양극: 아연 vs 알루미늄 vs 마그네슘
게시자: Poseidon Marine ~에
희생양극(때로는 아연양극이라고도 함)은 보트 유지 관리에 필수적입니다.
아연은 최초로 희생양극에 사용된 물질이기 때문에 "아연 합금"이라는 이름이 이를 지칭하게 되었습니다. 하지만 마그네슘이나 알루미늄을 비롯한 다른 금속들도 희생양극으로 사용될 수 있습니다.
희생양극을 만드는 데 사용되는 비교적 저렴한 금속은 선미 구동 장치, 프로펠러, 방향타, 축 및 기타 필수 부품과 같은 보트나 요트의 더 값비싼 금속 부품 대신 부식됩니다. 양극의 금속이 덜 "귀금속"이어서 먼저 부식되기 때문에 장기간 물에 잠겨 있어도 금속 부품은 부식되지 않습니다.
아연, 알루미늄, 마그네슘 세 가지 양극 유형 모두 여러 변수에 따라 부식 방지에 중요한 역할을 하며, 이러한 변수들은 여기에서 설명될 것입니다.
저희 포세이돈 마린은 세 가지 종류의 합금에 맞는 다양한 양극 및 양극 키트를 항상 재고로 보유하려고 노력하고 있습니다.
알루미늄 양극의 장점
알루미늄 양극은 몇 가지 이유로 많은 제조업체와 보트 사용자들에게 아연이나 마그네슘 양극보다 선호됩니다.
- 최근 몇 년 동안 알루미늄 가격이 저렴해지면서 제조업체들이 새로운 엔진, 여과기, 열교환기, 용기 등에 희생양극을 적용하는 데 더욱 매력적인 선택지가 되었습니다.
- 아연 양극은 담수에서는 어느 정도, 기수에서는 적당히, 해수에서는 아주 효과적으로 보호 기능을 제공합니다. 알루미늄 양극은 담수에서는 좋은 보호 기능을, 해수에서는 적당한 보호 기능을, 기수에서는 상층부에서는 좋은 보호 기능을 제공하지만 하층부에서는 보호 기능이 떨어집니다. 또한 알루미늄은 아연보다 산화막이 더 빨리 형성되어 보호 효과가 떨어집니다. 따라서 알루미늄 양극은 자주 청소해 주면 제 기능을 하지만, 그렇지 않으면 산화막이 형성되어 보호 기능을 상실할 수 있습니다.
- EPA 데이터에 따르면 마그네슘은 희생양극을 만드는 데 사용할 수 있습니다. 둘째로, 알루미늄양극은 아연양극보다 환경적으로 더 무해하지만 최악의 경우에도 아연은 환경에 거의 영향을 미치지 않습니다. [1]
하지만 담수와 해수를 자주 오가거나 기수역을 자주 항해하는 보트 사용자라면 알루미늄 양극을 희생 양극으로 사용하는 것이 좋습니다. 다른 금속에 비해 가격이 저렴하고 수명이 길며 수질 변화에 대한 내성이 뛰어납니다.
보트를 염수에만 보관할 계획이라면 위치를 고려해야 합니다. 매우 따뜻한 열대 해역에서는 수온이 높아 용존 산소량이 증가하여 부식이 가속화되고 양극에 가해지는 부담이 커져 수명이 단축됩니다.
포세이돈 마린은 지중해 전역에 양극재를 공급하고 있기 때문에 다양한 종류의 알루미늄 양극재를 대량으로 보유하고 있습니다.
마그네슘 희생양극 사용: 담수 생태계의 왕
알루미늄 및 아연 양극은 담수에 적용 가능하지만 마그네슘(Mg)[2] 양극은 이 환경에서 알루미늄 및 아연 양극보다 성능이 더 뛰어납니다.
담수의 높은 저항[3]으로 인해 MG의 큰 전류 출력이 필요합니다. 마그네슘 양극은 아연 및 알루미늄 양극보다 가격이 비싸고 수명이 짧지만, 특히 선박이 장기간 침수될 경우 담수에 가장 적합한 옵션입니다.
해수에서 마그네슘의 높은 전류 출력으로 인한 과전압(수소 방출) 위험은 더 작거나 더 적은 수의 마그네슘 양극을 사용함으로써 최소화할 수 있습니다. 그러나 해수에서 마그네슘 양극의 수명은 일반적으로 너무 짧아 좋은 선택이 아닙니다.
