알루미늄 외함에 스테인리스 나사를 써도 될까요? 이종 금속 부식, 절연과 접지 검토

먼저 접합부에서 부식 전지가 형성될 수 있는지 확인하세요

알루미늄과 스테인리스의 조합에서는 보통 알루미늄이 양극 역할을 하며, 갈바닉 부식 전지가 작동하면 알루미늄의 금속이 먼저 손실될 수 있습니다. 두 금속 사이에 전기적 경로와 공통의 전도성 액체가 있어야 합니다. 빗물, 결로수나 염분을 포함한 수분이 이 액체가 될 수 있습니다. 전도성을 높이는 오염물은 사용 환경을 더 가혹하게 만들 수 있습니다.[1]

이 원리를 외함의 구체적인 위치에 적용해 보세요. 액체가 나사와 주변 알루미늄에 동시에 닿을 수 있나요? 머리 아래나 겹침부 안쪽에 남나요? 두 금속이 나사 몸통, 금속 와셔, 브래킷 또는 다른 조립 부품을 통해 전기적으로 연결되어 있나요?

갈바닉 부식과 틈새 부식은 서로 다른 메커니즘입니다. 알루미늄 부품이 없어도 스테인리스 접합부에서 틈새 부식이 발생할 수 있습니다. 이 소재 조합에서는 갈바닉 경로와 액체를 가두는 형상을 함께 평가해야 합니다. 사진 한 장만으로 원인을 하나로 단정할 수는 없습니다.

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실제로 노출되어 젖는 면적을 비교하세요

양극과 음극 표면의 상대적인 면적은 부식 위험에 영향을 줍니다. 작은 양극 면적이 훨씬 큰 음극 면적에 연결되는 구조는 일반적으로 불리합니다. 따라서 스테인리스 판을 연결하는 작은 알루미늄 리벳은 알루미늄 패널에 설치하는 작은 스테인리스 나사와 다르게 검토해야 합니다.[1]

고려할 면적은 젖은 연결에 참여하는 표면이며, 패널 전체의 외형 면적이 아닙니다. 나사 옆의 코팅 결함 하나가 작은 알루미늄 면적만 노출시킬 수 있습니다. 전해액 분포와 코팅 상태에 따라 실제로 작용하는 면적 관계가 달라질 수 있습니다.[2]

면적 비교는 접합부를 조사해야 하는 이유 중 하나로 사용하세요. 합격이나 불합격을 정하는 규칙으로 쓰지는 마세요. 염분을 포함한 수분과 지속적인 젖음은 스테인리스 체결 부품 주변의 알루미늄을 손상시킬 수 있습니다. 여기서는 보편적인 안전 면적비를 제시하지 않습니다.[1]

머리, 구멍 벽과 반대편 지지면을 따라 접촉을 추적하세요

전기적 절연이 선택한 대책에 포함된다면 체결 부품의 전체 구성을 그리세요. 머리 아래에 절연 와셔가 있어도 몸통이 알루미늄 구멍 벽에 닿거나, 나사산이 코팅되지 않은 알루미늄에 맞물리거나, 반대편의 금속 와셔가 부품을 이어 주면 전도 경로가 남습니다.

슬리브와 와셔를 사용하면 이런 접촉 경로를 어떻게 끊을 수 있는지 설명할 수 있습니다. 슬리브는 해당 구멍 벽의 접촉 구간을 덮어야 하며, 반대편 지지면도 검토해야 합니다. 다른 전도성 부품이 이 국부 절연을 우회할 수도 있으므로, 조립품 전체에서 브래킷, 힌지, 인서트와 의도한 본딩 경로를 확인하세요.[2]

도면에는 절연하려는 접촉부와 전도성을 유지해야 하는 접촉부를 구분해 지정하세요. 관통 볼트 개념도가 알루미늄 탭 구멍이나 셀프 클린칭 인서트의 해결책을 정의하는 것은 아닙니다. 이런 접합부는 형상과 설치 요구 사항이 다릅니다.

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코팅과 물의 경로가 만나는 곳에서 접합부를 보호하세요

코팅된 패널의 외관만 믿지 말고 완성된 구멍, 절단면과 지지면을 검토하세요. 조립, 조임이나 이후 유지보수로 노출 부위가 생길 수 있습니다. 양극 부품에만 코팅을 하면 작은 코팅 결함에 노출 양극 면적이 집중될 수 있습니다. 두 부품의 기능과 양립할 수 있다면 두 금속 모두를 코팅하는 것도 검토할 수 있는 부식 방지 방법입니다.[2]

아노다이징이나 도장은 실제 피복 범위와 검사 요구 사항을 지정해야 합니다. 표면 처리 이름만으로 나사산이나 긁힌 구멍 벽의 전기적 절연을 확인할 수는 없습니다. 모든 표면이 계속 덮여 있다고 가정하지 말고, 납품되는 조립 상태를 확인하세요.

