شعبه ولگودونسک JSC "AEM-technology" (قسمتی از بخش ماشین سازی شرکت دولتی انرژی اتمی روساتوم-آتومنرگوماش) جوشکاری مخازن و کف مخازن Core Flooding هسته ای را برای واحد شماره 1 شروع کرده است. NPP "Akkuyu" (ترکیه).
در ساخت مخازن با سیستم غرقابی غیرفعال هسته ای ، متخصصان Atommash روشهای جوشکاری اتوماتیک را به طور کامل اعمال کردند.و روش های پایه را کنار گذاشته اند. تمام جوش های محیطی به طور خودکار در خارج و داخل جوش داده می شوند. بنابراین ، زمان ساخت مخازن 300 ساعت کاهش یافت. انجام جوشهای نهایی روی یک مورد از مخازن در حال حاضر 9 روز سریعتر انجام می شود.
وزن تانک Passive Core Flooding به طور تقریبی 77 تن بوده ، ارتفاع 10.5 متر و قطر 4.24 متر است. اتوماش مخازن هیدرولیکی سیستم غرقابی سیلابی را برای واحدهای شماره 1 و شماره 3 نیروگاه هسته ای "Akkuyu" که هم اکنون در دست احداث است تولید میکند.
نیروگاه هسته ای "Akkuyu" در ترکیه اولین پروژه جهان در صنعت هسته ای است که بر اساس مدل BOO (تولید-اپراتوری خودکار) اجرا می شود. این پروژه شامل چهار واحد قدرت با راکتورهای VVER روسی از نسل "3+" با افزایش ایمنی و بهبود ویژگی های فنی و اقتصادی است. ظرفیت هر واحد نیروگاه هسته ای 1200 مگاوات خواهد بود.
برای مطالعه آخرین مقالات و اخبار منتشر شده در رابطه با ورق استیل می توانید از وبسایت توان فلز بازدید بفرمایید.
جهت مشاوره فنی در رابطه با استنلس استیل میتوانید از طریق شماره تماس های موجود در این وبسایت با مهندسین متالورژی این شرکت تماس حاصل کرده و مشاوره رایگان دریافت نمایید.
همانند دیگر مواد رایج، فلزات دارای ساختاری دانه ای قابل رویت به شرط بزرگنمایی تصویری و با چشم غیرمسلح هستند. خوردگی بین دانه ای که تحت عنوان حمله بین دانه ای نیز شناخته می شود، گونه ای از خوردگی است که در آن مرز کریستالیت ها یا دانه های مواد بیشتر از قسمت های داخلی آنها مستعد خوردگی است.
حمله سریع به مرزهای دانه می تواند ناشی از دانه هایی باشد که از سطح فلز بیرون می افتند یا سقوط می کنند که این امر نتیجه اش متلاشی شدن استیل می باشد. شکل 1 تصویر سطحی را نشان می دهد که این پدیده در آن در حال اتفاق افتادن است. در حیطه عمل، فقدان ضخامت سطح مقطع و بروز ترک می تواند عواقب مصیبت باری در برخی کاربردها مثل مخازن و محفظه های تحت فشار به وجود آورد.
شکل 1- حمله خوردگی بین دانه ای در مرز دانه ها و سقوط دانه ها
حمله بین دانه ای در ورق استیل آستنیتی
حمله بین دانه ای در ورق استیل آستنیتی هموار ناشی از رسوب کاربید کروم در مرزهای دانه است که نتیجتاً منطقه باریکی از نقصان کروم در مرزدانه پدید می آورد. این حالت حساسیت نامیده می‌شود و در شکل ۲ به طور شماتیک نشان داده شده است. پدیده حساسیت در رابطه با رسوب کاربید های کروم در مرزهای دانه و نتیجه اش به وجود آمدن منطقه باریکی از نقصان کروم در مرزدانه است.
