강철 구조물 보호도장 기준, ISO 12944 쉽게 알아보기

 

 

 

강철 구조물 보호도장 기준,
ISO 12944 쉽게 알아보기

 

 

 

 

 

 

안녕하세요 최고의 성공 파트너 E-POWER입니다.

 

같은 강철 구조물이라도 건조한 실내에 설치된 설비와 염분·습기에 노출되는

해양 구조물에는 동일한 보호도장을 적용할 수 없습니다.

 

구조물이 사용되는 환경에 따라 부식 위험이 달라지고, 이에 맞춰 도료의 종류와 도장 횟수,

건조 도막 두께 및 시험 방법을 결정해야 하기 때문입니다.

이처럼 강철 구조물의 부식환경을 분류하고 목표 내구성에 적합한 보호 도장 시스템을

선정하기 위한 국제표준이 바로 ISO12944입니다.

 

 

 

1. 보호도장의 기준을 만드는 ISO 12944

 

 

 

 

강철 구조물에 어떤 도료를 사용하고, 몇 번 칠하며, 어느 정도의 도막 두께를 확보해야 할까요?

이 질문에 답하려면 먼저 구조물이 설치될 장소의 부식 위험과 목표 내구성을 확인햏야 합니다.

건조한 실내와 해안·항만처럼 염분이 많은 환경에는 서로 다른 보호도장 설계가 필요하기 때문입니다.

 

ISO 12944는 이러한 조건을 체계적으로 판단할 수 있도록 만든 강철 구조물 보호도장 국제표준입니다.

부식환경 분류부터 표면처리, 도장 시스템, 시공관리, 실험실 시험 및 해양 구조물 기준까지 총 9개 파트로 구성되어 있으며

즉, ISO 12944의 핵심은 특정 페인트를 정하는 것이 아니라 다음과 같은 도장 설계의 전체 방향을 결정하는데 있습니다.

 

- 구조물이 노출되는 부식환경
- 첫 번째 주요 보수도장까지의 목표기간
- 프라이머·중도·상도의 구성
- 최소 도장 횟수와 전체 도막 두께
- 요구되는 성능시험과 검사방법

 

1998년 처음 발행된 ISO 12944는 강구조물 보호 분야의 주요 국가와 기업 관계자들이 함께 마련한 공통 기준입니다.
현재는 건축가, 설계자, 엔지니어, 시방서 작성자, 도장 작업자 및 관련 담당자가

보호 도장 시스템을 선정·시공·검사할 때 폭넓게 활용하고 있습니다.

 

 

 

2. ISO 12944:2018 부식환경 등급과 적용환경

 

 

 

 

보호 도장 시스템을 선정할 때 가장 먼저 확인해야 할 사항은 강철 구조물이 어떤 환경에 설치되는가입니다.
같은 강재라도 건조한 실내, 산업지역, 해안지역 또는 물속에 설치된 경우에는 부식이 진행되는 속도와 형태가 달라집니다.

ISO 12944:2018에서는 구조물이 설치되는 환경을 다음과 같이 구분합니다.

*대기에 노출되는 구조물: C1~CX
*물에 잠기거나 토양에 매설되는 구조물: Im1~Im4

환경등급이 높아질수록 부식 위험이 커지므로 더욱 높은 수준의

표면처리와 도장 횟수, 건조 도막 두께 및 성능시험이 요구됩니다.

 

- 대기 부식환경

등급	부식성	대표적인 적용환경
C1	매우 낮음	오염도가 매우 낮은 건조하거나 한랭한 환경
C2	낮음	오염도가 낮은 온대 환경
C3	중간	오염도가 중간인 온대 환경 또는 오염도가 낮은 열대 환경
C4	높음	오염도가 높은 온대 환경 또는 오염도가 중간인 열대 환경
C5	매우 높음	오염도가 매우 높거나 염화물의 영향이 현저한 온대·아열대 환경
CX	극심	극심한 산업환경, 해양환경 및 염수분무에 노출되는 환경

 

C1은 부식 위험이 매우 낮은 환경이며, C5와 CX로 올라갈수록 습기·오염물질·염화물의 영향이 커집니다.
특히 CX는 해양 대기, 염수분무 및 극심한 산업환경과 같이 일반적인 C5보다 더욱 가혹한 조건에 적용됩니다.

 

- 침수 및 매설환경

등급	환경 구분	대표적인 적용환경
Im1	담수	하천시설 및 수력발전소
Im2	해수 또는 기수	음극방식이 적용되지 않은 침수 구조물
Im3	토양	토양에 매설된 구조물
Im4	음극방식이 적용된 해수 또는 기	음극방식이 적용된 침수 구조물

 

※담수: 민물

※해수: 바닷물

※기수: 민물과 바닷물이 섞인 물

※음극방식: 전기화학적 원리를 이용해 금속의 부식을 억제하는 방식

 

ISO 12944:2018에서는 기존 C5-I와 C5-M을 C5와 CX로 개편하고,

음극방식이 적용된 해수·기수 침수환경을 나타내는 Im4를 추가했습니다.
따라서 해양설비를 검토할 때는 대기에 노출되는 부분과 물에 잠기는 부분을 구분해야 합니다.

