인코넬과 인코로이는 서로 다른 니켈 기반 합금 제품군으로, 일부 겹치는 부분이 있지만 기술적 역할이 다릅니다. 인코넬 합금은 매우 높은 강도와 고온에서의 산화 및 부식 공격에 대한 탁월한 내성을 위해 설계된 니켈이 풍부한 초합금으로, 일반적으로 니켈이 50% 이상 함유되어 있으며 니오브, 몰리브덴 또는 코발트와 같은 추가 강화 원소가 포함되어 있습니다. 인코로이 합금은 니켈, 철, 크롬을 균형 있게 결합하여 침탄, 질화 및 여러 부식성 화학 환경에 대한 탁월한 내성을 제공하는 동시에 중온에서 고온에서 장기간 사용할 수 있도록 최적화된 비용과 열 안정성을 유지합니다. 고온 구조물 및 심한 부식성 매체의 경우 일반적으로 인코넬이 선택됩니다. 산업용 용광로, 석유화학 히터 및 침탄 저항성과 경제성이 중요한 일부 화학 공정 장비의 경우 인코로이 등급이 더 적합한 경우가 많습니다.
1. 빠른 비교 스냅샷
| 특징 | 인코넬(니켈 기반 초합금) | 인코로이(니켈-철-크롬 합금) |
|---|---|---|
| 일반적인 니켈 함량 | 높음, 종종 50% 이상(등급에 따라 다름) | 보통, 일반 800 시리즈의 경우 일반적으로 30%~40% |
| 온도 기능 | 700°C 이상에서 사용 가능한 매우 높고 다양한 등급 | 등급에 따라 600°C~900°C에 최적화되어 있습니다. |
| 일반적인 강점 | 높고 많은 강수량으로 경화된 등급(718, 625) | 보통에서 높음, 많은 고체 용액 또는 안정화 유형 |
| 내식성 | 심각한 산화 및 환원 환경에 탁월함 | 침탄, 질화 및 염화물 환경에서 매우 우수합니다. |
| 일반적인 용도 | 항공 엔진, 고온 공정, 화학 플랜트, 해양 분야 | 석유화학 히터, 열교환기, 용광로 부품, 조리기구 |
| 비용 | 보통 더 높음 | 일반적으로 동급 인코넬 등급보다 낮음 |
이 스냅샷은 광범위한 경향을 반영한 것이므로 디자인에 사용하려면 특정 데이터시트를 참조하세요.
2. 상표 및 역사적 배경
두 이름 모두 오늘날 뚜렷한 개발 역사를 지닌 엔지니어링 니켈 합금 제품군을 지칭하는 업계 상표로 사용되고 있습니다. INCONEL 브랜드는 산소가 있는 고온 환경에서 산화 및 내식성을 위해 개발된 니켈-크롬 합금에 대한 연구에서 시작되었습니다. INCOLOY 제품군은 용광로 및 공정 장비를 위해 열 안정성과 침탄 및 산화에 대한 내성을 균형 있게 갖춘 니켈-철-크롬 합금을 만들기 위한 노력에서 시작되었습니다. 제조업체, 재료 공급업체 및 표준 위원회는 각 등급에 대한 화학, 기계적 특성 및 권장 용도를 설명하는 데이터시트와 기술 게시판을 발행합니다.
3 대표 성적 및 UNS 번호
실제로 엔지니어는 성씨 이름만으로는 특정 학년을 지칭하지 않습니다. 대표 선택:
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인코넬 공통 성적
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인코넬 625: UNS N06625. 극저온에서 약 982°C까지 다양한 대기 환경에서 사용 가능한 고강도 및 내식성.
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인코넬 718: UNS N07718. 최대 약 700°C까지 노화 경화가 가능하고 강도가 높아 항공우주 및 고응력 부품에 널리 사용됩니다.
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인코넬 C-276: UNS N10276. 산화 및 환원성이 강한 화학 매체에서 탁월한 내식성을 제공합니다.
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인콜로이 공통 성적
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인콜로이 800 / 800H / 800HT: UNS N08800, N08810, N08811. 고온에서 열 안정성과 침탄에 대한 내성을 위해 설계된 니켈-철-크롬 계열입니다.
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인콜로이 825: UNS N08825. 다양한 공정 환경에서 산성 공격 및 응력 부식 균열에 대한 내성이 우수합니다.
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비교할 때는 항상 기계적 한계와 화학에 대한 정확한 UNS 또는 W.Nr을 참조하세요.
