갈발륨 강판은 연속 열탕 도금이라는 특수 제조 공정에서 만들어집니다. 기본적으로 냉연 강판을 고온의 합금 용액에 담그는 방식인데, 이 방법의 효과성은 어디에 있을까요? 바로 강판 표면 전체에 균일하게 코팅층을 형성하면서도 강재 자체의 강도는 그대로 유지시켜 줍니다. 담기 전에는 표면을 충분히 청소하고, 특정 화학 약품을 처리하여 접합을 준비하는 전처리 과정도 포함됩니다. 마지막으로 금속층과 그 아래 기반 강판 사이에 견고한 결합을 만들어내기 위해 냉각 단계도 신중하게 관리됩니다.
이 코팅은 우수한 내식성을 제공하는 안정적인 산화물 장벽을 형성하는 55% 알루미늄, 절단된 엣지에서 희생적 보호를 제공하는 43.4% 아연, 접착성을 향상시키고 제조 과정에서 취성의 금속간 화합물 생성을 방지하는 1.6% 실리콘으로 구성되어 있습니다. 이러한 조합은 내구성과 성형성을 균형 있게 갖춘 이중상 미세조직을 형성합니다.
알루미늄-아연-실리콘 합금은 기계적 특성과 환경 성능 모두에서 개선 효과를 제공합니다. 알루미늄 성분은 우수한 자외선 차단 기능을 제공하며 열에 저항하는 능력이 있어 표면 온도를 약 섭씨 15도까지 낮출 수 있습니다. 아연은 다르게 작용하지만 마찬가지로 중요한 역할을 하는데, 이는 코팅이 손상된 부위에서 갈바닉 작용(galvanic action)을 통해 보호를 제공합니다. 이러한 소재들이 함께 작용할 때, 이들은 정상적인 기상 조건에서 일반 아연도금 강철보다 훨씬 오래 지속되며 실제로 약 2~4배 더 오래갑니다. 또한 이 소재는 340~550MPa 사이의 상당히 뛰어난 인장 강도를 가지므로 신뢰성이 가장 중요한 중장비 건설 용도로 충분히 강력합니다.
갈발륨 도금은 약 55%의 알루미늄과 약 43%의 아연, 그리고 1.6%의 실리콘이 혼합된 성분으로 구성되어 있습니다. 이 조합이 특별한 이유는 알루미늄이 수분과 공기의 проникновение을 차단하는 견고한 산화층을 형성하는 반면, 아연은 노출된 취약한 강판의 가장자리를 보호하기 위해 시간이 지남에 따라 자재를 희생시킵니다. 시험 결과에 따르면 ASTM B117 표준에 따른 염수 분무 조건에서 일반 아연도금층보다 갈발륨 도금층의 보호 기능이 최대 2~4배 더 오래 지속됩니다. 특히 공장 근처나 내륙 지역처럼 염분이 큰 문제가 되지 않는 지역에 위치한 건물의 경우, 갈발륨은 유지보수를 자주 하지 않아도 되는 장기적인 녹 및 열화 방지 성능을 제공합니다.
실제 현장 성능에서 가발륨 도금 강판은 농촌 지역에서 30~40년, 중간 정도의 오염이 있는 산업 지역에서는 20~25년을 유지합니다. 낮은 열 복사율(0.15, 아연도금강의 0.25 대비)로 인해 열 흡수가 줄어들어 온도 변화가 큰 기후에서 열 스트레스를 감소시키고 구조적 안정성을 오래 유지할 수 있습니다.
대부분의 제조사는 환경의 심각도에 따라 보증을 제공합니다.
| 환경 | 보증 기간 | 실제 성능* |
|---|---|---|
| 온화한 기후 | 20~25년 | 30~35년 |
| 공업 지대 | 15~20년 | 25–30년 |
| 건조한 내륙 지역 | 30+ 년 | 40년 이상 |
*2023년 NACE International의 500개 이상 설치 사례에 대한 현장 조사 기준
갈발륨의 알루미늄 함량이 높은 코팅은 고염소 이온 농도의 해안 환경에서는 효과가 떨어지며, 염분 침착(연간 600~900mg/㎡)으로 인해 피팅 부식이 가속화됩니다. 정기적인 세척과 유지보수가 이루어지지 않으면 수명이 15년 미만으로 줄어들 수 있습니다. 본래부터 부적합한 것은 아니지만, 이러한 지역에서 사용할 경우 조기 열화를 방지하기 위해 능동적인 점검과 청소가 필요합니다.
일반 아연도금강 대신 Galvalume로 전환하는 산업 시설에서는 재료 수명이 정상적인 기대 수명의 2배에서 최대 4배까지 늘어나는 경우가 많습니다. 이는 훨씬 적은 유지보수 작업과 시간이 지남에 따라 큰 비용 절감 효과를 의미합니다. 장기적인 비용 측면에서 대부분의 기업은 20년 동안 30%에서 50%까지 절감된 비용을 보고하고 있습니다. 부식이 특히 심한 지역에서는 일부 화학 공장에서 연간 평방피트당 약 7달러 40센트에 달하는 비용 절감을 기록하기도 했습니다. Galvalume의 독특한 점은 설치 또는 운전 중에 피할 수 없는 작은 긁힘이나 손상에도 대처하는 방식입니다. 손상되었을 때 특수 코팅층이 스스로 복구되며, 이로 인해 구조물 내부로 부식이 확산되는 것을 방지할 수 있습니다. 이는 혹독한 화학물질과 끊임없는 온도 변화에 노출된 환경에서는 매우 유용한 특성입니다.
