해수 환경에서 이중 버터플라이 밸브가 표준으로 선택되는 이유는 무엇일까요?

2026년 6월 22일

복층 및 슈퍼 이중 밸브 이 밸브는 스테인리스강과 듀플렉스 소재로 제작되어 해수 환경에 사용하기에 적합한 표준 제품입니다. 밸브에 사용되는 합금은 페라이트와 오스테나이트를 모두 함유하고 있어 강도와 염화물 저항성이 향상되었습니다.

또한, 슈퍼 듀플렉스는 더 높은 합금 함량과 더 높은 성능을 가진 버전입니다. 표준 듀플렉스보다 공식 및 염화물 응력 부식 균열에 대한 저항성이 더 뛰어납니다.

이 글에서는 그 이유를 더 자세히 살펴봅니다. 이중 버터플라이 밸브 그리고 슈퍼 이중 밸브 해수 환경에 사용하기에 이상적입니다.

듀플렉스 버터플라이 밸브란 무엇인가요?

복층 주택 또는 해수용 버터플라이 밸브 이 밸브는 1/4회전 유량 조절 밸브입니다. 디스크와 본체는 듀플렉스 또는 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강으로 제작되었습니다.

‘'듀플렉스'는 버터플라이 밸브의 종류가 아니라 금속 합금을 가리키는 용어입니다. 이는 오스테나이트-페라이트 미세구조를 가진 강철 합금으로 구성됩니다.

오스테나이트강 내식성과 내구성이 뛰어납니다.
페라이트강 응력 및 응력 부식 균열에 대한 강도를 제공합니다.

이들을 결합하면 각각의 재료보다 성능이 더 뛰어난 소재가 됩니다. 듀플렉스 2205와 슈퍼 듀플렉스 2507은 해수용 버터플라이 밸브에 자주 사용되는 두 가지 등급입니다.

듀플렉스 2205와 슈퍼 듀플렉스 2507의 차이점은 무엇인가요?

듀플렉스 2205와 슈퍼 듀플렉스 2507은 모두 스테인리스강보다 우수한 성능을 보입니다. 하지만 두 소재는 서로 다른 사용 환경에 맞춰 설계되었습니다.

이들 소재의 주요 차이점은 합금 성분에 있으며, 이는 염화물 공격에 대한 저항성에 직접적인 영향을 미칩니다.

2205 등급의 해수용 밸브는 비교적 온화한 환경에 적합합니다. 슈퍼 듀플렉스 2507은 가장 부식성이 강한 해수 및 염수 환경을 견딜 수 있습니다.

각 등급은 다음 기준으로 측정됩니다. 프렌, 즉, 공식 저항 등가 번호. 이는 엔지니어들이 금속이 공식 부식에 얼마나 잘 저항할 수 있는지를 측정하는 데 사용하는 "등급" 또는 점수입니다.

아래는 각 등급별 사양입니다.

듀플렉스 2205 (UNS S31803 / S32205: ASTM A182 F51)

연안 환경에 적합한 PREN 35의 듀플렉스 2205 재질을 사용한 해수용 이중 버터플라이 밸브

크롬 22%, 니켈 5%, 몰리브덴 3%를 함유하고 있습니다.
약 35의 PREN을 달성합니다.
인장 강도는 316L 스테인리스강의 약 두 배에 달합니다(~620MPa 대 ~480MPa).
염수, 냉각수 순환 시스템 및 저염도 연안 취수구를 처리합니다.
해수 접촉이 간헐적이거나 염화물 농도가 10,000ppm 미만으로 유지되는 경우 비용 효율적인 선택입니다.

슈퍼 듀플렉스 2507 (UNS S32750: ASTM A182 F53)

고압 해수 환경에 적합하게 설계된 슈퍼 듀플렉스 버터플라이 밸브로, 심해 부식 저항성을 위해 PREN 43의 2507 합금을 사용했습니다.

크롬 25%, 니켈 7%, 몰리브덴 4%, 질소 0.3%를 함유하고 있습니다.
약 43의 PREN 값을 달성하여 연속 해수 서비스 기준인 ≥40 임계값을 충족합니다.
항복 강도가 약 550MPa에 달하여 더 얇은 벽 두께와 더 가벼운 조립이 가능합니다.
55~80bar에서 작동하는 역삼투압(RO) 고압 공급 라인에 선호됩니다.
해상 해수 양수 시스템, 소방용수 네트워크 및 생산수 주입 라인에 사용되는 표준 자재입니다.

듀플렉스 스테인리스강은 해수에 적합한가요?

