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Engineering/Material

Passivation (부동태화)

by 장 아제베도 2022. 8. 18.
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Passivation (부동태화)란

Passivation (부동태화)은 공기 또는 기타 산소가 포함된 환경에 노출될 때 스테인리스 강이 자발적으로 화학적으로 불활성인 표면을 형성하는 과정이다. 

 

Stainless Steel은 "녹이 슬지 않는 철강"을 의미하며 일반 탄소강과 비교할 때 아주 뛰어난 내식성을 보유하고 있어 많은 용도에 광범위하게 이용되고 있다. 그러나 스테인레스강도  특정한  환경,  사용  조건에서는  부식이  발생한다.  스테인레스강의 내식성은 강판의 표면에 형성된 두께 0.003~0.005㎛의 극히 얇은 크롬산화 피막(부동태피막)의 작용에 의하여 유지되는 것이다. 따라서 스테인레스강은 사용전 표면의 유지나 오염물을 깨끗하게 제거하여 사용환경중 전면에 균일하게 부동태피막이 형성되도록 해야 한다. 만약 세정이 안되어 표면이 전면에 오염된 채로 사용되면 스테인레스강의 내식성능은 충분히 발휘 될수 없다. 스테인레스강을 공기 중에서 용접하는 경우 산화성 분위기에서 가열되었을때에 생기는 착색된 열산화물피막(산화스케일)은 상당한 두께(0.030.05㎛)를 갖게 되며 그 구조는 취약하여 부동태피막과는 달리 내식성을 발휘하지 못한다. 

 

ASTM A380/A380M-13 "Standard Practice for Cleaning, Descaling, and Passivation of Stainless Steel Parts, Equipment, and Systems"

1.1.1.1 Passivation is the process by which a stainless steel will spontaneously form a chemically inactive surface when exposed to air or other oxygen-containing environments. It was at one time considered that an oxidizing treatment was necessary to establish this passive film, but it is now accepted that this film will form spontaneously in an oxygen-containing environment providing that the surface has been thoroughly cleaned or descaled.  

 

Passivation (부동태화)은 Stainless Steel이 공기 또는 기타 산소가 있는 환경에 노출될 때 화학적으로 비활성인 피막을 자발적으로 형성하는 과정이다. 한때 이 부동태 피막을 형성하기 위해 산화 처리가 필요하다고 생각되었지만, 이제는 이 피막이 표면을 철저히 청소하거나 스케일을 제거하면 산소 함유 환경에서 자발적으로 형성된다는 것이 인정된다.


1.1.1.2 Passivation is removal of exogenous iron or iron compounds from the surface of a stainless steel by means of a chemical dissolution, most typically by a treatment with an acid solution that will remove the surface contamination but will not significantly affect the stainless steel itself. This process is described in a general way in 6.2.11 and defined precisely in 6.4 with further reference to the requirements of Annex A2 and Part II of the table on acid cleaning of steel. Unless otherwise specified, it is this definition of passivation that is taken as the meaning of a specified requirement for passivation.

 

Passivation (부동태화)은 화학적 용해를 통해 Stainless Steel 표면에서 외인성 철 또는 철 화합물을 제거하는 것이다. 가장 일반적으로 표면 오염은 제거하지만 Stainless Steel 자체에는 큰 영향을 미치지 않는 산성 용액으로 처리한다. 이 공정은 6.2.11에 일반적인 방식으로 설명되어 있으며 강철의 산 세척에 대한 표의 Part II 및 Annex A2의 요구 사항을 추가로 참조하여 6.4에 정확하게 정의되어 있습니다. 별도의 언급이 없다면, Passivation (부동태화)에 대한 지정된 요구 사항의 의미로 간주되는 것은 이 Passivation (부동태화) 정의이다.


1.1.1.3 Passivation is the chemical treatment of a stainless steel with a mild oxidant, such as a nitric acid solution, for the purpose of enhancing the spontaneous formation of the protective passive film. Such chemical treatment is generally not necessary for the formation of the passive film.

 

Passivation (부동태화)은 보호 부동태 피막의 자발적인 형성을 향상시키기 위해 질산 용액과 같은 순한 산화제로 Stainless Steel을 화학적으로 처리하는 것이다. 이러한 화학적 처리는 일반적으로 부동태 피막 형성에 필요하지 않다.


1.1.1.4 Passivation does not indicate the separate process of descaling as described in Section 5, although descaling may be necessary before passivation can be effective.

 

Passivation (부동태화)은 Section 5에 설명된 별도의 스케일 제거 과정을 나타내지 않지만 Passivation (부동태화)이 효과를 발휘하려면 스케일 제거가 필요할 수 있다.

 

Passivation Fundamental (https://www.rapiddirect.com/blog/what-is-stainless-steel-passivation/)
Passivation Process (https://www.rapiddirect.com/blog/what-is-stainless-steel-passivation/)

 

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Passivation (부동태화) 절차

1. 사전 청소 및 일반 요구 사항 (Pre-cleaning and general requirement)

  • 찌꺼기와 산화물은 세척 및 산세척 전에 스테인리스 스틸 브러시 또는 그라인딩 휠로 제거해야 한다.
  • 스테인리스 스틸 표면의 모든 염산 산세척은 부식 방지를 위해 금지된다.
  • 스테인리스강에 사용되는 공구 및 연마재는 페라이트 재료에 사용된 적이 없어야 한다.
  • 세척은 제작, 용접 및 열처리가 완료된 후 실시한다. 세척은 제작 영역과 분리된 별도의 영역에서 수행되어야 한다.

 

2. 탈지 (Degreasing)

  • 남아있는 그리스, 기름 또는 이물질은 아세톤, 알코올 또는 솔벤트를 사용하여 제거한다.

 

3. 산세 및 부동태화 (Pickling & Passivation)

  • 탈지 후 산세척을 하여 잔류오염물질과 산화피막을 제거하고 산성용액으로 깨끗하고 균일한 표면을 얻는다.
  • 산세척은 산성용액에 담그거나 분무하여 행할 수 있다.
  • 산성용액에 담그는 산세척은 특히 작은 부품에 적용할 수 있다.
  • 산세공정으로 모든 스케일과 오염물질을 제거한다.
  • 산세 후 표면에 산성 용액이 없어질 때까지 깨끗한 물로 헹군다.

 

4. 헹굼 (Rinsing)

  • 표면에 산성 용액이 없어질 때까지 청수로 산세척 용액을 세척한다.

 

5. 건조 (Drying)

  • 장비는 습기, 기름 및 할로겐화물이 없는 압축 공기로 불어내야 한다.
  • 세척 후, 장비는 물기가 완전히 마를수 있도록 기울여야 한다.

 

참고자료

한탑기술사사무소, 2006, "금속의 부식(腐蝕)과 방식(防蝕)"
ASTM A380/A380M-13 "Standard Practice for Cleaning, Descaling, and Passivation of Stainless Steel Parts, Equipment, and Systems"
ASTM A967/A967M-13 "Standard Specification for Chemical Passivation Treatments for Stainless Steel Parts
https://www.rapiddirect.com/blog/what-is-stainless-steel-passivation/

 

 

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