4 화학 및 합금 전략
디자인 목표가 다르면 각기 다른 화학 성분이 만들어집니다. 아래는 일반적인 대표 등급을 비교한 단순화된 구성 표입니다. 백분율은 제조업체 데이터시트에서 가져온 대략적인 한계치이므로 조달 결정 시 정확한 표준을 참조하세요.
| 요소 / 학년 | 인코넬 625(일반) | 인코넬 718(일반) | 인콜로이 800(일반) | 인콜로이 825(일반) |
|---|---|---|---|---|
| 니켈(Ni) | ~58 ~ 63% | ~50 ~ 55% | ~30 ~ 35% | ~38 ~ 46% |
| 크롬(Cr) | ~20 ~ 23% | ~17 ~ 21% | ~19 ~ 23% | ~19 ~ 23% |
| 철(Fe) | 잔액(~5 ~ 10%) | 잔액(~18 ~ 20%) | 잔액(~40~50%) | 잔액(~30~40%) |
| 몰리브덴(Mo) | ~8 ~ 10% | ~2.8 ~ 3.3% | 1%로 추적 | ~2.5 ~ 3.5% |
| 니오븀(Nb) 또는 콜럼븀(Cb) | ~3.5 ~ 4.5%(625: Nb+Ta 마이너) | ~4.75 ~ 5.5%(718: Nb, Ti) | 추적 | 작게 추적 |
| 탄소(C) | 최대 0.05% | ~최대 0.04%(변동 가능) | ~최대 0.10% | ~최대 0.05% |
| 기타 추가 사항 | Co, Ti, Al 소형 | 강수량용 Ti, Al, Nb | Al, Ti 제한 | Cu 소형, Co 미량 |
참고: 정확한 한계는 사양과 제품 형태에 따라 다릅니다. 인코넬 엔지니어는 니오븀 및 몰리브덴과 같은 원소를 사용하여 고용체 및 침전 강화와 국부 부식에 대한 유익한 저항성을 제공합니다. 인코로이 화학은 침탄 환경에서 비용, 열팽창 및 성능의 균형을 맞추기 위해 니켈은 낮게, 철은 높게 유지합니다.
5. 미세 구조 및 강화 메커니즘
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인코넬 718과 같은 침전 경화 등급은 높은 수율과 크리프 강도를 제공하는 감마 프라임 및 감마 더블 프라임 침전물을 생산하기 위해 제어된 열처리에 의존합니다. Mo 및 Nb와 같은 고체 용액 원소는 고온 안정성과 내공극성을 제공합니다. 625와 같은 비침전 등급은 고용체 경화 및 냉간 가공을 통해 강도를 얻습니다.
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인콜로이 800 시리즈와 같은 합금은 일반적으로 오스테나이트계 합금으로, 장시간 노출 시 시그마 상 형성에 저항하기 위해 고용체 및 미세 구조적 안정성에 의존합니다. 800H 및 800HT는 탄소 제어와 티타늄 및 알루미늄의 소량 첨가를 통해 크리프 저항성을 개선하기 위해 수정되었습니다. 장시간 고온에서 인코로이의 미세 구조적 안정성은 용광로 서비스에서 핵심적인 장점입니다.
크리프 또는 주기적 열 서비스에서 열처리, 용접 절차 및 예상 수명을 지정하려면 미세 구조를 이해하는 것이 필수적입니다.
6. 기계적 특성 및 온도 제한
아래는 일반적인 상업적 조건에 대한 대표적인 기계적 값입니다. 값은 제품 형태, 열처리 및 테스트 방법에 따라 달라질 수 있습니다.
| 속성 | 인코넬 625(어닐링) | 인코넬 718(노후) | 인콜로이 800(어닐링) | 인코로이 800H(어닐링) |
|---|---|---|---|---|
| 실온 인장 강도(MPa) | ~520 ~ 760 | ~950 ~ 1,250 | ~520~700 | ~550 ~ 760 |
| 항복 강도 0.2%(MPa) | 220 ~ 410 | ~500 ~ 1,000 | ~180 ~ 300 | 200 ~ 350 |
| 일반적인 사용 가능한 온도 범위 | 최대 ~980°C의 극저온 보관 | 최대 ~700°C의 극저온으로 높은 강도 제공 | 최대 700°C ~ 850°C 연속 서비스 | 크리프 강도가 최대 850°C로 향상되었습니다. |
| 크리프 저항 | 특히 적당한 고온에서 좋습니다. | 적절히 숙성된 경우 우수 | 보통에서 좋음, 800H/800HT에서 개선됨 | 향상된 크립 성능 |
설계자는 온도에서 허용되는 특정 응력에 대한 공급업체 데이터시트 및 해당 코드를 참조해야 합니다.
