톱니 와셔는 전기 본딩용 사용 금지 목록에 있습니다

무엇보다 먼저 한계 두 가지. 이것은 발사체, 우주선, 탑재체, 비행 장비를 위한 NASA 표준입니다. 항공기 표준도, 건축 표준도, 귀사 기계에 대한 규칙도 아닙니다. 또한 포럼 사진의 와셔가 무엇인지 확인하지 않았습니다. 읽을 수 있는 부품 번호가 없고, 저희에게 없는 다른 문서에 속한 부품입니다. 아래 내용은 본딩에 관한 한 권위 기관의 논리이며, 전문을 무료로 읽을 수 있고 흔한 직관과 반대되기 때문에 인용합니다.

이 문서는 공개 배포된 것입니다. NASA의 카탈로그 항목은 이 문서를 “인터넷 공개: 이 표준은 인터넷에서 공개 열람이 허가되었다”(번역)로 표시하고, 표지에는 “공개 배포 승인, 배포 제한 없음”(번역)이라고 적혀 있습니다. 47쪽이며 2026년 3월에 재확인되었습니다.

“본딩되었다”는 하나의 숫자가 아닙니다

이 표준이 가장 먼저 하는 일은 단일한 질문을 거부하는 것입니다. 표 1은 본딩을 목적에 따라 다섯 등급으로 나누고, 등급마다 저항 요구치가 따로 있습니다.

이 중 두 가지를 나란히 놓으면, 저희가 한 계산이지만 결과가 놀랍습니다. S등급은 R등급의 400배 저항을 허용합니다. H등급은 40배입니다. 정전기 방전용으로는 여유 있게 본딩된 접합부가 바로 옆의 다른 용도에는 40배 또는 400배나 저항이 너무 클 수 있습니다.

그러므로 본딩되었는가?라는 질문은 누군가 어느 등급인지 말하기 전에는 답이 없습니다. 포럼 질문이 사진만으로 결론 낼 수 없는 부분이 바로 이것이며, 한곳에서 맞는 와셔가 다른 곳에서는 틀리는 이유이기도 합니다.

등급은 숫자만이 아니라 방법도 다릅니다. C, H, S등급에 대해 표준은 “점퍼와 스트랩”(번역)을 허용합니다. R등급에 대해서는 “직접 접촉이 바람직하다. 점퍼 금지. 짧고 넓은 스트랩은 최후의 수단으로 사용할 수 있다.”(번역)라고 말합니다.

본딩은 체결 부품이 아니라 계면입니다

5.1항은 선호하는 방법을 분명히 밝힙니다. “금속 대 금속 방법이 선호되는 방법”(번역)이며, 그 하위 항의 제목은 금속 대 금속(접촉면 대 접촉면)입니다. 3.2항은 접촉면을 “서로 접촉하여 결합된 금속 재료의 표면”(번역)으로 정의합니다. 서로 눌려 맞닿은 두 금속 면입니다.

용접 및 브레이징 접합부는 영구적이며 본래부터 본딩된 것으로 취급합니다. 두 부품이 하나가 되었기 때문입니다. 나사, 리벳, 클램프로 고정한 것은 모두 반영구 접합부이며, 이에 대해 EBR 62는 접촉면을 조립 후가 아니라 조립 전에 준비하도록 요구합니다. 그런 다음 체결 압력은 기계적 요구사항으로서 일반 조립 규칙이 다룹니다.

체결 부품 조항은 이 틀 안에 있습니다. 볼트는 압력을 공급합니다. 그 압력이 준비된 두 금속 면을 맞붙여 줍니다. 전류는 그 면에서 건너갑니다. 혼자서 연결을 만들어 주겠다고 약속하는 와셔는, 표준이 이미 다른 방식으로 해결한 문제를 풀고 있는 셈입니다.

사용해서는 안 되는 네 가지

이제 그 목록을, 표준이 붙인 요구사항 번호와 함께 그대로 옮깁니다.

표준은 이 목록에 대해 아무 이유도 제시하지 않습니다. 목록을 적고 넘어갈 뿐이며, 이 점을 밝혀 두는 이유는 다음 해석이 문서가 아니라 저희의 것이기 때문입니다. 네 항목 중 세 개는 도금입니다. 볼트의 아연, 와셔의 아연 또는 양극 산화, 무엇에든 입힌 카드뮴입니다. 이것들은 부식 방지 마감이며, 부식 방지 마감은 설계상 장벽입니다. 특히 양극 산화 피막은 산화물, 즉 절연체입니다. 전류를 통해 줄 것으로 기대한 부품이 금속에 무엇도 닿지 못하게 하려고 입힌 외투를 입고 있는 셈입니다.

