탄소 제품 품질 검사 및 허용 기준에 대한 자세한 설명: GB/T, ASTM, ISO 지수 비교
흑연 전극, 등방 가압 흑연 및 재탄화 장치와 같은 탄소 제품의 주요 물리적 및 화학적 지표를 자세히 설명합니다. 벌크 밀도, 저항, 굴곡 강도, 회분 함량 및 질소 함량의 검출 방법을 비교합니다.시간 GB/T, ASTM 및 ISO 표준, 허용 프로세스 및 판단 규칙이 공장에 첨부되어 있습니다.
1. 탄소 제품 검수의 핵심 지표 체계
탄소 제품의 품질은 일련의 물리화학적 지표에 의해 공동으로 정의되며, 서로 다른 카테고리에서는 서로 다른 점에 중점을 둡니다.
| 카테고리 | 핵심 지표 | 보조 지표 |
|---|---|---|
| 흑연 전극(RP/HP/UHP) | 겉보기 비중, 저항률, 휨 강도, 탄성 계수, 회분 함량 | 열팽창 계수 CTE, Y 정밀도(니플), 내산화성 |
| 등방 가압 흑연 | 겉보기 비중, 등방성(D⊥/D∥ 저항률 비), 휨 강도/압축 강도, 쇼어 경도 | 공극률, 입자 크기, CTE, 순도(금속 불순물) |
| 재탄화제(소성 석유 코크스/흑연화) | 고정탄소, 황 함량, 질소 함량, 휘발성 물질, 수분 | 입도 분포, 진밀도(흑연화도) |
| 흑연 도가니/특수 형상 부품 | 겉보기 밀도, 겉보기 기공률, 압축 강도, 열충격 안정성 | 치수 공차, 유약층 무결성 |
2. 항목별 지표 상세 설명 및 검사 방법
1. 벌크 밀도(Bulk Density, g/cm³)
- 의의: 밀도는 강도, 내산화성 및 수명을 직접적으로 결정하는 가장 핵심적인 "경성 지표"입니다.
- 일반적인 값: 일반 전극 1.52~1.58, 고전력(HP) 1.62~1.68, UHP≥1.68, 등방 가압 흑연 1.75~1.90;
- 검사: GB/T 6155 / ASTM C559(건식 치수 측정법) 또는 GB/T 24528(Impregnation법). 검수 시 개별적으로 샘플링하여 검사하며, 동일 배치 내의 편차는 0.02 이하이어야 한다.
2. 비저항(Electrical Resistivity, μΩ·m)
- 의의: 등급 분류 기준(RP≤17, HP 18–25, UHP≥25 A/cm² 전류 밀도에 대응), 전력 소비량 및 허용 전류 밀도에 영향
- 검사: GB/T 6717 / ASTM A1015, DC 4-프로브 또는 전압 강하법, 축 방향으로 3점을 측정하여 평균을 구함.
- 주의: 니플의 저항률은 본체보다 낮아야 하며, 니플에 테이퍼를 장착할 때는 Y 정밀 가공 마크를 확인해야 합니다.
3. 휨 강도(Flexural Strength, MPa) 및 압축 강도(Compressive Strength)
- 대표값: 전극 본체의 굴곡 강도 8~14MPa, 등방 가압 흑연 35~70MPa. 압축 강도는 굴곡 강도의 약 2~2.5배.
- 시험: GB/T 30742(3점 굽힘법)/ASTM C565(인장), ASTM C695(압축);
- 제련 작업 조건에서 진동이 클 때(예: 아크로에서 빈번한 붕괴), 굴곡 강도의 하한은 품질 보증서에 1MPa의 여유를 더하는 것이 좋다.
4. 회분 함량(Ash, %)
- 의의: 흑연 제품 순도의 핵심 지표로, 반도체/원자력 등급 응용 분야에 영향을 미침. 재탄소화제 회분 함량이 높다는 것은 유효 탄소 함량이 낮고 슬래그량이 많다는 것을 의미함.
- 대표값: UHP 전극 ≤0.3%, 등방 가압 흑연 ≤0.1%(고순도일 경우 <50ppm), 재탄소화제 ≤1%;
- 테스트: GB/T 3521 / ASTM C561(850℃ 머플로 소성 후 중량 측정).
