Bresle Test를 이용한 강재 표면 수용성 염분 측정｜ISO 8502-6·9 시험방법

산업용 강재 구조물을 도장할 때 눈으로 깨끗해 보이는 표면이라고 해서 반드시 도장 준비가 끝난 것은 아닙니다.

강재 표면에는 육안으로 확인하기 어려운 수용성 염분이 남아 있을 수 있기 때문입니다. 특히 해안지역, 선박, 해양구조물뿐 아니라 오염된 블라스트 연마재나 세척수 등에 의해서도 염분이 표면에 남을 가능성이 있습니다.

이러한 염분이 충분히 제거되지 않은 상태에서 도장하면 수분의 영향을 받아 도막 아래에서 부식, 기포 또는 부착력 저하와 같은 문제가 발생할 가능성이 있습니다.

강재 표면의 수용성 오염물질을 현장에서 추출하여 확인할 때 널리 사용되는 방법이 Bresle Test입니다.

이번 글에서는 현재 발행된 ISO 8502-6:2020과 ISO 8502-9:2020을 참고하여 Bresle Test의 원리와 시험 절차, 결과를 해석할 때 주의해야 할 사항을 알아보겠습니다.

Bresle Test는 무엇을 측정하는 시험인가

Bresle Test는 강재 표면에 일정한 면적의 셀 또는 패치를 밀착시키고 정해진 양의 순수한 물을 넣어 표면에 존재하는 수용성 오염물질을 물속으로 추출하는 방법입니다.

추출된 용액의 전기전도도를 측정하면 물속에 녹아 나온 이온성 물질의 정도를 평가할 수 있습니다.

여기서 중요한 점은 Bresle 방법 자체가 특정 염화물만을 직접 측정하는 시험은 아니라는 것입니다.

전도도 방식에서는 표면에서 추출된 여러 수용성 이온에 의해 증가한 전기전도도를 측정합니다.

ISO 8502-6과 ISO 8502-9의 차이

Bresle Test를 정확하게 이해하려면 두 규격의 역할을 구분하는 것이 좋습니다.

규격	주요 역할
ISO 8502-6	강재 표면에서 수용성 오염물질을 물로 추출하는 방법
ISO 8502-9	추출된 용액의 전도도를 이용하여 수용성 염분 오염 정도를 평가하는 방법

쉽게 말하면 ISO 8502-6은 표면에서 오염물질을 물로 꺼내는 과정이고, ISO 8502-9는 그 물의 전도도를 측정하고 결과를 평가하는 과정이라고 이해하면 됩니다.

수용성 염분이 도막에 문제가 되는 이유

블라스트 세정 후 강재 표면의 녹과 기존 도막이 제거돼도 수용성 염분이 완전히 제거됐다고 단정할 수는 없습니다.

염분이 과도하게 남아 있으면 도막 아래에서 수분과 관련된 문제가 발생하여 삼투성 기포, 하부 부식 또는 도막 박리의 원인이 될 수 있습니다.

따라서 프로젝트 사양에서 요구하는 경우 도장 전에 표면 수용성 염분을 측정하여 허용기준 이하인지 확인합니다.

Bresle Test에 필요한 기본 장비

시험 시스템에 따라 구성은 조금씩 다르지만 일반적으로 다음과 같은 도구를 사용합니다.

• Bresle 방식의 패치 또는 시험 셀
• 주사기 또는 추출용 장치
• 탈이온수 또는 규정에 적합한 순수한 물
• 전도도 측정기
• 필요한 경우 온도 보정 기능
• 시험 결과를 기록할 검사 기록지

사용하는 패치의 시험면적과 주입하는 물의 양은 제품과 시험절차에 따라 다를 수 있으므로 특정 숫자를 모든 장비에 동일하게 적용해서는 안 됩니다.

1. 시험 전에 사용하는 물의 배경값을 확인한다

시험에 사용하는 물 자체에 전도성이 높으면 실제 강재 표면에서 추출된 오염보다 높은 결과가 나타날 수 있습니다.

따라서 시험 전에 사용하는 물 또는 측정 시스템의 초기 전도도, 즉 Blank 또는 Background 값을 확인하는 것이 중요합니다.

이후 추출액의 전도도와 비교하여 강재 표면에서 실제로 증가한 전도도를 확인합니다.

2. 시험할 위치를 선정한다

측정위치는 구조물 전체의 상태를 적절하게 대표할 수 있도록 선정해야 합니다.

