스테인레스강 용접부 부식: 원인, 예방 및 조인트 설계 팁

해안 호텔에 304개의 스테인레스 스틸 벨로우즈 배치를 설치한 지 2개월 후, 용접 이음새를 따라 작은 갈색 반점이 나타났습니다. 기본 금속은 여전히 ​​깨끗해 보였습니다. 공급업체는 해당 재료가 정품 304라고 주장했으며 실험실 테스트에서도 이에 동의했습니다. 문제는 합금 등급이 아니었습니다. 용접 열 입력과 용접 후 부동태화 부재로 인해 부식 상태가 발생했습니다. 좋은 소식은 배치가 공장에서 출고되기 전에 용접 부식을 제어할 수 있다는 것입니다. 어떤 메커니즘이 작동하고 무엇을 지정해야 하는지 알면 됩니다.

용접 부위가 약점이 되는 이유

용접은 단순한 기계적 접합이 아닙니다. 좁은 밴드에 걸쳐 스테인리스 스틸 부품의 미세 구조를 변화시키는 열 현상입니다. 세 가지 효과로 인해 해당 밴드가 부식이 시작될 가능성이 가장 높은 곳이 됩니다.

열 영향부 및 감작

용접 중 모재의 온도가 대략 450~850°C에 도달하면 크롬과 탄소가 결정립 경계를 따라 크롬 탄화물로 결합될 수 있습니다. 열 영향부(HAZ)로 알려진 용접 바로 옆 영역은 일반적으로 보호 산화막을 형성하는 크롬이 고갈될 수 있습니다. 이 상태를 감작이라고 합니다. 304형 스테인리스강은 316이나 316L보다 이런 현상이 더 자주 발생합니다. 몰리브덴이 저항을 추가하고 초저탄소 등급이 탄화물 석출을 제한하기 때문입니다.

손상된 수동층 및 산화물 스케일

용접열은 표면을 산화시킵니다. 용접 근처에 나타나는 유색 스케일은 무해하지 않습니다. 이는 부동태 피막이 저하된 크롬이 고갈된 영역 위에 위치합니다. 스케일이 제거되지 않으면 표면이 완전히 재부동태화될 수 없으며 국부 부식 셀이 산화물 아래에 형성될 수 있습니다.

잔류 인장 응력

급속 가열 및 냉각은 잔류 인장 응력을 용접부 주위에 집중시킵니다. 염소가 풍부한 환경에서는 이러한 스트레스로 인해 추가적인 위험이 발생합니다. 응력 부식 균열은 미세한 가지로 발생할 수 있으며 때로는 눈에 띄는 녹이 없어 가스나 물 시스템에서 특히 위험합니다. 용접 및 부식 제어가 미치는 영향을 포함하여 물결 모양 스테인리스강 튜빙의 안전 기록은 당사에서 다룹니다. CSST 안전 고려사항에 관한 기사 .

용접 조인트의 일반적인 부식 메커니즘

현장 오류가 한꺼번에 나타나는 경우는 거의 없습니다. 일반적으로 거칠기를 생성하는 하나의 메커니즘으로 시작한 다음 두 번째 메커니즘이 이어집니다. 아래 표에는 일반적인 메커니즘과 원인 및 실제 제어 방법이 나와 있습니다.

구멍은 염화물 함유 물에서 가장 눈에 띄는 시작점입니다. 물때나 먼지로 인해 틈이 생기면 틈새가 깊어질 수 있습니다. 입계부식은 감작의 전형적인 결과이고, 응력부식균열은 다른 두 가지가 이미 벽을 약화시켰을 때 갑작스런 누출을 일으키는 메커니즘이다. 우리 공장에서는 이 네 가지 모두를 별도의 재료 문제가 아닌 용접 품질 지표로 취급합니다.

용접 후 처리 프로토콜

합금 선택만으로는 충분하지 않습니다. 세척되지 않고 부동태화 처리되지 않은 용접부는 적절하게 복원된 표면을 가진 동일한 모재보다 훨씬 빠르게 부식됩니다. 표준 순서는 기계적 세척, 산세척 및 부동태화입니다.

• 기계적 세척은 연삭이나 브러싱을 통해 느슨한 스케일과 거칠어진 산화물을 제거합니다. 벽이 얇은 튜브의 경우 벽 두께가 줄어들지 않을 정도로 부드러워야 합니다.
• 산세척은 질산/불산 혼합물을 사용하여 크롬이 고갈된 층을 용해하고 깨끗한 금속을 노출시킵니다. 스케일이 무거울 때 가장 중요한 단계입니다.
• 패시베이션은 산화막을 재구성합니다. 구연산 부동태화는 질산에 대한 보다 안전한 대안이며 ASTM A967의 적용을 받습니다.