7 내식성 및 서비스 환경
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일반적인 부식 및 구멍: 니켈과 몰리브덴 함량이 높은 인코넬 등급은 일반적으로 염화물 및 환원산에 대한 저항성이 우수합니다. 인코넬 C-276 및 625는 바닷물 및 여러 산에 대한 피팅 및 틈새 부식에 대한 저항성으로 유명합니다.
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침탄 및 질화 분위기: Incoloy 800 제품군은 용광로 및 일부 화학 공정에서 흔히 발생하는 침탄 및 질화 환경에서 우수한 성능을 발휘하는데, 이는 탄화물 및 시그마 상 취화를 최소화하는 합금 균형 덕분입니다. 따라서 히터 튜브, 머플 및 기타 용광로 구성품에 자주 선택됩니다.
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응력 부식 균열: 특정 염화물 환경과 높은 인장 응력의 경우 니켈이 풍부한 인코넬이 더 나은 저항성을 제공할 수 있지만, 테스트 데이터와 현장 이력을 참조하여 선택해야 합니다. 인코로이 825는 적당한 온도에서 국부 부식 및 SCC에 대한 내성이 필요한 산성 가스 및 염화물이 풍부한 환경에서의 서비스를 위해 지정되었습니다.
재료 선택은 실제 공정 화학, 온도, 흐름 체계 및 예상되는 기계적 응력을 기반으로 해야 합니다.
8 제작, 용접, 성형 및 접합
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용접: 많은 인코넬 및 인코로이 재종은 일치하는 필러 합금과 쉽게 용접됩니다. 인코넬 718은 시효 경화를 회복하기 위해 제어된 열 사이클과 용접 후 열처리가 필요하며, 고응력 부품에는 용접 절차 사양이 매우 중요합니다. 인코넬 625 및 C-276은 일반적으로 용접하기 쉬우며 HAZ 내식성이 우수합니다.
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형성: 인코로이 800 시리즈는 냉간 성형 특성이 우수하며 튜브 및 시트로 압연 또는 압연할 수 있습니다. 침전 경화가 가능한 인코넬 합금은 경화된 상태에서 무거운 냉간 성형에 더 제한적일 수 있으며 용액 어닐 및 에이징 순서가 중요합니다.
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열처리: 인코넬 718의 경우 특정 용액 어닐 및 에이징 처리를 통해 최대 강도를 얻을 수 있습니다. 인코로이 800H 및 800HT는 기본적으로 침전 경화보다는 입자 구조를 안정화시키고 크리프 강도를 최적화하기 위해 열처리됩니다. 권장 주기는 공급업체 기술 게시판을 참조하세요.
올바른 제작 관행에는 적격 용접 절차, 인터패스 온도 제어, 필요한 경우 제작 후 응력 완화 등이 포함됩니다.
9. 표준, 사양 및 테스트 요구 사항
두 제품군을 지정할 때는 정확한 표준과 열 번호를 포함하세요. 일반적인 참조 문서는 다음과 같습니다:
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특정 유엔에 대한 제조업체 기술 게시판 및 데이터시트.
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압력 부품 및 항공우주 하드웨어를 위한 AMS 및 ASTM 재료 사양. 예시: 인코넬 625 데이터 및 조달을 위한 AMS 5666.
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시험에 대한 국내 및 국제 표준(예: 인장 시험에 대한 ASTM E8, 구멍 및 틈새 부식 평가에 대한 ASTM G48, 특정 매질에서의 부식에 대한 ASTM G28). 압력 용기의 온도 허용 응력에 대해서는 코드 위원회를 참조하세요.
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EN 10204/3.1 또는 3.2에 따른 공급업체 인증서와 공장 테스트 보고서는 조달에서 일반적으로 사용됩니다.
정확한 자재 관리를 위해 구매 주문서에 전체 UNS, 자재 형태 및 열처리를 제공하세요.
10. 일반적인 애플리케이션 및 업계 사례
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인코넬의 일반적인 용도
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고온 강도와 내산화성이 필수인 가스터빈 및 항공 엔진 부품.