특히 다음과 같은 부위는 프로젝트 목적에 따라 추가 확인이 필요할 수 있습니다.

• 해수나 염분에 많이 노출되는 부위
• 빗물이나 세척수가 고이기 쉬운 부위
• 블라스트 작업 후 장시간 노출된 부위
• 과거 도막 박리가 반복된 부위
• 보수도장이 예정된 기존 구조물

시험횟수와 위치는 임의로 정하기보다는 프로젝트 검사계획과 시방서를 따라야 합니다.

3. Bresle 패치 또는 셀을 표면에 밀착시킨다

시험부위에 패치 또는 셀을 설치하여 물이 새지 않는 밀폐된 공간을 만듭니다.

패치를 사용할 경우 가장자리가 강재 표면에 충분히 밀착돼야 합니다.

블라스트 처리된 표면은 거칠기 때문에 밀착이 충분하지 않으면 시험 중 추출액이 새어 나올 수 있으므로 주의해야 합니다.

4. 정해진 양의 물을 주입한다

주사기 등을 이용하여 해당 시험 시스템에서 요구하는 양의 순수한 물을 패치 내부에 주입합니다.

이때 물의 양을 임의로 변경하면 결과 계산에 영향을 줄 수 있습니다.

따라서 패치 또는 장비 제조사의 지침과 지정된 시험절차에 따른 정확한 부피를 사용하는 것이 중요합니다.

5. 물과 강재 표면을 충분히 접촉시킨다

패치 내부에 넣은 물이 강재 표면의 수용성 오염물질과 충분히 접촉하도록 합니다.

시험절차에 따라 주사기를 이용해 추출액을 빼고 다시 넣는 동작을 반복하여 표면의 수용성 물질이 용액으로 이동하도록 합니다.

ISO 방식에서는 이러한 흡입과 재주입 과정을 여러 차례 수행하며, 실제 접촉시간과 구체적인 작업방법은 적용 시험절차를 따라야 합니다.

이 과정에서 추출액이 밖으로 새지 않도록 주의하는 것이 매우 중요합니다.

6. 추출액을 회수한다

정해진 추출과정이 끝나면 패치 안의 용액을 주사기 등을 이용하여 회수합니다.

회수 과정에서 용액을 흘리면 실제 시험에 사용된 부피가 달라져 결과의 신뢰성이 떨어질 수 있습니다.

시험 도중 용액이 유실된 경우에는 적용 시험절차에 따라 해당 시험을 무효로 처리하고 다시 실시해야 할 수 있습니다.

7. 추출액의 전도도를 측정한다

회수한 추출액을 전도도 측정기에 넣어 전기전도도를 확인합니다.

전도도는 일반적으로 μS/cm 등의 단위로 표시할 수 있습니다.

수용성 염분의 표면밀도는 시험에 사용한 물의 양, 시험면적, 배경값과 추출 후 전도도 등의 정보를 이용하여 계산할 수 있습니다.

일부 전용 장비는 이러한 계산을 자동으로 수행해 결과를 mg/m² 또는 μg/cm² 등의 단위로 표시하기도 합니다.

전도도와 표면 염분량은 같은 숫자가 아니다

Bresle Test 결과를 해석할 때 많이 혼동하는 부분입니다.

표시단위	의미
μS/cm	추출액의 전기전도도
mg/m²	강재 단위면적당 수용성 염분의 표면밀도
μg/cm²	강재 단위면적당 수용성 염분의 표면밀도

따라서 “전도도가 20이니까 염분도 20 mg/m²다”처럼 숫자를 그대로 비교해서는 안 됩니다.

시험면적과 사용한 물의 부피 등을 고려해 적절하게 환산해야 합니다.

Bresle Test가 염화물만 측정하는가

그렇지 않습니다.

ISO 8502-6과 ISO 8502-9를 이용한 일반적인 전도도 방식은 추출액 전체의 전기전도도 변화를 이용하여 수용성 이온성 오염 정도를 평가합니다.

따라서 특정 염화물 이온만의 농도를 직접 분석하는 시험과는 구분해야 합니다.

프로젝트에서 특정 이온의 농도를 별도로 요구한다면 그 목적에 적합한 별도의 분석방법을 사용해야 합니다.

허용되는 염분 기준은 몇 mg/m²인가

모든 도장공사에 공통으로 적용되는 하나의 합격기준은 없습니다.

허용 가능한 수용성 염분 수준은 다음과 같은 조건에 따라 달라질 수 있습니다.

