스텔라이트란? 밸브 트림에 쓰이는 초내마모 합금 정리

스텔라이트

밸브 TRIM(트림)은 디스크, 시트, 스템 등 유체와 직접 접촉하는 핵심 부품입니다. 고온·고압·고속 유체 환경에서는 부품이 마모되거나 손상되기 쉬운데, 이때 트림의 수명을 획기적으로 늘려주는 재료가 바로 스텔라이트(Stellite)입니다. 오늘은 밸브 산업에서 자주 언급되는 고성능 코발트 합금, 스텔라이트에 대해 자세히 알아보겠습니다.

스텔라이트(Stellite)란?

스텔라이트는 코발트(Co)를 기반으로 한 초내마모성 합금입니다. 내마모성, 내열성, 내식성이 매우 뛰어나 고온·고압 환경에서도 안정된 성능을 유지하는 것이 특징입니다. 원래는 칼날, 베어링 등에 사용되었지만, 지금은 밸브 트림, 터빈 부품, 펌프 시트 등으로 용도가 확대되었습니다.

스텔라이트의 주요 성분

• 코발트(Co): 기본 성분, 고온에서도 강도 유지
• 크롬(Cr): 내식성 향상
• 텅스텐(W): 경도 및 내마모성 향상
• 탄소(C): 경화성 부여 (탄화물 형성)
• 그 외: 니켈(Ni), 철(Fe) 등 소량 포함

스텔라이트의 특징 ✅

• 초고경도: HRC 40~55 이상의 경도 제공
• 탁월한 내마모성: 마찰, 침식, 슬러리 유체에도 강함
• 우수한 내식성: 산화, 해수, 화학약품에 견딤
• 고온 안정성: 800℃ 이상에서도 물성 유지
• 균일한 조직: 열팽창이 적고 치수 안정성이 좋음

스텔라이트의 단점 ⚠️

• 가격이 비쌈: 일반 SUS보다 원가가 높음
• 가공 난이도 높음: 초경 합금이라 절삭성이 낮음
• 용접 및 표면 처리 필요: 전체를 스텔라이트로 만들기보다 일부 표면만 처리

밸브 트림에서 스텔라이트의 활용

스텔라이트는 밸브 전체가 아닌, 주로 마모가 심한 트림 부위에 표면 용접 또는 코팅 처리로 적용됩니다. 이는 내구성은 높이고 비용은 줄이는 효과적인 방법입니다.

적용 예시

• 디스크면 + 시트면 → 좌굴, 침식 방지
• 게이트 밸브 슬라이딩면 → 마찰 마모 방지
• 글로브 밸브 시트 접촉부 → 밀봉력 유지
• 고온 스팀 라인 밸브 → 크리프 손상 방지

스텔라이트의 종류 (Stellite Grade)

등급	특징	적용처
Stellite 6	가장 일반적인 등급, 마모 + 내식성 균형	밸브 시트, 디스크
Stellite 12	경도 증가, 침식 저항 향상	고속 유체, 고압 밸브
Stellite 21	인성 우수, 충격 저항 강화	펌프 부품, 충격부위
Stellite 3	매우 높은 경도, 마찰에 최적	커터, 시트 접촉면

밸브 제작 시 스텔라이트 적용 방식

• 표면 용접 (Hardfacing): 밸브 부품에 스텔라이트를 TIG 또는 PTA 용접으로 덧씌움
• 용사(Spray Coating): 가열하여 얇게 분사 코팅
• 절삭 가공품: 고가의 경우, 스텔라이트 환봉에서 직접 가공 (드묾)

스텔라이트가 필요한 현장 조건

• 스팀 압력이 높은 발전소 배관
• 고속 유체가 흐르는 석유화학 밸브
• 슬러리, 모래, 입자가 포함된 유체
• 해수 및 염소 환경
• 잦은 개폐로 마모되는 자동밸브

마무리하며

스텔라이트는 일반 금속으로는 감당하기 어려운 마모, 고온, 부식 환경에 특화된 초합금입니다. 밸브 트림의 수명과 신뢰성을 높이기 위한 선택으로 매우 효과적이며, 특히 고부하 산업현장에서는 필수적인 소재로 자리잡고 있습니다. 오늘 소개한 내용을 바탕으로, 밸브 설계나 유지보수 시 스텔라이트 적용 여부를 고려해보시기 바랍니다. 다음에는 스텔라이트 용접 규격이나 실제 수명 비교 사례도 소개해드릴게요! 😊