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스테인리스 볼밸브를 “부동태화 처리했다”고 할 때 ASTM A967은 무엇을 규정하는가?

부동태화는 무엇을 제거하고, 무엇은 그대로 두는가?

A967은 이 용어를 쓰기 전에 먼저 정의한다. 업계에서 이 말을 한 가지 이상의 의미로 쓰기 때문이다. 이 규격에서 부동태화란 질산 용액 같은 약한 산화제로 스테인리스강을 처리해 유리철이나 그 밖의 이물질을 제거하는 것이다. 같은 조항은 이 처리가 열변색이나 산화 스케일에는 대체로 효과가 없다고 밝힌다. 가공성을 위해 황을 첨가한 강종에서는 표면의 황화물이 함께 제거될 수도 있다.

보호 피막은 별개의 문제다. 규격에 따르면 피막은 표면에서 스케일과 이물질이 없어지면 공기나 산소가 있는 어떤 환경에서든 저절로 형성된다. 산화성 욕조는 이를 앞당길 수 있다. 규격이 직접 드는 예는 중크롬산나트륨이며, 철을 제거하는 처리와는 구분되는 세정 후 처리로 분류된다.

따라서 부동태화한 밸브 부품에는 코팅이 입혀진 것이 아니다. 그리고 스케일이나 열변색이 남아 있는 부품이 부동태화로 복구되는 것도 아니다.

산세는 무엇이 다르며, 밸브 부품에는 어느 쪽이 필요한가?

산세는 더 강한 처리다. A967은 산세가 열변색과 산화 스케일을 제거할 수 있고 스테인리스강 자체도 용해한다고 설명한다. 산세한 표면에는 스케일, 유리철, 이물질이 없으므로 별도의 부동태화가 필요 없다고 한다. 전처리 조항에서도 같은 말을 되풀이한다. 마지막 전처리에서 부품의 표면 전체를 산세했다면, 구매자가 지정하지 않는 한 시험 전에 추가 부동태화는 필요 없다. 전해 산세와 전해 연마도 같은 부류로 분류된다.

두 처리는 서로 다른 표면 상태에 대응한다. 기계에서 나온 부품에 스케일은 없고 공구의 철이 묻어 있을 가능성이 있다면 부동태화로 해결되는 경우다. 스케일이 있는 부품은 먼저 스케일을 제거해야 한다. A967은 기계적이든 화학적이든 전처리를 ASTM A380으로 넘기며(5.3.1항), 5.3.2항은 부동태화 욕조에 넣기 전에 표면에 기름, 그리스, 녹, 스케일, 그 밖의 이물질이 실질적으로 없어야 한다고 요구한다. 스케일 위에 부동태화를 해도 스케일은 없어지지 않는다.

스테인리스 밸브 부품 표면의 철은 어디에서 오는가?

A967은 그 출처를 비필수 부속서에 나열한다. 성형, 기계 가공, 텀블링, 래핑 중에 철이나 그 밖의 이물질 입자가 스테인리스 부품 표면에 번지거나 박혀 들어갈 수 있고, 이 입자는 나중에 녹점이나 얼룩으로 나타난다. 정의에는 강철 공구와 접촉하며 묻는 유리철도 더해진다. 기계 가공한 바디, 엔드 캡, 볼, 스템은 공정의 성격상 앞의 경우에 속한다.

부속서에는 증명에 관한 규칙도 있다. 시험편이 부품을 대신할 수 있는 것은 기계 가공, 연삭, 열처리, 용접 같은 동일한 가공을 거쳤을 때뿐이다. 밸브 부품 옆에서 욕조에 넣은 봉재 쿠폰은 욕조가 제 기능을 한다는 것을 보여 줄 뿐이다. 강철 공구와 닿은 가공면을 대신하지는 못한다.

A967의 처리 방법은 무엇을 규정하는가?

6항과 7항에는 질산 처리 다섯 가지와 구연산 처리 다섯 가지가 나열되어 있다. 질산 네 가지와 구연산 세 가지는 조건이 정해진 처방이다. 나머지 셋은 열려 있다. 촉진제, 억제제, 독자 첨가제의 유무와 관계없이, 규정된 시험을 통과하는 부품을 만들어 내는 농도, 온도, 시간이면 무엇이든 된다.

