염화물이 스테인리스강 부식을 촉진하는 이유 | 공식부식이 시작되는 과정

스테인리스강은 일반 철보다 녹에 강한 금속으로 알려져 있습니다.

실제로 실내의 깨끗한 환경에서는 오랫동안 반짝이는 표면을 유지하는 경우가 많습니다.

그런데 같은 스테인리스강을 바닷가나 염수가 닿는 장소에 설치하면 이야기가 달라질 수 있습니다.

표면 대부분은 깨끗한데 어느 날 아주 작은 갈색 점이 나타나고, 자세히 살펴보면 그 아래로 작은 구멍이 깊게 진행된 경우가 있습니다.

왜 소금과 염화물이 스테인리스강에 이런 문제를 만들까요?

핵심은 스테인리스강 전체가 한꺼번에 녹스는 것이 아니라 염화물이 패시브 상태를 국부적으로 불안정하게 만들어 공식이나 틈새부식이 시작될 수 있다는 점입니다.

과정을 단순화하면 다음과 같습니다.

정상적인 스테인리스강 표면

↓

크롬이 풍부한 패시브 피막 유지

↓

염화물이 포함된 수분 접촉

↓

특정 위치에서 패시브 상태가 불안정해질 가능성 증가

↓

작은 영역에서 금속 용해 시작

↓

공식 내부의 화학환경 변화

↓

pH 저하와 염화물 농축 가능

↓

재부동태화가 어려워짐

↓

국부부식이 내부로 깊게 진행

따라서 염화물 부식의 핵심은 단순히

“소금이 스테인리스강을 녹인다”

가 아닙니다.

염화물이 스테인리스강의 보호상태를 국부적으로 불안정하게 만들고, 한번 시작된 작은 공식 내부에 외부와 다른 공격적인 미세환경이 만들어질 수 있다는 것이 더 중요합니다.

염화물이란 무엇일까?

염화물은 염소가 음전하를 가진 이온 상태로 존재하는 것을 말합니다.

대표적으로 염화나트륨이 물에 녹으면 다음과 같이 생각할 수 있습니다.

NaCl → Na⁺ + Cl⁻

여기서 Cl⁻가 염화물 이온입니다.

염화물은 바닷물에만 존재하는 것이 아닙니다.

실제 생활과 산업현장에서는 다양한 경로로 금속 표면에 도달할 수 있습니다.

• 해수
• 바닷바람과 해염
• 제설염
• 염분이 포함된 공정수
• 냉각수
• 일부 세척액
• 염화물 함유 지하수
• 사람의 땀이나 염분 오염

따라서 바다와 멀리 떨어진 곳에서도 염화물에 의한 스테인리스강 부식이 발생할 가능성은 있습니다.

염화물은 스테인리스강을 전체적으로 녹이는 것과 다르다

탄소강이 습한 환경에 놓이면 넓은 표면에 붉은 녹이 퍼지는 모습을 쉽게 볼 수 있습니다.

스테인리스강의 염화물 부식은 다르게 나타날 수 있습니다.

대표적인 형태가 공식부식입니다.

겉으로는 작은 점처럼 보이지만 그 아래쪽으로 깊게 금속이 손상될 수 있습니다.

즉

넓은 면적에서 얕게 진행되는 손상

보다

아주 작은 면적에 깊게 집중되는 손상

이 문제가 될 수 있습니다.

이 때문에 스테인리스강은 겉이 깨끗하다는 이유만으로 안전하다고 판단해서는 안 됩니다.

첫 번째 단계 — 염화물이 패시브 표면과 만난다

정상적인 스테인리스강 표면에는 크롬이 풍부한 매우 얇은 패시브 피막이 존재합니다.

이 피막은 일반적인 환경에서 금속과 주변 환경의 직접적인 반응을 억제합니다.

하지만 염화물이 존재하면 특정 조건에서 패시브 상태가 국부적으로 불안정해질 수 있습니다.

여기서 중요한 점이 있습니다.

염화물이 두꺼운 드릴처럼 패시브 피막을 물리적으로 뚫는다고 생각하면 정확하지 않습니다.

실제 국부부식 시작 과정은

• 피막의 구조
• 합금 조성
• 표면의 미세한 불균일성
• 염화물 농도
• 온도
• 전위
• pH

등이 함께 관계하는 전기화학적 현상입니다.

