1.소개
스테인리스 스틸 튜브는 철 기반 합금으로 만들어진 관형 재료로, 크롬 함량이 10.5% 이상이며 독특한 성능 이점을 가지고 있습니다. 가장 주목할 만한 특징은 밀집한 크롬 산화 패시베이션 필름의 형성으로, 이로 인해 재료는 우수한 내식성을 갖게 됩니다. 합금 조성에 따라 스테인리스 스틸 튜브의 인장 강도는 520에서 1035 MPa까지 범위가 있으며, 우수한 기계적 강도와 가소성을 결합합니다. 온도 적응성 측면에서, 다양한 유형의 스테인리스 스틸 튜브는 -196의 극저온 환경에서 1100의 고온 조건까지의 응용 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 또한, 매끄러운 표면과 침전물이 없어 식품 등급(FDA) 및 의료 등급(ISO 13485) 위생 표준을 완전히 준수합니다.
1.1 범위
이 가이드는 오스테나이트계 등급(예: 304, 316), 페라이트계 등급(예: 430), 듀플렉스 스테인리스 스틸 파이프(예: 2205)를 포함한 다양한 스테인리스 스틸 파이프 유형에 적용됩니다. 각 등급에 대한 세부적이고 구체적인 지침과 고려 사항을 제공하여 다양한 산업 및 실용 시나리오에서 효과적이고 효율적인 적용을 보장합니다.
1.2 안전 예방 조치
스테인리스 스틸 파이프를 취급할 때는 적절한 보호 장비를 착용하여 잠재적인 부상으로부터 보호하는 것이 매우 중요합니다. 또한, 용접 또는 절단 작업 중에는 유해한 연기의 축적을 방지하고 안전한 작업 환경을 유지하기 위해 적절하고 충분한 환기를 보장해야 합니다.
1.2.1 눈 보호:
충격 저항 안전 고글 (ANSI Z87.1 표준)을 착용해야 합니다.
용접 작업을 수행할 때는 자동 암전 용접 헬멧(차광 번호 ≥ 10)을 사용하십시오.
1.2.2 호흡기 보호:
먼지 많은 환경에서는 N95 등급의 방진 마스크를 사용하십시오.
산세척 작업은 유기 증기 및 산성 가스를 위한 이중 효과 필터 가스 마스크를 갖추고 있습니다.
1.2.3 신체 보호:
절단 저항 장갑 (EN 388 표준, 절단 저항 등급 ≥ 3)
산 및 알칼리 저항 앞치마 (PVC 또는 고무 재질로 제작)
강철 발가락 안전화 (ASTM F2413 표준에 따라)
2.재료 선택 원칙
특정 환경 조건 및 운영 요구 사항에서 최적의 성능을 달성하기 위해 가장 적합한 스테인리스 스틸 등급을 선택하는 것이 매우 중요합니다.
2.1 부식 환경에 대한 적응성의 원리
산성 매체 (pH < 7): 몰리브덴을 포함한 강종을 우선적으로 선택하십시오 (316L/2205)
염소 함유 환경: PREN 값 > 35 (PREN = %Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N)
산화 매체: 크롬 함량 ≥ 18% (예: 304/310S)
고온 산화 (>800): 310S 선택 (Cr25Ni20)
응력 부식 민감 구역: 염소가 있는 환경과 60도 이상의 온도에서는 304 사용을 피하십시오.