지중해 외에도 강 삼각주나 담수 유역에만 있는 고객들도 있습니다. 따라서 마그네슘 양극 키트를 재고로 보유하고 있습니다.
아연 양극이 여전히 최고의 자리를 차지하는 곳
선박이 장기간 해수에 정박하거나 닻을 내릴 경우, 아연은 희생양극으로 사용하기에 가장 적합한 재료입니다.
다른 금속과 비교했을 때, 아연 양극은 표면에 쌓인 막을 쉽게 제거하여 새로운 아연 합금이 물에 노출되도록 하고, 시간이 지나도 양극의 전기화학적 활성을 유지하는 데 탁월합니다. 알루미늄 양극의 경우, 소모된 금속이 표면에 막을 형성하여 양극을 부동태화시킬 수 있는데, 이는 아연 양극의 뛰어난 탈락 능력이 부족하기 때문입니다.
용기를 제자리에 오래 둘수록 양극의 부동태화 현상이 발생할 가능성이 높아집니다.
선박이 움직이는 동안 흐르는 물에 의해 발생하는 전류가 양극에 대한 수요를 생성하기 때문에 양극이 재활성화됩니다. 금속의 종류와 관계없이 물을 가르는 과정에서 양극에 쌓인 산화물 침전물도 제거됩니다.
선박을 해수에 정기적으로 담가둘 경우 아연 양극과 알루미늄 양극 모두 제 기능을 합니다. 하지만 장기간 해수에 담가둘 경우에는 아연 양극이 더 나은 선택입니다.
양극은 어떻게 작동하나요?
이론적으로, 서로 다른 두 금속을 물에 담그고 물리적 또는 전기적으로 연결하면 배터리가 생성됩니다. 이때 두 금속 사이에는 일정량의 전류가 흐르게 됩니다.
금속 중 하나는 금속 이온 형태로 해수에 전자를 방출하여 전류에 기여합니다. 부식을 제어하지 않으면 보트의 수중 금속은 점차적으로 열화됩니다.
버팀대, 방향타, 선외기 및 선미 구동 장치 또한 부식에 취약하지만, 스테인리스 스틸 축에 장착된 알루미늄 프로펠러가 가장 흔한 부식 대상입니다.
덜 귀한 금속(더 귀한 양극)을 도입하여 전류를 생성하면, 이 전류는 덜 귀한 금속 쪽으로 흐르게 되고, 양극은 이온 이동을 통해 스스로를 희생하게 됩니다.
희생양극 교체 시기 및 기타 유용한 정보
희생양극의 재질과 관계없이 양극의 무결성을 유지하고 보트의 주요 부품에 발생하는 부식을 방지하기 위해 준수해야 할 몇 가지 규칙이 있습니다.
- 부식으로 인해 양극의 크기가 원래의 절반 정도로 줄어들면 교체해야 합니다. 만약 1년 이내에 이러한 현상이 발생한다면 양극의 크기와 무게를 늘리는 것을 고려해 볼 수 있습니다.
- 아연 양극은 제 기능을 하려면 보호하려는 금속과 전기적으로 접촉해야 합니다. 예를 들어, 프로펠러 축의 프로펠러 바로 앞에 설치하면 됩니다. 직접 접촉이 불가능한 경우에는 전선으로 연결할 수도 있습니다.
- 양극에는 페인트나 기타 코팅제를 절대 바르면 안 됩니다. 코팅제를 바르면 양극의 기능이 저하됩니다.
- 다양한 양극 금속을 사용할 수 있지만, 서로 혼합해서는 안 됩니다. 예를 들어, 축과 프로펠러의 보호는 비교적 독립적이므로 다른 종류의 양극을 사용해도 괜찮습니다.
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양극을 설치하기 전에 아연 아래 표면이 깨끗하고 이물질이 없어야 적절한 전기 접촉이 보장되는 것이 매우 중요합니다.
양극 교체 사례에서 얻을 수 있는 교훈은 무엇일까요? 수천 달러를 들여 새 프로펠러 샤프트나 스턴 드라이브를 교체하는 대신, 양극을 정기적으로 교체하는 것이 훨씬 비용 효율적이고 시간도 절약된다는 것입니다. 포세이돈 마린은 고객 여러분이 엔진과 드라이브를 보호할 수 있도록 적합한 양극 합금과 고품질 제품을 선택할 수 있도록 도와드립니다.
[2] 마그네슘, 주기율표.
[3] 저항