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화학 공정 장비는 강산, 할로겐화물 환경, 산화 매질(예: 화학 원자로의 인코넬 C-276)을 취급하여 피팅이 우려되는 환경입니다.
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우수한 국부적 내식성이 요구되는 해양 및 해저 시스템.
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인콜로이 일반적인 용도
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침탄에 대한 내성과 치수 안정성으로 인해 용광로 구성품, 복사 튜브 및 열처리 설비에 사용됩니다.
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균형 잡힌 니켈 함량과 우수한 온도 강도가 요구되는 석유화학 공장의 열교환기 및 배관에서는 인코로이를 비용 효율적으로 사용할 수 있습니다.
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비용과 적절한 내식성이 중요한 일부 화학 공정 애플리케이션(예: 산성 가스 환경에서의 인코로이 825)에 사용됩니다.
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사례 예: 정유소 히터는 침탄 연도 가스에서 긴 수명을 위해 인코넬 클래딩 또는 볼트를 선택하면서 국부 부식 위험이 높은 곳에서는 인코로이 800HT 튜브를 사용할 수 있습니다.
11 선택 기준 및 의사 결정 매트릭스
두 제품군 중에서 선택할 때는 다음 요소를 고려하세요:
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공정 화학: 산화성이 높거나 할로겐화물이 풍부한 스트림은 높은 Ni 및 Mo 인코넬 재종을 선호합니다. 침탄 또는 질화 환경에서는 인코로이 800 시리즈가 선호됩니다.
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작동 온도: 600°C 이상의 극한 기계적 하중의 경우 인코넬 침전 경화 등급은 더 높은 크리프 강도를 제공할 수 있습니다. 침탄이 문제가 되는 600°C~850°C 범위에서 장기간 열 안정성을 유지하려면 인코로이 800H/HT가 가장 적합합니다.
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기계적 부하: 고온에서 높은 정적 또는 주기적 하중은 종종 인코넬 718 또는 이와 유사한 고강도 합금을 정당화합니다.
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제작 및 용접: 일치하는 필러, 용접 절차 및 용접 후 열처리가 실용적인지 고려합니다.
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비용 및 조달: 니켈 함량이 원자재 비용을 결정합니다. 많은 프로젝트가 초기 가격과 수명 주기 비용 및 유지보수 주기의 균형을 맞추고 있습니다.
의사 결정 행렬(단순화)
| 조건 | 추천 가족 |
|---|---|
| 높은 스트레스를 받는 고온 구조 | 인코넬(적절한 경우 718, 625) |
| 심한 화학적 공격, 혼합 산화 및 환원산 | 인코넬 C-276 또는 625 |
| 용광로 튜브, 침탄 대기 | 인콜로이 800H/HT |
| 예산에 민감하고 적당한 부식 및 온도 | 인콜로이 825 또는 800 시리즈 |
| 용접 가능한 비경화성 합금의 필요성 | 인코로이 또는 인코넬 625 |
항상 부식 테스트, 공급업체 데이터 및 코드를 통해 확인하세요.
12. 공급, 비용 및 조달 고려 사항
니켈 시장 가격과 가용성은 합금 선택에 영향을 미칩니다. 니켈 함량이 높고 니오븀과 같은 주요 합금 원소가 포함된 인코넬 등급은 일반적으로 인코로이 800 시리즈보다 킬로그램당 가격이 더 비쌉니다. 대량의 경우 공급업체는 수요와 재고를 반영한 리드 타임이 포함된 소재 견적을 제시합니다. 중요 부품에 대해서는 밀 테스트 보고서와 제3자 검사를 명시해야 합니다. 압력 장비의 경우, 추적 가능한 인증이 필요하고 해당되는 경우 AMS/ASTM 표준을 준수해야 합니다.
13. 환경, 수명 주기 및 수리 고려 사항
니켈 합금을 재활용하는 것은 일반적이지만 에너지 집약적입니다. 현장의 부품 수리 절차에서는 일반적으로 일치하는 필러 합금과 적격 용접 절차를 사용합니다. 표면 처리, 클래딩 및 코팅은 기본 합금 선택만으로는 한계가 있는 경우 수명을 연장할 수 있습니다. 특정 화학 공장에서는 탄소강을 인코넬로 라이닝하거나 클래딩하는 것이 초합금의 전체 부품을 제작하는 것보다 경제적으로 더 유리했습니다. 가동 중지 시간, 예비 부품 및 수리 가능성을 포함한 전체 수명 주기 비용을 평가합니다.