톱니 와셔는 분명한 도금 문제가 아니라서 흥미로운 경우입니다. 저희의 해석은 재료가 아니라 형상 때문에 탈락한다는 것입니다. 톱니는 몇 개의 작은 고압 접촉점을 만드는데, 표준이 원하는 것은 연속 접촉하는 준비된 면입니다. 마감을 뚫고 들어간 몇 개의 반짝이는 점은 곧 마감이 깨져 맨 금속이 습기에 노출된 몇 개의 지점이기도 하며, 이는 표준의 나머지 부분이 여러 쪽에 걸쳐 피하려는 부식의 시작입니다. 다시 말하지만 이것은 추론입니다. 그 줄 자체는 원문으로 네 단어이며 아무 설명도 없습니다.

금지가 무엇을 말하지 않는지도 보십시오. 이 금지는 이것들을 전기 본딩 목적으로 금지합니다. 풀림 방지 장치로서의 톱니 와셔는 완전히 다른 문제이며, 이 사이트는 다른 글에서 풀림 방지 장치가 실제로 하는 일을 살펴보았습니다.

목록 주변에는 놓치기 쉬운 요구사항이 두 가지 더 있습니다. EBR 75: 볼트가 본딩 경로의 일부일 때는 “경로에 사용한 볼트 수가 충분함을 보이는 해석을 수행해야 한다”(번역). 따라서 볼트 수는 경험칙이 아니라 제출물입니다. 그리고 EBR 76: 체결 부품은 “나사산 부식을 막기 위해 습기와 공기에 대해 밀봉해야 한다”(번역). 리벳에는 이탤릭으로 된 별도의 줄이 있습니다. “접합부당 리벳을 최소 세 개 사용하고 함께 천공한 경우 리벳은 허용된다.”(번역)

2003년 판은 더 단호했고, 2013년 판은 이를 완화했습니다

이 표준의 기본판은 2003년 9월에 나왔으며 역시 공개되어 있고 분량은 25쪽입니다. 그 5.1항에는 현행판에 없는 문장이 있습니다.

조건 없는 전면 금지입니다. 2013년 개정판이 이를 대체했습니다. 그 문서 이력에는 “5.1.3 체결 부품 절 추가”(번역)라고 기록되어 있고, 새로 생긴 그 절은 예전 판이 금지한 것을 허용하는 말로 시작합니다. “본딩 적용이 조달 기관의 승인을 받은 경우, 본딩 요구사항을 충족하기 위해 체결 부품을 사용할 수 있다.”(번역) 볼트 경로가 스트랩보다 나을 수 있는 물리적 이유까지 제시합니다. “달리 절연된 재료 사이에 있는 여러 볼트의 인덕턴스는 표면 사이의 스트랩 인덕턴스보다 작을 수 있다.”(번역)

이렇게 10년 사이에 규칙은 절대 안 됨에서 승인과 해석을 거치면 가능으로 바뀌었습니다. 그리고 그 변화 내내 톱니 와셔를 금지하는 문장은 한 글자도 바뀌지 않고 살아남았습니다. 2003년 판에서 그 문장은 한 줄로 이어져 있습니다. 태핑 나사, 아연 도금 볼트·너트·나사, 톱니·양극 산화·아연 도금 와셔, 또는 어떤 카드뮴 도금 부품도 본딩 목적으로 사용해서는 안 된다(번역). 2013년 판에서는 같은 네 항목이 번호 목록으로 나뉘고 요구사항 번호를 받았습니다.

2003년 판은 카드뮴과 아연을 한 번 더 설명하는데, 이유는 전도성과 아무 관계가 없습니다. “카드뮴 도금 강은 우주 용도에 금지된다. 카드뮴은 승화하여 광학 부품, 태양 전지판 등에 침착될 수 있다. 아연 도금도 금지된다.”(번역) 본딩 목록의 네 항목 중 두 개는 아웃가싱 때문에 비행체에서도 따로 금지됩니다. 서로 무관한 이유로 목록에 두 번 오른 것입니다.

아무도 적어 두지 않은 5배

H등급, 즉 감전 및 고장 보호는 노출된 케이스와 섀시가 구조체와 0.1옴 이하로 연결되도록 요구합니다. 가연성 증기 근처에서는 요구가 훨씬 엄격해지며, 표준은 그림 하나와 그 아래 데이터 표를 싣습니다. 부실한 본딩이 단순한 전기적 불편에서 벗어나는 지점이 여기입니다.

