스테인리스 스틸은 부식을 차단하는 얇고 눈에 보이지 않는 보호 산화막을 형성하기 때문에 '스테인리스'라고 불립니다. 기계 가공, 용접, 열 또는 취급으로 인해 이 피막이 손상되거나 표면에 철이 묻어날 수 있습니다. 패시베이션은 보호막을 복원하고 강화하여 부품을 더 오래 사용할 수 있도록 하는 제어된 화학 공정입니다. 이해 "패시베이션이란?" 는 엔지니어, 조달 팀, 제품 디자이너, CNC 공장 소유주가 스테인리스 부품을 언제, 어떻게, 어떤 사양으로 처리해야 하는지 결정할 수 있도록 도와줍니다.

패시베이션이란 무엇인가요?

다음과 같은 가공 중 CNC 가공연삭, 블라스팅 또는 탄소강 공구로 취급하는 경우 스테인리스 표면에 유리 철 입자가 박힐 수 있습니다. 이러한 입자는 빠르게 녹슬어 표면 필름 아래에 부식을 확산시키는 개시 부위를 만듭니다. 패시베이션은 스테인리스 기판을 크게 공격하지 않고 자유 철을 화학적으로 용해시킵니다. 철이 제거된 후에는 공기 중의 산소(때로는 수조의 산화제)가 스테인리스에 내식성을 부여하는 수동층인 안정적인 산화 크롬 막의 성장을 촉진합니다.

패시베이션 프로세스의 단계별 작동 방식

정확한 절차는 합금과 사양에 따라 다르지만, 대부분의 규정 준수 작업은 아래와 같은 순서를 따릅니다:

1. 사전 세척/탈지 - 오일, 냉각수, 매장 오염물을 제거합니다. 부적절한 청소는 화학 작용을 차단하는 오염 물질을 가둡니다.
   
2. 석회질 제거/라이트 에칭(필요한 경우) - 용접 또는 열처리에서 열 색조 또는 무거운 스케일을 제거하고 패시베이션과 분리하는 경우가 많습니다.
   
3. 린스 - 물로 깨끗이 헹구어 잔여물이 남지 않도록 합니다.
   
4. 산성 침지(화학적 부동태화) - 지정된 질산 또는 구연산 용액(사양에 따른 농도, 온도 및 시간)에 담그세요.
   
5. 중화 / 2차 헹굼 - 일부 사양은 잔류 산을 제거하기 위해 알칼리성 중화가 필요합니다.
   
6. 최종 헹굼(보통 DI 물) - 이온 잔류물을 줄입니다.
   
7. 건조 및 보호 - 깨끗하게 건조하면 물 얼룩과 재오염을 방지할 수 있습니다.
   
8. 테스트/검사 - 표준 또는 고객 요구 사항에 따라 필요한 검증을 수행합니다.
   

초기 청소 단계를 건너뛰거나 서두르는 것은 생산 공장에서 패시베이션 결과에 실패하는 가장 큰 원인입니다.

스테인리스 스틸의 부동 태화 대 산세 및 전기 연마

이러한 표면 마감 용어는 종종 혼동되는 경우가 있습니다. 용어의 차이점은 다음과 같습니다:

두꺼운 스케일이 있는 경우 부동태화는 산세 처리를 대체할 수 없으며, 스케일을 먼저 제거하지 않으면 산이 스테인리스 표면에 도달할 수 없습니다. 전기 연마는 평활화와 부동태화를 모두 할 수 있지만, 치수를 더 많이 변경합니다. 화학적 패시베이션 혼자.

화학적 패시베이션 선택: 질산 대 구연산

질산 용액과 구연산 용액 모두 스테인리스 스틸을 부동태화하는 데 사용되지만 각각 안전성, 비용 및 합금 적용 범위에서 상충되는 부분이 있습니다.

질산 패시베이션

• 오랜 업계 역사, 레거시 사양에서 널리 참조됩니다.
  
• 강력한 산화제; 유리 철분 용해에 탁월합니다.
  
• 유독성 연기와 잠재적 질소산화물 배출로 인해 환기와 주의 깊은 취급이 필요합니다.
  
• 일부 사양(예: 항공우주, NASA 수정)에서는 별도의 승인이 없는 한 질소 방식이 필수입니다.
  

구연산 패시베이션

• 더 새롭고, 더 안전하고, 더 환경 친화적인 대안으로 유독가스를 최소화합니다.
  
• 적절한 조건에서 광범위한 스테인리스 합금을 효과적으로 부동태화할 수 있습니다.
  