14. 조달을 위한 실용적인 사양 체크리스트
구매 주문서를 발행할 때는 다음 사항을 포함하세요:
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정확한 UNS 번호 및 상품명(예: 인코넬 625 - UNS N06625).
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제품 형태 및 치수.
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열처리 조건 및 경도 제한.
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필수 기계적 특성 및 시험 방법(ASTM E8 인장, 경도).
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해당되는 경우 부식 테스트 요구 사항(ASTM G48, API 또는 고객 지정 테스트).
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추적성 및 인증 수준(EN 10204 3.1 또는 이에 상응하는 수준).
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용접 필러 사양 및 자격 요건.
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표면 상태 및 치수에 대한 검사 및 승인 기준.
완전한 정보를 제공하면 자료 불일치 및 비용이 많이 드는 재작업의 위험을 줄일 수 있습니다.
자주 묻는 질문 15가지
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인코넬과 인코로이는 서로 호환되나요?
아니요. 니켈 성분을 공유하지만 합금 균형과 의도된 서비스 범위가 다릅니다. 철저한 특성 비교 및 자격 테스트를 거쳐야만 대체할 수 있습니다. -
어떤 합금 제품군이 침탄에 더 잘 견디나요?
인콜로이 800 제품군은 침탄 및 질화 환경을 위해 개발되었으며 일반적으로 이러한 용광로 조건에서 더 나은 성능을 발휘합니다. -
높은 온도에서 어느 것이 더 강할까요?
특정 인코넬 등급, 특히 718과 같은 시효 경화성 인코넬은 올바르게 열처리하면 고온 강도와 크리프 저항성이 더 높아집니다. -
인코넬이 인코로이보다 비쌉니까?
일반적으로 니켈 함량이 높고 전략적인 합금 원소로 인해 그렇습니다. 가격은 시장 니켈 가격에 따라 달라집니다. -
인코넬 625를 인코로이 800에 용접할 수 있나요?
이종 합금 용접은 올바른 용가재 선택과 적격 절차를 통해 가능하지만, HAZ 거동과 열팽창 차이를 고려해야 합니다. 테스트 용접 및 절차 인증을 권장합니다. -
사양을 위해 어떤 표준을 참조해야 하나요?
명확성을 위해 제조업체 기술 게시판 및 AMS, ASTM 또는 EN 표준과 같은 업계 사양과 UNS 번호를 사용합니다. 인코넬 625의 경우 AMS 5666을 참조하는 경우가 많습니다. -
바닷물에서 어떤 합금이 더 좋나요?
니켈, 몰리브덴 함유량이 높은 인코넬 재종은 일반적으로 많은 인코로이 재종보다 염화물 환경에서의 피팅 및 틈새 공격에 대한 저항성이 우수합니다. 특정 용도에 대해서는 현장 테스트를 권장합니다. -
인코넬 718의 용접 후 열처리는 얼마나 중요합니까?
매우 중요합니다. 718은 제어된 노화 과정에서 형성된 침전물에서 강도를 얻습니다. 용접 후 열 사이클과 노화는 기계적 특성을 복원하고 균열에 대한 민감성을 감소시킵니다. -
인코로이 합금은 응력 부식 균열에 견딜 수 있나요?
825와 같은 일부 인코로이 등급은 특히 염화산 환경에서 우수한 내성을 제공합니다. 그러나 스트레스, 온도 및 특정 화학 물질을 평가해야 합니다. -
클래딩을 선택해야 하나요, 아니면 전체 합금 구조를 선택해야 하나요?
탄소강을 얇은 인코넬 또는 인코로이 층으로 클래딩하면 일부 서비스에서 경제적으로 사용할 수 있습니다. 선택은 기계적 하중, 부식 정도 및 시공성에 따라 달라집니다. 수명 주기 비용 모델 및 공급업체 지침을 참조하세요.
16 엔지니어 및 조달을 위한 최종 권장 사항
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조달 문서에 정확한 UNS 및 제품 양식을 지정합니다.
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브랜드 친숙도보다는 공정 화학 및 작동 온도에 맞게 합금 선택을 조정합니다.
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안전 또는 압력 봉쇄와 관련된 경우 공장 테스트 인증서와 적절한 비파괴 검사가 필요합니다.
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불확실한 경우, 실제 공정 조건에서 소규모 부식 쿠폰 또는 루프 테스트를 의뢰하여 선택을 검증하세요. 제조업체 기술 서비스에서 도움을 받을 수 있습니다.
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