کاربرد استنلس استیل در سازه های دریایی

تاسیسات دریایی در برخی از دشوارترین شرایط (از نظر خوردگی) و محیط ها تقریبا ۳۰ درصد از تولید نفت خام جهان را تشکیل می‌دهند. با این حال محیط شور دریا سبب وضع استانداردهای ایمنی شدیدی در خصوص سکوهای دریایی می گردد. زیرساخت دریایی اغلب در معرض میزان قابل توجهی از نمک های موجود در هوا و آب هستند. سازه های ساخته شده از فولاد کربنی معمولی مکرر دچار خوردگی می شوند و نیاز به نگهداری و مراقبت منظم دارند. در حالی که سازه های دریایی ساخته شده از فولاد زنگ نزن (استنلس استیل) اینگونه نیستند. در بین این فولادها ورق استیل 316 که به استنلس استیل دریایی معروف است و در پروژها و کارگاه های مستقر در مناطق ساحلی و دریایی مورد استفاده واقع شده است. 

قیمت ورق استیل 316 نسبت به فولادهایی نظیر 304 و استیل های فریتی بالاتر، اما در کاربردهای دریایی این هزینه نسبت به مقاومتی که در برابر خوردگی ارائه می دهد، ارزش دارد.

قیمت ورق استیل 316 نیز به خاطر دارا بودن نیکل بیشتر و حضور مولیبدن در ترکیب شیمیایی این آلیاژ نسبت به گریدهایی نظیر 304 بالاتر است.

ورق استیل یک متریال قوی برای برای ساخت سازه های دریایی می باشد. این فولادها به طور ذاتی نسبت به خوردگی مقاوم هستند، در محیط های دریایی و ساحلی و در رابطه با کاربردهای زیرساختی، نسبتِ به استحکام به وزن بالایی ارائه می کند. بکارگیری استنلس استیل عمر بالای سرویس دهی به همراه مقاومت در برابر فشار شدید و دماهای بالا را تضمین می کند. لازم به ذکر است که با به کارگیری این فولادها، طول عمر سازه های دریایی می تواند تا نزدیک به ۵ برابر در مقایسه با رقبای آن افزایش یابد.

هزینه چرخه عمر

علاوه بر افزایش طول عمر سازه های دریایی، استفاده از استنلس استیل در ساخت تاسیسات دریایی، کمترین هزینه چرخه عمر در حوزه معماری و ساختمان را به همراه داشته است. 

هنگام نصب سازه ها و تاسیسات دریایی، مسئله کاهش وزن یک عامل اصلی محسوب می شود. وزن کم به این معنی است که هزینه ساخت و ساز پایین آمده است، بدین ترتیب اجازه می دهیم لوله های حفاری و تجهیزات بیشتری برای تولید در حوزه تولید و اکتشاف نفت و گاز حمل شود.

گریدهای مورد استفاده در ساخت سازه های دریایی

ورق استیل 316L یک فولاد زنگ نزن آستنیتی برای استفاده در کاربردهای دریایی است. این آلیاژ منجر به افزایش استحکام سازه در دماهای بالا می شود و همچنین از سازه ها در برابر محیط های شدیداً اسیدی محافظت می نماید.

 گریدهای آستنیتی با داشتن ۶ درصد مولیبدن برای غوطه وری در آب دریا استفاده شده اند. با این وجود، با توجه به نوسانات جهانی قیمت نیکل در سنوات اخیر، فولادهای زنگ نزن دوپلکس توسعه یافته اند. 

فولادهای دوپلکس با برخورداری از ترکیب خواص مکانیکی عالی و مقاومت مطلوب در برابر خوردگی تنشی، انتخاب خوب و مناسبی است برای کاربردهای دریایی. استیل 2205 رایج ترین گرید فولاد زنگ نزن دوپلکس برای سکوهای دریایی است.

در حالی که فولادهای دوپلکس کارایی خودشان را برای کاربردهای دریایی به اثبات رسانده اند، لیکن نسل جدید استنلس استیل های دوپلکس که سوپر دوپلکس نامیده می شوند خواص و ویژگی هایی مشابه با ورق استیل های آستنیتی مقاوم در برابر خوردگی آب دریا دارند. همچنین این گریدها خواص مکانیکی بهتری نسبت به گریه های دوپلکس دارند. فولادهای زنگ نزن سوپردوپلکس به واسطه حضور مقادیر بالاتری از نیتروژن، کروم، مولیبدن و نیکل در آن ها متمایز می گردند که البته حضور این عناصر به ارتقاء مقاومت در برابر خوردگی های حفره ای و شیاری می شود. در این رابطه برخی نمونه ها عبارتند از گریدهای 2750 و 2760 که جهت کاربردهای دریایی مخرب تر و تهاجمی تر مورد استفاده واقع می شوند، مثلاً اجزا و قطعات غوطه ور در دریا. 