따라서 보다 정확한 표현은

“염화물이 패시브 피막의 국부적인 안정성을 떨어뜨리고 피막 파괴 가능성을 높인다”

입니다.

두 번째 단계 — 표면의 아주 작은 부분에서 금속 용해가 시작된다

패시브 피막이 안정적으로 유지되는 동안 스테인리스강의 금속 용해속도는 매우 낮습니다.

하지만 작은 한 지점에서 패시브 상태가 깨지고 빠르게 회복되지 못하면 그 위치에서 금속 용해가 증가할 수 있습니다.

금속을 M이라고 단순화하면 양극반응은 다음과 같이 표현할 수 있습니다.

M → Mⁿ⁺ + ne⁻

금속 원자가 전자를 잃고 금속 이온이 되면서 실제 금속이 소모됩니다.

문제는 이 양극 영역이 매우 작을 수 있다는 것입니다.

주변의 넓은 표면은 여전히 패시브 상태를 유지할 수 있습니다.

즉

작은 활성 영역

넓은 패시브 영역

이라는 구조가 만들어질 수 있습니다.

이 상황에서는 금속 손실이 작은 영역에 집중되어 깊은 공식으로 발전할 수 있습니다.

세 번째 단계 — 공식 내부와 외부 환경이 달라지기 시작한다

공식이 처음 시작됐을 때는 매우 작습니다.

그러나 공식 내부에서 금속 이온이 계속 만들어지면 내부 용액의 화학상태가 변할 수 있습니다.

외부의 물과 공식 내부의 물이 더 이상 같은 환경이 아닌 것입니다.

공식 내부에서는

금속 이온 증가

↓

금속 이온의 가수분해

↓

수소 이온 증가 가능

↓

pH 저하

라는 과정이 일어날 수 있습니다.

쉽게 말하면 공식 내부가 외부 용액보다 더 산성화될 수 있다는 뜻입니다.

이것은 패시브 피막이 다시 안정적으로 형성되는 데 불리한 조건이 될 수 있습니다.

네 번째 단계 — 염화물이 공식 내부에 농축될 수 있다

공식 내부에서 양전하를 가진 금속 이온이 증가하면 전하의 균형을 맞추는 과정에서 음전하를 가진 이온의 이동도 중요해집니다.

염화물 이온은 공식 내부로 이동하고 농축될 수 있습니다.

과정을 단순화하면

금속 용해

↓

양전하 금속 이온 증가

↓

염화물 등 음이온 이동

↓

공식 내부 염화물 농도 증가 가능

↓

내부 환경이 더욱 공격적으로 변화

가 됩니다.

따라서 처음 외부에서 접촉한 염화물 농도와 실제 공식 깊숙한 내부의 환경이 같다고 생각해서는 안 됩니다.

공식이 진행된 뒤에는 그 작은 구멍 내부 자체가 더 공격적인 미세환경으로 변할 수 있습니다.

다섯 번째 단계 — 공식이 스스로 진행되기 쉬운 환경이 만들어진다

이 단계가 염화물 공식에서 매우 중요합니다.

공식 내부에서는

금속 용해

↓

산성화

↓

염화물 농축

↓

패시브 상태 유지가 어려워짐

↓

추가적인 금속 용해

가 연결될 수 있습니다.

즉 한번 안정적인 공식이 성장하기 시작하면 공식 내부에서 부식 진행에 유리한 환경이 스스로 유지될 가능성이 있습니다.

이를 공식부식의 자기촉진적 또는 자기전파적인 특성과 연결해서 설명하기도 합니다.

따라서 아주 작은 표면 결함이 시간이 지나면서 예상보다 깊은 금속 손실로 발전할 수 있습니다.

염화물에 의한 공식부식 과정을 한 줄로 연결하면

외부 염화물 접촉

↓

패시브 피막의 국부적 안정성 저하

↓

작은 활성영역 형성 가능

↓

금속 용해

↓

공식 형성

↓

공식 내부 금속 이온 증가

↓

가수분해에 따른 pH 저하 가능

↓

염화물 농축

↓

재부동태화 어려움

↓

공식 내부에서 금속 용해 지속

↓

깊은 국부부식으로 성장

이 과정은 표면 전체가 동시에 진행되는 것이 아니라 작은 부분에서 집중적으로 발생할 수 있다는 점이 핵심입니다.