위 수치는 전문을 읽은 2005년판의 것이다. 오늘날 이 규격을 설명하는 가공업체와 화학약품 공급업체의 페이지도 질산 1~4와 구연산 1~3에 대해 같은 숫자를 싣고 있다.

규격은 욕조의 우열을 가리지 않는다. 1.3항은 특정 용도에 대한 강종, 처리, 합격 기준의 적합성을 규격이 권고하지 않는다고 밝히며, 5.1항은 효과를 결과에서 찾는다. 처리된 부품이 시험을 통과하면 그 처리는 해당 강종에 유효하다는 것이다. 구매자가 처리를 지정하지 않으면 판매자가 목록에서 하나를 고른다(4.2항). 질산이 낫냐 구연산이 낫냐는 논쟁은 A967이 결론을 내려 주지 않는다.

놓치기 쉬운 세부 사항이 둘 있다. 마지막 헹굼에는 총 고형분이 200 ppm 이하인 물을 쓰며, 반응은 중화 단계의 유무와 관계없이 헹굼으로 멈춰야 한다. 그리고 부속서는 일부 부품을 대상에서 제외한다. 침탄된 표면은 부동태화할 수 없고, 질화된 표면은 처리가 질화층을 부식시키므로 하지 않는 것이 좋다. 440C 같은 고강도 강종은 산에서 수소 취성이나 입계 부식을 일으킬 수 있어서 부속서는 이런 강종에 기계적 세정이나 다른 화학 세정을 권한다. 밸브에 경화 처리나 표면 처리를 한 부품이 들어 있다면, 그 부품을 어떻게 세정했는지 물어야 한다.

부동태화된 표면은 어떻게 증명하는가?

A967은 이를 육안 검사에 맡기지 않는다. 표면의 유리철과 그 밖의 양극성 오염물이라는 같은 대상을 찾는 시험 방법을 제시한다.

황산구리 시험과 페리시안화칼륨–질산 시험에는 본문에 같은 문장이 붙어 있다. 식품 가공에 쓸 부품에는 적용해서는 안 된다는 것이다(17.1항과 18.1항). 그러면 새니터리 밸브에 남는 것은 수중 침지, 고습도, 염수 분무, 젖은 패드 시험이며, 주문서에는 이 중 어느 것인지 적어야 한다. 새니터리 3피스 밸브가 그 밖에 무엇을 지정해야 하는지는 트라이클램프 문서에서 다룬다.

시험은 구매 주문서가 지정할 때만 적용된다(13.3항). 주문서가 더 요구하지 않는 한 로트당 시험 한 번이면 충분하다. 가공업체는 로트를 하루 안에 전처리와 부동태화를 마친 유사 부품, 한 번의 출하분에서 한 용해(heat)의 한 가지 크기, 또는 부품 수가 적을 때는 전체 작업량으로 정의할 수 있다. 불합격한 로트는 새 전처리 여부와 관계없이 다시 부동태화할 수 있고, 그 뒤에는 처음 시료 수의 두 배로 재시험한다.

판에 따라 다르다. 2005년판에는 A부터 F까지 여섯 가지 방법이 있다. ASTM의 2017년판 요약은 수중 침지, 고습도, 염수 분무, 황산구리, 페리시안화칼륨–질산의 다섯 가지 시험에 더해 선택 사항으로 젖은 천 시험과 끓는 물 침지 시험 두 가지를 든다. 성적서가 인용한 판을 읽어야 한다.

주문서와 성적서에는 무엇이 적혀야 하는가?

도면의 “부동태화”는 처리의 한 부류를 가리킬 뿐 결과를 정하지 않는다. 사양으로 바꾸어 주는 것은 규격 자체의 주문 정보 항목이다.

1. 규격과 그 연도. 연도를 붙인 ASTM A967/A967M. 어떤 시험이 존재하는지는 판이 정한다.
2. 각 부품의 재료. 종류(type)와 제품 규격으로 적는다.
3. 처리 방법, 중요한 경우에만. 그렇지 않으면 판매자가 고른다(4.2항).
4. 시험 방법, 문자로 지정. 4.1항은 이를 구매자의 선택으로 정하며, 시험은 주문서가 요구할 때만 실시된다.
5. 로트. 가공업체의 정의가 주문에 맞지 않을 경우.
6. 문서. 사용한 방법과 시험에 대한 보고서(22.1항), 그리고 가공업체가 로트마다 보관해야 하며 주문서가 요구하면 제공해야 하는 욕조의 농도와 온도 기록(5.2.2항).