저온 작동 조건 (< -50): 오스테나이트계 강은 초저탄소화가 필요함 (304L/316L)
2.2 기계적 성능 매칭의 원리
일반 압력 베어링: 304 (σb ≥ 515 MPa)
고압 파이프라인: 2205 듀플렉스 스틸 (σb ≥ 620 MPa)
내마모성 작업 조건: 표면 경화 처리 (HV ≥ 800)
순환 응력: 피로 강도 계수 ≥ 0.35 (316LN이 더 바람직함)
충격 하중: -196, Akv ≥ 100J (초저탄소 및 질소 합금)
2.3 공정 적응성의 원리
박벽 튜브 (δ< 3mm): 304L/316L (저탄소 비감작) 선택
두꺼운 벽 튜브: 2205의 경우 열 입력을 제어해야 함 (15 - 25 kJ/cm)
용접 후 처리: 산세척 및 패시베이션 (질산 20% + 불산 3%)
냉간 굽힘 성형: 304는 430보다 우수함 (연신율 ≥ 40%)
확장 튜브 처리: 316Ti (티타늄 안정화로 입계 부식 방지)
2.4 냉간 굽힘의 경제적 최적화 원리
재료 비용: 2205 ≈ 2 × 304, 904L ≈ 4 × 304
수명 주기: 화학 파이프라인의 경우 연간 비용은 20년 기간을 기준으로 계산됩니다.
등급 기반 사용: 주관 316L + 분관 304
벽 두께 최적화: ASME B31.3은 벽 두께를 15% 줄일 수 있도록 허용합니다.
대체 솔루션: 복합 파이프 (탄소강 매트릭스 + 스테인리스 스틸 라이닝)
2.5 표준 준수의 원리
식품 등급: ASTM A270 (316L)
제약 산업: ASME BPE (Ra ≤ 0.5 μm)
압력 배관: GB/T 14976 (입계 부식 시험)
3.적절한 설치는 누출, 응력 균열 및 조기 고장을 방지합니다
3.1 재료 확인
스테인리스 스틸 파이프의 재질(예: 304, 316L 등)이 설계 요구 사항을 충족하는지 확인하십시오.
표면에 긁힘, 변형 또는 산화층이 있는지 확인하십시오. 필요시 산세척 및 패시베이션 처리를 수행하십시오.
3.2 도구 및 액세서리
절단 도구: 스테인리스 스틸 전용 절단기 (탄소강에 의한 오염을 피하기 위해).
베벨링 기계: 용접 인터페이스가 평평한지 확인하십시오 (베벨 각도 30°에서 45°).
세척 도구: 아세톤 또는 알코올(기름 및 불순물 제거용).
3.3 환경 요구 사항
습기나 염소가 많은 환경(예: 해변 근처)에서는 직접 용접을 피하십시오.
작업 구역을 깨끗하게 유지하고 철 filings과 같은 오염 물질이 부착되지 않도록 하십시오.
3.4 절단 사양
플라즈마 절단기 또는 스테인리스 스틸 전용 톱날을 사용하고 일반 연마 휠 디스크는 사용하지 마십시오 (탄소 오염을 유발할 수 있음).
절단면의 수직 편차는 1°를 초과해서는 안 됩니다. 버는 파일이나 사포를 사용하여 매끄럽게 해야 합니다.
3.5 엣지 준비
용접 인터페이스는 단일 V형 또는 이중 V형 홈으로 가공해야 합니다 (각도 30°에서 45°, 루트 엣지 1에서 2 mm).
홈의 표면 거칠기는 Ra ≤ 12.5 μm입니다.
3.6 용접 검사
시각적 검사 (균열, 기공 없음)
침투 탐상 검사 (PT) 또는 방사선 검사 (RT)
4.스테인리스강 파이프의 작동 조건에 대한 기술 사양
4.1 정기 작업 범위
오스테나이트 스테인리스강 (304/316): -196 ~ 800
이중 스테인리스강 (2205): -50 ~ 300
페라이트 스테인리스강 (430): -20 ~ 600
4.2 임계 온도 주의
민감화 범위: 450 - 850 (탄화물 침전 위험)
저온 취성: 304L의 경우, 온도가 -196 이하일 때 충격 인성을 검증해야 합니다.
4.3 매체 사용 금지
염산 (모든 농도)
불화수소산 (>1% 농도)
고온 농축 알칼리 (NaOH > 40%, > 80)
4.4 특수 매체 처리
염소화 용액: 316L의 경우, Cl 농도를 25에서 1000 ppm 이하로 유지해야 합니다.
황화수소 환경: 초저탄소 등급 필요 (316L, C ≤ 0.03%)
4.5 공동화 방지
펌프의 입구 압력은 매체의 포화 증기압의 1.3배 이상입니다.