이 표에서 두 가지 규칙성이 드러나며, 둘 다 표준이 말한 것이 아니라 저희의 계산입니다.

• 모든 행에서 위험값은 허용값의 정확히 5배입니다. 일곱 행, 일곱 번 모두 5.00입니다. 표준은 이 표 근처 어디에도 5라는 숫자를 쓰지 않으며, 안전 계수는 나눗셈을 해 봐야 보입니다
• 100 A 이상에서는 전류와 허용 저항의 곱이 정확히 0.074볼트입니다. 네 행 모두 그렇고, 전류와 위험 저항의 곱은 정확히 0.37볼트입니다. 표의 대전류 쪽 절반은 저항의 옷을 입은 고정 전압 강하 규칙입니다
• 저전류 세 행은 이 규칙을 따르지 않습니다. 30, 49, 58 A에서 허용 전압 강하는 0.108, 0.091, 0.089볼트로, 작은 전류에는 약간 더 허용됩니다

같은 항의 수치 두 개가 규모를 보여 줍니다. EBR 16은 고장 전류 귀환 경로가 500% 과부하 전류를 0.5초 동안 흘릴 수 있도록 요구하는데, 본문은 일반적인 인체 보호용 차단기가 완전 단락 시 0.2초 이내에 트립된다고 적고 있습니다. 시간으로 2.5배의 여유를 남겨 둔 것입니다. 그리고 해당 외함의 전압은 “4.5볼트를 넘지 않아야 한다”(번역).

그다음, 주제 전체를 구체적으로 만드는 문장이 나옵니다. EBR 17: 마그네슘 합금 구조체는 주 고장 전류 귀환 경로로 사용해서는 안 됩니다. 이유는 한 줄입니다. “부실한 접합부의 온도가 마그네슘의 발화 온도까지 올라갈 수 있다.”(번역)

표면 처리가 논점의 전부입니다

5.2항은 전기적으로 본딩되는 모든 금속 대 금속 접합부의 접촉면은 “모든 비전도성 물질을 제거하고 부식으로부터 보호해야 한다”(번역)고 말합니다. 두 번 읽어 보십시오. 모든 비전도성 물질을 제거하고, 그리고 부식으로부터 보호하라는 것입니다. 이 두 지시는 서로 반대 방향으로 당깁니다. 대부분의 부식 방지 수단은 비전도성이기 때문입니다.

표준은 전류가 흘러야 하는 모든 접합부에 가져갈 만한 한 문장으로 이를 해결합니다. EBR 81: “선택한 보호 방법이나 표면 처리는 두 면 사이의 전기 본딩을 무력화해서는 안 된다.”(번역) 표면 처리는 선택 사항이 아니고 본딩도 선택 사항이 아니므로, 표면 처리는 도체 역할을 견딜 수 있도록 골라야 합니다.

실무상의 결과는 엄격합니다. EBR 82: 처리된 결합면은 “결합 직전까지 포장재나 보호 필름으로 보호해야 한다”(번역). EBR 84: 무기한 결합 상태로 남을 면은 “주기적으로 검사해야 한다”(번역). 이는 본딩이 한 번 만들고 끝나는 것이 아니라는 인정입니다.

그리고 서로 다른 두 금속이 만나는 곳에 대해 부속서 B는 이 사이트가 반대쪽에서 접한 적이 있는 기준치를 제시합니다. “두 재료는 각 그룹 간 기전력 차이가 0.25볼트 이하이면 직접 접촉시킬 수 있다.”(번역) 이는 양극 지수 표를 지배하는 바로 그 0.25볼트이며, 계면의 부식이 결국 본딩을 파괴하기 때문에 여기에도 나타납니다.

여기서 가져갈 것

• 본딩에는 숫자보다 등급이 먼저입니다. 이 표준에는 다섯 등급이 있으며, 무선 주파수용 2.5밀리옴부터 정전기용 1.0옴까지 400 대 1의 범위입니다
• 선호되는 방법은 금속 대 금속입니다. 준비된 접촉면을 맞붙이고, 체결 부품은 압력을 공급합니다
• 이 표준에서 본딩에 사용해서는 안 되는 항목은 네 가지입니다. 태핑 나사, 아연 도금 볼트·너트·나사, 톱니·양극 산화·아연 도금 와셔, 카드뮴 도금 부품입니다
• 네 가지 중 세 가지는 도금 문제입니다. 표준은 아무 이유도 들지 않으므로 이것은 표준이 아니라 저희의 해석입니다
• 금지는 본딩 목적에만 해당합니다. 풀림 방지 장치로서의 톱니 와셔는 별개의 문제입니다
• 2003년 판은 체결 부품을 주 본딩 경로로 쓰는 것을 전면 금지했습니다. 2013년 판은 승인과 해석을 조건으로 허용하며, 톱니 와셔 조항은 그 반전을 거치면서도 바뀌지 않았습니다
• 표면 처리는 본딩을 무력화하지 않도록 골라야 하며, 결합 상태로 남는 접합부는 주기적으로 검사합니다