주름진 스테인리스 스틸 튜브의 경우 주름 형상으로 인해 평평한 시트보다 스케일 제거가 더 어렵습니다. 당사의 생산 라인은 자동화된 세척 및 산 세척조를 사용하므로 와이어 브러시가 접근할 수 있는 영역뿐만 아니라 내부 및 외부 표면 전체에 처리가 적용됩니다.

실제 적용을 위한 용접 스테인레스강 지정

용접 부식 위험을 줄이는 가장 좋은 방법은 합금과 부품 형상을 실제 설치 환경에 맞추는 것입니다. 범용 304 벨로우즈는 건조한 실내 물 또는 가스 라인에 사용할 수 있지만 해안 공기, 수영장 및 산업용 주방은 염화물 수준을 높입니다. 이러한 경우에는 316L이 더 안전한 선택입니다.

용접 환경에 적합한 합금 선택

주방 가스 기기 연결의 경우 호스는 증기, 세척제 및 지역 습도에 노출됩니다. 보호 커버가 있는 316L 주름형 유연한 천연 가스 호스는 내부식성과 기계적 보호 기능을 모두 제공합니다. 이것이 바로 설치 장소가 바다 근처나 습도가 높은 식품 서비스 지역에 있는 경우 더 높은 몰리브덴 등급을 권장하는 이유입니다.

주방용 316L 골판지 유연한 천연 가스 호스 스테인리스 스틸 케이스와 고무 내부 튜브가 있는 이 316L 주름형 가스 호스는 부식과 기계적 응력에 강하므로 바다 근처의 습한 주방 환경에 적합합니다. 제품보기 →

응력 집중을 피하는 구조를 선택하십시오

벨로우즈 모양은 변형을 하나의 짧은 용접으로 강제하는 대신 여러 개의 작은 회선에 걸쳐 움직임과 열팽창을 분산시킵니다. 벨로우즈 벽 자체는 견고해야 하지만 기하학적 구조는 응력 부식 균열로 이어질 수 있는 국부 응력을 줄여줍니다. 응용 분야에 난연성 요구 사항이 있는 경우 외부 덮개도 굴곡 및 열에 대한 등급을 받아야 합니다. 당사의 난연성 주름형 가스 튜브는 이러한 조합을 위해 설계되었으며, 스테인레스 스틸 코어를 보호하고 정상적인 기기 이동 시 외부 레이어를 안정적으로 유지하는 구조로 설계되었습니다.

가스용 스테인레스 스틸 골판형 난연 호스 이 난연성 골판지 가스 튜브는 화재, UV 및 마모에 강한 노란색 PVC 코팅을 갖추고 있어 까다로운 응용 분야에서 안전하고 내구성 있는 가스 전달을 제공합니다. 제품보기 →

온수 및 냉수 회로의 표면 상태 확인

온수 및 냉수 회로에는 산소가 유입되고 온도 변화가 발생하며 일부 지역에서는 용해된 염화물이 발생합니다. 온수기 연결부의 누수는 유지 관리 문제일 뿐만 아니라 고장 지점 이하에서 장비를 손상시킬 수 있습니다. 연결을 보호하는 입증된 방법은 렌치로 조정 가능한 피팅과 전체 산세 및 부동태화 표면을 갖춘 유연한 스테인리스 스틸 링크를 지정하는 것입니다. 우리는 해당 목적을 위해 렌치를 사용하여 스테인레스 스틸 주름관을 제조하며 이는 개조 및 OEM 프로젝트에서 일반적으로 선택됩니다. 스테인레스 스틸 벨로우즈는 또한 긴 사용 수명을 제공하여 반복 교체로 인한 환경적 부담을 줄여줍니다. 스테인레스 스틸 벨로우즈의 환경적 이점에 대한 개요 .

렌치가있는 304 스테인레스 스틸 골판지 파이프 이 304 스테인리스강 골판형 파이프는 고온과 고압에 견딜 수 있으며, 포함된 렌치를 사용하면 설치 및 유지 관리가 쉬워 온수 시스템에 이상적입니다. 제품보기 →

결론

스테인레스 강의 용접 부식은 열, 표면 상태 및 환경이 함께 작용한 결과입니다. 구매자를 위한 실질적인 대답은 단순히 '스테인리스'를 요구하는 것이 아닙니다. 합금등급, 용접처리, 표면조도 등을 명시하고 그 증거를 검사보고서에 기재하는 것입니다. 이러한 세부 사항이 일관되면 스테인리스강 용접의 사용 수명이 모재 금속에서 설정한 기대치를 충족할 수 있습니다.

용접된 주름진 스테인레스 스틸 파이프 또는 가스 호스를 조달하는 경우 제조업체에 산세척 및 부동태화 절차와 열 영향부를 확인하는 방법에 대해 문의하십시오. 몇 달이 지나도 갈색 반점이 나타나는 것을 방지하는 질문입니다.