🛠️ NICKEL ALLOY 718 (UNS N07718 / 2.4668) — API 기준 정리
고압(High Pressure)·고온(High Temperature) 환경과 함께
H₂S·CO₂·염화물(Cl⁻) 등이 존재하는 부식성(Severe Corrosive) 조건에서는
강도, 내식성, 응력부식균열(SCC) 저항, 내피로성 등이 필수입니다.
석유·가스(Oil & Gas) 산업에서는 이러한 특성을 만족하는 재료를
**API 규격(CRA – Corrosion Resistant Alloy)**으로 관리하며,
대표적인 재질이 바로 Nickel Alloy 718입니다.
🔍 NICKEL ALLOY 718 (API)란?
Nickel Alloy 718은 Ni–Cr 기반의 석출경화형(PH) 초내열·초내식 합금으로,
γ″(Ni₃Nb)·γ′(Ni₃(Al,Ti)) 석출을 통해 고온·고압 환경에서도 높은 기계적 성질을 발휘합니다.
특히 API에서는 **H₂S 환경(NACE MR0175)**에 적합한
고부식·고응력 조건용 CRA 재질로 규정되며,
subsea, HPHT(High-Pressure High-Temperature) 장비의 핵심 소재로 사용됩니다.
⚙️ 주요 특성 (API 관점)
✔ 1) 고강도 + 고온 안정성
- HPHT(고압·고온) 조건에서도 인장·항복강도 유지
- wellhead, subsea connector 등의 필수 요건 충족
✔ 2) 뛰어난 내식성(Corrosion Resistance)
- H₂S, CO₂, 해수, chloride 환경에서도 우수
- NACE MR0175 / ISO 15156 충족 가능
- Pitting, SCC(응력부식균열), SSC(황화물균열) 저항 우수
✔ 3) 내피로(Fatigue) 성능 우수
- 해양 드릴링·완결 장비(subsea completion)에서 반복 응력에 안정적
- Subsea connector, hanger에서 널리 사용
✔ 4) 우수한 용접성
- 석유가스용 CRA 중 용접 성능이 안정적
- 용접 후 열처리로 균일한 강도 확보 가능
✔ 5) 치수 안정성과 높은 신뢰성
- 극한 환경(고압+부식)에 노출되는 장비에서 치명적 파손 가능성 최소화
- API 6A CRA, 6ACRA에서 필수 조건
🧪 화학 조성 (wt%)
| Ni (니켈) | 50–55 |
| Cr (크롬) | 17–21 |
| Nb + Ta (니오븀 + 탄탈럼) | 4.75–5.5 |
| Mo (몰리브덴) | 2.8–3.3 |
| Ti (티타늄) | 0.65–1.15 |
| Al (알루미늄) | 0.2–0.8 |
| Fe (철) | Balance |
➡ Ni–Cr 기반으로 내식성·내열성 확보
➡ Nb·Al·Ti 석출(γ″·γ′)이 강도 및 내피로성 핵심
➡ Mo로 국부부식(pitting) 저항 강화
📏 기계적 성질 (Solution + Age 기준, API 관련)
| 인장강도 (UTS) | 약 1240 MPa |
| 항복강도 (0.2%) | 약 1030 MPa |
| 연신율 | 12–20% |
| 경도 | 약 330 HB |
| 적용 온도 | 고온 HPHT 조건에서도 안정적 |
➡ API는 특히 SSC, SCC, HIC 등 부식성 파괴 관련 시험을 중요시
➡ 항복·인장 강도뿐 아니라 내식성 보증값을 요구함
📜 주요 API 규격
| API 6A CRA | wellhead & tree 장비 | H₂S 환경용 CRA(내부식성 등급) |
| API 6ACRA | 고압·고내식 특수 CRA | subsea connector, HPHT tool |
| API 17D | Subsea completion equipment | subsea wellhead 부품 |
| API 17H | ROV interface 장비 | 고압 connector, locking device |
➡ API는 “강도 + 내부식성 + 석유가스 환경 적합성”이 핵심
➡ 특히 6ACRA 등급은 극한환경용 최고 CRA 재질 기준
🛢️ 적용 분야 (석유·가스 중심)
⚙ HPHT Wellhead & Completion (고압·고온 유정 장비 및 완결 시스템)
- Wellhead hanger (유정 상부 지지·설치용 부품)
- Subsea connector (해저용 고압 커넥터)
- Packer & sealing parts (패커 및 씰링 부품 / 압력 격리·봉합용 )
- Downhole tools ( 다운홀 작업용 도구·완결 장비 )
🌊 Subsea & Offshore (해저·해양 장비)
- subsea manifolds (해저 매니폴드(유체 분배/수집 장치)
- 고압 커넥터·록킹 장치
- 해양 장비용 고내식 볼트/패스너
🔩 Valve & Pressure Components (밸브 및 고압 장비 구성품)
- Choke/kill valve trim ( 초크/킬 밸브 트림(밸브 내부 작동 부품)
- Bonnet studs (보넷 스터드(밸브 상부 고정용 스터드 볼트)
- 고압 sealing ring
✨ 마무리
**NICKEL ALLOY 718(API 기준)**은
“고압·고온·부식 환경(HPHT+H₂S)에서 강도·내식성·피로 안정성을 동시에 만족하는
가장 신뢰성 높은 CRA(Alloy 718) 재질” 입니다.
API 규격은 석유·가스 특성상
내식성·H₂S 적합성·고압 안전성·균열 저항성이 가장 중요한데,
Alloy 718은 이러한 요구 기준을 모두 충족하여
해양·지상·고압 유정 장비의 핵심 재질로 널리 사용됩니다.
✨ 헴펠스페셜메탈
헴펠스페셜메탈 본사 전경
헴펠스페셜메탈의 한국 대리점 한국티타늄 전경
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jay.park@hempel-metals.com
감사합니다.