Temperature Element 보호관 재질 개선 검토(SUS → Hastelloy C)

Temperature Element 보호관 재질 개선 검토(SUS → Hastelloy C)

 

 

 

 

1. Temperature Element 및 Thermowell의 역할

Temperature Element는 공정 유체의 온도를 측정하여 DCS로 신호를 전달하는 계측기기입니다.
일반적으로 배관 또는 Vessel에 설치되며, 센서를 직접 유체에 노출하지 않기 위해 Thermowell(보호관)을 적용합니다.
Thermowell의 주요 역할은 다음과 같습니다.

- 고압·고속 유체로부터 Sensor 보호
- 공정 유체의 외부 누출 방지
- 공정 정지 없이 Sensor 교체 가능하도록 기밀 유지

따라서 Well 재질의 내식성은 계측 정확도와 설비 안전성에 직접적인 영향을 미칩니다.

 

 

2. 기존 SUS 재질 적용 시 문제점

SUS(예: 304, 316)는 범용 내식 재질로 널리 사용되고 있으나, 염소가스(Cl₂)와 같은 부식성 유체 조건에서는 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다.

- Pitting Corrosion 발생
- Crevice Corrosion 진행
- Stress Corrosion Cracking 가능성 증가

특히 염소 및 염화물 환경에서는 보호 피막이 손상되어 국부 부식이 가속화될 수 있습니다.
이로 인해 Well 두께 감소, Pin Hole 발생 등이 생길 경우 온도 측정 오지시가 발생하거나, 심할 경우 누출 Risk가 존재합니다.

 

 

3. 부식 발생 원인

염소가스는 산화성이 강하며, 수분이 존재할 경우 부식성이 더욱 증가합니다.
SUS 재질은 표면의 산화 피막으로 내식성을 확보하지만, 염소 환경에서는 이 피막이 파괴되어 국부 부식이 진행될 수 있습니다.
장기 운전 시 계측 신뢰성 저하 및 설비 건전성 문제가 발생할 가능성이 있습니다.

 

4. Hastelloy C 재질 적용 검토

Hastelloy C는 Ni-Cr-Mo 기반의 고합금 재질로, 강한 부식 환경에 적용되는 특수 합금입니다.
주요 특성은 다음과 같습니다.

- 염소 및 염화물 환경에서 우수한 내식성
- Pitting 및 Crevice Corrosion 저항성 우수
- 산화성 및 환원성 환경 모두에 안정적

염소가스 조건에서는 SUS 대비 우수한 내식 성능을 기대할 수 있습니다.

 

 

5. 재질 변경 시 기대 효과

- Well 부식 억제 및 수명 연장
- 온도 측정 오지시 발생 가능성 감소
- Pin Hole 및 누출 Risk 저감
- 유지보수 주기 연장 및 교체 비용 감소

 

 

6. 종합 의견

염소가스와 같은 부식성이 강한 유체 조건에서 SUS Thermowell을 적용할 경우, 장기적으로 부식에 따른 오지시 및 누출 Risk가 존재합니다.

따라서 해당 조건에서는 Hastelloy C와 같은 고내식 합금 재질로 변경하는 것이 계측 신뢰성 및 설비 안정성 확보 측면에서 타당한 것으로 판단됩니다.