팩트체크 — 염화물이 조금만 있으면 반드시 공식이 발생할까?

아닙니다.

염화물이 존재한다는 사실만으로 공식 발생을 확정할 수는 없습니다.

공식 여부에는 여러 조건이 함께 영향을 줍니다.

• 염화물 농도
• 온도
• pH
• 스테인리스강 등급
• 표면상태
• 산화·환원 조건
• 틈의 존재
• 용접상태
• 침전물
• 노출시간
• 유속

따라서

염화물 100ppm이면 안전

염화물 500ppm이면 무조건 공식

처럼 모든 설비에 적용할 수 있는 하나의 숫자를 정하는 것은 적절하지 않습니다.

어떤 스테인리스강을 어떤 온도와 pH, 구조에서 사용하는지 함께 확인해야 합니다.

같은 염화물 농도에서도 온도가 높아지면 달라질 수 있다

온도는 스테인리스강의 국부부식 저항성에 중요한 영향을 줄 수 있습니다.

같은 염화물 환경에서도 온도가 높아지면 패시브 피막의 안정성과 전기화학적 반응조건이 달라질 수 있습니다.

그래서 낮은 온도에서는 문제가 없던 설비가 온도가 높아진 뒤 공식이나 틈새부식을 경험할 수도 있습니다.

실제 재질 선정에서

염화물 농도

만 묻는 것이 아니라

사용 온도

를 함께 확인하는 이유입니다.

임계 공식 온도란 무엇일까?

스테인리스강의 공식 저항성을 비교할 때 Critical Pitting Temperature, 줄여서 CPT라는 개념이 사용됩니다.

특정한 시험조건에서 지속적인 공식이 시작되는 임계적인 온도를 평가하는 것입니다.

일반적으로 같은 시험방법에서 CPT가 높은 재료는 더 높은 공식 저항성을 나타내는 것으로 비교할 수 있습니다.

ASTM G48에는 스테인리스강과 관련 합금의 공식 및 틈새부식 저항성을 비교하는 여러 시험방법이 포함되어 있습니다.

여기에는 임계 공식 온도와 임계 틈새부식 온도를 비교하는 방법도 포함됩니다.

하지만 실험실에서 얻은 CPT를

실제 설비의 절대 안전온도

로 그대로 사용하는 것은 적절하지 않습니다.

실제 환경의 염화물 농도와 pH, 유속, 표면상태 등이 시험용액과 다를 수 있기 때문입니다.

ASTM G48 시험은 실제 바닷물 시험과 같은 것일까?

아닙니다.

ASTM G48에서는 산화성 염화물 환경인 염화제이철 용액을 이용해 스테인리스강과 관련 합금의 공식·틈새부식 저항성을 비교합니다.

이 시험은 재료 사이의 상대적인 국부부식 저항성을 비교하는 데 매우 유용합니다.

하지만 염화제이철 시험용액과 실제 해수는 동일한 환경이 아닙니다.

ASTM에서도 시험결과를 특정 실제 환경의 성능과 연관시킬 수 있는 사례가 있지만 예외가 존재할 수 있음을 설명합니다.

따라서

ASTM G48 통과

=

모든 해수환경에서 영구적으로 안전

이라고 해석해서는 안 됩니다.

304와 316은 염화물에서 왜 차이가 날까?

304와 316은 모두 널리 사용되는 오스테나이트계 스테인리스강입니다.

두 재료의 중요한 차이 가운데 하나는 316계에 일반적으로 몰리브덴이 포함된다는 것입니다.

몰리브덴은 스테인리스강의 공식과 틈새부식 저항성을 높이는 데 중요한 합금원소입니다.

따라서 염화물이 존재하는 환경에서는 304보다 316이 검토되는 경우가 많습니다.

하지만

304 = 염화물에 사용 불가

316 = 염화물에서 안전

처럼 단순하게 나눌 수는 없습니다.

실제 환경이 더 공격적이면 316에서도 공식이나 틈새부식이 발생할 수 있습니다.

반대로 온도가 낮고 염화물이 적으며 표면이 깨끗한 환경이라면 304가 충분한 경우도 있습니다.

