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부식/방식

스테인리스강은 10.5 wt.% 이상의 크롬을 함유하는 잘 녹슬지 않는 성질을 가지는 합금강입니다. 탄소강의 경우 부식되어 표면에 형성되는 산화물의 밀착력이 약하고 내부에 기공이 많기 때문에, 산소 등이 쉽게 모재인 탄소강과 반응할 수 있습니다. 반면, 스테인리스강은 부동태 피막이라 불리는 밀착력이 높고 결함이 적은 산화막이 형성되어 산소 등으로부터 모재를 보호하게 됩니다. 또한 스크래치 등이 발생하여 스테인리스강 표면이 손상되더라도 주위의 산소와 반응하여 스스로 다시 부동태 피막이 생성되기 때문에 자기치유회복 효과를 가지고 있습니다.

이와 같이 스테인리스강의 내식성 결정에 있어 가장 중요한 역할을 하는 철과 크롬의 복합 산화물로 이루어진 부동태 피막의 두께는 약 2 nm 수준으로 매우 얇기 때문에, 피막의 조성 및 구조에 대하여 현재까지 명확히 알려져 있지 않습니다. 송도 PAC에서는 스테인리스강 부동태 피막의 다양한 내식성 분석을 통하여 여러 부식 환경에서 스테인리스강의 부식 메커니즘을 규명하고, 사용 가능한 강종별 가이드라인을 제시하고 있습니다.

스테인리스강의 부동태 특성, 스테인리스강의 부동태 피막의 자가치유효과

한 가지 예로, 스테인리스강은 반영구적인 소재이나 특정 부식 환경에 견딜 수 없는 강종을 사용하게 되면 공식, 입계부식, 응력부식균열 등으로 소재의 파괴가 진행되게 됩니다. 따라서, 부식 환경과 경제성을 고려하여 적합한 강종을 선택하는 것은 매우 중요합니다. 스테인리스강 부식의 대표적인 사례는 염소 이온에 의하여 부동태 피막이 국부적으로 파괴되는 공식 부식입니다. 공식 부식은 용액 내의 염소 이온이 부동태 피막을 파괴하면 모재의 금속이 금속 양이온으로 용출되게 됩니다. 공식 내부에 금속 양이온이 증가하면 전기적으로 음이온을 끌어 당겨 내부의 염소 이온량이 증가하게 됩니다. 이로 인하여 공식 내부는 부동태 피막의 형성이 어렵게 되고 가수분해반응으로 pH도 낮아져 염산 (HCl) 분위기가 형성되게 됩니다. 결국, 공식의 성장이 빠르게 진행되어 심할 경우 관통으로 이어지게 됩니다. 따라서, 송도 PAC에서는 스테인리스강의 강종별 공식부식저항성을 분극시험과 같은 전기화학적 방법 등을 이용하여 정량적으로 평가하고, 고객사에서 필요로 하는 최적의 강종을 제안하고 있습니다.

스테인리스강의 공식부식, 스테인리스강의 공식부식저항성 평가