안녕하세요.
제가 재직중인 회사에서 스테인레스 스틸에 지오멧 도금을 처리를 한 볼트를 체결하여 제품을 납품하였는데, 고객으로 부터 부식 클레임이 들어왔습니다. 저희 회사에서는 스테인레스 스틸에 스테인레스 볼트를 사용하지 않고(강도 문제) 고장력 볼트에 지오맷 도금을 하여 제품을 제작하고 있습니다.
물론 볼트 체결시 도금이 일부 벗겨지는 부분도 있을 것이며, 그로 인하여 해안가 근처에 납품된 제품들의 경우 갈바닉 부식으로 인해 클레임이 들어오는 상황입니다. 여러차례 제품에 대해 고객에게 설명을 드렸지만, 부식 문제로 계속 클레임을 하시는데 어떤 다른 방법은 없을지 전문가 분들에게 의견을 묻고 싶습니다.
1. 스테인레스 스틸에 스테인레스 볼트를 사용시 나사산에 문제가 생긴다던데 맞나요? ( 나사산이 뭉개진다던데 맞나요? )
2. 만약 나사산에 큰문제가 없다면 설계 강도상 문제가 안된다면 차라리 스테인레스 볼트를 사용하는게 더 적합할까요??
안녕하십니까, 맞기도 하지만 맞지 않기도 한다는 말씀은 어떤 부분에서 맞고 어떤 부분에서 안맞는지 설명 해주시면 감사하겠습니다.
사용 환경은 해안가로 부터 약 50m 떨어진 shop보관하고 있으며, 사용은 비상 발생시 사용하고 6개월에 한번 5시간 정도 해안가에서 테스트를 합니다. 해수를 이용한 테스트가 이루어지고 비상 발생시 제품 사용시간은 96시간이 최대 작동시간 입니다. 제품은 물펌프라고 생각해주시면 되겠습니다.
강도를 제외하고는 아래 전문가분들께서 설명하셨듯이 galling이 가장 큰 문제일 것입니다.
다만, 글에서 사용온도에 대한 언급이 없어 그 정도는 미미할 것으로 생각됩니다만, 클라이언트와 협의해 볼 일입니다.
Anti-galling coating (tungsten disulfide 같은, 저는 고온에서 Pt base의 coating을 적용한 경험이 있네요.)이 적용된 것을 사용할 수도 있지만, 초기 뿐만 아니라 O&M 비용까지도 고민하여야 할 문제로 보입니다.
안녕하세요.
S/S Bolt/Nut 은 S/S가 결정 구조가 FCC여서 "Galling " 현상이 쉽게 발생하므로 에 주의해야 합니다.
Galling 현상은 S/S Bolt/Nut를 고장력으로 Bolting 하면, 나사산이 서로 Bonding 되어, Bolt 체결이 잘 안풀려 잘라내야 하는 경우도 발생합니다. 중동 지역 대규모 석유화학 회사는 S/S Flange 체결에는 Low Alloy Bolt/Nut 사용하여 Bolting 합니다.
Wikipedia 에서 Galling 현상은 S/S가 결정 구조가 FCC이므로 쉽게 발생한다는 설명하고 있습니다.
Wikipedia 내용 인용.
Galling requires two properties common to most metals, cohesion through metallic-bonding attractions and plasticity (the ability to deform without breaking). The tendency of a material to gall is affected by the ductility of the material. Typically, hardened materials are more resistant to galling, whereas softer materials of the same type will gall more readily. The propensity of a material to gall is also affected by the specific arrangement of the atoms, because crystals arranged in a face-centered cubic (FCC) lattice will usually allow material-transfer to a greater degree than a body-centered cubic (BCC). This is because a face-centered cubic has a greater tendency to produce dislocations in the crystal lattice, which are defects that allow the lattice to shift, or "cross-slip," making the metal more prone to galling.
볼트 체결과정에서 도금이 깨지는 것은 어쩔 수 없는 상황이기에 도금 층의 건전성 자체를 논하기 이전에 근본적으로 이종 재질 접촉에 따른 부식 발생의 위험성은 배제할 수 없습니다. 대안으로는 해당 볼트를 부식 환경에 노출되지 않도록 감싸는 것이 있을 수 있는데, 이게 솔직히 임시 방편이지 근본적인 해결은 쉽지 않습니다. 두껍게 그리스를 도포하여 유막을 형성 해 주는 것도 모양이 보기 싫어서 그렇지 대안은 될 수 있고, 인터넷을 찾아 보면 볼트 조인트를 Wrapping하는 제품들이 있기는 합니다.
스테인레스강으로 할 경우에는 위에 김춘수 기술사님이 언급한 바와 같이 Galling에 의한 문제점이 있을 수 있습니다. 사용 온도가 높지 않다면 상대적으로 Galling의 위험성이 조금 작은 것은 사실이지만 그래도 근본적인 해결책이 되기는 어렵습니다.
우선 Client가 우려하는 바와 같이 현재의 재료로는 Galvanic Corrosion 의 조건을 피할 수는 없는 분위기로 보여집니다.
강도 & Galling등의 문제를 최소화하기 위해서 SS설비의 External Bolting은 bare CS or LAS bolting 의 사용이 추천되나 이 환경에서는 일반적으로 Isolation kits의 추가 적용이나 Non-metallic coating (e.g., PTFE 계통-Xylan 계열 or Lubricant Coating-Molykote P37 under client’s approval) 을 적용한 Bolting이 고려됩니다. 이 Coated Bolting은 내구성이 우수하지만 장시간 사용 중 Peel out이 발생하면 급작스런 부식이 진행될 수 있습니다. 따라서 Spare Parts 를 충분히 확보하여 Hot Bolting으로 교체해 나가는 것도 한 방법이 될 것으로 봅니다.
현재의 제작 및 공급 여건에 따라 적정한 방법을 Client와 상의해 보시기 바랍니다.
예전에 스크랩 했던 자료입니다.
첨부 참고 바랍니다.
S/S Bolt 재질로 경도(Hardness) 증가 시켜 Galling 현상을 완화 했다고 제품입니다.
안녕하세요, 고민이 많으시겠습니다.
1. 맞기도 하지만 맞지 않기도 합니다.
2. 사용 환경에 따라 모든 것이 달라질 수 있습니다. 사용 환경을 알려주시면 좋은 답을 얻으실 수 있을 것 같습니다.