네, 듀플렉스 및 슈퍼 듀플렉스 등급은 염화물 함량이 높은 해수 환경에 맞게 특별히 개발되었습니다.

표준 316L 스테인리스강 밸브 염화물 농도가 1,000ppm 이상이면 고온에서 부식이 시작될 수 있습니다. 염수는 19,000~35,000ppm의 염화물을 함유하고 있으므로 대부분의 산업 분야에서 해수를 직접 사용하는 것은 부적합합니다.

해결책은 염도 수준에 따라 듀플렉스 2205 또는 슈퍼 듀플렉스 2507을 사용하는 것입니다.

듀플렉스 2205는 PREN 기준을 약 35까지 높였습니다. 이는 기수 및 염도가 낮은 연안 취수에 적합합니다. 그러나 특히 25°C 이상의 고온에서 고농도 해수를 사용할 경우, 엔지니어는 PREN ≥ 40을 요구합니다.
슈퍼 듀플렉스 2507은 PREN 등급이 약 43입니다. 이 소재는 304 및 316L과 같은 등급에서 흔히 발생하는 염화물 응력 부식 균열에 대한 저항성이 뛰어납니다.

해수용 밸브의 일반적인 재질별 내식성 비교

아래 표는 해수 및 담수화 설비에 사용되는 가장 일반적인 밸브 재질을 비교합니다.

PREN 값이 높을수록 염화물로 인한 부식에 대한 저항성이 우수합니다.

재료	크(크롬) %	모(몰리브덴) %	프렌	해수 적합성
316L 스테인리스 스틸	16세에서 18세	2~3	~24	권장하지 않음: 염화물 농도 1,000ppm 이상일 경우 부식 위험 증가
듀플렉스 2205	22	3	~35	기수 및 염도가 낮은 연안 취수구에 적합합니다.
슈퍼 듀플렉스 2507	25	4	~43	고농도 해수 및 염수 서비스에 적합합니다.
티타늄 2등급	—	—	해당 없음	뛰어난 내구성: 훨씬 높은 비용

듀플렉스 및 슈퍼 듀플렉스 밸브의 주요 장점

엔지니어들이 해수용 밸브를 지정하는 이유는 다음과 같습니다.

점식 및 틈새 부식 저항성

높은 몰리브덴 및 질소 함량은 디스크 가장자리, 스템 및 시트 면에서 염화물 부식을 방지합니다. 이러한 부분은 밸브 어셈블리에서 틈새 부식에 가장 취약한 영역입니다.

높은 기계적 강도

듀플렉스 2205의 항복 강도는 약 450MPa로, 316L의 170MPa에 비해 훨씬 높습니다. 따라서 엔지니어는 압력 등급을 낮추지 않고도 더 얇은 벽 두께의 부품을 설계할 수 있습니다. 결과적으로 해양 구조물 상부 설비에서 무게를 줄일 수 있습니다.

응력 부식 균열에 대한 저항성

듀플렉스강의 페라이트상은 균열 전파를 차단합니다. 순수 오스테나이트강은 인장 응력과 염화물 노출이 복합적으로 작용할 때 균열이 발생합니다. 반면 듀플렉스강은 균열이 발생하지 않는데, 이는 고압 해수 담수화 배관에 있어 매우 중요한 장점입니다.

낮은 수명주기 비용

해수 환경에서 사용되는 경우, 해수 등급 버터플라이 밸브는 316L 버전보다 수명이 두 배 더 길 수 있습니다. 교체 비용 및 가동 중단 시간 단축은 유지 보수가 용이하지 않거나 비용이 많이 드는 해양 환경에서 매우 중요합니다.

넓은 작동 온도 범위

2205 및 2507 등급은 극저온부터 최대 300°C까지 탁월한 성능을 보여줍니다. 이 제품군은 밸브 재질 사양을 변경하지 않고도 하나의 담수화 플랜트 내의 전처리, 역삼투(RO) 및 후처리 공정을 모두 포함합니다.

해수 시스템에서 해수용 밸브의 적용

해수용 밸브는 다양한 해수 시스템 유형에 사용됩니다. 주요 프로젝트 범주는 다음과 같습니다.

해수 담수화 플랜트

해수 담수화 설비는 가장 까다로운 응용 분야 중 하나입니다. 역삼투압(RO) 고압 시스템은 55~80bar의 압력에서 40,000ppm 이상의 염화물을 함유한 염수를 처리합니다. 버터플라이 밸브는 해수 유입 및 여과부터 고압 공급 및 염수 배출에 이르기까지 모든 단계에서 유량을 제어합니다. 슈퍼 듀플렉스 2507은 고압 및 염수 측 밸브에 사용되는 표준 재질 사양입니다.