많은 사람들의 인식에서 "스테인레스"는 "절대 녹슬지 않는다"를 의미하는 것처럼 보이지만 실제로는 그렇지 않습니다. 비록 sTAINLESS STEEL 일반 강철보다 더 강한 방청 능력을 가지고 있지만, 특정 조건에서는 여전히 녹슬 수 있습니다. 그러면 어떤 상황에서 스테인레스가 녹슬까요? 어떤 요인이 스테인레스의 부식을 초래할까요? 이 글을 읽은 후 답을 찾기를 바랍니다.
스테인레스란 무엇인가요?
STAINLESS STEEL 크롬(Cr)을 함유한 대형 합금강으로, 주요 특징은 강 표면에 밀도 높은 크롬 산화물 막을 형성할 수 있다는 것입니다. 이 막은 자가 복구 기능을 가지고 있어 산화 반응이 진행되는 것을 효과적으로 방지하여 우수한 내식성을 가지게 합니다. 그의 금속 조직 및 용도에 따라 스테인레스는 오스테나이트, 페라이트, 마르텐사이트, 복합 스테인레스 및 침강 경화 스테인레스로 나눌 수 있습니다.

방청 능력: 스테인레스가 일반 철보다 더 나은 이유
스테인레스가 일반 철강보다 더 우수한 방청 능력을 가지는 근본적인 이유는 그 독특한 합금 구성과 표면 패시베이션 막의 자가 수리 메커니즘에 있습니다. 일반 탄소 강은 주로 철로 이루어져 있으며, 습기나 산소가 있는 환경에 노출되면 매우 쉽게 산화되어 붉은 갈색 녹이 발생합니다. 이 녹이 시작되면 계속 확장되어 결국 강재 구조를 약화시킵니다. 반면, 스테인레스는 최소 10.5% 이상의 크롬(Cr)을 합금에 추가합니다. 이 원소는 산소와 강한 결합력을 가지고 있어 물질 표면에 밀도가 높고 안정적이며 강력하게 부착된 크롬 산화물 막(패시베이션 막이라고도 함)을 신속히 형성할 수 있습니다. 이 패시베이션 막은 몇 나노미터 두께에 불과하지만, 공기 중의 산소와 수분이 금속 본체와 직접 접촉하는 것을 효과적으로 차단하여 추가적인 산화 반응을 방지합니다. 더욱 중요한 점은, 이 패시베이션 막이 특정 지역에서 손상되더라도, 예를 들어 긁힘이나 오염이 발생하더라도 산소가 존재하는 상황에서는 자동으로 재생될 수 있다는 것입니다. 이러한 자가 치유 능력은 일반 철강에는 없습니다.
대조적으로, 일반 강철은 이러한 합금 보호층이 없으며, 표면 산화층은 느슨하고 쉽게 벗겨질 수 있어 부식 과정을 효과적으로 방지할 수 없습니다. 따라서, 스테인레스는 특히 바다, 화학 산업, 고습도 및 고온과 같은 복잡한 환경에서 더 안정적이고 내구성이 뛰어난 성능을 보여주며, 일반 강철보다 녹 방지 능력이 훨씬 우수합니다.
스테인레스 녹 발생 및 부식의 5가지 요인
특정 특정 환경이나 조건에서는 스테인레스에도 녹 점이 생길 수 있습니다. 일반적으로 다음 요인들이 단독으로 존재하거나 동시에 나타날 경우 스테인레스의 방청성능이 감소하여 녹 현상이 발생하게 됩니다:
염소 이온
염화물 이온(Cl⁻)은 스테인레스에 대해 매우 위험한 부식 매체입니다. 특히 해양 환경, 산업용 용액 또는 염화물이 포함된 세제에서 염화물 이온은 스테인레스 표면의 패시베이션 막을 파괴하여 국부적인 포진 부식을 일으킬 수 있습니다. 이러한 포진이 형성되면 부식 속도는 매우 빠르고 통제하기가 극히 어려워집니다. 예를 들어, 바닷가 근처에서 사용되는 스테인레스 난간 및 장식 부품은 심지어 304 재질을 선택하더라도 짧은 시간 내에 녹이 슬기 쉽습니다. 만약 316 이상 등급의 염소 저항성이 있는 스테인레스를 사용하지 않는다면, 오랜 기간 동안 녹이 없는 상태를 보장할 수 없습니다.
산성 및 알칼리성 매체
스테인레스는 대부분의 약산과 약알칼리에 저항할 수 있지만, 황산, 염산, 수산화나트륨과 같은 고농도의 강산 및 강알칼리 환경에서는 부식이 발생하기 쉽다. 이와 같은 부식의 대부분은 균일 부식 또는 점식 부식이다.
고온 및 고습 환경
고온은 화학 반응 속도를 증가시킨다. 습한 환경에서 고온은 산화 반응을 가속화하고 패시베이션 막의 안정성을 감소시켜 스테인레스의 부식 속도를 높인다. 이는 일부 산업용 고온 장비에서 특히 두드러진다.