شکل ۲- کمبود کروم در مرزهای دانه یا اصطلاحاً حساسیت
از آنجا که کروم عنصر اولیه آلیاژسازی است و ورق استیل را در برابر خوردگی مقاوم می کند، بنابراین مناطق تهی شده از کروم نسبت به حمله خوردگی تمام عیار، مستعد می باشند. اعتقاد بر این بوده است که این پدیده حادث می‌شود زیرا مقدار کروم مجاور به کاربید ممکن است پایین تر از حد نیاز برای ورق استیل باشد. اگر کاربیدها یک شبکه پیوسته ای روی مرزدانه تشکیل دهند، آنگاه پدیده خوردگی می تواند یک جدایی یا فاصله در مرز دانه به وجود آورد و امکان دارد دانه بیرون بیفتد یا از میان برود.
ته نشینی یا رسوب کاربید کروم
کاربید های کروم در بازه دمایی ۹۵۰ تا ۱۴۵۰ درجه فارنهایت میل به رسوب شدن در مرزهای دانه ای در ورق استیل آستنیتی دارد. هرگونه بروز حرارت در این بازه دمایی در خلال تولید فلز، ساخت آن و یا حین کار بالقوه می تواند استیل را احساس نماید.
عملیات مرسوم چون جوشکاری، تنش زدایی یا رهاسازی تنش و شکل‌دهی داغ می تواند فولاد را در معرض بازه دمایی حساسیت قرار دهد. با استفاده از یک محلول آنیل پس از گرم کاری، تشکیل کاربیدهای کروم به راحتی معکوس می شود. در روش های آزمون که در استاندارد ASTM A262 تعیین شده، موضوع تشخیص استعداد و حساسیت خوردگی بین دانه ای در ورق استیل های آستنیتی به طور مبسوط بیان شده است.
مدت زمان و دمای لازم برای به وجود آمدن زمینه و استعداد خوردگی بین دانه ای به ترکیب شیمیایی آلیاژ ویژه مقدار کربن در آن بستگی دارد. شکل ۳ منحنی های حساسیت بر حسب دما و زمان را برای آلیاژهای نوع ۳۰۴ با مقادیر متفاوت کربن نشان می دهد.
شکل ۳ منحنی های حساسیت بر حسب زمان و دما برای ورق استیل ۳۰۴ به عنوان تابعی از مقدار کربن
برای به حداقل رساندن اثرات خوردگی بین دانه ای در ورق استیل های آستنیتی سه رویکرد به کار گرفته شده است. موادی که حساس شده باشد را میتوان با محلول آنیل و حرارت دهی تا دمایی که در آن کاربیدها حل می‌شوند و مناطق تهی شده از کروم محو می‌گردند، آنیل محلولی نمود. سپس با سرد کردن سریع در محدوده دمایی حساسیت زایی، کربن در محلول حفظ می شود. دمای توصیه شده برای انجام آنیل محلولی بستگی به نوع آلیاژ دارد و معمولاً در محدوده ۱۹۰۰ تا ۲150 درجه فارنهایت با سرد کردن سریع انجام می‌پذیرد. همچنین مقاومت در زمینه خوردگی بین دانه ای با کاستن از محتوای کربن تا سطح پایین تر از 0.03 درصد می تواند حاصل شود. به طوری که در شکل ۳ نشان داده شده است، مقادیر کربن کمتر به سمت نوک منحنی حساسیت بر حسب زمان و دما و به سمت زمان های بیشتر میل می کند. گریدهای کم کربن همچون 304L، 316L و 317L به منظور مقاومت در برابر پدیده حساسیت در خلال عملیات جوشکاری معمول طراحی و ساخته شده اند. اما در هنگام کار، آلیاژهای نام برده شده چنانچه در معرض دمای بحرانی به مدت زیاد قرار گیرند، در زمینه حساسیت نمی‌توانند پایدار و مقاوم باشند. ورق استیل های پر آلیاژ تر و مقاوم تر نسبت به خوردگی همچون آلیاژهای 904L و 7Mo محتوای کربن خیلی کمی دارند و لذا استعداد به خوردگی بین دانه ای معمولاً موجب نگرانی نیست.