• 구조물의 사용환경
• 대기 노출인지 침수환경인지
• 적용되는 도장시스템
• 도료 제조사의 요구조건
• 발주처의 도장사양
• 적용되는 국제 또는 산업기준

따라서 현장에서 임의로 20 mg/m² 또는 50 mg/m² 같은 숫자를 정해 합격 여부를 판단해서는 안 됩니다.

검사자는 반드시 해당 프로젝트의 도장사양에서 요구하는 허용값과 측정단위를 확인해야 합니다.

패치는 모두 한 번만 사용하는가

사용하는 Bresle 시험 시스템에 따라 다릅니다.

접착식 일회용 패치를 사용하는 제품도 있지만, 별도의 링이나 셀을 이용하는 재사용형 시스템도 존재합니다.

따라서 모든 Bresle 패치를 무조건 한 번만 사용한다고 설명하기보다는 사용하고 있는 시험 키트 제조사의 사용방법을 따르는 것이 정확합니다.

일회용으로 지정된 패치는 재사용하지 않아야 하며, 재사용이 허용된 장비는 규정된 방법으로 세척하고 오염되지 않도록 관리해야 합니다.

측정 결과에 오차를 발생시키는 대표적인 원인

오차 원인	결과에 미칠 수 있는 영향
오염된 시험용 물	실제보다 높은 배경 전도도
패치 주변 누수	시험용액 부피 변화
시험면적 오류	표면밀도 계산 오류
물의 주입량 오류	환산값 오류
추출액 회수 손실	측정 신뢰도 저하
측정기 오염	전도도값 증가 가능성
시험자 손이나 도구의 오염	추가적인 이온 오염 가능성

장갑을 착용하는 것이 좋은 이유

수용성 염분 시험은 매우 작은 오염에도 영향을 받을 수 있습니다.

시험자가 맨손으로 시험면이나 시험도구를 만지면 땀에 포함된 염분이 결과에 영향을 줄 가능성이 있습니다.

따라서 시험방법과 현장절차에 따라 청결한 장갑을 사용하고 시험도구가 오염되지 않도록 관리하는 것이 좋습니다.

시험 전 표면을 물로 닦아도 될까

Bresle Test의 목적은 현재 강재 표면에 남아 있는 수용성 오염물질의 상태를 확인하는 것입니다.

따라서 시험 직전에 임의로 물이나 세척제로 시험부위를 닦아버리면 원래 표면의 염분상태가 달라질 수 있습니다.

측정 전 표면 준비방법은 프로젝트 시험절차를 따라야 하며 오염상태를 변화시킬 수 있는 임의의 세척은 피해야 합니다.

Bresle Test와 표면처리 등급은 같은 검사가 아니다

블라스트 후 육안으로 강재가 매우 깨끗하게 보이는 것과 수용성 염분이 낮다는 것은 서로 다른 문제입니다.

Sa 2½ 또는 Sa 3과 같은 표면처리 등급은 주로 강재 표면의 녹, 밀스케일과 기존 도막 등의 제거 상태를 평가합니다.

반면 Bresle Test는 육안으로 보기 어려운 수용성 오염물질을 추출하여 확인하는 방법입니다.

따라서 표면처리 등급을 만족했다고 해서 수용성 염분 시험이 자동으로 합격하는 것은 아닙니다.

수용성 염분이 높게 나오면 어떻게 해야 할까

측정값이 프로젝트 허용기준을 초과했다면 바로 도장하기보다는 승인된 세척방법을 이용하여 염분을 낮춘 뒤 재검사하는 것이 일반적인 접근입니다.

세척방법은 구조물, 오염물질과 프로젝트 사양에 따라 달라질 수 있습니다.

세척 후에는 오염이 실제로 허용수준까지 감소했는지 다시 측정하여 확인하는 것이 중요합니다.

현장에서 사용할 수 있는 Bresle Test 점검순서

순서	확인사항
1	프로젝트의 염분 허용기준과 단위를 확인한다.
2	시험장비와 물이 깨끗한지 확인한다.
3	Blank 또는 초기 전도도를 확인한다.
4	시험위치를 기록한다.
5	패치 또는 셀을 표면에 밀착시킨다.
6	규정된 양의 물을 주입한다.
7	정해진 방법으로 추출작업을 수행한다.
8	추출액 손실 없이 회수한다.
9	전도도를 측정하고 표면밀도를 확인한다.
10	프로젝트 허용기준과 비교해 결과를 기록한다.

