부사항 표시
- 설계 수명 전체에 걸쳐 출력이 부족할 경우 경고 알림 표시
- 100% 클라이언트 사이드 처리 — 엔지니어링 데이터가 브라우저 밖으로 나가지 않음
- 전문 업무용 다크 모드 지원 및 깔끔한 레이아웃
자주 묻는 질문
음극방식이란 무엇이고 왜 필요한가요?
음극방식(CP)은 금속 구조물의 부식을 방지하는 전기화학적 방법입니다. 구조물이 토양에 매설되거나 수중에 잠길 경우, 전기화학적 전위 차이로 부식이 발생합니다. CP는 갈바닉 방식(희생양극법)이나 외부전원법(ICCP)으로 구조물 전체 표면에 더 낮은 전위를 부여하여 부식을 억제합니다. CP 없이는 매설 배관이나 해양 구조물이 빠르게 부식될 수 있습니다.
희생양극이란 무엇인가요?
희생양극은 보호 대상 강철보다 전기화학적으로 더 활성인 금속(주로 아연, 마그네슘, 알루미늄)으로, 강철 구조물에 전기적으로 연결됩니다. 연결 시 양극이 강철 대신 우선적으로 산화(부식)되며 전자를 방출하여 보호 대상의 부식을 억제합니다. 양극은 서서히 소모되기 때문에 "희생"양극이라 부릅니다.
계산기는 필요 양극 수를 어떻게 결정하나요?
표준 갈바닉 양극 설계 절차를 따릅니다: (1) 필요 방식 전류 I = 전류 밀도 × 보호 면적. (2) 설계 수명 동안의 총 전하량 Q = I × 수명 × 8,766시간/년. (3) 양극당 유효 용량 C = 양극 중량 × 사용률 × 전기화학적 출력 × 효율. (4) 양극 수 N = Q ÷ C (올림 정수).
양극 재료는 어떻게 선택하나요?
아연 양극은 해수 및 습윤 토양 환경에 적합한 표준 재료로 안정적인 성능을 제공합니다. 마그네슘 양극은 고저항률 토양에 적합하며, 더 낮은 전위(-1.55V 또는 -1.75V)로 저항성이 높은 환경에서도 충분한 전류를 공급합니다. 알루미늄 양극은 주로 해수 및 해양 환경에 사용되며, 높은 전기화학적 용량(2,700 A·h/kg)과 경량이 장점입니다.
사용률(Utilization Factor)이란 무엇이고 왜 85%를 사용하나요?
사용률은 희생양극이 완전히 소모되기 전에 효과를 잃는다는 점을 반영하는 계수입니다. 양극이 부식됨에 따라 전기 접촉이 불량해지거나 잔여 재료의 활성이 떨어집니다. 85%(0.85)는 양극 질량의 85%만 방식에 유효한 것으로 보는 표준 보수적 설계 계수로, 업계 지침에서 광범위하게 사용됩니다.
구조물 유형별 전류 밀도는 어떻게 되나요?
이 도구에서 사용하는 전류 밀도: 토양 내 나강재 10.8 mA/m²(코팅 없음, 높음), 양호한 코팅 강재 0.1 mA/m²(코팅이 대부분 방식), 보통 코팅 1.0 mA/m², 불량 코팅 5.0 mA/m², 해수 내 나강재 65 mA/m²(높은 전도성과 공격성), 해수 내 코팅 강재 5.4 mA/m², 수중 콘크리트 2.0 mA/m².
음극방식 설계는 어떤 규격을 따르나요?
주요 규격으로는 NACE SP0169(지하 또는 수중 금속 배관 외부 부식 제어), ISO 15589-1(석유 산업 파이프라인 음극방식), DNV-RP-B401(해양 구조물 음극방식 설계) 등이 있습니다. 이 계산기는 이러한 모든 규격의 기초가 되는 전류 및 전하량 계산을 구현합니다.
이 계산기는 무료인가요?
네, 음극방식 계산기는 사용 횟수 제한이나 회원가입 없이 완전히 무료입니다. 모든 양극 계산은 브라우저에서만 처리되므로 구조물 치수와 설계 파라미터는 어떠한 서버에도 전송되지 않습니다.