뭐든 도장 뭐든 누수 방지 방수, 녹 방지 방청 철 금속 표면처리 해야되나

1. 철금속의 표면처리

  
금속의 부식을 방지하기 위해서는 금속표면으로부터 물과 공기의 접촉을 차단시켜야 하는 것이 방식의 기본 원리입니 다.

 

철이 부식되는 이유는 산소와의 반응 때문입니다. 
순수한 상태의 철은 부식되지 않지만, 공기 중의 산소와 만나면 철의 표면에 철 이온이 생성됩니다. 
이 철 이온은 불안정한 상태이기 때문에 물과 반응하여 산화철을 생성합니다.
부식은 산화 과정에 의해 발생하는 현상으로, 철이 산화된 상태를 "녹(Rust)"이라고 합니다.
철의 부식 과정은 여러 단계로 진행됩니다.
먼저 철 원자가 물과 만나면 2개의 전자가 빠져나오며, 이 때 생성되는 화학식은 다음과 같습니다.

Fe (s)→Fe2+(aq)+2e−

여기서 Fe (s)는 많은 철 분자들을 나타내며, (aq)는 물 내부에 있는 입자를 뜻합니다. 
이후 철로부터 나온 전자 2개는 바깥의 산소 (O2)와 물 (H2O)의 반응쪽으로 공급되어 다음 화학식을 생성합니다.

1/2O2​(g)+H2​O(L)+2e−→2OH−(aq)

산화와 환원에 대해 설명하면, 철 (Fe)의 경우 전자를 빼앗겼기 때문에 산화되었다고 볼 수 있고, 산소 (O2)의 경우 전자를 얻었기 때문에 환원되었다고 볼 수 있습니다. 
이렇게 생성된 OH- 이온은 다시 물과 반응하여 수산화철II (Iron II Hydroxide)을 만듭니다.

Fe2+(aq)+2OH−(aq)→Fe(OH)2​(s)

마지막으로 수산화철II가 산소와 만나 산화물을 생성하는데, 이것이 우리가 알고 있는 "녹(Rust)"입니다.

Fe(OH)2​(s)+O2​(g)→2Fe2​O3​⋅H2​O(s)+2H2​O(L)

철의 표면에 아무런 처리를 하지 않을 때는 철이 아주 쉽게 산화되지만, 스테인레스 스틸과 같은 재료는 크롬 산화막층을 형성하여 산화를 방지합니다. 
스테인레스 스틸의 크롬 산화막층은 부동태화라는 공정을 통해 형성되며, 이를 통해 부식을 줄일 수 있습니다.
선박과 같이 바닷물에 노출되는 부분에서는 아연 양극이나 ICCP (Impressed Cathodic Protection System)을 사용하여 부식을 방지합니다.

 

이러한 방식의 한 방법이 도장이며, 또한 도장에 의해 형성된 도막은 탄소 화합물인 유기도막이기 때문에 물의 침투를 완전히 차단시킬 수 없습니다.

  
이러한 물의 침투에 의해 일어나는 피도막과 도막사이의 부식으로 인하여 도막이 파괴될 우려가 있으며, 이를 방지하기 위해서는 적절한 표면처리와 부식억제재의 사용이 필요합니다.

  
인산철계 또는 인산아연계에 의한 금속 표면의 인산열 피막 처리는 부식억제재로서의 기능과 유기도료에 있어서 방청  안료가 함유된 도료의 사용은 금속의 방식 효과를 더욱 증진시켜 줍니다. 

 

목재와는 달리 철재 표면은 표면이 다공성이 아니기 때문에  도막의 부착력이 떨어지게 되며, 이로 인하여 도막의 가벼운 충격으로 도막이 벗겨졌을 경우, 그 크기가 아무리 미세하다 할지라도 금속 표면에 부식이 일어나며, 급기야 표면전체 에 녹이 확대되는 경우가 있습니다.

 

2. 도막의 부착력 증진 방법

   
그러므로 금속에 대한 도막의 부착력을 증진시키는 방법은  (1) 기계적이거나 화학적인 방법으로 표면의 조도를 형성시  키는 방법과 (2) 부착력이 우수한 도료를 도장하는 방법이  있습니다.  

 

3. 철금속의 표면처리의 목적

철 표면에서 불순물을 이물질을 제거하고 표면 마찰력을 증가시켜 방청 유기막인 도막의 접착력을 증대 외부의 충격과 수분, 산소의 침투를 방지하는 것이 목적입니다. 이런 물리적 기계 표면처리와 화학적 처리는 얇은 막의 화학 피막 처리를 하여 철표면이 산화되는 것을 방지하거나 제작 중 수분과 산소 접촉으로 인한 부식을 방지하여 보다 더 안정적인 도장과 높은 내구성을 목적으로 표면에 물리적, 화학적 처리를 하고 있습니다.