profile 구본준 2017-09-12 12:09:11
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Austenitic Stainless Steel 가공 시 (Welding, Grinding 등) 나타날 수 있는 표면 변색에 대한 금속학적 발생기구 및 변색에 의한 원 소재가 갖는 부식 저항성에 대한 변화는 어떻게 되는지 고수님들의 의견을 여쭙니다

ASM Metals Handbook에 따르면, 용접부의 부식 저항성을 유지하기 위해서는 열에 의해 변색된 (Heat tint) 모재의 Chromium-enriched oxides 및 Chromium-depleted base metal을 제거하라고 되어있습니다. 일반적으로 용접 완료 후 Brushing으로 마무리 되곤 합니다만,,,

질문 1) 용접부 또는 그라인딩 시 발생될 수 있는 변색(Discoloration/Heat Tint) 발생기구

질문 2) ASS에 Discoloration/Heat Tint가 미치는 영향

질문 3) Discoloration을 제거하지 않고 용접할 경우 ASS 특성에 미치는 기계적/금속학적 영향

질문 4) Discoloration (Heat Tint)를 Oxidation으로 판단하는 것이 바람직 한가?


관리자[senior] 2017-09-12 13:17

산소가 많다는 것은 그만큼 조직내에 산화물이 많을 수 있다는 얘기가 됩니다. 원론적으로 API등에서 언급하는 기준은 모두 산소를 언언급하고 있습니다. 스테인레스강에서 산화물이라고 하면 니켈의 산화물 보다는 크롬의 산화물일 가능성 혹은 심지어 철의 산화물일 가능성이 더 크겠지요, 결국 산화물이 많다는 얘기는 일련의 기계적 특성의 저하 뿐만 아니라 해당 부위에 내식성의 저하도 함께 언급할 수 있습니다. Heat Tint는 고온에 노출된 금속이 산소, 질소, 수소와 반응하면서 변색된 부분을 말합니다. 그게 일반 탄소강에서는 엄격하게 제어하지 않지만, 스테인레스강에서 따지는 이유는 결국 내식성의 저하 때문이라고 판단합니다. Purge와 관련하여 API등의 권고에 따르면 스테인레스강의 용접개시 초기의 산소 농도를 1500PPM으로 제한하고 있으면 그렇게 완성된 용접금속의 산소 농도는 150ppm으로 제한합니다. 그리고 그 150ppm의 상태가 AWS D1.18등에서 표시되는 산세 없이 그냥 쓸 수 있는 합격기준 3번의 용접부 변색을 의미합니다. 스테인레스강 보다 산소에 대한 친화력(Affinity)가 더 좋은 티타늄인 경우에는 당연히 산소의 농도를 더 작게 유지해야 합니다. 그러다 보니 일반 스테인레스강에서는 4-Nine이면 된다고 하는 Ar의 순도가 티타늄등으로 넘어가게 되면 5-Nine 이상으로 높아지게 되는 것이지요. 저는 개인적으로 스테인레스강의 표면에 발생하는 Heat Tint 뿐만 아니라 Arc Strike 자욱에 대해서 더 민감하게 관리합니다. 그런 부분은 높은 산소의 농도와 탄소의 농도 그리고 급냉에 의한 조직 변태까지 발생하여 결국 운전과정에서 우선적으로 부식에 노출될 개연성이 있지요.

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