افزودن عناصر تثبیت کننده نظیر تیتانیوم، نئوبیوم و تانتالیوم نیز می‌تواند سبب افزایش مقاومت در برابر حساسیت شده، خصوصاً در شرایط مواجهه درازمدت با محدوده بحرانی دما در حین کار. این عناصر تثبیت کننده میل به تشکیل کاربید دارند، لیکن در محدوده دمایی ۱۴۵۰ تا 2250 درجه فارنهایت پایدار تر و باثبات تر از کاربید کروم هستند. زمانی که آلیاژ از دماهای زیاد سرد می شود، کربن با عناصر تثبیت کننده ترکیب می‌شود و برای رسوب کاربید کروم در حدود دمایی پایین تر حساس سازی یعنی ۹۵۰ تا ۱۴۵۰ درجه فارنهایت، غیر قابل دسترسی می باشد. گریدهای آستنیتی تثبیت شده معمولی شامل آلیاژهای ۳۲۱ و ۳۴۷ هستند. جدول زیر عکس العمل های رسوب کاربید را که در استنلس استیل های نوع ۳۰۴ و ۳۴۷ رخ می‌دهد، به طور خلاصه نشان می دهد.
جدول واکنش های رسوبی در ورق استیل ۳۰۴ و ۳۴۷
عکس العمل های رسوب محدوده دما (درجه فارنهایت)
کاربید نئوبیوم حل می شود.
کاربیدهای کروم حل می شوند. دمای ذوب 2250
کاربید نئوبیوم رسوب می کند.
کاربیدهای کروم حل می شوند. 1450 تا 2250
کاربیدهای کروم رسوب می کنند. 950 تا 1450
هیچ واکنشی رخ نمی دهد. 70 تا 950
با گریدهای تثبیت شده، معمولاً عملیات آنیل محلولی استاندارد، تمام کربن قابل دسترسی را کنترل نمی کند. از این رو چنانچه گریدهای تثبیت شده در شرایط آنیل محلولی مدت زیادی در معرض محدوده دمای حساس سازی یعنی ۹۵۰ و 1۴۵۰ درجه فارنهایت قرار می گیرند، آنگاه رسوب کاربید کروم و پدیده حساس سازی حادث می شود. از عملیات حرارتی تثبیت کننده به منظور کنترل و محبوس کردن موثرتر کربن، به وسیله تکمیل واکنش های رسوبی، می توان استفاده نمود. این عملیات عبارت است از قرار دادن و نگه داشتن آلیاژ برای چندین ساعت در گستره دمای ۱۵۰۰ تا ۱۶۰۰ درجه فارنهایت.
خوردگی بین دانه ای در ورق استیل فریتی
اگرچه خوردگی بین دانه ای در ورق استیل فریتی مشابه با خوردگی در ورق استیل آستنیتی است، لیکن برخی تفاوت های مهم وجود دارد. از آنجا که انحلال پذیری نیتروژن در ساختار کریستال فریتی پایین است، لذا رسوب هایی که باعث حساسیت درگریدهای فریتی می شوند هم شامل کاربیدهای کروم می شوند و هم نیترید های کروم.
در رابطه با گریدهای فریتی، پدیده حساسیت در خلال سرد کردن از دماهای بالا اتفاق می افتد. در این دماهای زیاد، کاربیدها و نیترید ها در محلول جای می گیرند و در طول زمان سرد کردن می توانند در مرزهای دانه رسوب نموده و سبب نقصان و تهی شدن کروم شوند. آهنگ با نرخ بالای نفوذ در ساختار فریت، سرد کردن سریع و کافی استیل را جهت پیشگیری از رسوب کاربیدها و نیتریدها در مرزهای دانه، غیر ممکن می سازد. به همین دلیل در اغلب گرید های فریتی تجاری، به وسیله محدود نمودن سطح کربن و نیتروژن و در حد لزوم افزودن عناصر تثبیت کننده همچون تیتانیوم، تانتالیوم یا نئوبیوم، از بروز پدیده حساسیت جلوگیری می کنند.
اگر در یک ورق استیل فریتی، پدیده حساسیت اتفاق بیفتد، این پدیده یا شرایط را می توان با استفاده از انتشار یا نفوذ معکوس کروم در نواحی تهی شده درمان نمود. این راهکار به وسیله نگه داشتن مواد در دمای بین ۱1۰۰ تا ۱۲۰۰ درجه فارنهایت به مدت چند ساعت می تواند انجام پذیرد. روشهای آزمون در استاندارد شماره ASTM A763 تعیین و از نظر تشخیص استعداد و قابلیت در زمینه حمله خوردگی بین دانه ای در ورق استیل فریتی به تفصیل ذکر شده و کاملاً گویا است.