해양 대기 노출부에는 CX, 음극방식이 적용된 해수·기수 침수부에는 Im4를 적용해 적합한 보호 도장 시스템을 선정해야 합니다.

 

 

 

3. ISO 12944:2018 내구성 등급

 

 

 

 

부식환경 등급을 확인했다면 다음으로 검토해야 할 항목은 보호 도장 시스템의 목표 내구성입니다.
ISO 12944:2018에서는 보호 도장 시스템이 최초의 주요 보수도장 시점까지
정상적인 보호 성능을 유지할 것으로 예상되는 기간을 다음 네 단계로 구분합니다.

 

내구성 등급	예상 내구성 기간
낮음(L)	최대 7년
중간(M)	7~15년
높음(H)	15~25년
매우 높음(VH)	25년 초과

 

여기서 말하는 내구성 기간은 도장 시스템의 성능을 계획하기 위한 예상 기간입니다.
따라서 내구성 등급은 도료나 시공업체가 보장하는 제품 보증기간과 같은 의미가 아닙니다.
또한 구조물의 실제 사용수명이나 정해진 재도장 주기와 반드시 일치하는 것도 아닙니다.

적절한 내구성 등급을 선정하려면 구조물의 설계수명뿐만 아니라

향후 유지보수 계획, 보수도장의 난이도, 작업 중단에 따른 비용 등을 함께 검토해야 합니다.

즉, 접근과 보수가 어려운 구조물이나 가동 중단에 따른 손실이 큰 산업설비일수록
초기 단계에서 요구 내구성을 신중하게 결정하는 것이 중요합니다.

 

 

 

4. ISO 12944:2018 도장 시스템 기준

 

 

 

 

ISO 12944:2018에서는 부식환경에 적합한 보호 성능을 확보할 수 있도록

도장 횟수와 건조 도막 두께에 관한 기준을 구체적으로 제시합니다.

 

도료의 종류와 적용되는 도장기술에 따라 필요한 최소 도장 횟수를 정하고,

각 부식환경 등급에 맞춰 전체 도장 시스템이 확보해야 하는 최소 건조 도막 두께를 규정합니다.

 

따라서 보호도장을 설계할 때는 개별 도장층의 두께만 확인하는 것이 아니라,
프라이머·중도·상도를 포함한 전체 시스템의 도장 횟수와 최종 건조 도막 두께를 함께 검토해야 합니다.
기존 방식과 다른 새로운 도료나 도장기술도 사용할 수 있습니다.
다만 제3자 시험과 현장시험을 통해 요구되는 보호 성능이 입증된 경우에 적용할 수 있습니다.

 

 

 

5. ISO 12944:2018 실험실 시험방법

 

 

 

ISO 12944:2018에서는 보호 도장 시스템이 적용 환경의 부식 위험과
목표 내구성에 적합한지 확인하기 위해 실험실 시험을 진행합니다.

 

C4 높음(H) 등급까지는 기존 시험방식이 유지되지만,
실제 현장에서 반복되는 환경 변화를 보다 가깝게 재현하기 위해 다음 구간에는 순환시험이 도입되었습니다.

 

부식 환경 등급	낮음(L) 7년 미만	중간(M) 7~15년	높음(H) 15~25년	매우 높음(VH) 25년 초과
C2	비순환시험 적용, ISO 12944:1998(E) 개정판과 동일한 시험 기간, ISO 6270 및 ISO 9227 적용			비순환시험 적용, 선형 시험 기간은 추후 확정, ISO 6270 및 ISO 9227 적용
C3
C4				C5 높음(H)과 동일한 기준 적용, 순환시험을 단계적으로 도입하며 10사이클 실시
C5	비순환시험 적용, ISO 12944:1998(E)와 동일한 시험 기간		ISO 12944-9를 단계적으로 도입하며 순환시험 10사이클 실시, 비순환시험 결과는 5년간 유효	순환시험을 즉시 적용하며 ISO 12944-9에 따라 16사이클 실시

 

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- 비순환시험과 순환시험의 차이

 

비순환시험은 일정한 온도와 습도 또는 염수분무 조건에서 보호 도장 시스템의 내식성을 평가하는 방식입니다.
반면 순환시험은 염수분무, 습윤, 건조, 저온 등 서로 다른 조건을 반복해

실제 현장에서 발생하는 환경 변화를 보다 현실적으로 재현합니다.
따라서 해안 지역이나 해양 구조물처럼 부식 위험이 큰 환경에서는 단순한 염수분무시험 결과만 확인하기보다,

반복적인 환경 변화에 대한 순환시험 성능까지 함께 검토하는 것이 중요합니다.