“부동태화” 또는 “ASTM A967에 따라 부동태화”라고만 적힌 성적서는 처리 규격을 밝힐 뿐 시험은 밝히지 않는다. 작업이 부실했다는 뜻은 아니다. 표면을 시험했는지, 어느 방법으로 했는지를 그 성적서로는 보여 줄 수 없다는 뜻이다. 같은 서류 중 용해 번호(heat number) 쪽은 공장 감사 체크리스트에서 다룬다.

이 글이 정하지 못하는 것은 무엇인가?

부동태화가 다루는 것은 표면의 상태다. 스테인리스 볼밸브가 사용 중에 녹스는지는 강종과 환경에도 달려 있으며, 어떤 처리가 어떤 용도에 맞는지는 A967 자체가 말하기를 거부한다. 공식(pitting), PREN, 틈새는 녹 문서에서, 강종은 SS316 vs SS304 문서에서, 바디를 주조로 만들 때 달라지는 점은 CF8M 문서에서 다룬다. 전해 연마가 표면을 어떤 상태로 남기는지, 그 뒤에 반드시 따라야 하는 부동태화는 새니터리 표면 마감 문서에 있다.

위의 처리 조건, 시험 조건, 조항 번호는 2005년판의 것이며 이후 판에서는 번호가 다를 수 있다. 어떤 조항을 근거로 삼기 전에 주문서에 적힌 판과 대조하라.

자주 묻는 질문

스테인리스 볼밸브는 부동태화해야 하는가?

A967은 표면에서 스케일과 이물질이 없어지면 부동태 피막이 공기 중에서 저절로 형성된다고 하며, 이 규격의 처리는 가공 과정에서 남은 철을 제거해 스테인리스 부품의 내식성을 높이려는 것이라고 밝힌다. 특정 밸브가 처리되었는지, 어떤 방법으로 했는지, 어떤 시험을 거쳤는지는 제조사의 문서로 확인해야 한다.

부동태화는 산세와 같은가?

아니다. A967에서 부동태화는 유리철을 제거하며 스케일이나 열변색에는 대체로 효과가 없다. 산세는 스케일과 열변색을 제거하고 스테인리스강 자체도 용해하며, 산세한 표면에는 별도의 부동태화가 필요 없다.

부동태화에는 질산과 구연산 중 어느 쪽이 나은가?

A967은 둘 다 싣고 어느 쪽도 우위에 두지 않는다. 효과는 부품이 규정된 시험을 통과하는지로 입증된다고 하며, 구매자가 처리를 지정하지 않으면 판매자가 목록에서 하나를 고른다.

성적서의 “ASTM A967에 따라 부동태화”는 무엇을 증명하는가?

처리 규격을 밝힐 뿐이다. A967은 구매 주문서가 지정할 때만 시험을 적용하므로, 이 문구만으로는 시험이 실시되었다는 것이 드러나지 않는다. 주문서가 시험 방법을 명시하고 보고서를 요청해야 한다.

새니터리 밸브에는 A967의 어떤 시험을 쓸 수 있는가?

2005년판 본문은 황산구리 시험과 페리시안화칼륨–질산 시험을 식품 가공에 쓸 부품에 적용해서는 안 된다고 한다. 수중 침지, 고습도, 염수 분무, 젖은 패드 유리철 시험에는 이런 제한이 없다. 다만 규격은 염수 분무가 합금 원소가 적은 일부 마르텐사이트계나 페라이트계 강에서 오해를 부르는 양성 반응을 낼 수 있다고 덧붙인다.

경화 처리했거나 질화한 밸브 부품도 부동태화할 수 있는가?

A967 부속서는 침탄된 표면은 부동태화할 수 없고 질화된 표면은 산이 질화층을 침식하므로 하지 않는 것이 좋다고 한다. 440C와 같은 고강도 강종은 산에서 수소 취성이나 입계 부식을 일으킬 수 있다고 하며, 이런 강종에는 기계적 세정이나 다른 화학 세정을 권한다.

발행: LINS Valve Industrial Co., Ltd.(대만 타이중). 최종 업데이트: 2026-10-07