용접부의 열영향구역 부식
용접 시 발생하는 고온은 스테인레스 용접부 및 열영향부에서 과대Kristall화 및 카바이드 분리현상을 초래하여 "크롬 빈곤 영역"을 형성하고 용접부의 무동력화 능력을 잃게 합니다. 이 현상은 "결정간 부식"이라고 합니다. 적절한 용접 공정을 채택하지 않거나 후속 고체 용해 처리를 수행하지 않는 경우, 용접부 근처에 녹이 생길 가능성이 높아 전체 구조 강도에 영향을 미칩니다.
표면 긁힘 또는 불순물 부착
스테인레스의 내식성은 표면 패시베이션 막의 무결성에 따라 달라집니다. 만약 표면이 운송, 설치 또는 사용 중 긁힘이나 충격을 받아 패시베이션 막이 파괴되면, 공기 중의 수증기와 산소가 금속 본체와 직접 접촉하게 되어 녹이 발생할 수 있습니다. 동시에, 철분, 먼지, 모래 등과 같은 시공 과정에서 남은 불순물들이 제거되지 않으면, 수분의 영향으로 "전기화학 부식"이 발생하여 녹 반점이 생길 수 있습니다.

스테인레스 부식의 종류는 무엇입니까?
균일 부식: 이것은 가장 흔한 부식 유형입니다. 금속 표면이 균일하게 침식되고 전체 광택이 사라지며 두께가 얇아집니다.
점상 부식: 점식 부식은 국소 부식의 한 형태입니다. 표면은 완전해 보이지만 실제로는 구멍이 뚫려 있습니다. 염소가 포함된 환경에서 자주 발생합니다.
틈새 부식: 스페이스나 접합부에서 발생하며 볼트 연결, 플랜지, 용접부 등에서 흔히 볼 수 있습니다. 틈새 내부의 통풍이 불량하여 현지 용액이 산성화되어 부식이 발생합니다.
응력 부식 균열: 특정 부식 매체와 인장 응력의 복합 작용으로 균열이 발생하여 결국 재료 파괴로 이어집니다. 열교환기, 압력 용기 등에서 흔히 볼 수 있습니다.
결정립계 부식: 결정간 부식은 특히 용접 또는 열처리 시에 발생하며, 오스테나이트 스테인레스는 감응 온도 범위에서 가열된 후 이러한 현상이 일반적이다.
전기화학적 부식: 스테인레스가 다른 금속과 접촉하고 전해질이 존재할 경우, 원전이 형성되어 부식이 발생할 수 있다.
스테인레스의 녹슬고 부식되는 것을 방지하는 방법
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적절한 재료 선택: 사용 환경에 맞는 적절한 종류의 스테인레스를 선택하십시오. 예를 들어, 해양 환경에서는 316 이상의 합금 강을 사용하는 것이 권장되며, 고염소 환경에서는 304를 사용하지 않는 것이 좋습니다.
- 표면 처리: 사ンド 블라스팅, 피클링 패시베이션, 연마, 전해질 연마 등 다양한 방법을 사용하여 표면 잔여물을 제거하고 패시브 막의 안정성을 향상시킵니다.
- 구조의 합리적인 설계: 청소와 통풍을 용이하게 하기 위해 사각지대와 틈새를 가능한 한 피하고, 균열 부식의 발생을 줄입니다.
- 정기적인 청소 및 유지보수: 청결한 물 또는 특수 세척제로 표면 오염물질을 정기적으로 제거하여 금속 입자, 기름진 얼룩, 소금 등의 부착을 방지합니다.
- 사용 환경 제어: pH 값을 가능한 한 제어하고, 염소 함량, 온도 및 습도를 조절하며, 양호한 통풍을 유지합니다.
자주 묻는 질문:
1. 왜 304 스테인레스도 녹슬까요?
304 스테인레스는 우수한 내식성을 가지고 있지만, 높은 염화물 이온 농도 환경(예: 해변, 표백제가 사용되는 장소 등)에서 그 패시베이션 막이 쉽게 파괴되어 점식 부식 또는 틈부식이 발생할 수 있습니다.
2. 스테인레스 표면에 노란색이나 갈색 반점이 나타났습니다. 녹슨 것일까요?
일반적으로 이는 철 산화분말, 가공 잔여물 등과 같은 표면 오염물질에 의해 발생하는 녹입니다. 스테인레스 청소제를 사용하여 이를 제거하고 부식의 징후가 있는지 관찰할 수 있습니다.
3. 왜 스테인레스는 용접 후 녹이 생기기 쉽습니까?
용접 과정은 재료의 금속組織을 변화시킵니다. 만약 용접부의 후속 피클링 및 둔화 처리나 처리가 이루어지지 않으면 결정계 부식 또는 응력 부식이 매우 발생하기 쉽습니다.
4. 스테인레스를 오랫동안 해변이나 수영장 근처에 두어도 되나요?
네, 하지만 316, 2205 또는 초급 스테인레스와 같은 고합금 스테인레스를 사용하고 일상적인 유지 관리를 강화하며 방부措置를 설계해야 합니다.
5. 스테인레스가 부식했는지 판단하는 방법은 무엇입니까?
눈으로 보이는 녹, 표면 색상 변화, 거칠기 또는 표면 전위 테스트, 스테인레스 부식 속도 테스트를 통해 부식이 시작되었는지 확인할 수 있습니다.
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