316의 몰리브덴은 왜 도움이 될까?

몰리브덴은 패시브 상태와 국부부식 저항성을 높이는 방향으로 작용합니다.

특히 염화물 환경의 공식과 틈새부식에 대한 저항성 향상에 중요한 역할을 합니다.

그래서 스테인리스강의 상대적인 공식저항성을 비교할 때 크롬과 몰리브덴, 질소 함량을 이용하는 PREN이라는 경험적 지표가 사용되기도 합니다.

하지만 PREN 역시 실제 모든 환경의 정확한 부식속도를 계산하는 공식은 아닙니다.

합금들의 상대적인 국부부식 저항성을 비교하는 하나의 지표로 이해하는 것이 적절합니다.

염화물 농도가 높을수록 무조건 비례해서 부식이 빨라질까?

그렇게 단순하지 않습니다.

염화물 농도가 증가하면 일반적으로 공식과 틈새부식에 더 불리한 환경이 될 가능성이 높아집니다.

하지만 실제 공식 발생과 성장에는 온도, pH와 재질 등급 등 여러 변수가 동시에 영향을 줍니다.

따라서

염화물 농도 2배

=

공식속도 2배

라고 계산할 수 없습니다.

특히 공식은 전면부식과 달리 특정 위치에서 갑자기 시작되고 깊이 성장할 수 있기 때문에 단순한 평균 부식속도 모델로 설명하기 어렵습니다.

스테인리스강 표면의 소금 결정도 문제가 될 수 있다

해안의 난간이나 외부 스테인리스 설비에서는 바닷물이 직접 닿지 않아도 염화물 환경이 만들어질 수 있습니다.

바람을 타고 이동한 해염이 표면에 붙습니다.

↓

비나 결로로 수분이 생깁니다.

↓

소금이 녹아 염화물 수용액이 됩니다.

↓

낮 동안 물이 일부 증발합니다.

↓

염류가 표면에 남거나 농축됩니다.

↓

다시 습도가 높아지면 수분막이 만들어질 수 있습니다.

이 과정이 반복되면 비에 잘 씻기지 않는 부분에서 국부적인 염화물 농축이 일어날 수 있습니다.

왜 처마 아래 스테인리스에서 녹 얼룩이 생길까?

비를 맞지 않으니 더 안전할 것 같지만 해안에서는 반대 상황도 가능합니다.

바닷바람을 통해 염분은 계속 들어옵니다.

하지만 비에 직접 씻기지 않는다면 염류가 계속 축적될 수 있습니다.

즉

염분 유입

자연 세척 부족

높은 습도

가 겹치면서 표면 조건이 나빠질 수 있습니다.

따라서 해안 스테인리스강은 단순히 비를 맞느냐보다

염분이 얼마나 쌓이는가?

얼마나 자주 씻기는가?

얼마나 빨리 마르는가?

를 함께 확인하는 것이 중요합니다.

수평면이 수직면보다 문제가 되기 쉬운 경우

수평한 스테인리스 표면에서는 물이 오래 머무를 수 있습니다.

물이 증발하면서 염류가 특정 위치에 농축될 수 있습니다.

반대로 수직면은 물이 빠르게 흘러내리고 비에 씻기기 쉬울 수 있습니다.

따라서 같은 재질의 난간에서도

윗면

체결부 주변

홈

수평 플레이트

와 같은 위치에 점 형태의 녹이나 공식이 먼저 나타날 수 있습니다.

볼트 아래에서는 염화물과 틈새가 동시에 작용한다

스테인리스 볼트와 와셔 아래에는 매우 좁은 틈이 존재합니다.

여기에 염화물이 포함된 물이 들어가면 외부 표면과 다른 환경이 만들어질 수 있습니다.

틈 내부

↓

물 정체

↓

산소 공급 제한

↓

금속 이온 증가

↓

pH 감소 가능

↓

염화물 농축

↓

패시브 상태 불안정

↓

틈새부식 위험 증가

따라서 염화물 환경에서는 공식뿐 아니라 틈새부식도 함께 확인해야 합니다.

침전물 아래도 하나의 숨은 틈이 될 수 있다

금속끼리 맞닿은 부분만 틈새가 되는 것은 아닙니다.

