(생활 속의 철) 스테인리스 스틸 배관

철강 - 철강일반 (생활 속의 철) 스테인리스 스틸 배관 2019-05-06 작성자 : 이종민 조회 : 14302 7: 스테인리스(Stainless) 스틸은 영문명 그대로 녹이 잘 슬기 어려운 합금강이다. 일반 탄소강이 철(Fe)과 탄소(C)의 이원계 원소로 만든 제품이라면 스테인리스 스틸은 크롬, 니켈, 망간 등 합금원소를 첨가하여 제조한다.
스테인리스 스틸은 탄소강 대비 상대적으로 표면이 미려하고 내식성이 월등히 우수하기 때문에 사용 환경의 제약이 적고, 위생적인 제품이다. 이런 특성 때문에 의식주 중 식과 관계된 식기, 주방기구 등에 광범위 사용되고 있으며 최근 급수환경에서 수질의 중요성이 부상하여 스테인리스 스틸 강관으로 제작된 상수도용 급수관이 널리 보급되고 있다. 우리나라에서는 환경부가 제정한 “상수도시설기준(2010)”에 스테인리스 강관이 포함되어 다양한 규격이 제품이 제정된 상태다.

스테인리스 스틸이 녹이 잘 안 스는 주된 이유는 합금원소로 포함된 크롬 때문이다. 일반적인 스테인리스 스텔에 크롬 함량은 보통 10.5~12wt%(중량비) 정도 첨가되는데 크롬 성분이 대기 중에 산소와 결합하게 되면 강의 표면에 매우 얇은 Cr2O3 층을 형성하게 된다. 이 Cr2O3 층은 일종의 보호막(부동태 피막)으로 작용한다. 일반적인 도금강판의 표면층은 표면이 상처를 나게 되면 철 원판의 외부에 노출되어 부식에 취약한 구조를 가지지만 Cr2O3 보호막은 표면에 흠이 생겨도 다시 재생되는 특징이 있다.

스테인리스 스틸은 합금원소별 첨가 정도에 따라 수백 개의 강종이 생길 수 있다. 스테인리스 스틸의 제품 구분은 화학성분 기준으로 니켈의 함유 여부로 Fe-Cr계. Fe-Cr-Ni계 등으로 구분하며 Fe-Cr계는 400계열, Fe-Cr-Ni계는 300계열로 지칭한다. 200계 제품군도 있으나 내식성이 상당히 열위한 제품군이다. 일부 건축물에 사용된 스테인리스 스틸 방범창, 베란다 난간 등이 녹이 스는 것은 저가의 200계를 사용했기 때문이다. 또 다른 제품 구분 방법은 금속조직상 분류하는 것으로 오스테나이트계, 석출경화계, 마르텐사이트계 및 페라이트계 등으로 구분할 수 있다.

배관용으로 제작되는 스테인리스 강관은 현재 다양한 강종이 개발되어 있고 주로 사용되는 강종은 304, 316, 316L 및 Duplex 강이 대표적인 제품이다. 강종을 선택은 배관이 시공되는 토양의 종류와 염소이온의 분포 등을 고려하여 선정된다. 현재 급수관 등에 사용되는 소재는 에폭시 라이닝강관, 동관, 아연도강관, 경질염화 비닐관 등이 있는데 스테인리스 스틸 강관의 인장강도는 동관의 3배, 아연도강관의 2배 수준을 나타내고 있다. 위생성 측면에서는 타 소재 대비 스테인리스 스틸이 압도적인 성능을 가지고 있는데 에폭시 라이닝 강관의 경으 에폭시 코팅이 떨어져서 수도물에 섞에 나올 가능성이 있고, 아연도강관의 경우 부식에 의해 적수 또는 백수현상이 발생할 가능성이 있다.

ISSF(International Stainless Steel forum) 자료에 의하면 스테인리스 스틸은 수명 측면에서도 타소재 대비 경쟁력을 가지는데 사용온도가 섭씨 25도 환경에서는 100년, 80도 환경에서는 40년이상의 수명을 보장하고 있다..
이러한 소재 특성에 의해 국내 급수관의 스테인리스 스틸 적용 비율은 서울시 기준, 1997년 51%에서 2004년 83.2로 증가하였고 2014년 기준 90.6%를 보이고 있으며 대구, 울산 광역시에서도 2014년 기준 90% 이상 스테인리스 스틸 강관을 급수관으로 적용하고 있다.; 목록보기