• 더 빠른 처리 주기; 많은 관할권에서 솔루션을 더 쉽게 폐기할 수 있습니다.
  
• 화학물질 비용은 더 높을 수 있지만 취급, 개인보호장비, 인허가 비용을 절감하면 이를 상쇄할 수 있습니다.
  

성능

연구와 생산 경험에 따르면 구연산 시스템은 적절히 제어할 경우 많은 합금에 대한 부식 테스트에서 질산 결과와 일치하거나 그 이상의 결과를 얻을 수 있습니다. 합금 제품군, 고객 사양, 환경 제한 및 총 소유 비용에 따라 선택해야 합니다.

패시베이션 레이어 이해

스테인리스에 형성되는 패시브 필름은 얇고 밀착력 있는 크롬이 풍부한 산화물 장벽입니다. 유리 철을 제거하면 녹을 유발할 수 있는 국소적인 갈바닉 부위의 발생 가능성이 낮아집니다. 잘 발달된 패시베이션 레이어 산소가 있는 환경에서는 스스로 치유되지만 심각한 오염, 염화물 또는 기계적 손상으로 인해 치유가 중단될 수 있습니다. 황 잔류물(303과 같은 자유 가공 등급)이나 세척제의 염화물이 남는 공정에서는 제대로 세척하고 부동태화하지 않으면 층이 약화되고 수명이 단축될 수 있습니다.

패시베이션 처리 기준 및 문서

부품을 소싱할 때 공인 표준을 지정하면 위험을 줄이고 승인 기준을 명확히 할 수 있습니다. 주요 참고 자료는 다음과 같습니다:

• ASTM A967/A967M - 스테인리스 스틸 부품의 화학적 패시베이션 처리, 질산 및 구연산 방법과 테스트 옵션(침수, 고습도, 황산구리, 염수 분무)이 나열되어 있습니다. 산업 전반에 걸쳐 널리 사용됩니다.
  
• ASTM A380 - 스테인리스 스틸 부품의 세척, 석회질 제거 및 패시베이션에 대한 실습, 준비, 검사 및 유지보수에 대한 광범위한 지침. 종종 A967과 함께 인용됩니다.
  
• AMS 2700 - 내식성 강철의 부동태화에 대한 항공우주 표준, 용액 유형, 온도 및 검증에 대한 엄격한 제어는 항공우주, 방위 및 고신뢰성 부문에서 종종 적용됩니다.
  
• 고객/에이전시 모드(예: NASA PRC-5002) - 프로젝트 또는 부문 부록에서는 화학 물질(질소만 해당)을 제한하거나 테스트 등급 요건을 높일 수 있습니다. 항상 구매 주문서의 플로우다운 메모를 읽어 보세요.
  

조달을 위한 문서화 팁
사용된 표준의 특정 섹션/방법(예: ASTM A967, 구연산 2, 황산구리 테스트)과 중요한 경우 수조 로트 번호 및 테스트 결과를 참조한 적합성 인증서를 요청하세요.

패시베이션이 산업 전반에 걸쳐 중요한 이유

의료 기기 및 바이오 프로세스

수술 도구, 임플란트 하드웨어, 바이오리액터 피팅은 높은 청결도와 내식성을 요구하며, 패시베이션은 깨끗한 환경에서 입자 흘림과 러징 위험을 줄여줍니다. 많은 디바이스 OEM은 ASTM A967 또는 더 엄격한 내부 사양을 참조합니다.

항공우주 및 방위

비행 하드웨어는 열 순환, 습도 변화, 유지보수 화학 물질에 노출됩니다. AMS 2700 규정 준수는 일관된 내식성을 보장하고 중요한 구성 요소의 현장 고장을 줄이는 데 도움이 됩니다.

식음료 가공

배관, 탱크, 피팅은 잦은 세척과 약산성에 견딜 수 있어야 합니다. 적절한 세척과 패시베이션은 위생적인 표면을 유지하고 박테리아가 서식할 수 있는 부식 함정을 줄이는 데 도움이 됩니다.

산업 및 일반 제조

가공된 스테인리스 고정 장치, 패스너 및 인클로저는 제작 후 자유 철을 제거하면 수명이 더 길어집니다. 패시베이션은 조기 녹 얼룩으로 인한 보증 교체에 비해 비용이 적게 드는 보험 단계입니다.

패시베이션 후 일반적인 테스트 방법

사양에 따라 다양한 검증 테스트가 가능합니다. 선택은 위험, 합금 및 고객 요구 사항에 따라 달라집니다.

