스테인리스강 배관은 화학 플랜트, 식음료 설비, 제약·반도체 공정 등 고내식성이 요구되는 산업 현장에서 널리 사용된다. “스테인리스는 녹슬지 않는다”는 인식이 보편적이지만, 실제로는 녹이 생기지 않도록 스스로 보호하는 능력 덕분이다. 본 포스팅에서는 그 기전과 주의사항을 간결히 정리한다.
1. 화학 조성: 크롬(Chromium) ≥ 10.5 %
- 스테인리스강은 최소 10.5 % 이상의 Cr을 포함한다.
- Cr이 대기 중 산소와 빠르게 반응해 두께 1∼3 nm의 Cr2O3 피막(수동 피막)을 형성한다.
- 이 피막은 밀도가 높고 결함이 적어 산소·수분·이온의 확산을 차단한다.
2. 수동 피막의 특징
- 자가 재생(Self-healing): 스크래치나 가공으로 피막이 손상돼도 노출된 Cr이 즉시 산소와 결합해 다시 피막을 만든다.
- 안정한 화학적 전위: Cr2O3는 부동태 영역(E-pH Diagram)에서 넓은 안정 범위를 가진다.
- 불용성·밀착성: 기본 모재와 강하게 결합돼 박리·기포가 적다.
3. 부식이 일어나는 예외 조건
수동 피막이 파괴되면 스테인리스도 부식된다. 다음 환경에서는 주의가 필요하다.
- Cl− 농도↑: 해수, 염소계 세정제 → 핀홀·피팅·균열 부식
- 산화성 산·할로겐 계열 화학물: HCl, HBr, H2SO4(고농도) → 국부 부식
- 고온·응력: 60 ℃ 이상 + 인장응력 → 응력부식균열(SCC)
4. 부식 방지를 위한 실무 팁
- 용도에 맞는 재질 선택
304L < 316L < 904L ≒ 듀플렉스 < 초듀플렉스순으로 Cl-SCC 내식성이 향상된다. - 표면 청결 유지
용접 후 픽클링·패시베이션 처리를 통해 산화피막·용접 스케일 제거. - 정기 세척 및 불순물 제거
잔류 염화물, 철분 이물질은 피막 파괴의 도화선이 된다. - 음극방식(희귀)
해양 구조물·탱크 내부처럼 극한 조건이라면 희생양극을 병행 적용.
5. 정리
스테인리스 배관의 핵심 내식성은 크롬 함유량과 수동 피막에 기인한다. 하지만 환경에 따라 피막이 약화될 수 있으므로, 적정 재질 선정·표면 처리·세척 관리가 병행돼야 한다. 올바른 운용을 통해 스테인리스 배관의 장기적인 무부식 성능을 확보할 수 있다.