304/316 너머: 이중등급 스테인리스강 및 하스텔로이 부품, 화학 처리 응용 분야에서 인기 상승

첨단 화학 처리 시설은 점점 더 부식성 환경을 견디기 위해 이중등급 스테인리스강 및 하스텔로이 합금과 같은 특수 소재를 필요로 하고 있습니다.

화학 처리 분야에서 진화하는 소재 환경

글로벌 화학 산업 — 수십 년 동안, 304 및 316 스테인리스강 화학 처리 장비의 주요 소재로 사용되어 왔으며, 이들은 중간 정도의 공격적인 환경에서 우수한 내식성으로 인해 높은 평가를 받아 왔습니다. 그러나 화학 공정이 점점 까다로워지고 운전 조건이 더욱 혹독해짐에 따라 적절한 내식성 그리고 비용 효율성 보다 중대한 환경에서의 내식성을 확보하기 위해 첨단 재료 이중상 스테인리스강 및 하스텔로이 계열의 니켈 기반 합금과 같은 고성능 소재로의 전환이 이루어지면서 장비 사양 및 시설 설계 접근 방식을 변화시키고 있습니다.

이러한 전환은 점점 더 부식성이 강한 공정 매체 의 증가, 높아진 운전 온도와 압력, 보다 엄격한 환경 규제, 그리고 다운타임과 유지보수 비용을 최소화해야 하는 경제적 요구에 의해 촉진되고 있습니다. 고순도 의약품, 첨단 폴리머, 특수가공 화학물질 등 고부가가치 화학제품 생산을 향한 글로벌 트렌드는 이러한 고품질 소재의 도입을 더욱 가속화하고 있습니다.

일반 스테인리스강의 기술적 한계

오스테나이트계 스테인리스강은 현대 화학 공정 환경에서 상당한 어려움에 직면하고 있습니다:

• 제한된 염소 내식성 피팅 및 크리비스 부식 유발

• 민감화 문제 용접 부품에서 내식성 저하

• 불충분한 강도 고온에서의

• 응력부식균열에 대한 취약성 (SCC) 염소 함유 환경에서의

• 급속한 열화 황산 및 염산과 같은 강한 환원성 산에서

이러한 한계로 인해 소재 과학자들과 공정 엔지니어들은 향상된 성능을 제공하면서도 경제적 타당성을 유지할 수 있는 대체 소재를 찾고자 노력해 왔습니다. 연장 된 봉사 생활 그리고 유지 보수 요구 사항 감소 .

듀얼-그레이드 스테인리스강: 성능과 경제성의 균형

듀얼-그레이드 스테인리스강은 소재 기술의 중대한 발전을 상징하며, 다양한 화학 처리 응용 분야에 적합한 성능과 비용의 균형을 제공합니다.

구성 과 특성

듀얼-그레이드 스테인리스강은 일반적으로 이상 조직 오스테나이트와 페라이트가 약간 균일한 비율로 구성되어 있으며, 이는 다음 특성을 제공합니다.

• 강화 된 힘 일반적인 오스테나이트계 스테인리스강의 약 2배

• 개선된 내식성 응력 부식 균열 저항성

• 우수한 부식 저항성 염화물이 함유된 환경에서

• 우수한 용접성 및 인성

• 우수한 열전도성 및 팽창 특성

화학 공정에서의 주요 적용 분야

• 반응 용기 염소화 유기화합물을 취급하는 데

• 열 교환기 염화물 수준이 높은 냉각수를 사용하는 데

• 저장 탱크 공격적인 화학 중간체를 위한

• 배관 시스템 높은 기계적 강도와 내식성을 요구하는 분야

• 증발기가 있습니다 그리고 결정화기 염분 농축 운전 조건에서

다음과 같은 중국 제조사들이 타이위안 철강(TISCO) 이중상 스테인리스강 기술에서 중대한 발전을 이루어냈으며, 이들의 제품은 화학 운반선 , 해양 석유 및 가스 시설 , 그리고 홍콩-주하이-마카오 다리와 같은 주요 인프라 프로젝트 등의 핵심 응용 분야에서 사용되고 있습니다.