5. 황 및 질소(S, N, ppm)
- 재탄소화제: 황 ≤0.05%(일반 회주철은 0.5%까지 완화 가능), 질소 ≤300ppm(고품질 흑연화 재탄소화제 ≤200ppm)——질소 함량이 높으면 주물의 기공과 두꺼운 벽체 부품의 "질소 기공 결함"을 유발할 수 있습니다.
- 측정: 고주파 적외선 탄소-황 분석기(GB/T 35989), 산소-질소 분석기(불활성 용융법).
6. 열팽창 계수(CTE, 10⁻⁶/K)
- 의의: 내열충격의 핵심 파라미터. 니플과 본체의 CTE가 잘 맞지 않으면 연결부가 느슨해질 수 있음.
- 측정: ASTM E228(푸시로드 팽창계), 실온~600℃ 범위.
3. GB/T와 ASTM의 일반적으로 사용되는 표준 비교표
| 항목 | 중국 표준 | 미국 표준 | 국제 표준 |
|---|---|---|---|
| 겉보기 비중 | GB/T 6155 | ASTM C559 | ISO 12985-1 |
| 저항률 | GB/T 6717 | ASTM A1015 | — |
| 굽힘 강도 | GB/T 30742 | ASTM C565 | ISO 12986-1 |
| 압축 강도 | GB/T 1431 | ASTM C695 | ISO 18515 |
| 회분 함량 | GB/T 3521 | ASTM C561 | ISO 12984 |
| 유황 함량 | GB/T 35989 | ASTM C816 | — |
| 흑연 전극 전체 기술 조건 | YB/T 4088 / GB/T 30742 시리즈 | ASTM A1015 시리즈 | — |
국경 간 계약 제안표준 버전 번호 및 중재 검사 기관 명시(예: SGS는 ASTM에 따름) "동일한 지표에 대해 서로 다른 표준 수치가 충돌하는 것"을 방지한다.
4. 입고 검사 절차 및 판단 규칙
- 서류 확인: 품질 보증서(Heat No., 배치, 모든 항목 지표), 포장 명세서, 훈증 증명서(목재 팔레트), 원산지 증명서;
- 외관 검사: 100% 육안 검사——균열, 조각 탈락, 코팅 박리, 나사산 손상(니플의 경우 통과 게이지/노-고 게이지로 10% 샘플링 검사).
- 치수 재검토: 직경, 길이, 니플 구멍 동축도, GB/T 1426 공차표에 따라 20% 샘플링 검사.
- 물리화학적 샘플링 검사: 밀도 및 저항률을 개별적으로 전수 검사(공장에서 데이터를 제공하는 경우 10% 재측정), 강도/회분 함량은 GB/T 2828에 따라 샘플링하여 제3자에게 제출.
- 결정: 어느 한 핵심 지표가 부적합한 경우 → 샘플링을 두 배로 늘려 재검사 → 여전히 부적합한 경우 전체 배치를 거부함. '양보 수령'이 허용되는 경우 반드시 가격을 인하하고 서면으로 기록해야 함.
5. 일반적인 품질 분쟁 및 증거 수집
- 단절 귀인: 파손이 발생한 경우 재료 결함과 작업 조건(재료 낙하로 인한 파손, 부적절한 고정)을 구분해야 합니다. 파손 부위 사진과 파손된 부분을 보관하고 제3자에게 파손 분석을 의뢰합니다.
- 소모 이상: 톤당 강재 전극 소모량을 과거 데이터와 비교하고, 전류 곡선 및 투입재 변화 요인을 제외한 후 청구.
- 일괄 교환: 품질 보증서의 Heat No. 스탬프/잉크젯 마킹과 일치하는지 확인하고, 필요한 경우 회분 함량과 밀도 지문을 비교한다.
검수 기준에 대해 계약 체결 시 논의하는 것이 사후에 시비가 붙는 것보다 중요합니다. 지표, 기준 버전, 샘플링 계획, 재검사 기관, 판정 및 보상 방법을 검수 조항 부속서에 기재합니다.