Bresle Test 결과 기록에는 무엇을 남겨야 할까

• 시험 날짜와 시간
• 구조물 또는 시험위치
• 사용한 시험방법
• 패치 또는 셀 종류
• 시험면적
• 사용한 물의 양
• Blank 또는 배경 전도도
• 추출 후 전도도
• 계산된 수용성 염분 표면밀도
• 결과의 단위
• 프로젝트 허용기준
• 합격 또는 불합격 여부
• 필요한 경우 시험 당시 온도 등

특히 결과값만 기록하고 단위를 빠뜨리지 않는 것이 중요합니다. μS/cm와 mg/m²는 서로 의미가 다른 값이기 때문입니다.

자주 묻는 질문

Bresle Test는 염화물 농도를 직접 측정하는 시험인가요?

일반적인 ISO 8502-6·9 전도도 방식은 특정 염화물 이온 하나를 직접 정량하는 방법이 아닙니다. 표면에서 추출된 수용성 이온으로 인해 증가한 전도도를 이용해 오염수준을 평가합니다.

염분은 몇 mg/m² 이하면 합격인가요?

모든 현장에 공통으로 적용되는 값은 없습니다. 프로젝트 도장사양, 서비스 환경과 도장시스템에서 요구하는 허용기준을 확인해야 합니다.

증류수나 탈이온수 대신 수돗물을 사용해도 되나요?

권장하지 않습니다. 시험용 물 자체의 이온성 물질이 전도도에 영향을 줄 수 있으므로 시험절차에서 요구하는 적합한 순수한 물을 사용해야 합니다.

시험 중 패치에서 물이 새면 그대로 측정해도 되나요?

추출액 손실은 시험결과에 영향을 줄 수 있습니다. 적용 시험절차에 따라 해당 시험을 중단하고 새로운 시험을 실시해야 할 수 있습니다.

Sa 2½이면 Bresle Test도 자동으로 합격인가요?

아닙니다. 표면처리 등급과 수용성 염분 오염은 서로 다른 품질관리 항목입니다. 육안상 깨끗한 강재에도 수용성 염분이 남아 있을 수 있습니다.

마무리

Bresle Test는 도장 전에 강재 표면의 보이지 않는 수용성 오염을 확인하는 중요한 검사방법입니다.

ISO 8502-6은 표면에서 수용성 오염물질을 추출하는 방법을 다루고, ISO 8502-9는 추출액의 전도도를 이용한 평가방법을 다룹니다.

시험에서는 패치를 붙이는 것만큼 시험용 물의 배경값, 정확한 주입량, 추출액의 손실 여부, 시험면적과 결과 단위를 제대로 관리하는 것이 중요합니다.

또 특정 염분 허용값을 모든 현장에 동일하게 적용해서는 안 되며 실제 합격 여부는 프로젝트 도장사양과 적용 기준을 먼저 확인해야 합니다.

강재가 육안으로 깨끗하다는 사실만으로 도장 준비가 완료됐다고 판단하기보다 표면처리 등급과 수용성 염분, 먼지, 도장 환경조건 등을 함께 관리하는 것이 장기적인 보호도장 성능을 확보하는 데 도움이 됩니다.

참고 기준 및 자료

이 글은 강재 표면의 수용성 오염물질 검사와 관련된 ISO 8502-6:2020 및 ISO 8502-9:2020의 시험 개념을 참고하여 작성했습니다.

ISO 8502-6:2020은 도장 전 강재 표면에서 수용성 오염물질을 물로 추출하는 Bresle 방법을 다루며, ISO 8502-9:2020은 추출된 용액의 전기전도도를 이용하여 강재 표면의 수용성 염류 오염 정도를 평가하는 현장 시험방법을 다룹니다.

전도도 방식은 표면에 존재하는 특정 염화물 이온만을 개별적으로 측정하는 방법이 아니라 물에 용해되어 전해질을 형성하는 수용성 이온성 오염물질의 영향을 평가하는 방법입니다.

실제 시험에서는 사용하는 패치 또는 추출장비의 시험면적, 물의 양, Blank 값, 계산방법 및 합격기준을 해당 프로젝트 사양서와 적용 시험절차에 따라 확인해야 합니다.

• ISO 8502-6:2020 – 수용성 오염물질 추출을 위한 Bresle 방법
• ISO 8502-9:2020 – 전도도에 의한 수용성 염류 현장 측정방법