انتخاب بهترین گرید برای نیازها و کاربردهای خاص در یک تأسیسات دریایی با امری حیاتی به شمار می رود. انتخاب گرید مناسب کاهش هزینه ها را دارد.

کاربرد استنلس استیل در مصارف دریایی

• تجهیزات غوطه ور در دریا: خطوط لوله و شبکه های نفتی، فاضلاب و آب، تجهیزات سکوهای دریایی، مبدل حرارتی کشتی ها و نیروگاه های برق ساحلی، تجهیزات متصل 

به بدنه قایق و کشتی ها.

• اجزای سکوهای دریایی: پمپ ها، مخازن ذخیره سازی، دریچه های تنظیم هوا، لوله های مرکزی، سینی های کابل، راه پله ها، راهروها، خنک کننده های روغن و گاز، جداکننده های گرانشی و غیره.

• قطعات و اجزای روی عرشه برای قایق و کشتی: قلاب های روی عرشه، بست یا قلاب های طناب های لنگر کشتی، زنجیرها و غیره.

• نرده های ساحلی و در خشکی، نردبان ها، تیرهای چراغ و غیره.

تحقیق انجام شده توسط دپارتمان علوم مواد و متالورژی در دانشگاه منچستر تحت عنوان "پیشرفت ها در زمینه استفاده از استنلس استیل جهت سیستم های خط لوله دریایی" نشان می دهد که وزن خشک یک سیستم مستغرق از جنس استیل سوپردوپلکس تا حدود ۱۵ درصد کاهش می یابد. علاوه بر این دریافته اند که به علت استحکام بیشتر استنلس استیل سوپردوپلکس مقدار لوله مورد نیاز برای نصب تأسیسات تا ۳۸ درصد کاهش یافته است. 

فن آوری AEM شروع به جوشکاری مخزن غرقابی Core Flooding می کند

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.

خوردگی بین دانه ای در ورق استیل

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.

ورق استیل های آستنیتی با تمرکز بر ورق استیل 321

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

کاربرد ورق استیل 304 در قاشق و چنگال

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.

ورق استیل 304 در ساخت سینک آشپزخانه

مقدمه

امروزه سینک وسیله ای بوده که در تمام آشپزخانه های منازل و رستوران ها یافت می شود. این لوازم باید از دوام بالایی برخوردار بوده به طوری که طول عمر بالایی داشته و تا مدت های طولانی نیاز به تعویض نداشته باشند. از آنجایی که سینک ها در معرض رطوبت و در تماس زیاد با کاربر قرار دارند باید علاوه بر استحکام و دوام بالا، دارای مقاومت بالایی در برابر خوردگی و خراش باشند.  عمده ترین متریال مورد استفاده در ساخت سینک عبارتند از: فولاد زنگ نزن (استنلس استیل)، چدن، سنگ و گرانیت.

در بین مواد نام برده جهت ساخت سینک، استفاده از فولاد زنگ نزن در قالب ورق به شدت مورد توجه تولید کنندگان سینک بوده است. سینک های ظرفشوئی استیل برای اولین بار در دهه 1930 میلادی معرفی شدند. بنابراین استفاده از ورق استیل (استنلس استیل) برای ساخت سینک قریب به یک قرن سابق دارد. در بین انواع ورق فولادی زنگ نزن نیز استفاده از ورق استیل 304 به وفور در ساخت سینک استفاده می شود. به طور کلی بیش از پنجاه درصد از فروش کل استنلس استیل ها به فولاد زنگ نزن 304 اختصاص دارد. در جدول زیر ترکیب شیمیایی این گرید ارائه شده است.

جدول 1: آنالیز ترکیب شیمیایی استنلس استیل 304

عنصر آلیاژی (%)	استنلس استیل 304	استنلس استیل L 304	استنلس استیل H 304
کربن (C)	07/0	03/0	04/0 الی 08/0
منگنز (Mn)	2	2	2
سیلسیم (Si)	1	1	1
فسفر (P)	045/0	045/0	045/0
گوگرد (S)	03/0	03/0	03/0
کروم (Cr)	5/17 الی 5/19	5/17 الی 5/19	5/17 الی 5/19
نیکل (Ni)	8 الی 5/10	8 الی 12	8 الی 12
نیتروژن (N)	1/0	1/0	1/0
آهن (Fe)	عنصر پایه	عنصر پایه	عنصر پایه

در ادامه ابتدا مروری بر فرایند تولید سینک استیل می شود و پس از آن به چرایی انتخاب ورق استیل 304 جهت ساخت سینک پرداخته می شود.