표: 화학 공정 응용 분야를 위한 스테인리스강 등급 비교

하스텔로이 합금: 극한 조건에 대한 최고 성능

하스텔로이 니켈 기반 합금은 고급 스테인리스강도 부족한 화학 처리 응용 분야에서 부식 저항성 소재의 정수를 나타냅니다:

특별한 진식 저항성

특히 하스텔로이 합금은 C-22 (UNS N06022) 그리고 C-276 (UNS N10276) , 강한 부식 환경에서도 뛰어난 성능을 제공합니다:

• 탁월한 내식성 점식 부식, 틈 부식, 응력 부식 균열에 대한 저항성

• 훌륭 한 성과 산화 및 환원 환경 모두에서

• 우수한 내식성 황산, 염산, 인산 및 아세트산에 대한

• 유지된 신뢰성 최대 1000°C의 고온 응용 분야에서

• 좋은 저항력 습한 염소, 이산화염소 및 기타 강력한 산화제에 사용

화학 공정 응용 분야

하스텔로이 합금은 가장 까다로운 화학 공정 응용 분야에 사용되도록 명시되어 있습니다:

• 반응기 시스템 의약품 및 특수화학물질 생산용

• 오염 방지 장비 연기 탈황 시스템 포함

• 전기화학적 처리 셀 및 관련 장비

• 산 농축 및 증발 시스템

• 고온 촉매작용 및 반응 시스템

하스텔로이 합금의 다용도성은 다음을 포함한 다양한 제품 형태로 제공된다는 점에서 입증됩니다. 무연관 (ASTM B-622), 용접 관 (ASTM B-619), 판 및 시트 (ASTM B-575), 막대 재고 (ASTM B-574) 및 특수 관이음과 플랜지 (ASTM B-462, B-366) .

시장 동향 및 확산 추이

화학 공정에서 사용하는 첨단 소재의 글로벌 시장은 상당한 성장 잠재력을 보이고 있습니다:

하스텔로이 시장 전망

글로벌 하스텔로이 시장은 화학 처리, 에너지, 항공우주 분야에서의 수요 증가에 힘입어 상당한 성장을 겪을 것으로 예상됩니다:

• 하스텔로이 튜브 시장 2024년 108.9억 달러에서 2032년 145억 달러로 성장할 것으로 예상되며, 연평균 성장률(CAGR)은 약 3.65%를 기록할 전망입니다

• 채택 증가 신약 개발 및 오염 방지 등 신규 분야에서의 활용 증가

• 성장하는 선호도 특정 공정 요구사항에 맞춘 맞춤형 및 엔지니어링 솔루션에 대한 선호 증가

지역별 채택 양상

• 북미 및 유럽 : 기존 시설의 교체 수요와 현대화가 활발한 성숙 시장

• 아시아-태평양 : 특히 중국과 인도에서의 신규 화학공정 설비 증설로 빠르게 성장 중인 시장

• 중동 : 석유 및 가스 생산과 연계된 석유화학 및 화학공정에서의 채택 증가

경제적 고려사항: 총 보유 비용

고성능 소재가 초기에는 고가이지만, 경제적 타당성은 보통 장기적인 효율성과 수명 주기 비용 절감에 기반함 총 소유 비용 고려사항:

ライフ사이클 비용 우위

• 연장된 장비 수명 교체 빈도와 관련 비용 절감

• 유지 보수 를 줄이 요구사항 및 관련 다운타임

• 개선된 공정 신뢰성 예기치 못한 고장 위험 감소

• 낮아진 보험료 파괴적 고장 위험 감소로 인한

• 향상된 안전 잠재적 배상 비용 감소

응용 분야별 경제성 분석

많은 화학 공정에서 첨단 소재의 경제성은 다음 요소를 고려할 때 매력적이 됩니다:

• 품목 손실에 따른 가치 부식 생성물로 인한 오염을 통해

• 생산 중단 비용 정비 및 수리 비용

• 환경 준수 비용 누출 및 배출과 관련된

• 에너지 효율성 개선된 열전달 특성을 통한 개선

제조 및 가공 기술 발전

최근 제조 기술의 발전은 고급 합금의 접근성과 성능을 향상시켰습니다.

