1. 표면 거칠기(Ra)란 무엇인가: 스테인리스 표면 품질의 기준
스테인리스의 품질을 판단하는 데 있어 **표면 거칠기(Roughness Average, Ra)**는 핵심적인 지표 중 하나입니다.
Ra는 금속 표면의 **평균적인 미세 요철의 크기(μm 단위)**를 의미하며, 숫자가 작을수록 더 매끄러운 표면을 의미합니다.
예를 들어, Ra 0.2μm는 Ra 1.6μm보다 훨씬 매끈한 표면 상태입니다.
스테인리스는 산업 현장에서 다양한 용도로 사용되기 때문에, 표면 거칠기 기준은 적용 분야에 따라 다르게 설정됩니다.
식품 산업, 제약 설비, 의료기기, 정밀 가공 부품 등은 높은 위생성과 정밀도를 요구하여 Ra 0.4μm 이하의 표면 품질이 요구되며, 일반 배관용이나 구조용 부품은 Ra 3.2μm 이하가 기준이 될 수 있습니다.
2. Ra 측정법의 종류: 접촉식과 비접촉식 측정 방식
Ra 측정은 일반적으로 두 가지 방식으로 나뉩니다.
**첫째, 접촉식 방식(Contact Profilometry)**입니다.
이 방식은 표면 위를 다이아몬드 바늘 같은 센서가 움직이며 요철을 물리적으로 감지해 전기 신호로 변환하고, 그 평균값을 계산합니다.
대표적인 기기는 서페스트(SurfTest), Profilometer 등이 있으며, ±0.01μm의 정밀도를 가질 수 있습니다.
**둘째, 비접촉식 방식(Optical Profilometry)**은 레이저나 백색광 간섭계를 이용해 표면을 스캔하여 3D 형상을 분석합니다.
이 방식은 매우 민감하며, 미세한 손상 없이 측정이 가능하다는 장점이 있습니다.
특히 반도체, 의료기기, 정밀기계 등 극도로 섬세한 표면 품질을 요구하는 분야에서 많이 사용됩니다.
| 접촉식 | ±0.01μm | 기기 저렴, 정밀도 높음 | 곡면 측정 불가, 표면 손상 우려 |
| 비접촉식 | ±0.005μm | 비파괴, 3D 분석 가능 | 장비 고가, 정밀 세팅 필요 |
3. 스테인리스 표면 거칠기 기준: 산업별 요구 조건
스테인리스의 표면 거칠기는 사용 용도에 따라 명확한 기준이 존재합니다.
식음료 및 제약 분야는 위생 설비에서 세균 번식을 방지하기 위해 Ra 0.4μm 이하를 요구합니다.
이는 미세한 홈이나 스크래치에 오염물질이 남지 않도록 하기 위함이며, 대부분 BA(Bright Annealed), EP(Electro-Polished) 마감이 사용됩니다.
일반 산업용 배관, 구조재, 열교환기 등은 상대적으로 거친 표면도 허용되며, Ra 1.6~3.2μm 정도면 충분한 품질로 간주됩니다.
정밀 기계 부품, 정형외과용 의료 부품은 Ra 0.2μm 이하를 요구하기도 하며, 이는 고속 절삭 가공 후 미세 연마와 전해 연마를 병행해야 달성할 수 있는 수준입니다.
✅ 참고 기준 (일반 규격):
- ISO 4287 / ISO 4288 (국제 표면 거칠기 표준)
- ASME B46.1 (미국 기계학회 표준)
- ASTM A480 (스테인리스 표면 처리 관련 표준)
4. Ra 품질 관리의 중요성과 제조 공정에서의 반영
스테인리스 제품의 Ra 수치는 단순한 외관 이상의 의미를 가집니다.
표면이 거칠면 마찰 저항이 증가하고, 부식이 빠르게 진행되며, 미세한 입자나 세균이 부착되기 쉬워져 제품 수명과 위생에 악영향을 미칠 수 있습니다.
이에 따라 가공 공정에서는 연삭(Grinding), 연마(Polishing), 전해연마(Electro-Polishing), 샌드블라스트(Sandblasting) 등 다양한 후처리 기술이 활용됩니다.
특히 고급 품질 기준이 요구되는 제품의 경우, Ra 측정은 출하 전 필수 검사 항목으로 포함되며, 품질관리서(QA)에도 기재됩니다.
제조사는 고객 사양에 따라 표면 거칠기를 수치로 지정하고, 반복 측정과 캘리브레이션을 통해 그 기준을 유지해야 합니다.
✅ 결론: 스테인리스의 Ra는 품질, 위생, 수명까지 결정한다
Ra 수치는 단순한 측정값이 아닌 스테인리스 품질의 핵심 지표입니다.
제품의 용도에 맞는 거칠기 기준을 설정하고, 적절한 측정 방식과 가공 공정을 통해 그 기준을 달성하는 것이 중요합니다.
정확한 Ra 관리는 식품/제약 위생, 의료기기 안정성, 기계 부품 수명 등을 보장하는 기반이 되며, 이를 간과한 제품은 고객 불만과 품질 하자 발생으로 이어질 수 있습니다.
따라서 스테인리스 가공 및 출하 시 Ra 관리는 필수적인 절차이자 경쟁력의 척도로 인식되어야 합니다.