 

 

6. ISO 12944 Part 9 해양 구조물용 보호 도장 기준

 

 

 

 

ISO 12944에 Part 9가 추가되면서 기존의 해양 구조물용 표준인 ISO 20340이 ISO 12944 체계에 통합되었습니다.

과거에는 해양 환경을 C5-M 등급으로 분류했지만,

ISO 12944:2018에서는 더욱 가혹한 부식 환경을 나타내는 CX 등급이 적용됩니다.

특히 ISO 12944 Part 9는 해양용 보호 도장 시스템의 성능을 확인하기 위해 순환시험을 필수 기준으로 규정하며
염수분무·습윤·건조·저온 조건을 반복해 실제 해양 환경과 유사한 부식 조건을 재현하는 방식입니다.

해양 구조물에 적용되는 모든 보호 도장 시스템은 총 4,200시간,

약 25주간의 순환시험을 거쳐 내식성과 장기 보호 성능을 검증해야 합니다.

따라서 해상 설비나 항만시설 등 가혹한 해양 환경에 사용할 도장 시스템을 선정할 때는
CX 환경등급과 ISO 12944 Part 9 시험 충족 여부를 반드시 확인해야 합니다.

 

 

 

7. 강재 표면용 도장 시스템 요구사항

 

 

 

ISO 12944 Part 9에서는 해양 환경에 사용되는 강재의 부식을 방지하기 위해

환경 조건과 도장 시스템에 따른 최소 도장 횟수(MNOC)와 공칭 건조 도막 두께(NDFT)​를 규정하고 있습니다.

기존 ISO 20340의 C5-M 요구사항이 ISO 12944 Part 9로 통합되면서

CX, 비말·조석 구역 및 IM4 환경에 적용되는 일부 기준도 변경되었습니다.

 

- 보호 도장 시스템별 요구사항

구분	CX		비말 · 조석 구역			IM4
프라이머 종류	아연 함유(R)	기타 프라이머	아연 함유(R)	기타 프라이머		기타 프라이머
프라이머 NDFT	≥40	≥60	≥40	≥60	≥200	-	≥150
최소 도장 횟수 (MNOC)	3	3	3	3	2	1	2
전체 시스템 NDFT	≥280	≥350	≥450	≥450	≥600	≥800	≥350

 

※ NDFT: 공칭 건조 도막 두께(Nominal Dry Film Thickness)
※ MNOC: 최소 도장 횟수(Minimum Number of Coats)
※ 비말·조석 구역: 파도와 물보라가 직접 닿거나 조수간만에 따라 해수에 잠겼다가 외부에 노출되는 구역

 

 

도장 시스템을 선정할 때는 전체 도막 두께만 확인해서는 안 됩니다.

적용 환경과 프라이머 종류, 최소 도장 횟수까지 함께 검토해야 ISO 12944 Part 9에서 요구하는 보호 성능을 확보할 수 있습니다.

 

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- 부식 크리프 성능 기준

 

ISO 20340이 ISO 12944 Part 9로 통합되면서 달라진 주요 항목 중 하나가 부식 크리프(Corrosion Creep) 기준​입니다.

부식 크리프란 도막에 생긴 손상 부위에서 시작된 부식이 도막 아래쪽으로 퍼져나가는 정도를 말합니다.

이 수치가 작을수록 손상 주변의 부식 확산을 효과적으로 억제하고 있다는 의미입니다.

ISO 12944 Part 9에서 제시하는 기준은 다음과 같습니다.

 

충격이 큰 구역에 적용되는 도장 시스템: 8.0mm 이하
그 밖의 모든 CX 적용 분야: 3.0mm 이하
해수 침수 환경의 합격 기준: 6.0mm
부착력 시험 기준: 일부 변경

따라서 해양 구조물용 도장 시스템을 검토할 때는 도장 횟수와 건조 도막 두께뿐만 아니라,

손상 부위에서 부식이 얼마나 확산되는지를 보여주는 부식 크리프 성능과 부착력 시험 기준도 함께 확인해야 합니다.

 

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ISO 12944는 강구조물의 설치 환경과 목표 내구성에 적합한 보호 도장 시스템을 선정하기 위한 국제 표준입니다.
도장 시스템을 선택할 때는 부식 환경 등급과 내구성뿐만 아니라 도료의 종류, 최소 도장 횟수,

공칭 건조 도막 두께(NDFT), 시험 방법까지 종합적으로 검토해야 합니다.

특히 해안·항만·해양 설비처럼 염분과 수분에 지속적으로 노출되는 환경에서는
CX 등급과 ISO 12944 Part 9의 순환시험, 도막 두께 및 부식 크리프 기준을 반드시 확인해야 합니다.

설치 환경에 적합한 보호 도장 시스템을 적용하면 강구조물의 부식을 늦추고 사용 수명을 연장할 수 있으며,
장기적으로 유지보수 비용과 예기치 않은 설비 가동 중단도 줄일 수 있습니다.

 

 

 

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