제공 - Mr. Robert Morrison on 2001/01/29/ and 200005/08

Zinga 는 다른 코팅제와는 달리 여러 가지 목적으로 볼트에 적용할 수 있습니다. 영국의 Aberdeen 에 있는 Bon Accord 사는 2000 년 초부터 Zinga 를 볼트 및 너트에 사용하여 왔으며 매우 흡족한 테스트 결과를 경험하였습니다.

표면처리

볼트나 너트는 샌드나 그리트 (Grit) 브라스트를 하여야 하는데 우리는 전용 시스템인 텀블러 브라스터를 사용하고 있습니다. 이 시스템은 패들 블레이드가 있어 회전하면서 규사 (Grit) 를 모아 이를 600 mph ( 960 km/hour ) 의 속도로 분사하여 배럴 (통) 내에서 회전하고 있는 볼트나 너트에 부딪힘니다. 사용하는 규사는 시험을 하여 골라야 했는데 초기에는 알루미늄 그리트를 사용하다가 결국 무거운 철 ( iron ) 그리트를 사용하는데 공정이 매우 사납기 때문에 Zinga 를 코팅하기에 알맞은 조도 ( 粗度 )를 얻기 위해서는 자주 교체를 해야 합니다.

전용 패들은 마모가 되어 교체를 요하고 배럴의 망 사이로 작은 볼트너트가 빠지면 고속 회전하는 패들 날개 (블레이드)에 부딪혀 위험한 상황을 야기할 수도 있지만 손상을 주지만, 자동화 공정이므로 비용절감면에서 효과적입니다.

우리 시스템으로는 직경 16 mm 이하의 볼트를 처리하는 것은 바람직하지 않으며 우리는 다른 방법으로 이러한 작은 사이즈의 볼트들을 처리합니다.

스프레이에 의한 Zinga 도포

스프레이 도포 자체는 매우 간단합니다. 지그 ( jig ) 를 사용하여 하나의 스프레이어가 볼트 크기에 따라 다르기는 하나 하나의 지그에 40 개의 볼트를 처리하고 이어서 두세 개의 지그를 스프레이 후 원래의 지그로 되돌아오고, 이 때 볼트는 모두 회전이 되어 1 차 스프레이 때 도포되지 않은 부분이 모두 도포됩니다.

우리 작업자는 모두 경험이 풍부합니다. 부피가 큰 기계 가공 부품도 하나의 무게가 2,5 톤까지 나가는 부품도 PTFE, Molykote, Everslik 으로 코팅합니다. 이러한 코팅은 매우 특수한 이유로 사용하는데 어느 정도는 부식방지 기능 때문이기도 하나 주로 anti-galling 이나 내열성 또는 윤활성 등을 요하는 경우가 많습니다.

이러한 작업을 위하여 우리는 대차가 드나들 수 있는 브라스트 부스 ( booth ) 및 스프레이 부스를 여러 개 갖추고 있습니다. 그러나 Zinga 는 다른 코팅제와는 달리 여러 가지 목적으로 볼트에 사용할 수 있으므로 중간 크기 규모의 전용 부스를 만들었습니다.
Zinga 는 대기 중에서 건조가 되는 매우 큰 이점을 가지고 있습니다.
우리는 Zinga 를 OEM 처리하려는 계획을 가지고 있으며, 이는 부품생산자가 설계단계에서 여러 가지 부품을 Zinga를 스프레이하는 공정을 생산공정 중에 포함시키도록 하기 위한 것입니다. 이 외에도 Zinga 는 현장에서 직접 도포할 수 있는 이점이 있어 특히 크거나 다루기 거북한 작업물의 코팅에 유용합니다.

Zinga 는 품질이 우수하고 용융아연도금 ( Spun-Galvanizing : 침적후 원심력분리 ) 을 쉽게 대치할 수 있고, 그리고 해양에서 사용하여 광범위한 실험 결과 매우 좋은 결과를 보여주고 있으므로 우리는 더욱 더 많은 볼트를 Zinga 로 코팅하고 있습니다. 아무도 Zinga 에 대해 불평을 말하지 않았습니다. 볼트상에 Zinga 를 스프레이하는데 반자동스프레이 시스템을 만드는 것은 어렵지 않을 것이며 가까운 장래에 우리는 반자동 시스템을 사용하려고 합니다. 어떤 이탈리아 회사가 PTFE 용 반자동 도장 시스템을 자체 고안으로 설치 사용하고 있는데 우리도 역량있는 엔지니어들이 있으므로 자체 개발을 할 수 있을 것입니다.

Zinga 의 코팅처리

Zinga 를 코팅한 볼트는 용융아연 도금한 볼트와 같이 건성의 ( 윤활성이 없는 ) 볼트로서 취급해야 합니다. 이는 엔지니어들이 이 사실을 숙지하여 Coppaslip 과 같은 윤활제를 사용한다면 실제상 별 문제가 되지 않습니다.