이 중 어느 것도 그 사진의 와셔가 무엇인지 밝혀 주지 않으며, 그럴 의도도 없습니다. 대신 그 밑에 깔린 질문에 답합니다. 와셔는 도체인 경우가 드뭅니다. 와셔가 맞붙여 주는 깨끗한 두 면이 도체입니다.

그 면들을 무엇이 맞붙여 주는가는 별도의 문서가 다루는 별개의 질문입니다. 전기 작업에 관한 미국 연방 표준은 체결 수치를 전혀 제시하지 않고, 대신 도체를 손상시키지 않는 양호한 연결을 요구합니다.

이 글은 여섯 단계 중 하나에만 해당하지 않습니다. 여러 단계를 아우르거나 조립 후에 나타나는 문제입니다. 관련 결정은 영어 글 Specifying a screw에서 설명합니다.

자주 묻는 질문

톱니 와셔는 전기 본딩에 적합합니까?

NASA-STD-4003A는 그 목적으로 사용해서는 안 된다고 말합니다. 요구사항 EBR 77은 문제 있는 항목 네 가지를 꼽습니다. 태핑 나사, 아연 도금 볼트·너트·나사, 톱니·양극 산화·아연 도금 와셔, 카드뮴 도금 부품입니다. 이것은 발사체와 우주선을 위한 표준 하나이며 다른 것은 규율하지 않습니다. 목록의 이유는 제시하지 않습니다.

톱니가 도장을 뚫고 들어간다면 톱니 와셔가 왜 문제입니까?

표준은 말하지 않습니다. 저희의 해석은 톱니가 작은 고압 접촉점 몇 개를 만드는 반면, 표준이 선호하는 방법은 연속 접촉하는 준비된 금속 면이고 체결 부품은 전류를 나르는 것이 아니라 압력을 공급한다는 것입니다. 마감을 뚫은 점은 맨 금속이 습기와 만나는 점이기도 합니다. 이 설명은 저희의 것으로 받아들이십시오.

볼트로 체결한 전기 본딩에서 실제로 전류를 나르는 것은 무엇입니까?

접촉면입니다. 표준은 접촉면을 서로 접촉하여 결합된 금속 재료의 표면으로 정의합니다. 5.1항은 금속 대 금속을 선호하는 방법으로 지정하고, 체결 부품 조항은 체결 부품이 주로 그 면의 압력을 유지하는 데 쓰여야 한다고 말합니다.

어느 정도의 저항이면 좋은 본딩입니까?

전적으로 무엇 때문에 본딩하느냐에 달려 있습니다. 이 표준에서 무선 주파수 본딩은 2.5밀리옴 이하, 감전 및 고장 보호는 0.1옴 이하, 정전기 방전은 일반적으로 1.0옴 이하를 요구하고, 낙뢰와 전원 귀환은 전류에 따라 다릅니다. 정전기 한계는 무선 주파수 한계의 400배입니다.

볼트를 본딩 경로로 써도 됩니까?

현행판에서는 됩니다. 본딩 적용이 조달 기관의 승인을 받고, 볼트 수가 저임피던스 경로에 충분하다는 해석이 있으면 됩니다. 표준은 여러 볼트가 스트랩보다 인덕턴스가 작을 수 있다고까지 적고 있습니다. 2003년 판은 체결 부품이나 그 나사산을 주 본딩 경로로 사용해서는 안 된다고 단언했습니다.

아연 도금과 카드뮴 도금 체결 부품은 왜 제외됩니까?

본딩 목록에는 이유 없이 올라 있습니다. 2003년 판은 무관한 이유로 우주 용도에서 둘 다 따로 금지합니다. 카드뮴은 승화하여 광학 부품과 태양 전지판에 침착될 수 있고, 아연 도금도 금지된다는 것입니다. 그래서 한 번은 본딩에서, 한 번은 비행체에서, 두 번 제외됩니다.

본딩 접합부에는 리벳이 몇 개 필요합니까?