سری آستنیتی، دسته‌ای از ورق های استیل و بسیار مقاوم به خوردگی هستند که شاخصه و ویژگی آنها میزان پایین نیکل در آنها است. همچنین تحت عنوان ورق استیل کروم-منگنز نیز نامیده می شوند. یکی از مهم ترین آلیاژهای این گروه، ورق استیل 321 می باشد. در ادامه به بررسی این آلیاژ پرداخته می شود.
فولادهای آستنیتی هر دو سری 200 و ۳۰۰ را در بر می گیرند. این آلیاژها به وسیله ساختار مکعبی با وجوه مرکزدارشان مشخص می شوند. ساختار کریستالی آنها دارای یک اتم در هر گوشه از مکعب و یک اتم هم در وسط هر وجه مکعب است. این استیل ها با استیل های فریتی متفاوت اند، زیرا ساختار این ها عبارت است از مکعب مرکز دار یا مرکز پر یا اصطلاحاً bcc.
تولید ورق استیل 321
رایج ترین عناصر به کار رفته در تولید ساختارِ کریستالی ورق استیل 321، نیکل، کروم و تیتانیوم می باشد. از این رو، قیمت ورق استیل 321 گرانتر از قیمت ورق استیل 304 و تقریباً مشابه ورق استیل 316 می باشد. از جمله خواص مهمی که ورق استیل 321 با آن شناخته می شود، ضدخش بودن آن می باشد. در سطح بازار وقتی گفته می شود ورق استیل ضدخش، منظور همان ورق استیل 321 می باشد.
خواص ورق استیل 321
ورق استیل 321 مقاوم به خوردگی بوده و در رابطه با مقاومت و پایداری در دماهای بالا نیز موثر است. این ورق استیل در برابر خوردگی شیاری نیز از مقاومت بالایی دارد؛ این نوع خوردگی در محیط‌های آکنده از اسیدهای قوی و مایعات راکد بروز می کند.
ورق استیل 321 همچنین مقاومت عالی در برابر ضربه و چقرمگی مطلوبی دارند؛ حتی در دماهای پایین و برودت. محتوای نیتروژن در ترکیب شیمیایی این استیل -که به عنوان یک تقویت کننده عمل می کند- باعث سختی و استحکام بالای آن می شود. این آلیاژ با توجه به اینکه در خانواده آستنیتی ورق های استیل قرار دارد، غیرمغناطیسی است و اصطلاحاً نگیر می باشد. به عبارتی، آهنربا به ورق استیل 321 نخواهد چسبید.
استیل های آستنیتی خیلی گران تر از استیل های فریتی اند، بنابراین، قیمت ورق استیل 321 تا حدودی گران است. محتوای بالای نیکل، کروم و تیتانیوم، از جمله عوامل تاثیرگذار بر قیمت ورق استیل 321 می باشند. شکل پذیری و داکتیلیتی ورق استیل 321 بسیار مطلوب بوده و در کاربردهای زیادی می توان از آن استفاده کرد.
کاربردهای ورق استیل 321
محدوده کاربردهای ورق استیل 321 تا حدودی گسترده است و در آن دسته نقاطی که مقاومت بالا در برابر خوردگی و همچنین مقاومت در برابر سایش مورد نیاز باشد، از این آلیاژ می توان استفاده نمود. ورق استیل 321 با توجه به مقاومت بالایی که در برابر حرارت دارد، در برخی مواد به جای ورق استیل 309 نیز مورد استفاده قرار می گیرد. این موضوع بدان دلیل است که این آلیاژ نه تنها همان عملکرد ورق استیل 309 را نشان خواهد داد، بلکه قیمت آن نیز پایین از از آلیاژ مذکور بوده و از این رو هزینه ها را می توان مدیریت نمود.