알루미늄이 55% 함유된 가발륨(Galvalume)은 태양 복사를 최대 75%까지 반사하여 어두운 금속 지붕과 비교해 지붕 표면 온도를 25°F 낮춥니다. 이는 기후 조절 건물에서 냉방용 HVAC 부하를 18~25% 줄이며 자외선에 민감한 소재 보호에도 도움을 줍니다. 아스팔트나 도장 표면과는 달리 가발륨은 추가 코팅 없이 수십 년 동안 반사성을 유지합니다.
가발륨의 대표적인 얼룩 모양 마감은 불균일한 산화를 방지하여 노출된 건축 및 산업 응용 분야에서 시각적 일관성을 유지합니다. 우수한 성형성을 통해 갈색 코팅 또는 순 아연 소재보다 복잡한 제작에서도 균열 없이 컨베이어 시스템, 지붕 단면, 패널 및 외벽 패널에 이르기까지 작은 반경의 굽힘 가공이 가능합니다.
해안가 지역에서는 염분이 있는 공기로 인해 갈발륨(Galvalume)의 경우 심각한 컷 에지 부식 문제가 발생하며, 이로 인해 내구성이 좋지 않습니다. 해안가 지역에서 갈발륨이 손상되는 속도는 내륙 지역에 비해 최대 3배까지 빨라질 수 있습니다. 특히 농부들과 목장 주변에서는 이러한 문제를 더욱 잘 알고 있습니다. 가축 배설물에서 발생하는 암모니아와 비료에 포함된 강한 산성 물질들이 코팅층을 급격히 약화시킵니다. 대부분의 갈발륨 제품은 이러한 환경에서 불과 5~7년 만에 마모 증상이 나타나기 시작합니다. 혹독한 환경에서 작업하는 사람들에게는 제품의 수명을 단지 몇 계절 이상으로 늘리기 위해서라도 다른 소재로 전환하거나 추가적인 보호 층을 적용하는 것이 필수적입니다.
코팅은 산성 조건(pH < 4)에서 아연층이 용해되고, 신규 콘크리트 주변(pH 12–13)과 같은 알칼리 환경(pH > 10)에서는 알루미늄 매트릭스가 침식되는 등 pH 극값에 민감합니다. 산업 현장의 68%에서 추가 절연 또는 보호 처리가 필요해 관리 복잡성과 비용이 증가합니다.
갈발륨(Galvalume)은 복잡한 합금 조성과 제조 공정으로 인해 아연도금 강철 대비 15~30% 높은 가격이 책정됩니다. 하지만 수명 주기 분석 결과, 초기 투자 비용은 유지보수 감소와 긴 수명 덕분에 8~12년 이내로 회수되는 것으로 나타났습니다. 단기적이거나 부식 환경이 적은 용도의 경우, 아연도금 강철이 여전히 경제적인 선택지입니다.
Galvalume는 55% 알루미늄, 43.4% 아연, 1.6% 실리콘 합금을 사용하여 이중 보호 기능을 제공합니다. 알루미늄은 습기로부터 안정적인 장벽을 형성하고, 아연은 절단된 가장자리에서 부식 방지 보호를 제공합니다. 아연도금 강판은 아연만을 의존하여 제작되며, 극한 또는 습한 환경에서 더 빠르게 열화되어 장기적인 내구성이 떨어집니다.
| 기능 | Galvalume | 도금강철 |
|---|---|---|
| 부식 방지 | 2–4배 더 긴 수명 | 중간 수준의 해안 지역 내구성 |
| 열 반사성 | 30% 더 높은 반사율 | 낮은 열 효율성 |
중간 정도의 환경에서는 Galvalume이 일반적으로 아연도금 강판보다 20~25년 더 오래갑니다. 아연도금층은 매년 1~2% 속도로 부식되지만, Galvalume은 연간 0.5~1%의 속도로만 열화되어 시간이 지남에 따라 유지보수 작업이 40~60% 적게 발생합니다.
최초의 비용이 15~20% 더 들지만, Galvalume은 향상된 내구성과 낮은 유지비 덕분에 20년 동안 35~50%의 비용 절감 효과를 제공합니다. 10,000제곱피트 규모의 지붕 공사 기준으로, 2024년 금속 건설 협회 자료에 따르면 Galvalume의 평균 소유 비용은 제곱피트당 4.20달러인 반면 아연도금강판은 제곱피트당 6.80달러입니다.
예산 제약과 특정 환경 조건으로 인해 일부 분야에서는 아연도금강판을 선택합니다. 식품 가공 공장은 중성 pH 환경에서 균일한 아연 층을 제공하는 특성을 선호하고, 농업 현장에서는 일시적이거나 예산이 낮은 구조물에 아연도금강판을 선택하는 경우가 많습니다. 장기적인 내구성이 우선시되지 않는 상황에서의 선택입니다.
갈발륨은 알루미늄 55%, 아연 43.4%, 실리콘 1.6%로 구성된 코팅을 가지고 있으며, 안정적인 산화물 장벽과 밀가루 보호를 통해 이중 보호 기능을 제공합니다. 아연도금 강판은 아연에만 의존하며, 혹독한 환경에서는 더 빠르게 열화됩니다.
갈발륨은 긴 수명, 시간이 지남에 따른 낮은 유지보수 요구, 반사 특성으로 인한 높은 에너지 효율성을 제공하므로 초기 비용이 더 들지만 장기적으로 산업용으로 경제적입니다.
갈발륨은 염분, 암모니아, 비료로 인한 부식이 증가하는 해안, 농업, 축산 환경에서는 효과가 떨어집니다. 이러한 환경에서는 추가적인 보호 조치가 종종 필요합니다.
농촌 지역에서는 30~40년, 산업 지역에서는 20~25년, 건조한 내륙 지역에서는 40년 이상 수명이 지속되며, 해안 지역은 적절한 관리가 이루어지지 않을 경우 수명이 단축될 수 있습니다.
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