이 표준은 접합부당 리벳을 최소 세 개 사용하고 함께 천공하면 리벳이 허용된다고 말합니다. 낙뢰 본딩에 대해서는 비행체 외피와 구조체의 접합부에 리벳, 볼트 또는 기타 체결 부품을 여러 개 두어 여러 금속 접촉 영역이 전류를 나누도록 요구합니다.

부식 방지가 본딩을 방해합니까?

그것이 표면 조항의 핵심 긴장입니다. 이 조항은 같은 문장에서 접촉면의 모든 비전도성 물질을 제거하고 부식으로부터 보호하라고 요구합니다. 표준은 선택한 보호 방법이나 표면 처리가 두 면 사이의 전기 본딩을 무력화해서는 안 된다는 요구사항으로 이를 해결합니다. 서로 다른 금속이 만나는 곳에서는 기전력 차이가 0.25볼트 이하이면 직접 접촉을 허용합니다.

이 표준은 항공기나 제 기계에도 적용됩니까?

아닙니다. 발사체, 우주선, 탑재체, 비행 장비를 위한 NASA 표준으로, 공개 배포되었지만 그 분야를 위해 쓰였습니다. 전문을 무료로 읽을 수 있고, 널리 반대로 믿어지는 것을 분명히 말하기 때문에 인용합니다. 다른 어떤 것에 대한 규칙도 아니며 그렇게 제시하지도 않습니다.

참고 자료

• NASA-STD-4003A w/Change 1, Electrical Bonding for NASA Launch Vehicles, Spacecraft, Payloads, and Flight Equipment. 전문, 공개 배포, 47쪽, 2026년 3월 재확인
• NASA-STD-4003, 2003년 기본판, 25쪽, 같은 카탈로그 페이지에서 받을 수 있으며 여기서는 두 판의 비교에만 사용
• r/aviationmaintenance, 낯선 본딩 와셔 사진 한 장이 이 질문을 낳은 곳

NASA-STD-4003의 두 판을 모두 전부 읽었습니다. NASA의 카탈로그 항목은 이 표준을 “인터넷 공개: 이 표준은 인터넷에서 공개 열람이 허가되었다”(번역)로 표시하고, 표지에는 “공개 배포 승인, 배포 제한 없음”(번역)이라고 적혀 있습니다. 현행판은 개정 A에 Change 1을 반영한 것으로, 2013년 2월 승인, 2016년 1월 변경, 2026년 3월 13일 재확인, 47쪽이며 NASA HQ Office of the Chief Engineer가 발행했습니다. 기본판은 2003년 9월 8일자이며 25쪽입니다. 이것은 발사체, 우주선, 탑재체, 비행 장비를 위한 표준입니다. 항공기, 건축, 기계 표준이 아니며, 여기의 어떤 내용도 그런 분야의 규칙으로 읽어서는 안 됩니다. 포럼 사진의 와셔는 부품 번호를 읽을 수 없어 확인하지 않았으며, 어느 문서가 그것을 규정하는지에 대해서도 아무 주장을 하지 않습니다. 다음은 표준의 진술이 아니라 저희의 계산입니다. S등급과 R등급 한계 사이의 400배, H등급과 R등급 사이의 40배라는 비율, 가연성 증기 표의 일곱 행 모두에서 위험 저항이 최대 허용 저항의 정확히 5배라는 발견, 100 A 이상의 네 행에서 전류와 허용 저항의 곱이 정확히 0.074볼트이고 아래 세 행은 0.108, 0.091, 0.089볼트를 허용한다는 발견, 0.5초 요구와 일반적인 차단기 트립 시간 0.2초 사이의 2.5배 여유, 그리고 쪽수 비교입니다. 표준은 EBR 77의 목록에 대해 아무 이유도 제시하지 않으므로, 톱니 와셔가 목록에 오른 이유에 관해 여기서 제시한 설명은 저희의 해석이며 본문에 그렇게 표시했습니다. 금지는 전기 본딩 목적에 대해서만 명시되어 있으며 풀림 방지 장치로서의 톱니 와셔에 대해서는 아무것도 말하지 않습니다. 그림 1과 그 데이터 표, 그리고 EBR 77을 포함한 5.1.3항의 문구는 추출한 텍스트가 아니라 인쇄 페이지를 렌더링한 이미지로 확인했습니다. 이 표준이 표면 처리와 부식에 관해 참조하는 NASA-STD-6012, NASA-STD-6016, SAE-ARP-5414는 읽지 않았으며 거기서 인용한 것은 없습니다. 포럼 게시물만 읽었고 댓글은 읽지 않았으며, 어떤 회사나 제품 상표도 언급하지 않습니다.