황산구리 테스트 - 활성 부위에 구리를 침착시켜 유리 철을 감지합니다. 빠른 매장 점검이 가능하지만 장기 사용 부식과 상관관계가 없을 수 있습니다. ASTM A967에 포함됩니다.

높은 습도 또는 침수 - 설정된 시간 동안 부품을 습기에 노출시켜 녹이 발생하면 불충분한 패시베이션 또는 오염을 나타냅니다. ASTM A967 및 AMS 2700 변형에 명시되어 있습니다.

염수 분무(안개) 테스트 - 부식 환경이 심한 환경, 고노출 애플리케이션 또는 인증에 사용, 표준 및 고객 요청에 따라 정의된 조건.

육안 및 표면 청결도 검사 - 오일, 지문 또는 열 색조는 사전 불합격을 나타내며, 정식 테스트 전에 많은 불합격이 발생합니다.

패시베이션이 실패한 경우: 문제 해결 가이드

배송 직후 눈에 보이는 녹 반점
툴링 또는 불완전한 패시베이션 사이클에서 쇳물이 묻어 있을 수 있으므로 청소 및 욕조 농도 로그를 검토합니다.

고르지 않은 필름 또는 변색
부적절한 사전 세척, 잔류 스케일(산세 필요) 또는 공격적인 질산 혼합물의 과잉 에칭을 나타낼 수 있습니다. 사양 준수 및 합금 호환성을 확인하세요.

혼합 합금 어셈블리의 부식
일부 질산 포뮬러는 특정 듀플렉스 또는 자유 가공 등급에서 성능이 떨어지며, 구연산 블렌드는 사양이 허용하는 경우 적용 범위를 개선할 수 있습니다.

규제 거부 / 서류 작업 공백
ASTM A967 방법 또는 AMS 2700 등급에 대한 추적성이 누락된 것은 일반적인 감사 결과입니다. 구매 주문 및 검사 계획에 패시베이션 콜아웃을 구축하세요.

도면 또는 PO에서 패시베이션을 지정하는 방법

가공된 스테인리스 부품을 주문할 때는 다음을 포함하세요:

• 표준 및 방법 (예: ASTM A967, 구연산 2).
  
• 합금 등급 를 클릭해 목욕탕 선택을 안내합니다.
  
• 마스킹 지침 필요한 경우 중요한 치수나 나사산이 있는 영역에 사용합니다.
  
• 필수 테스트 (황산구리, 소금 스프레이, 시각적 전용).
  
• 인증 - 공급업체는 목욕 매개변수 및 테스트 결과에 대한 문서를 제공해야 합니다.
  

명확한 요구 사항은 상점과 최종 사용자 간의 스크랩, 재작업, 분쟁을 줄여줍니다.

고려해야 할 비용 요소

패시베이션은 일반적으로 부품 가치에 비해 저렴하지만 화학, 취급, 마스킹 및 테스트가 추가되면 비용이 증가합니다.

• 화학 - 구연산 농축액은 갤런당 가격이 더 비싸지만 흄 제어 비용이 저렴할 수 있으며, 질산은 대량 생산 시 가격이 저렴하지만 더 엄격한 환경 관리가 필요할 수 있습니다.
• 배치 크기 및 고정 - 밀집된 하중은 갇힘의 위험이 있으며, 재작업은 신중한 랙킹보다 더 많은 비용이 듭니다.
• 테스트 수준 - 염수 분무 또는 타사 실험실은 비용이 추가되지만 규제 대상 분야에서는 필요할 수 있습니다.
• 다시 활성화 - 강한 세정제에 노출된 현장 구성 요소는 주기적으로 재처리해야 할 수 있습니다.
  

최종 생각 및 다음 단계

패시베이션은 스테인리스 스틸의 성능을 보호하고 보증 위험을 줄이며 업계 규정을 준수하는 가장 간단한 방법 중 하나입니다. 임플란트, 항공우주 브래킷, 위생 배관, 정밀 가공 픽스처 등 어떤 제품을 소싱하든 표준을 정의하고, 공정을 검증하고, 기록을 잘 보관하세요. 합금, 형상 및 규제 환경에 적합한 패시베이션 처리를 선택하는 데 도움이 필요한 경우 엘리트 몰드는 도면을 검토하고 비용, 안전 및 부식 성능의 균형을 맞추는 규정 준수 경로를 추천할 수 있습니다.

자주 묻는 질문