가공 기술 혁신

• 개선된 용해 기술 재료의 순도와 일관성을 향상시키는 진공 유도 용해 및 전해 슬래그 재용해 포함

• 고급 성형 기술 복잡한 형상 제작이 가능하면서도 소재 특성을 유지할 수 있음

• 향상된 용접 공정 용접 부위의 내식성을 유지하는 충전 재료

• 표면 처리 기술 특정 응용 분야에서의 성능 향상

중국 제조 역량

중국 제조사들은 고성능 합금 생산 역량을 크게 향상시켰음:

• TISCO의 돌파 대형 특수 합금 고순도 제련 기술 분야에서의 돌파

• 통합 프로세스 개발 고성능 니켈 기반 합금의 제조 비용 20% 이상 절감

• 향상된 수율 일부 고급 합금에서는 81.94%에 달함

• 국제 규격에 대한 인증 해양 응용 분야를 위한 NORSOK M-650 포함

신규 적용 분야 및 향후 트렌드

첨단 소재의 적용 분야는 화학 공정의 새로운 영역으로 계속 확대되고 있습니다:

의약품 및 정밀 화학 물질

• 고순도 반응 시스템 최소한의 오염 요구

• CGMP 규정 준수 장비 우수한 세정성 및 내식성을 갖춘

• 특수 처리 고활성 원료의약품(APIs) 제조용

에너지 및 지속 가능성 응용 분야

• 탄소 포집 및 저장 부식성 아민 용액을 처리하는 시스템

• 수소 생산 및 처리 장비

• 바이오 기반 화학물질 생산 공격적인 발효 생성물을 사용하는

• 선진 재활용 공정 플라스틱 및 전자 폐기물용

기술 개발 동향

• 추가 합금 개발 특정 부식 메커니즘 타겟팅

• 하이브리드 소재 최적화된 성능을 위해 다양한 합금 시스템 결합

• 표면 공학 저비용 기재의 성능 향상을 위한 접근법

• 디지털 트윈 잔여 수명 예측 및 유지보수 최적화를 위한 장비

화학 프로세서를 위한 구현 고려사항

첨단 소재로 전환을 고려하는 기업의 경우 몇 가지 요소를 면밀하게 검토해야 합니다:

소재 선정 방법론

• 포괄적인 부식 테스트 실제 공정 조건 하에서

• 생애주기 비용 분석 초기 소재 비용을 넘어선

• 가공 능력 평가 잠재적 공급업체의

• 규제 준수 목적한 용도에 대한 검증

• 공급망 보안 핵심 부품에 대한

전환 전략

• 단계적 도입 가장 핵심적인 부품부터 시작하여

• 시범 테스트 비교적 덜 중요한 응용 분야에서의 신소재 적용

• 공급업체 자격 심사 일관된 품질을 보장하는 프로그램

• 훈련 프로그램 유지보수 및 운영 인력용

• 문서 작업 향후 사양 결정을 위한 성능

글로벌 공급망 및 시장 경쟁

첨단 소재 시장은 다양한 경쟁 구도를 보이고 있습니다:

설립된 국제 기업들

• VDM 메탈스 (독일)

• 헤인스 인터내셔널 (미국)

• Carpenter Technology (미국)

• Special Metals Corporation (미국)

• Sandvik (스웨덴)

신생 중국 제조사

• 타이위안 철강(TISCO)

• 구강 그룹

• 다수의 전문 제조사 특정 합금계에 집중

중국 제조사들이 기술 역량을 발전시키고 국제 규격 인증을 획득함에 따라 경쟁 구도가 진화하고 있으며, 이는 글로벌 공급망과 가격 구조에 변화를 줄 수 있다.

결론: 화학공정에서의 향후 소재 전망

화학공정 산업은 기존의 304/316 스테인리스강에서 벗어나 이중 등급 스테인리스강 및 하스텔로이 합금과 같은 고급 소재로 전환하고 있으며, 이는 시설 설계, 운전 및 유지보수 접근 방식에 있어 중대한 변화를 반영한다. 이러한 전환은 점점 더 까다로워지는 공정 조건, 신뢰성 향상과 수명 주기 비용 절감에 대한 경제적 압력, 그리고 검증된 성능 이점을 가진 고급 소재의 등장에 의해 촉진되고 있다.

소재 기술이 발전하고 글로벌 제조 역량이 확대됨에 따라 화학 가공 업체들은 보다 정교한 다양한 소재 옵션을 활용할 수 있게 되었습니다. 디지털 기술의 지원으로 인해 서비스 환경에서 소재 성능을 보다 정확하게 예측할 수 있게 되면서, 맞춤형 및 용도별 소재 솔루션에 대한 추세는 지속될 전망입니다.

신규 프로젝트를 위한 소재를 선정하거나 기존 시설의 업그레이드를 검토하는 엔지니어링 팀에게는 이러한 고급 소재 옵션과 경제적 영향에 대한 철저한 이해가 경쟁력 있고 신뢰성 높으며 지속 가능한 화학 공정 운영을 달성하기 위해 필수적이 되었습니다.