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일반적으로 스테인레스강은 녹이 전혀 슬지 않는 금속으로 이해하고 있으나 사용환경에 부적합한 강종을 선택하거나, 또는 적절한 강종을 선택하였을지라도 가공방법이나 사용과정중 유지관리가 부적절한
경우에는 녹이 발생한다.
스테인레스강에 녹이 발생한다는 것은 크롬과 산소가 결합하여 형성된 부동태 치막(Cr203층)이 파괴되었다고 볼 수 있으며, 이 부동태 피막이 파괴되면 즉시 피막이 재생성되어 녹발생을 방지하여 주지만,
부동태피막의 재생성이 방해 될 경우에는 녹이 발생하게 된다.
가.스테인레스강의 녹을 발생시키는 원인물질 및 환경
나.스테인레스강의 각종 부식
1)일반 부식
금속의 전표면에 걸쳐 부식의 깊이가 균일하게 발생하는 부식으로 간단한 세척작업으로 표면의 녹을 제거 하고 본래의 표면을 회복할 수 있다
2)갈바닉 부식
. 두개의 다른 금속이 전기적으로 접촉하여 있을때 전위차에 의하여 발생하는 부식
. 상대적으로 Noble한 스테인레스강은 음극(CATHOD),Active한 일반강은 양극(ANODE)으로 작용
하여 Active한 일반강이 매우 빠른 속도로 부식이 진행되고 이 부식생성물이 스테인레스강의 표면에
영향을 주어 발생하는 부식
. 스테인레스강 단독의 경우에도 발생하는 갈바닉 부식
- 긁힘이나 연마흠과 같이 기계적으로 부동태피막이 파괴되어, 그 부위가 양극으로 작용하고 그 외의 부동태피막 부위가 음극으로 작용할 때
- 모재보다 Active한 금속을 용착금속으로 용접할때 용융부위가 양극으로 작용하는 경우
3)침식/마모부식
. 기계적인 마찰, 마모등에 의해 부동태피막이 파괴되어 심한 부식환경에 노출되는 경우 발생하는 부식
. 스테인레스강은 부동태피막의 파손시에도 재생력이 큰 특성을 갖으므로 심한 부식환경에 놓이지 않는
경우에는 침식/마모 부식에 강한 특성을 갖는다.
4)입계부식
Cr과 친화력이 강한 C가 450℃~850℃온돈구간에서 결정업계 부근에 Cr23C6형태의 크롬탄화물을 형성
함으로써 결정입계 부근에서 크롬 고갈층을 발생 시키는 예민화현상(Sensitization)이 나타나는데 이때
크롬함량이 낮은 결정입계 부근에 부동태를 형성하는 크롬산화물(Cr203)이 Cr이 친화력이 강한 C와
결합하여 부동태가 파괴되어 내식성을 잃고 부식되는 현상
입계부식을 방지하기 위해서는 크롬탄화물의 석축을 억제 시킬수있는 안정화 스테인레스강(Stabilized Stainless Steel)이나 저탄소 스테인레스강(LGrade)을 사용함으로써 효과를 볼수 있다.
5)공식(Pitting)
재료표면에 작은 구멍이 발생하여 급속히 부식이 진행되는 아주 위험한 부식 현상
부동태 피막중 부식에 약한 부위가 선택적으로 부식(국부부식)되어 표면에 작은 구멍이 생기면 이 부분이 미소양극으로 작용하고 그외의 넓은 부통태 피막이 음극으로 작용하여 갈바닉 부식현상이 발생하며 이때, 양극으로 작용하는 구멍에서 급속한 부식반응이 진행된다.
부식성과 유독성이 강화 염소이온(Cl-)이 공식을 유발하는 주요인자이다. 공식을 가속화시키는 환경인
바닷가에서는 염분에 의한 영향이 가장 크므로 염분이 제품표면에 농축되지 않도록 청소를 자주하거나 염분등에 의한 공식이 강한 원소인 Mo을 첨가한 강종을 선택한다.
* 공식을 가속화 시키는 요인과 방지대책
- 주요인
산성분위기 :
용액의 온도를 올릴 경우
용액이 정체되어 용존산소량이 낮은경우
- 방지대책
용액의 정체 또는 염소이온의 농축,침전 방지 :
화학적 부동태 처리
부식이 활발한 금속을 스텐레스강에 연결하여 희생양극반응 조장
합금원소 첨가(Mo 등)
6)틈새부식
접촉하고 있는 서로 다른 금속표면의 틈새에 부식용액이 침투되면 침투된 부위에서 갈바닉 부식원리에
의해 부식이 가속화되는 현상. 이런 틈새에는 용액의 정체와 낮은 용존 산소로 인하여 국부부식이 발생
되며, 특히 염소함유 용액중의 염소이온이 틈새로 침투하게 되면 공식(Pitting)과 마친가지로 급격한
부식이 진행된다.