스테인리스강 표면에

• 먼지
• 슬러지
• 침전물
• 스케일
• 두꺼운 오염물

이 쌓이면 그 아래에서 외부와 다른 미세환경이 만들어질 수 있습니다.

침전물 아래에 염화물이 포함된 수분이 장기간 머무르면 국부부식 위험이 커질 수 있습니다.

그래서 스테인리스 표면의 청결 유지가 단순한 미관관리만은 아닙니다.

용접 열변색과 염화물이 만나면 왜 주의해야 할까?

스테인리스강 용접부 주변에 갈색이나 청색의 열변색이 남아 있는 경우가 있습니다.

열변색 부근의 표면상태는 정상적으로 처리된 모재와 다를 수 있습니다.

이런 표면이 염화물 환경에 노출되면 국부부식 저항성이 불리할 수 있습니다.

따라서 해안이나 염화물 공정환경에서는

용접 품질

뿐 아니라

용접 후 표면처리

도 중요합니다.

철분 오염과 염화물 부식은 구분해야 한다

스테인리스강에 갈색 녹이 나타났다고 해서 모두 공식이라고 판단해서는 안 됩니다.

탄소강용 공구에서 묻은 철분이 표면에서 녹슨 것일 수도 있습니다.

구분하려면 먼저 표면 오염을 적절하게 제거한 뒤 실제 스테인리스 모재를 확인해야 합니다.

표면을 세척했는데 금속이 매끄럽다면 외부 철분 오염 가능성을 검토할 수 있습니다.

반대로 작은 구멍이 실제 금속 내부로 들어가 있다면 공식 여부를 확인해야 합니다.

공식은 왜 깊이를 측정해야 할까?

공식은 표면 직경이 작아도 깊을 수 있습니다.

예를 들어 표면에서 1mm 정도의 작은 점처럼 보인다고 해서 손상이 1mm 이내라고 볼 수 없습니다.

실제 위험성은

• 최대 공식 깊이
• 잔여 금속 두께
• 공식 개수
• 공식 분포
• 시간에 따른 성장

으로 평가해야 합니다.

ASTM G46은 공식부식이 발생한 금속을 검사하고 평가하기 위한 다양한 절차를 다룹니다.

실제 설비의 잔여수명을 판단하거나 수리·교체 여부를 검토할 때 최대 공식 깊이를 확인하는 이유입니다.

팩트체크 — 평균 부식속도가 낮으면 공식도 안전할까?

아닙니다.

스테인리스강의 평균적인 금속 손실이 매우 작아도 한 지점에서 깊은 공식이 발생할 수 있습니다.

예를 들어 전체 표면의 대부분이 거의 손상되지 않고 특정 작은 영역만 깊어졌다면 평균적인 중량감소값은 매우 낮게 나타날 수 있습니다.

하지만 배관 벽을 뚫는 데는 작은 공식 하나면 충분할 수도 있습니다.

따라서 국부부식이 우려되는 설비에서는 평균 부식속도만으로 안전성을 판단하면 안 됩니다.

공식부식은 어디에서 먼저 찾아야 할까?

염화물이 존재하는 스테인리스 설비에서는 다음 위치를 우선 확인하는 것이 좋습니다.

• 수평면
• 물이 고이는 홈
• 볼트와 와셔 주변
• 가스켓 주변
• 용접부
• 열변색 부위
• 침전물 아래
• 비에 씻기지 않는 표면
• 해수 비말이 반복적으로 닿는 위치
• 세척 후 물이 남는 곳
• 염수가 증발하는 위치

이런 곳에서는 염화물과 수분이 국부적으로 농축되기 쉽습니다.

염화물 농도를 측정했다면 그 숫자만 보면 될까?

염화물 측정은 중요한 정보입니다.

하지만 한 번 측정한 물속 염화물 농도만으로 실제 표면조건을 완전히 설명할 수는 없습니다.

예를 들어 공정수의 염화물 농도는 낮더라도

물방울이 표면에 남음

↓

증발

↓

염분 농축

이 반복되면 실제 금속 표면의 국부적인 농도는 달라질 수 있습니다.

또 틈 내부의 화학환경도 벌크 용액과 다를 수 있습니다.

따라서 분석값과 함께 실제 설비 구조를 확인해야 합니다.