90도 급격한 회전 설계 피하기.
4.6 사이클 수 제한
304: > 5000 피로 분석이 필요합니다.
2205:> 10,000 테스트가 필요합니다.
4.7 CIP 세척 매개변수
온도: 80 ± 5
세정제: 1-2% 질산 용액
시간: 30 - 60분
4.8 주요 탐지 지표
벽 두께 모니터링: 연간 UT 두께 측정 (부식 속도 > 0.1mm/년일 때 경고 필요)
표면 검사: PT 결함 탐지 매 6개월마다 (용접 이음부에 중점)
5.유지보수 및 검사
5.1 주기적 검사 시스템
일일 검사: 누출/비정상 소음/진동 검사 (고위험 지역)
월간 검사: 플랜지 볼트의 조임 상태 (토크 검증 ±10%)
연간 검사: 종합적인 벽 두께 측정 (UT 두께 게이지 정확도 ± 0.1mm)
5.2 청소 및 유지보수 기준
표면 오염: 중성 세정제 (pH 6-8) - 부드러운 천으로 닦기
용접 부위: 분기별 식초 테스트 (철 오염 감지)
배수 요구 사항: 시스템이 사용되지 않을 때 완전히 배수해야 합니다 (동결 및 균열 방지).
5.3 부식 모니터링 기술
행 플레이트 방법: 전형적인 위치에 모니터링 플레이트 설치 (매 분기마다 무게 측정)
ER 프로브: 부식 속도의 온라인 모니터링 (실시간 데이터 업로드)
내시경 검사: 엘보/분기점의 내부 부식 (고해상도 비디오)
6.일반 문제 해결
6.1 누출에 대한 긴급 수리
압력 유지 누출 밀봉 장치 (최대 압력 ≤ 설계 값의 80%)
고분자 실란트 (온도 저항 ≤ 150)
6.2 기계적 고장
손상된 부분 제거 (결함에서 ≥ 50mm 떨어진 곳에서 절단)
용접 수리는 국부 열처리가 필요합니다 (316L의 경우 황산 피클링 처리가 필요합니다).
6.3 부식 결함 제거
피팅 부식 수리 용접 연마 벽 두께의 20%를 초과할 때 파이프 교체 필요
틈새 부식 플랜지 개스킷 교체 PTFE 랩 개스킷 사용
응력 부식 전체 파이프 교체 국부 수리 용접 금지
6.4 음극 보호 시스템
희생 양극: 마그네슘 합금 (-1.75V)은 해수 파이프라인에 사용됩니다.
추가 전류: 정류기 출력 ≤ 10A (정기적인 교정 필요)
6.5 코팅 유지보수
손상 수리: 샌드블라스팅 Sa2.5 등급 + 에폭시 프라이머 (건조 필름 ≥ 150μm)
단열층: 염화 이온 함량 테스트 (≤ 50 ppm)
7.결론
스테인리스강 파이프는 현대 산업에서 중요한 재료로서, 전체 수명 주기를 표준화된 방식으로 관리할 때만 성능 이점을 완전히 발휘할 수 있습니다. 사용자는 "재료 선택 - 설치 - 운영 - 유지보수"를 포괄하는 완전한 기술 아카이브를 구축하고, 부식에 민감한 영역의 작업 조건 변화를 모니터링하는 데 중점을 두는 것이 좋습니다. 주요 파이프라인 시스템의 경우, 온라인 모니터링 기술과 정기적인 전문 평가를 결합한 관리 모델을 권장합니다. 동시에, 최신 솔루션을 얻기 위해 재료 공급업체와의 기술적 소통을 유지해야 합니다.
이 지침에서 제공하는 기술 매개변수는 특정 작업 조건에 따라 조정해야 합니다. 특수 응용 시나리오 (예: 원자력 등급, 초고순도 등)에서는 특수 기술 사양을 따라야 합니다. 파이프라인 시스템의 안전하고 경제적인 운영을 보장하기 위해 3년마다 전문 기관에 시스템 건강 평가를 의뢰하는 것이 좋습니다.