برخی از کاربردهای موردیِ ورق استیل 321 به شرح ذیل می باشد:
• ماشین‌های لباسشویی و ظرفشویی
• مخازن آب داخل
• معماری داخلی و خارجی بنا به شرط آنکه در شرایط و محیط های بحرانی نباشد
• دستگاه ها و صنایع غذایی و نوشیدنی
• صنعت خودروسازی
مقدمه
یکی از انواع ورق‌های استیل که اتفاقاً در ساخت قاشق و چنگال هم کاربرد فراوان دارد، ورق استیل 304 است. در ادامه، با ویژگی‌های این محصول بیشتر آشنا شده و در خصوص کاربردهای آن نیز توضیح خواهیم داد.
کاربرد ورق استیل 304 در صنایع
صنایع مختلف موجود در کشورمان و سرتاسر دنیا، همیشه بر حسب نیاز و کاربری خود به خرید قطعات، دستگاه ها و مواد اولیه اقدام می کنند. زیرا در تمامی گروه های محصولات مختلف، نوع تولید و شرایط استفاده بر اساس استانداردهای خاصی تهیه و تنظیم شده و در تولید کالاها می باید به این موضوع دقت شود. به عنوان مثال، ورق های استیل و فولاد ضد زنگ را در نظر بگیرید که از انواع مدل ها و گریدها تشکیل شده و هر کدام برای مصارف و تهیه دستگاه ها و قطعات خاصی استفاده می شوند.
شاید بتوان از یک گرید خاص در صنایع دریایی استفاده کرد، اما همان گرید را نتوان برای بخش های آزمایشگاهی و یا ساخت بویلر به کار برد. ورق های استیل، با گریدهایی بر حسب اعداد و بعضاً ترکیب اعداد با حروف لاتین شناخته می شوند که البته نوع مواد اولیه به کار رفته در آن ها نیز بر نامگذاری و نوع کاربری آن ها تاثیرگذار خواهد بود.
ورق استیل 304
ورق استیل 304، یکی از انواع فولاد ضد زنگ و از جمله پرکاربردترین آن ها محسوب می شود که پس از گرید 316، بیشترین استفاده را در صنایع مختلف دارد. به صورت کلی، ورق های استیل و فولاد ضد زنگ که به آن استنلس استیل (Stainless Steel) هم می گویند، بر اساس مواد تشکیل دهنده ای که دارند، برای کاربردهای گوناگون مورد استفاده قرار می گیرند. استیل 304، از نسبت 18 درصد کروم و 8 درصد نیکل تشکیل شده است.
نکته جالب توجه اینکه، این محصول به دلیل برخورداری از خواص غیر مغناطیسی که از ساختار آستنیتی آن حاصل می شود، به استیل نگیر نیز شناخته می شود. شایان توجه است که گرید 304، به گرید 316 بسیار شبیه بوده و برای تشخیص تفاوت این دو، می باید تا از روش های شیمیایی برای آنالیز عناصر آن ها استفاده کرد.
مشخصات ورق استیل 304 و انواع آن
همان طور که قبلاً هم اشاره شد، ورق استیل 304 از عناصری مانند کروم، نیکل و دیگر موارد مانند کربن تشکیل شده است. میزان کروم، بین 18 تا 20 درصد بوده و حال آنکه نیکل موجود در آن چیزی بین 8 تا 5/10 درصد است. ضمن اینکه کربن هم در این نوع ورق حضور داشته که 08/0 درصد از آن را تشکیل می دهد.
این محصول به صورت کلی در سه گروه و مدل قرار می گیرد:
- مات
- خشدار
- براق
شایان توجه است که نمونه براق، به عنوان یکی از پرمصرف ترین مدل ها در بازار است. این نمونه با انجام کار پولیش، به گزینه ای براق تبدیل می شود و به همین دلیل، نسبت به دیگر نمونه ها گزینه گران تری است. به دلیل ظاهر خاص آن، برای بخش هایی که ظاهر آن ها مهم است، مورد استفاده قرار می گیرد.
