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엔지니어링 가이드

스테인리스강 재질별 차이 | SUS304 SUS304L SUS316 SUS316L DUPLEX | 요약 비교

 

 

스테인리스강은 성분 함량에 따라 내식성과 강도가 천차만별입니다.

현장에서 가장 많이 쓰이는 주요 강종 5가지를 상세히 비교해 드립니다.

 

 

1. SUS304 (표준 오스테나이트계)

  • 특징: 가장 범범위하게 사용되는 '18-8 스테인리스'입니다. 내식성과 가공성, 용접성이 균형 잡힌 경제적인 재질입니다.
  • 주 사용처: 주방 기구, 가전제품, 일반 산업용 배관, 건축 내외장재.
  • 함량표(%): Cr: 18.0~20.0 / Ni: 8.0~10.5 / C: ≤0.08

 

2. SUS304L (저탄소형 304)

  • 특징: 304에서 탄소(C) 함량을 낮추어 용접 후 입계부식을 방지한 재질입니다. 용접 구조물에 필수적입니다.
  • 주 사용처: 용접 후 열처리가 어려운 대형 탱크, 화학 설비 배관.
  • 함량표(%): Cr: 18.0~20.0 / Ni: 9.0~13.0 / C: ≤0.03

 

3. SUS316 (내산/내해수용)

  • 특징: **몰리브덴(Mo)**을 첨가하여 염화물(소금기)에 대한 저항성을 획기적으로 높인 고급 강종입니다.
  • 주 사용처: 해안가 야외 설비, 식품 가공, 염료 및 화학 약품 이송 라인.
  • 함량표(%): Cr: 16.0~18.0 / Ni: 10.0~14.0 / Mo: 2.0~3.0 / C: ≤0.08

 

4. SUS316L (저탄소형 316)

  • 특징: 316의 내식성에 용접성까지 보완한 '내식성 끝판왕'입니다. 실무에서 가장 신뢰받는 재질 중 하나입니다.
  • 주 사용처: 해양 플랜트, 반도체 가스 라인, 의료기기, 제약 설비.
  • 함량표(%): Cr: 16.0~18.0 / Ni: 12.0~15.0 / Mo: 2.0~3.0 / C: ≤0.03

 

5. Duplex (S31803 / S32205)

  • 특징: 페라이트와 오스테나이트가 5:5로 섞인 조직으로, 일반 300계열보다 강도가 약 2배 높고 응력부식균열에 매우 강합니다.
  • 주 사용처: 담수화 설비, 고압 해수 배관, 심해 석유 채굴 라인.
  • 함량표(%): Cr: 21.0~23.0 / Ni: 4.5~6.5 / Mo: 2.5~3.5 / N: 0.08~0.20

 

 

6. 주요 재질 요약 비교표

구분 내식성(PREN) 항복강도(Mpa) 자성 유무 주요 타겟 상대 가격
SUS304 약 19 약 205 (보통) 없음 일반 범용 1 (기준)
SUS304L 약 19 약 175 (낮음) 없음 용접 구조물 1.1~1.2배
SUS316 약 25 약 205 (보통) 없음 염분 환경 1.4~1.5배
SUS316L 약 25 약 175 (낮음) 없음 고내식 용접물 1.6~1.8배
Duplex 35 이상 약 450 (매우 높음) 있음 고강도/고부식 2.2배 이상

 

 

  • 내식성 지수(PREN): 이 수치가 높을수록 녹이 잘 슬지 않습니다. 특히 30을 넘어가면 바닷물에서도 견디는 수준이며, 듀플렉스는 이 부분에서 압도적입니다.
  • 강도와 두께: 듀플렉스는 강도가 300계열보다 2배 이상 높기 때문에, 같은 압력을 견디는 배관을 설계할 때 벽 두께(Thickness)를 더 얇게 가져갈 수 있어 전체 구조물 무게를 줄이는 설계가 가능합니다.
  • 가격의 함정: 316L이나 듀플렉스는 초기 구매가는 비싸지만, 부식으로 인한 교체 비용이나 유지보수 비용을 생각하면 장기적으로는 훨씬 경제적일 수 있습니다.

스테인리스라고 해서 모두 자석이 붙지 않는 것은 아닙니다.