볼트의 Zinga 코팅작업은 숙련된 인부라면 매우 신속히 할 수 있습니다. 예를 들어 볼트 100 개 정도를 30 - 40 μm 두께로 코팅하는데 12 분 정도면 될 것입니다.
일반 철구조물에 도포하는 것에 비하면 두께가 낮게 도포되지만, 기존의 볼트에의 아연도금방법도 용융아연도금의 방법으로 하였는데 철제 평판을 용융아연도금하는 것 ( 아연 용융조에 작업물은 담갔다 꺼내는 것 ) 과는 달리 용융조에서 꺼낸 후 원심력을 이용하여 많이 묻은 아연을 털어내게 되고, 피막의 두께는 너트를 체결하기 위하여서는 얇아야 하므로 어쨌든 피막두께가 보통보다 얇게 됩니다. ( Spun-Galvanizing )

너트 사이즈의 문제

볼트를 용융아연도금한 후에는 피막두께만큼 늘어난 직경을 보정할 수 있도록 너트의 내면을 깎아 ( tapping ) 경을 키워야 하며 이로 인하여 너트의 안 쪽 부분은 코팅이 제거될 것입니다. 이러한 너트의 안 쪽 면을 볼트에 코팅된 아연이 어느 정도의 보호기능을 할 수 있다 하더라도 염기에 접하거나 계속 습한 분위기에서는 여전히 산화 ( 발청 ) 가 되어 문제를 일으킬 수 있습니다. 이 때 Zinga 는 경쟁품에 비하여 잇점이 있습니다. 우리도 역시 너트의 내경을 깎아 사용하고 있는데 너트 내면에 다시 Zinga 를 코팅할 수 있으므로 완전히 녹방지 처리를 할 수 있습니다.

비용의 문제

형태와 크기가 매우 다양한 각종의 볼트를 신속히 코팅 공급하여야 한다는 측면에서 보면 용융아연도금 처리는 운송, 처리시간, 너트의 내경확대 처리 등을 고려할 때 시간이 걸리는 방법입니다. 게다가 급히 볼트를 요하는 때에는 비용이 많이 소요되는 불리를 감수하면서 설비를 가동하여야 하는 추가적인 단점이 있음에 비해 Zinga 는 매우 저렴한 비용으로 코팅처리를 할 수 있으며 매우 신속히 처리 공급할 수 있습니다. 다량의 볼트를 처리하는 경우 용융아연도금은 비용면에서 매우 효과적이며 극동지방의 경우에는 믿을 수 없을 정도로 저렴합니다. 따라서 우리는 Zinga 를 볼트가 체결시 토크로 인하여 손상을 받으면 문제를 야기할 수 있는 부위용 고급볼트에 적용하려 합니다. 비용은 비교적 고가이기는 하나, 용융아연도금을 하더라도 역시 운반이나 공급소요시간 및 적기 공급 실패로 인한 휴지기간 초래 등을 고려할 때 용융아연도금도 고비용이 들기는 마찬가지입니다. Zinga 는 비용적인 면에서 매우 효율적이고 또한 용융아연도금을 능율적으로 대체할 수 있습니다.

Zinga 의 이점

Zinga 는 밀도가 높고 고순도의 아연이 96 % 로서 볼트 상에 단순한 아연층을 추가형성하는 것이 아니라 접착이 되며 이는 용융아연도금에 비하여 2 가지의 매우 중요한 이점이 있습니다.

Zinga 피막은 긁힘이 가지 않습니다. 우리가 경험한 바로 유일한 문제랄 수 있는 점은 아연층을 덮고 있는 회색의 박막표층이 초기 취급시에 긁혀 아래의 Zinga 아연피막을 노출시키는 점 정도입니다. 어떤 고객은 회색표층이 긁히어 볼트 나금속이 노출된 것이라고 생각하였으나 노출된 것은 볼트가 아니라 순전히 Zinga 의 고유기능을 하는 아연피막이라고 설명을 하자 만족하였습니다. Zinga 는 볼트에 점점 더 보편적으로 사용되어지고 있으며 위의 문제는 더 이상 거론되지 않고 있습니다.

Grade B7 이나 Grade L7 합금철로 만든 볼트와 같이 어떤 철제는 높은 연신율을 가지도록 설계되어 있는데 이들은 석유화학 산업에서 매우 일반적으로 사용되고 있으며 설계상 연신율은 19 % 까지 이르는 것이 있습니다. 달리 말하면 100 밀리미터 볼크가 119 mm 까지 늘어나고 난 후에도 여전히 잔여 연신력을 가질 수 있도록 연신율이 설계되었음을 의미합니다. 그러한 사용조건에서 발생할 수 있는 문제점은 코팅피막이 지나친 팽창으로 인하여 크랙 발생, 손상을 입어 수분 공기의 침투를 야기하고 부식이 일어나 피막이 박리되게 됩니다. Zinga 피막은 팽창시키거나 수축시키거나 구부리거나 휘어도 여전히 크랙이 발생하지 않습니다.