اما در مقابل، نمونه مات، قیمت پایین تری داشته و تنها برای بخش هایی استفاده می شود که ملاک آن زیبایی نبوده و مقاومت در برابر خوردگی اولویت محسوب می شود. در نهایت، مدل خشدار هم با استفاده از شیوه سنگ زنی تولید شده و با این کار شیارهایی بر روی آن ایجاد می شود. به همین دلیل، آلودگی ها و چربی بر روی این نوع ورق مشخص نمی شود. یکی از کاربردهای ورق استیل 304 براق، برای تولید ساعت مچی و جواهرات است.
ویژگی های ورق استیل 304
با توجه به کاربردهای وسیع ورق استیل 304، این نوع ورق به طور حتم از ویژگی های متعدد و مطلوبی سود می برد که به اختصار به آن ها اشاره می کنیم:
- انعطاف پذیری
- مقاومت در برابر خوردگی
- جاذبه مناسب
- مقاومت در برابر زنگ زدگی
- خواص بالا و مناسب اتصال پذیری
- ویژگی های شکل پذیری و فرم دهی مطلوب
- برخورداری از خواص مناسب جوش پذیری
این ورق با وجود تمام ویژگی هایی که دارد، نمی تواند در تجهیزات دریایی مورد استفاده قرار گیرد. زیرا میزان عنصر مولیبدن آن بسیار ناچیز است. از طرفی، میزان مولیبدن در ورق استیل 316 بیشتر بوده و به همین دلیل مقاومت آن در برابر خوردگی نسبت به گرید 304 بیشتر است. اما مولیبدن کمتر باعث می شود تا گرید 304 نسبت به 316 از خواص شکل پذیری بهتری برخوردار باشد.
موارد کاربرد ورق استیل 304
ورق استیل 304، با توجه به ویژگی های مطلوب و مشخصاتی که دارد، در صنایع و بخش های مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد. در ادامه به مهمترین حوزه های کاربرد این نوع ورق اشاره می کنیم:
- لوازم آشپزخانه و تجهیزات مربوط به آن مانند سینک ظرفشویی
- قطعات مربوط به نرده ها و حفاظ ها
- نگهدارنده های مواد شیمیایی
- مبدل های حرارتی
- انواع پیچ و فنر
- اتصال دهنده ها
- بخش معادن و فیلتراسیون آب،
- ساخت وسایل خانگی و صنعتی، ابزار آلات برای بخش ترابری و ساخت مواد غذایی
- ساخت ساختمان و برج برای ایجاد استقامت خارجی در برابر آب و آتش
- ابزار آلات لبنی مانند یخچال و فریزر و پردازش مواد غذایی
- ظروف آزمایشگاهی کارخانه ها
- ساخت تغییر دهنده های انرژی
- استفاده در صنایع پتروشیمی و پالایش نفت
- کاربرد در ساخت انواع میز کار بهداشتی
- ساخت تجهیزات حفاری موجود در معادن مختلف مانند سنگ آهن و معادن کانی
- و...
کاربرد ورق استیل 304 در ساخت قاشق و چنگال
همان طور که اشاره شد، ورق استیل 304، ضد زنگ بوده و این ویژگی باعث شده تا در صنایع مختلف و ساخت ابزارهای گوناگونی از آن استفاده شود. بنابراین، از آنجایی که تجهیزات و لوازم آشپزخانه از جمله قاشق و چنگال، به صورت مداوم با آب سر و کار داشته و می باید همیشه به راحتی تمیز شوند، کاربرد این محصول در ساخت آن ها، امری مهم و حیاتی محسوب می شود.
از طرفی، استفاده از ورق استیل 304 در ساخت قاشق و چنگال باعث می شود تا این موارد راندمان و کاربری راحت و مناسبی داشته و از آنجایی که بحث سلامت افراد هم مطرح است، قاشق و چنگال به راحتی تمیز و ضد عفونی می شوند. ضمن اینکه استفاده از این ورق، بر طعم و مزه انواع خوراکی ها و مواد غذایی، تاثیری نمی گذارد. به طور کلی نمونه های استنلس استیل، به عنوان جایگزین آلیاژهای مس و سرب از سال ها پیش در نظر گرفته شده اند تا ضمن حفظ سلامت افراد، از ایجاد ضرر مالی در پروسه ساخت تجهیزات آشپزخانه و مواردی مانند قاشق و چنگال، جلوگیری شود.