스테인레스 스틸을 스테인레스로 만드는 이유는 무엇입니까?

이 GMAW 비드는 부식을 촉진할 수 있는 열 착색(산화물)과 스패터를 제거하기 위해 용접 후 청소가 필요합니다.

영화 "Caddyshack"에서 Bill Murray는 땅다람쥐를 다루는 자신의 전략을 다음과 같이 설명합니다. "동물을 정복하려면 동물처럼 생각하는 법을 배워야 합니다. 그리고 가능할 때마다 동물처럼 보이도록 해야 합니다. 이 놈의 털가죽 속으로 들어가서 며칠간 기어다녀야 해."

마찬가지로, 제작자는 먼저 스테인레스 스틸에 스테인리스 특성을 부여하는 요소와 용접 전, 용접 중, 용접 후에 이러한 특성이 그대로 유지되도록 하는 방법에 대해 생각해야 합니다.

많은 용접 과제를 해결하기 위한 기초는 스테인리스강이 크롬 산화물 층을 형성하여 스테인리스 특성을 획득한다는 사실을 기억하는 것에서 시작됩니다.

먼저 탄소강에 대해 살펴보겠습니다. 습기에 노출되면 탄소강의 철은 산소와 반응하여 천천히 붉은색의 산화철을 형성합니다. 연삭 휠을 빠르게 터치하면 녹이 제거되고 아래에 있는 깨끗한 강철이 드러납니다.

이제 이를 스테인리스강에 산화크롬이 형성되는 것과 대조해 보세요. 스테인리스강은 등급에 따라 약 50%의 철과 10.5%(일반적으로 최소량은 12%)에서 30%의 크롬으로 구성됩니다.

크롬이 산소와 반응하면 스테인레스 스틸 표면에 크롬 산화물 층이 형성됩니다. 이는 나노초 단위로 측정되는 형성 속도와 마이크론 단위로 측정되는 필름 두께를 통해 즉시 발생합니다.

그러면 이것이 왜 중요합니까? 이는 스테인리스 강의 가장 두드러진 스테인리스 특성이 내식성이라는 것을 의미하며, 이는 산소 존재 하에서 크롬 산화물 층을 형성하고 재생하는 능력에서 비롯됩니다. 그러나 스테인레스 스틸은 산화물 층 아래에서 내식성을 제공하지 않습니다. 결과적으로 부식이 시작되면 빠르게 진행됩니다.

이에 대한 좋은 예는 열 교환기의 튜브와 튜브 시트 사이의 틈에서 발생할 수 있는 구멍 부식 또는 틈새 부식입니다. 시트에는 튜브 묶음을 지지하기 위한 수백 개의 가공된 구멍이 있으며, 튜브 주위에는 냉각수 또는 증기가 흐릅니다. 산소가 크롬 산화물을 재형성하기 위해 해당 영역에 접근할 수 없기 때문에 유체가 튜브와 튜브 시트 사이의 틈으로 스며들면 부식이 시작됩니다. 결과적으로 열 교환기 제조업체는 일반적으로 가스 텅스텐 아크 용접(GTAW)을 사용하여 각 튜브 주위에 밀봉 용접을 적용합니다. 용접은 강할 필요는 없지만 방수가 되어야 합니다.

금속 예술가와 애호가들은 용접 중에 생성되는 열 색조에 매력을 느낄 수 있지만, 이러한 색상은 용접 중에 산화가 얼마나 발생했는지에 대한 신호를 제작자에게 보냅니다.

열 착색은 활성 가스나 대기의 산소가 무거운 산화물 층을 형성하여 상단 표면층 바로 아래에 있는 크롬을 소비하기 때문에 발생합니다. 은색에서 밀짚색까지의 색상이 있는 레이어는 좋은 반면, 보라색/파란색 색조에서 회색/검은색 색조로 진행되는 무거운 레이어는 그다지 좋지 않습니다. 제작자들은 "크롬을 태워 없애다"라는 속어를 사용하는데, 그 이유는 더 어두운 색상이 과도한 열 입력을 나타내는 경우가 많기 때문입니다. 그러나 이것의 근본 원인은 과도한 산화입니다.

크롬 산화물의 미세한 층은 스테인레스 스틸에 "스테인리스" 특성을 부여합니다. 스테인레스 스틸의 크롬 원자가 대기 중 산소에 노출되면 산화 크롬이 즉시 형성됩니다.

일반적으로 모든 스테인리스 용접물은 표면의 산화크롬 피막이 손상되지 않도록 용접 후 청소가 필요합니다. 그렇지 않으면 용접 부위가 녹슬기 쉽습니다. 청소 유형은 최종 용도와 관련 규정 및 표준에 따라 다릅니다.

와이어 브러시, 연삭 디스크, 치핑 해머 또는 분사 매체를 사용하여 기계적 청소를 수행하는 경우 교차 오염을 방지하기 위해 이러한 도구가 스테인리스강 전용으로 사용되는지 확인하십시오. 많은 제작자들은 스테인리스 용접물에 의도치 않게 철이 스며들었다는 사실을 깨닫고 괴로워하며 울부짖었습니다.