요약: 용사 아연·알루미늄 및 그 합금 금속 코팅(메탈라이징)은 희생양극형 중후 부식 방지 수단입니다. Sa 2½ 분사 청소와 충분한 앵커 프로파일이 기계적 고정을 주고, 아연은 철에 대해 카토드 보호를, 알루미늄은 SO₂ 산업 대기·고온에서 내식성이 좋으며, 실러·상도(duplex)가 금속층의 높은 기공을 막습니다. ISO 2063-1·ISO 12944-5에 따라 부도막보다 두껍게, 더 길게, 조업 중지 없는 국부 보수가 가능해 교량·풍력·해양·석유화학 철골의 수십 년 방식에 쓰입니다.
용사 금속 코팅이란
용사(thermal spraying)은 아연·알루미늄 또는 아연-알루미늄 합금의 와이어/분말을 녹여 압축공기로 안개처럼 뿌려, 분사 청소된 강판에 층층이 납작하게 붙여 금속 피막을 만듭니다. 모재와의 기계적 고정 + 아연/알루미늄이 철에 대한 희생 양극 작용으로 부식을 막으므로, 순수 장벽형 페인트와 논리가 다른 활성(카토드 보호형) 코팅입니다.
실패는 주로 전처리 미흡(염분·앵커 부족 → 고정 약함, 초기 블리스터), 미봉쇄 기공(부식 매질이 기공을 통해 강기재로 침투 → 점식·푸짐) 및 두께 부족 또는 환경 등급 오선정(방호 연한 조기 소진)에서 옵니다.
핵심 수치
- 표면 처리 의무 등급 Sa 2½(근백색, ISO 8501-1); 앵커 프로파일은 ISO 8503 기준 중~거칠, 경험상 Rz ≥ 40–70 µm를 두어 금속층의 기계적 고정을 확보합니다.
- 수용성염 오염은 ISO 8502 시리즈로 평가(염화물은 경험상 ≤ 50 mg/m² 수준으로 관리)하며, 초과 시 초기 블리스터·박리가 발생합니다.
- 금속층 전형 건막두께: 아연 60–200 µm, 알루미늄 80–250 µm(ISO 2063-1이 부식 환경·목표 연한에 따라 등급을 주며, C5·해양은 두꺼운 쪽 채택).
- 용사 금속층은 다공이므로 즉시 실러·도장이 필요: 유기 실러 또는 상도는 통상 40–80 µm로 금속+도료의 duplex(복합) 계층을 이루어 연명을 늘립니다.
- 부착강도는 pull-off(ISO 4624)로 검사하며 계층은 통상 ≥ 5 MPa 요구; 앵커와 청소도가 달성 관건입니다.
- Zn-85Al-15(아연 약 85% / 알루미늄 15%)는 아연의 희생 보호와 알루미늄의 내식·내열을 겸비; 용사용 아연 분말·와이어는 ASTM B793 등을 참조할 수 있습니다.
아연·알루미늄·아연 부도막 비교
| 방식 | 보호 기구 | 전형 두께 | 유리 환경 | 주요 약점 |
|---|---|---|---|---|
| 용사 아연(전호·화염) | 희생 양극 + 장벽 | 60–200 µm | 대기·해양 철골 장수명 | 기공 높아 실러 필요; Sa 2½ 요구 |
| 용사 알루미늄 | 장벽 + 산화막 | 80–250 µm | SO₂ 산업 대기·상대적 고온 | 철에 대한 희생 보호는 아연보다 약함; 국부 결함은 실러 필요 |
| Zn-85Al-15 | 희생 + 치밀 상승 | 환경에 따라 산정 | 내식과 카토드 보호 균형 | 비용·공정 창이 더 큼 |
| 아연 부도막(에폭시·무기) | 희생 양극(아연분 접촉) | 아연 함량과 도수로 관리 | 계층 내 부도막, 현장 도장 가능 | 총 아연층 두께 유한, 연명은 상도에 의존 |
신뢰할 있는 시공 3요소
분사 청소와 이슬점
먼저 탈지 후 Sa 2½까지 샌딩하고 앵커(ISO 8503)를 제어합니다. 시공 시 기재 온도를 이슬점보다 3 ℃ 이상 높게 유지하여 응로를 막고 결합을 확보; 구도막 또는 염분 초과 구조는 먼저 완전히 제거합니다.