액체가 어디로 빠져나가야 하는지, 실란트를 어떻게 도포하고 검사할지도 결정하세요. 실란트는 의도한 젖음 경로에 대응해야 하며, 선택한 구조는 조립, 유지보수와 필요한 전기적 접촉도 허용해야 합니다. 도면에 밀봉 위치와 접근 가능한 검사 지점을 기록하세요.

절연 부품을 추가하기 전에 하중 전달 경로를 확인하세요

절연 부품도 기계적 접합부의 일부가 됩니다. 지지 하중, 두께, 온도 범위와 장기적인 치수 변화를 나사 맞물림 및 조립 절차와 함께 검토하세요. 열가소성 부품은 지속 하중 아래에서 크리프가 발생할 수 있고 온도도 거동에 영향을 주므로, 소재는 해당 접합부의 조건에 맞춰 검토해야 합니다.[3]

와셔, 코팅이나 윤활제를 바꾸면 구성과 조임 시의 마찰이 달라질 수 있습니다. 표면 조건이 다르면 같은 조임 토크가 같은 체결력으로 이어지는 것은 아닙니다. 실제 접합부의 요구 사항에 따라 소재와 조립 절차를 선택하고, 무엇을 조이는지, 어떻게 확인하는지, 유지보수 시 교체가 승인된 구성을 바꾸는지 정의하세요.[6]

탈착식 덮개는 반복적인 개방을 샘플 계획에 포함하세요. 하중을 받는 브래킷은 구조적인 합격 기준을 정해야 합니다. 부식 대책은 접합부의 기계적 기능과 함께 승인해야 합니다.

절연과 필요한 본딩을 같은 도면에 정의하세요

금속을 절연하려는 연결과 전류를 흘리려는 연결은 요구 사항이 다릅니다. 보호 본딩, 기능 접지나 차폐 접촉은 필요한 기능에 따라 지정하세요. 모든 나사를 서로 바꿔 쓸 수 있는 접지점으로 취급해서는 안 됩니다.

검토 방법 중 하나는 절연이 필요한 위치와 관리된 전도성 연결이 필요한 위치를 정의하는 것입니다. 전도성 위치는 자체적인 소재, 표면, 젖음과 유지보수 검토가 필요합니다. 또 이 연결이 다른 체결 부위에서 절연한 부품들을 전기적으로 다시 연결할 수도 있습니다.

전도성 EMI 개스킷과 순수한 절연 와셔는 역할이 다릅니다. 충전재, 탄성체, 화학물질 노출과 압축 조건은 의도한 접촉부에 맞게 선택해야 합니다. 절연 소재로 바꾸면 해당 접촉부의 기능이 달라질 수 있습니다.[4]

제품의 전기 설계에서 본딩이나 차폐의 합격 판정 방법을 지정하도록 하세요. 부식 시험은 보호 본딩의 연속성을 증명하지 못하며, 접촉 저항이 낮다는 확인만으로도 차폐 성능이나 내식 내구성을 증명할 수 없습니다.

사용 조건을 접합부 검토 항목으로 바꾸세요

다음 표로 접합부 사양을 바꾸는 질문을 찾으세요. 같은 외함에 여러 행이 적용될 수 있습니다. 결과는 소재 조합에 단순히 ‘안전’ 또는 ‘불안전’이라고 표시하는 대신, 도면과 검사 계획으로 정리해야 합니다.

평판만이 아니라 대표적인 조립품으로 검증하세요

샘플은 의도한 합금과 상태, 코팅, 구멍 가공 방법, 체결 부품 구성과 조립 절차로 제작하세요. 이음부나 본딩 지점이 설계에 영향을 준다면 이런 특징도 대표 샘플에 포함하세요. 노출 시험을 시작하기 전에 합격 기준을 합의해야 합니다.

선택한 노출 시험 후에는 머리 아래와 구멍 주변에 가려진 알루미늄까지 접합부를 검사하세요. 코팅과 접합부 상태를 기록한 뒤, 별도로 지정한 기계적·전기적 검사를 수행하세요. 검사는 외관 변화, 금속 손실과 기능 상실을 구분해야 합니다.

용도에 대응하는 노출 방법을 선택하고 한계를 기록하세요. 염수 분무 시험 시간을 실외 사용 연수로 직접 환산해서는 안 됩니다. 시험 결과는 시험한 구성과 방법에 적용됩니다. 나사, 코팅이나 절연 구성이 바뀌면 다시 검토해야 할 수 있습니다.[5]