*틈새부식 유발 요인
.건설현장에서 스테인레스 표면에 장기간 부착되어 있는 먼지,분진,시멘트
.스테인레스 표면에 산발적으로 붙어있는 용접시 발생한 작은 용접불꽃
.스테인레스 표면에 산발적으로 붙어있는 절단적업시 발생한 작은 불꽃
*틈새부식 방지대책
.밑바닥이 편평한 탱크는 침전물이 모서리에 생길 수 있으므로 피한다.
.탱크 내부의 용액을 배출시에는 완전히 비운다.
.사각의 모서리보다 둥근 형태로 설계한다.
.용접시 기공이나 패인홈을 남기지 않도록 한다.
.겹처서 용접하기 보다는 맛대기 용접을 한다.
.가능한한 연속적으로 용접하여 접합부위의 중간에 빈공간이 생기지 않도록 한다.
.나사 및 여타 개폐부위의 틈새를 잘 막아준다.
.표면의 먼지나 작은 부스러기 등을 잘 청소한다.
.공사중 접촉한 시멘트등은 부착 즉시 제거한다.
다. 스테인레스강의 부식형태
스테인레스강의 녹을 발생시키는 원인물질 및 환경
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원인물질 |
작용 |
환경 |
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HC1,H2SO4 등의 酸물에
용해되어 酸을 생성하는
물질(SOx등) |
PH를 낮추어, 부동태 피막을 불안정하게 한다. |
청소약재, 공장배기Gas,자동차배기가스Gas,온천지대 |
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NaC1(염분)등의 염화물HC10(치아염소산)
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수분에 녹아서 방출되는 C1이온이 부동태
피막을 파괴한다. |
해안지대(海鹽粒子)
저수조(살균제)
쓰레기소각장 근처
(염화비닐 소각Gas)
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토사,먼지,매연 등의
스테인레스표면에 퇴적,
고착하는 물질 |
STS표면에 산소의 공급을 방해, 부동태피막을
불안정화 및 재생을 방해한다. 틈새부식의
원인물질 및 수분의 부착에 의한 그 작용을
조장한다.
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공장배기Gas,
자동차배기Gas,
건설공사현장근처 |
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철분을 주로한 異種금속 |
STS 표면에 부착하여 그자신이 녹이 슬며 그 녹이 갈바닉부식 작용을 한다. |
철도변,철공소근처,
제철소근처,
건설공사현장 근처 |
스테인레스강의 부식 형태
- 전면부식 : 각종 부식환경에서 소재에 전체적으로 발생되는 부식
- 국부부식 : 입계부식, 공식, 응력부식 등 국부적으로 발생되는 부식
| 구분 |
발생원인 |
방지방안 |
| 전면부식 |
부식환경에 노출된 금속표면 전체가 전기화학적 또는
화학적 반응에 의해 균일하게 침식되는 부식 |
환경에 적절한 강종의 선택
*해수분위기:316,316L
*고온분위기:321
각종표면처리 :Mirror등
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국
부
부
식 |
입계
부식 |
Austenite계는 450~850℃예민화 온도구간에서 가열시
입계에 크롬탄화물을 석출한다. 따라서, 입계주위에
크롬이 부족하게 되어 부동태 피막이 침식되어 부식이 진행
*성분의 영향:[C]함량 높을시
*용접 열영향부에 탄화물 석출 |
고용화 열처리 : 고온에서
석출탄화물을 완전 재고용후 급냉
[C]함량의 저감
: 0.03%이하
안전화 강종의 선택
:Ti,Nb 첨가강
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공식
(틈새
부식) |
염소의 영향을 가장 민감하게 받는 부식임, 염소에 의해 부동태 피막이 국부적으로 파괴되어 그 부위가 우선적으로 용해가 계속되는 현상
*온도가 높을수록 반응 가속화
*제품표면에 부착이물이 있을 때 (틈새가 있을 때)염소농도 상승효과 발생 |
염소 분위기와의 접촉방지
표면처리:연마가공(예;Mirror)
용접부 열처리 실시
염수분위기에 강한
재료사용 : Mo첨가강(316,316L)
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응력
부식 |
Austenite계에서만 발생하며 인장응력과 염소가 공존하는 분위기에서 발생
*염소농도가 높을수록 단시간에 발생
*온도가 높을수록 발생가능성 큼
*잔류응력 집중시 발생가능성 큼 |
가공후 응력제거, 응력집중부 제거 필요
응력제거 열처리 실시
염소분위기와의 접촉 방지
응력부식에 강한 재료의 사용 : Ni상향 강종 사용
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Galvanic
부식 |
異種금속간 접촉시 상대로으로 卑한 금속이
우선적으로 부식이 발생하는 현상 |
전기화학적으로 유사한
재료의 접촉으로 우선
부식 방지 |
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: MS Excel 2007
: MS Powerpoint 2007 
: MS Word 2007 
: 한글뷰어 2007
: Adobe Acrobat Reader 
: DWG Viewer 
: Autodesk Inventor View 
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