용사
전호·화염 용사는 두께를 구획별로 나누어 결합과 치밀을 보장합니다. 청결·건조 면의 아연은 wet-on-wet 연속 도포 가능하나, 전체는 재부식(flash rust) 발생 전 봉쇄를 마쳐야 합니다—신선 금속면이 급속 산화되면 부착이 무너집니다.
즉시 봉쇄와 도장
용사 후 ISO 12944-5 봉쇄 요구에 따라 실러를 롤·브러시·분사로 기공에 침투시키고, 중도·상도로 duplex 계층을 만듭니다. 봉쇄가 빠를수록 기공이 적고 수명이 길어집니다.
결함 및 대책
- 교량·철골 장수명: 용사 아연 + 실러 + 상도, 수십 년 방호 연한 설계, 조업 중지 없는 국부 보수 가능.
- 풍력 타워·해양: C5-M 고염무 대기, 아연/아연알루미늄 두꺼운 쪽 + 내식 상도, 강관 접합부와 비산구 집중 관리.
- 탱크 외벽·고온 파이프 랙: SO₂ 또는 비교적 고온이면 용사 알루미늄—장벽과 내열 겸비.
- 초기 블리스터·박리: 대체로 염분 또는 앵커 부족—Sa 2½와 ISO 8502로 복귀 재측, 계면 재작업.
- 점식·상도 투과 녹점: 미봉쇄 기공 또는 두께 부족—실러 보강, 건막두께 재측 후 환경 등급 상향.
자주 묻는 질문
용사 아연과 에폭시 아연 부도막 모두 카토드 보호, 어떻게 선택?
모두 희생 양극 원리. 용사 금속층은 더 두껍고 수명 길며 국부 보수 가능해 교량·터널·해양에 유리; 아연 부도막은 시공 편리·비용 낮아 계층의 부도막으로 자주 씁니다. 가혹 환경은 금속+도료 duplex 복합 채택.
왜 용사 후 즉시 봉쇄해야 하나?
용사 금속층은 태생적으로 다공이라 부식 매질이 기공을 타고 강기재에 도달하고, 신선 아연/알루미늄면은 빠르게 산화(flash rust)되어 부착을 해칩니다. 적시 실러가 기공을 메워 연명을 늘리고 상도에 신뢰 계면을 줍니다.
용사 알루미늄이 아연을 대신할 수?
환경에 따라 다릅니다. 알루미늄은 SO₂ 산업 대기와 고온에 유리하나 철에 대한 희생 보호는 아연보다 약함; 강한 카토드 보호(해양 대기, 흠집 자기보호)가 필요하면 아연 또는 Zn-85Al-15 우선.
두께와 수명은 어떻게 정하나?
ISO 12944로 환경 부식성(C1–C5 / Im/In)을 판정하고, ISO 2063-1에 따라 금속과 두께 등급 선택. 환경이 가혹하고 목표 연한이 길수록 금속층과 봉쇄 계층이 두꺼워집니다.
현장 검사는 무엇을?
일반 검수 항목: Sa 2½ 청소도와 앵커(ISO 8501/8503), 수용성염(ISO 8502), 건막두께, pull-off 부착(ISO 4624) 및 실러·상도 도수와 외관.
노후 구조물 국부 보수 가능?
가능 — 용사의 큰 장점: 부식·파손 구역만 샌딩—재용사—재봉쇄—재상도로 복원, 전체 제막·조업 중지 불필요, 교량·타워·파이프 랙 보수에 적합.
Last updated: 2026-09-20
출처: ISO 2063-1:2019(용사—아연·알루미늄 및 합금—제1부: 방식 설계와 품질 요구); ISO 12944-5:2018(금속 용사 포함 보호 도장 계층); ISO 8501-1 청소도, ISO 8503 앵커, ISO 8502 수용성염, ISO 4624 pull-off 부착; ASTM B793(용사용 아연 분말); npj Materials Degradation 2024, 8:22, DOI 10.1038/s41529-024-00480-8.
Kexin New Materials (Guangdong) Co., Ltd.