스테인리스강 등급을 결정할 때 함께 확인할 조건

염화물 환경의 재질을 선정할 때는 다음 항목을 함께 검토하는 것이 좋습니다.

염화물 농도

물 또는 공정액에 염화물이 어느 정도 존재하는지 확인합니다.

사용 온도

온도가 높아질수록 국부부식 위험이 달라질 수 있습니다.

pH

산성 또는 알칼리 조건에 따라 패시브 상태가 달라집니다.

산화성 조건

용액의 전기화학적 성질도 공식 발생에 영향을 줄 수 있습니다.

틈의 존재

가스켓과 볼트, 겹침구조를 확인합니다.

표면 마감

거칠고 오염된 표면인지 확인합니다.

용접 상태

열변색과 용접 후 세척 여부를 확인합니다.

세척 가능성

염분이 쌓였을 때 실제로 제거할 수 있는 구조인지 확인합니다.

이 모든 조건을 함께 검토해야 304, 316 또는 더 높은 합금등급 가운데 적절한 재료를 선정할 수 있습니다.

316보다 높은 등급이 필요한 환경도 있다

염화물과 온도가 더욱 높은 환경에서는 316의 국부부식 저항성이 충분하지 않을 수 있습니다.

이런 경우에는 사용환경에 따라

• 듀플렉스 스테인리스강
• 슈퍼듀플렉스 스테인리스강
• 고몰리브덴 오스테나이트계 스테인리스강
• 니켈계 합금

등이 검토될 수 있습니다.

크롬, 몰리브덴과 질소는 스테인리스강의 공식저항성에 중요한 합금원소입니다.

하지만 높은 등급의 재료라고 해서 모든 환경에서 자동으로 안전해지는 것은 아닙니다.

실제 유체 조성과 온도, 용접, 제작상태까지 함께 검토해야 합니다.

염화물 환경에서 금속을 보호하는 가장 기본적인 방법

염분이 쌓이지 않도록 한다

가능한 경우 적절한 세척으로 표면의 염류 축적을 줄입니다.

물이 고이지 않게 한다

배수 가능한 구조로 설계합니다.

틈을 줄인다

볼트, 가스켓과 겹침부의 불필요한 틈을 최소화합니다.

환경에 맞는 스테인리스 등급을 사용한다

단순히 스테인리스라는 이름이 아니라 정확한 합금등급을 선정합니다.

용접 후 표면상태를 관리한다

사용환경에 따라 열변색 제거와 적절한 표면처리를 실시합니다.

철분 오염을 줄인다

스테인리스 전용 공구와 작업환경을 관리합니다.

침전물을 제거한다

표면에 쌓인 오염물 아래에서 국부적인 환경이 형성되지 않도록 합니다.

초기 작은 점을 기록한다

점 형태의 부식이 발견되면 사진과 위치를 기록하고 실제 패임 여부를 확인합니다.

이미 작은 갈색 점이 생겼다면 어떻게 확인할까?

먼저 갈색 점만 보고 공식이라고 단정하지 않습니다.

다음 순서로 확인할 수 있습니다.

표면 상태 촬영

↓

오염물과 염류 확인

↓

적절한 방법으로 표면 세척

↓

붉은 얼룩 제거

↓

실제 금속 표면 확인

↓

구멍이나 패임 존재 여부 확인

↓

패임이 있다면 깊이 측정

↓

주변 같은 위치와 비교

↓

염화물이 들어오는 경로 조사

이렇게 해야 단순한 표면 철분 오염과 실제 공식부식을 구분하는 데 도움이 됩니다.

반복해서 같은 위치에 녹이 나타난다면

한 번 닦았는데도 계속 같은 자리에 갈색 점이 나타난다면 단순 세척보다 원인을 확인해야 합니다.

가능한 원인은 다음과 같습니다.

염분이 계속 유입됨

↓

세척 후 다시 축적

또는

표면에 깊은 공식 존재

↓

공식 내부 부식 지속

또는

용접 열변색이나 표면상태 문제

또는

볼트·가스켓 아래의 틈새 환경

따라서 반복적인 녹은 표면 관리 문제뿐 아니라 구조적인 국부부식 문제의 신호일 수 있습니다.

염화물 부식에서 가장 위험한 착각

스테인리스강에서 가장 위험한 판단 가운데 하나는

“표면 대부분이 깨끗하니까 아직 괜찮다”

입니다.

