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듀플렉스 강 플랜지 및 스테인리스강 플랜지(예: 304, 316 및 기타 오스테나이트계 스테인리스강 플랜지)는 주로 재료 구성, 조직, 성능 특성 및 적용 시나리오에서 반영됩니다. 다음은 구체적인 비교입니다.
I. 재료 구성 및 조직 구조
특징 듀플렉스 강 플랜지 스테인리스강 플랜지(오스테나이트계, 예)
주요 구성 요소 - 페라이트 + 오스테나이트 듀플렉스 조직(각각 약 50%)
- 크롬(Cr: 22% ~ 25%), 몰리브덴(Mo: 3% ~ 5%), 질소(N: 0.15% ~ 0.3%) 함유
- 니켈(Ni: 4%~8%, 오스테나이트계 스테인리스강보다 낮음) - 단일 오스테나이트 조직
- 크롬(Cr: 18%~20%), 니켈(Ni: 8%~12%) 함유
- 몰리브덴(Mo: 0% ~ 3%, 316L과 같은 일부 등급은 몰리브덴 함유)
조직 구조 듀플렉스 조직(페라이트 + 오스테나이트) 공존, 단일 오스테나이트 조직의 장점, 인성, 그러나 강도는 낮음
II. 기계적 특성 비교
특징 듀플렉스 강 플랜지 스테인리스강 플랜지
강도 및 경도 - 오스테나이트계 스테인리스강의 항복 강도는 항복 강도의 약 2배(예: 2205 듀플렉스 강 항복 강도 ≥450MPa, 316L은 ≥205MPa). 더 단단하고 내마모성이 높음 - 더 단단하고 내마모성이 높음 - 2205 듀플렉스 항복 강도 ≥ 450 MPa, 316L ≥ 205 MPa)
- 더 높은 경도 및 더 나은 내마모성 - 강도는 낮지만 더 나은 가소성 및 인성, 가공 및 성형 용이
인성 및 취성 - 순수 페라이트계 스테인리스강보다 인성이 우수하지만 오스테나이트계 스테인리스강보다 낮음
- 저온에서 취성 위험 감소(페라이트계 스테인리스강보다 우수) - 우수한 인성, 저온에서 쉽게 취성되지 않음
가공 특성 - 냉간 가공이 더 어려움(경화가 더 쉬움), 가공 공정 제어 필요
- 용접 시 조직 열화를 방지하기 위해 열 투입에 주의해야 함 - 우수한 가공 성능, 우수한 용접성, 복잡한 구조 제조에 적합
III. 부식 저항성의 차이
특징 듀플렉스 강 플랜지 스테인리스강 플랜지
피팅 및 틈새 부식 저항성 - 높은 크롬, 몰리브덴, 질소 함유, 높은 피팅 부식 지수(PREN) (예: 2205 듀플렉스 PREN ≈ 32, 316L의 PREN ≈ 25보다 높음)
- 염화 이온(Cl-)을 함유한 부식성 매체에 적합 - 오스테나이트계 스테인리스강(예: 316L)은 부식에 더 강하지만 높은 Cl- 환경에서 피팅 및 응력 부식이 발생하기 쉬움
응력 부식 균열(SCC) - 듀플렉스는 응력 집중 감소로 인해 오스테나이트계 스테인리스강보다 SCC 저항성이 현저히 우수함(특히 Cl- 환경에서) 환경) - 오스테나이트계 스테인리스강은 높은 응력 + Cl- 환경에서 SCC가 발생하기 쉬움(예: 해수 환경에서 304/316L은 주의 필요)
균일 부식 산 및 알칼리 부식에 대한 저항성은 오스테나이트계 스테인리스강과 유사하지만 산화-환원 혼합 환경에 더 적합 균일 부식에 대한 강한 저항성, 중성 또는 약한 부식성 환경에 적합
IV. 적용 시나리오 비교
시나리오 듀플렉스 강 플랜지 스테인리스강 플랜지
화학 및 해양 공학 - 담수화, 염 화학 산업, 석유 추출(H₂S/Cl- 함유 매체)
- 고부식성 및 고응력 환경(예: 압력 용기, 파이프라인 연결) - 식품 의약품, 화학 용기(비고 Cl- 환경)
- 일반 부식성 액체 운송(예: 물, 약산)
에너지 산업 - 원자력 발전소의 순환 수계, 해상 풍력 터빈 - 화력 발전소의 일반 배관, 열교환기
비용 및 경제성 - 일반 스테인리스강(예: 316L)보다 비용이 높지만 초 오스테나이트계 스테인리스강보다 낮음
- 더 나은 장기 부식 저항성 및 낮은 전체 비용 - 낮은 비용(예: 304), 낮은 부식 시나리오에 적합
V. 기타 주요 차이점
자성
듀플렉스: 페라이트 상으로 인해 약자성.
오스테나이트계 스테인리스강: 일반적으로 비자성(가공 후 미량의 자성이 발생할 수 있음).
열처리 요구 사항
듀플렉스 강: 듀플렉스 조직의 균형을 유지하고 취성 상의 석출을 방지하기 위해 용액 처리(고온에서 급냉)가 필요합니다.
오스테나이트계 스테인리스강: 응력을 제거하거나 가공성을 향상시키기 위한 열처리, 공정이 비교적 간단합니다.
요약: 어떻게 선택해야 할까요?
듀플렉스 강 플랜지 우선 선택: 고강도, 고내식성(특히 Cl- 부식 방지), 응력 부식 방지 시나리오(예: 해양 공학, 화학 고압 파이프라인)를 충족해야 합니다.
스테인리스강 플랜지를 우선 선택합니다: 가공 성능 및 인성에 대한 높은 요구 사항, 또는 약한 부식성 환경(예: 대기, 담수), 건축 장식 및 식품 장비 등.