석유화학 관련산업에서는 이중 스테인레스 스틸로 볼트 체결구를 만드는 시도를 해 왔습니다. 그러나 스테인레스 스틸 볼트는 직경이 커질수록 신율이 작아지는 경향이 있고, 이것은 매우 심각한 문제를 야기합니다. 높은 연신율을 요하는 부위에는 거의 다 비스테인레스계를 사용하게 되고, 이중 스테인레스 스틸은 팽창하거나 대기에 노출되고 나서 취성( brittleness )이 생기는 심각한 문제를 야기했습니다.

열처리한 합금은 비교적 비용이 비싸지 않고 쉽게 구할 수 있으며, 인장강도, 연신율, 내열성 등의 여러 면에서 다양한 재질로 공급된다는 두드러진 장점이 있습니다.
그러나 이러한 합금도 부식이 되는 본질적인 문제를 안고 있으므로 Zinga 가 이러한 부식문제를 해결하여 줄 것입니다.

Zinga 가 다른 경쟁품에 비하여 가진 다른 장점의 하나는 Zinga 는 볼트를 체결한 후나 사용 중에도 현장에서 도포할 수 있고 그 후 어느 때라도 추가 도포를 할 수 있다는 점입니다. 어떤 철제 볼트라도 표면 전처리를 하고 나서 볼트의 노출부위를 Zinga 로 코팅할 수 있습니다. 코팅을 하여야 할 필요가 있는 부위는 대부분 볼트나 너트의 노출부위입니다. 그러나 숨겨져 있는 볼트의 몸체나 나사산 부분이 온전히 기능을 하는지 또는 그 부위가 보이지 안게 녹이 발생하지 않는지 정기적인 점검이 필요할 것입니다.

또한 Zinga 는 알루미늄이나 인청동 ( Phospher Bronze ), 일부의 스테인레스 스틸 등의 비철금속이나 이러한 재질의 볼트에도 사용할 수 있는 장점이 있습니다. 이러한 비철금속들은 좁은 부위에서 깊이 패이는 국부부식의 형태인 공식 ( 孔蝕 ; Cavitation ) 에 대한 내성이 약한 경향이 있는데 이는 이들이 비교적 재질이 무르고 공식을 야기하는 매체의 흐름에 의해 균일하지 않은 마모부식이 일어나는 경향이 있으며, 따라서 한번 마모부식이 일어난 국소부위에 계속 마모부식이 진행되기 때문입니다. 이러한 현상은 사용처에 따라서는 부식성이 심한 부위나 펌프내부 등의 볼트 또는 라이닝에 매우 심각한 문제를 일으킬 수 있습니다.

Zinga 는 Grade 12.9 등급 이상의 매우 연신율이 높은 볼트에도 사용할 수 있습니다. 이러한 높은 연신율을 요하는 경우에 용융아연도금은 도금공정중의 열에 의해 표면이 취성 ( Surface Embrittlement ) 을 가지게 됩니다. 따라서 용융아연도금업체에서는 이러한 고신율을 요하는 볼트는 처리하기를 꺼려합니다. 영국에서 소켓스크류는 일반적으로 매우 높은 연신율을 요하는데, 판금을 한 후 로( Oven )에 넣어 취성을 제거하여 케이스가 인성을 가지도록 하는데도 불량이 나오는 때가 있습니다. 이러한 고신율 볼트나 특수 Fastener 는 매우 중요한 부위에 사용하며 이런 부위에 사용하는 볼트의 코팅은 설계에 어려움을 가중시킵니다. 따라서 볼트의 성능에 영향을 줄 수 있는 코팅에 대해서는 종종 유보적인 자세를 취하게 되는데 이 경우에 Zinga 는 뚜렷한 장점을 가지고 있습니다.

기타의 볼트용 코팅제

PTFE ( Xylan 등 ) 코팅은 우수한 코팅제이나 본래의 성능을 내기 위해서는 까다로운 처리기술이 필요합니다. 코팅이 잘 되지 않아 실패하는 경우를 자주 보게 됩니다. 볼트는 철저한 세척을 요하며 아연도금(Zinc Plating)이나 부동태피막(Phosphate Coating) 처리를 거친 후 PTFE 초벌코팅이 되고, 경화를 시킵니다. 2 차 코팅을 한 후 (4 시간 동안) 다시 경화과정을 거칩니다. 이러한 과정 중 어느 하나라도 비용상의 문제가 대부분이지만 미흡하게 처리한 경우에는 현장에 사용중 단시간 내에 코팅의 실패를 가져오게 됩니다. PTFE 코팅은 윤활성이 좋은 장점이 있습니다.

아연 전기도금 ( Zinc-Plating ) : 박막 형성. 너트 사이즈 간섭의 문제나 태핑한 구멍 등에 매우 유용하다는 장점이 있지만, 해양이나 오염이 심한 공업지역에서는 충분한 부식방지 기능을 발휘하지 못합니다. 외관이 미려합니다.

카드뮴 도금 ( Cadmium-Plating ) : 위의 아연도금의 장점을 구비. 윤활성이 뛰어나나 중금속이어서 환경오염의 문제가 있어 대부분의 나라에서 사용이 금지됨.

Spun-Galvanizing : 위에 설명한 바와 같음