공식과 틈새부식은 전체 금속 표면 가운데 매우 작은 비율에서 진행될 수 있습니다.

예를 들어 배관 전체 면적의 극히 일부만 부식되더라도 그 한 지점의 패임이 벽 두께를 관통하면 누수가 발생할 수 있습니다.

그래서 국부부식에서는

얼마나 넓게 녹슬었는가?

보다

가장 깊은 곳이 얼마나 깊은가?

가 더 중요한 경우가 있습니다.

염화물이 스테인리스강 부식을 촉진하는 과정을 정리하면

스테인리스강에는 정상적인 환경에서 크롬이 풍부한 패시브 피막이 존재합니다.

이 보호층 때문에 일반 탄소강보다 매우 높은 내식성을 나타낼 수 있습니다.

하지만 염화물이 존재하면 상황이 달라질 수 있습니다.

염화물 접촉

↓

패시브 피막의 국부적인 안정성 저하

↓

특정 위치에서 패시브 상태 파괴 가능

↓

금속 용해 시작

↓

작은 공식 생성

↓

공식 내부 금속 이온 농도 증가

↓

가수분해와 산성화 가능

↓

염화물 농축

↓

패시브 피막의 재형성이 어려운 환경

↓

금속 용해 지속

↓

깊은 공식으로 성장 가능

그리고 이 과정에는

염화물 농도

온도

pH

합금 등급

몰리브덴과 질소 함량

표면상태

용접

틈

침전물

노출시간

등이 동시에 영향을 줍니다.

따라서

스테인리스강인데 왜 녹이 생겼을까?

라는 질문의 답을 찾을 때는 단순히 재질 이름만 확인해서는 부족합니다.

어떤 스테인리스 등급인가?

염화물은 어디에서 들어오는가?

온도는 얼마인가?

염분이 농축되는 위치가 있는가?

물이 고이는가?

틈이 존재하는가?

용접 열변색은 남아 있는가?

실제 공식 깊이는 얼마인가?

를 함께 확인해야 합니다.

스테인리스강의 염화물 부식은 넓은 표면을 붉게 만드는 현상보다 작은 한 점에서 깊게 진행되는 국부부식이 더 중요한 문제가 될 수 있습니다.

함께 보면 좋은 글

금속 표면의 작은 구멍이 깊어지는 공식부식의 원리

참고 표준 및 자료

ISO 8044:2024 — Corrosion of metals and alloys — Vocabulary

금속과 합금의 부식에 사용하는 현대 과학·기술 용어를 정의하는 국제표준입니다. 이 글에서는 패시브 상태와 공식 등 국부부식 관련 기본 개념을 정확하게 정리하기 위한 참고자료로 활용했습니다.

공식 링크
ISO 8044:2024 공식 페이지

ASTM G48-25 — Standard Test Methods for Pitting and Crevice Corrosion Resistance of Stainless Steels and Related Alloys by Use of Ferric Chloride Solution

산화성 염화물 환경에서 스테인리스강과 관련 합금의 공식 및 틈새부식 저항성을 비교하는 시험방법입니다. 이 글에서는 염화물 환경의 국부부식과 임계 공식 온도 및 재료 간 상대적인 내식성 비교 개념을 설명하는 참고자료로 활용했습니다.

공식 링크
ASTM G48-25 공식 페이지

ASTM G46-21 — Standard Guide for Examination and Evaluation of Pitting Corrosion

공식이 발생한 금속의 검사와 평가방법을 다루는 ASTM 가이드입니다. 이 글에서는 표면의 공식 개수만 보는 것이 아니라 최대 공식 깊이와 실제 금속 손상 정도를 평가해야 한다는 내용을 설명하기 위해 참고했습니다.

공식 링크
ASTM G46-21 공식 페이지

worldstainless — Corrosion properties

스테인리스강의 내식성이 크롬이 풍부한 패시브 피막에서 비롯되며 염화물 환경에서 공식과 틈새부식이 발생할 수 있다는 내용을 설명합니다. 또한 스테인리스강의 합금조성과 환경조건에 따라 국부부식 저항성이 달라진다는 내용을 참고했습니다.

공식 링크
worldstainless Corrosion Properties