현장에서 간단하게 재질을 추측해 볼 수 있는 방법입니다.

 

  • SUS304 / 316L (오스테나이트계): 기본적으로 자석이 붙지 않습니다. 하지만 가공(절곡, 인발 등) 과정에서 조직이 변해 아주 미세하게 자성이 생길 수도 있습니다.
  • Duplex (S31803 / S32750): 페라이트 조직이 섞여 있어 자석이 강하게 붙습니다. 겉보기에는 일반 스테인리스와 똑같아 보이지만, 자석이 찰떡같이 붙는다면 듀플렉스 계열일 확률이 높습니다.
  • 주의사항: 자석은 어디까지나 보조 수단일 뿐이며, 정확한 재질 확인은 PMI(성분 분석기) 검사나 **검사 성적서(Mill Sheet)**를 확인하는 것이 가장 확실합니다.

 

6-1. 성분 비교표

강종 (Grade) UNS 번호 탄소(C) 함량 크롬(Cr) 함량 니켈(Ni) 함량 몰리브덴(Mo) 함량 기타 성분
SUS304 S30400 ≤ 0.08 18.0 ~ 20.0 8.0 ~ 10.5 - -
SUS304L S30403 ≤ 0.03 18.0 ~ 20.0 9.0 ~ 13.0 - 저탄소형
SUS316 S31600 ≤ 0.08 16.0 ~ 18.0 10.0 ~ 14.0 2.0 ~ 3.0 내식성 강화
SUS316L S31603 ≤ 0.03 16.0 ~ 18.0 12.0 ~ 15.0 2.0 ~ 3.0 저탄소/고내식
S31803 S31803 ≤ 0.03 21.0 ~ 23.0 4.5 ~ 6.5 2.5 ~ 3.5 N: 0.08~0.20
S32750 S32750 ≤ 0.03 24.0 ~ 26.0 6.0 ~ 8.0 3.0 ~ 5.0 N: 0.24~0.32

 

 

6-2. S31803 vs S32750 차이점 (DUPLEX)

1) 화학 성분의 농도 차이

  • S31803 (Standard Duplex): 크롬(Cr) 22%, 니켈(Ni) 5%, 몰리브덴(Mo) 3% 내외입니다. 일반적인 부식 환경에서 316L보다 훨씬 강력한 성능을 냅니다.
  • S32750 (Super Duplex): 크롬(Cr) 25%, 니켈(Ni) 7%, 몰리브덴(Mo) 4%로 주요 성분 함량이 더 높습니다. 특히 질소(N) 함량도 더 높여서 부식 저항성을 극대화했습니다.

2.) 내식성 지수 (PREN)

가장 결정적인 차이는 PREN(Pitting Resistance Equivalent Number) 수치입니다.

  • S31803: PREN 지수가 약 30~35 사이입니다.
  • S32750: PREN 지수가 40 이상입니다. (보통 40이 넘어야 '슈퍼'라는 명칭을 붙일 수 있습니다.)

3) 기계적 강도

  • 둘 다 일반 스테인리스보다 강하지만, S32750이 S31803보다 약 10~20% 정도 더 높은 항복 강도를 가집니다. 덕분에 더 얇은 두께로도 높은 압력을 견딜 수 있어 초고압 설비에 유리합니다.

4) 주 사용 환경

  • S31803: 일반적인 해수 담수화 설비, 석유화학 배관, 펄프 산업.
  • S32750: 심해 오일/가스 시추(Subsea), 고농도 화학 약품 저장 탱크, 원자력 발전소 냉각 계통 등 극도로 가혹한 환경.

 

 

 

7. 실무 가공성 비교 정리

  • 절삭 가공성: SUS304 > 316L > Duplex 순으로 좋습니다. 듀플렉스는 강도가 높아 가공 시 공구 마모가 심합니다.
  • 용접성: L 시리즈(304L, 316L)가 가장 우수합니다. 일반 316은 용접 시 크랙(균열) 주의가 필요합니다.
  • 열팽창: 오스테나이트계(304, 316)는 열팽창이 크지만, Duplex는 페라이트 성분 덕분에 열팽창이 상대적으로 작아 열교환기에 유리합니다.

 

 

 

 

스테인리스강 재질별 차이 SUS304 SUS304L SUS316 SUS316L DUPLEX