فرایند تولید سینک استیل

برای تولید سینک، ابتدا ورق استیل در ابعاد مشخصی تحت برش قرار می گیرد. سپس ورق استیل تحت فرایند کشش عمیق کشیده می شود و حوضچه یا لگن سینک ایجاد می شود. این مرحله بوسیله یک پرس هیدرولیک انجام می شود. در ادامه روی سینی سینک شیارهایی توسط دستگاه پرس ایجاد می شود. سپس ظریف کاری ها و ایجاد انحناهایی که باید انجام شود، اعمال می گردد. در آخر سوراخ فاضلاب یا راه آب تعبیه می شود.

دلایل استفاده  از ورق استیل 304 در ساخت سینک

واحدهای تولیدی فعال در اصناف مختلف لوازم خانگی همواره یکی از عمده ترین مشتری ها و مصرف کننده استنلس استیل ها به ویژه گرید 304 هستند. اما عمده ترین دلایل استفاده از ورق استیل 304 در ساخت سینک به شرح زیر است:

مقاومت در برابر خوردگی: مقاومت در برابر خوردگی و زنگ زدگی اصلی ترین دلیل توسعه فولادهای زنگ نزن بوده است. سینک های استیل نیز با مقایسه با موادی که در قسمت مقدمه نام برده از مقاومت به خوردگی بالاتری برخوردار می باشد. به شرط مراقبت و تمیزکاری، تا مدت ها نو به نظر می رسند. در حالی که سینک هایی که از مواد دیگری ساخته شده اند ممکن است پس از مدتی نیاز به تعویض داشته باشند. در جدول شماره یک آنالیز ترکیب شیمیایی استنلس استیل 304 نشان داده شده است. این گرید با دارابودن 5/17 الی 5/19 درصد کروم و 8 الی 10 درصد نیکل در برابر طیف عظیمی از محیط ها همچون محیط های صنایع غذایی و همچنین مواد شیمیایی آلی و معدنی مقاومت خوبی از خود نشان می دهد. ورق استیل 304 در برابر اکثر اسیدهای اکسیدکننده مقاومت می کند. همین ویژگی باعث شده است که به راحتی تمیز شود و به گزینه ای بی بدیل برای مصارف در محیط های آشپزخانه و صنایع غذایی تبدیل شود.

دوام و ماندگاری بالا: علاوه بر مقاومت به خوردگی، فولادهای زنگ نزن مقاومت خوبی در برابر لکه ها، ضربه، سایش، حرارت و خراشیدگی (میزان مقاومت در برابر خراش و فرورفتگی وابسته به ضخامت ورق استیل است) دارند. به عنوان مثال سینک های ساخته شده از مواد چینی با وجود مقاومت در برابر حرارت به راحتی توسط اشیا تیز یا وارد آمدن ضربه آسیب می بینند. همچنین فولادهای زنگ نزن از نسبت استحکام به وزن بالایی برخوردارند که آنها را به گزینه ای مناسب برای بکارگیری در محیط هایی متکی بر شرایط بهداشتی همچون آزمایشگاه ها هستند، تبدیل کرده است.

تمیزکاری آسان: شکی نیست که رعایت اصول بهداشتی در هر آشپزخانه ای از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. استنلس استیل ها ذاتا آنتی باکتریال نیستند. اما سطح این فولادها به گونه ای نیست که باکتری ها به آنها بچسبند و به راحتی تحت تمیز کاری و شستشو قرار می گیرند. این مورد یکی دیگر از دلایل برتری سینک های استیل در مقایسه با دیگر مواد می باشد. در کنار این ویژگی ها همانطورکه پیش تر نیز ذکر شد که گرید 304 در مقابل اکثر اسیدهای اکسید کننده مقاومت خوبی داشته و به راحتی به همین دلیل به راحتی تمیز می شود. این ویژگی دلیل دیگری برای ساخت سینک از جنس استیل 304 می باشد.

سهولت تولید: یکی از عمده ترین ویژگی های ورق استیل 304، شکل پذیری بسیارخوب  این گرید می باشد. این فولاد می تواند بوسیله فرایندهایی نظیر کشش عمیق بدون نیاز به عملیات آنیل حین فرایند شکل دهی، تحت فرم دهی قرار گیرد. این ویژگی یکی از مهمترین دلایلی است که منجر به کاربرد استنلس استیل 304 در ساخت سینک شده است. زیرا معمولا سینک های استیل بوسیله فرایند کشش عمیق و پرس هیدرولیک ساخته می شوند.

مقرون به صرفه بودن از نظر اقتصادی: برای خرید سینک استیل نیازی نیست که هزینه بسیار بالایی پرداخت شود. زیرا با توجه به عمر کاری بالایی که سینک های استیل در مقایسه با دیگر سینک ها دارند این هزینه، مقرون به صرفه می باشد.

در کنار ویژگی های فوق، سطح درخشان سینک استیل می تواند با هر آشپزخانه ای با هر نوع دیزاین و طراحی ست شود.

ورق استیل 304 با چه سطحی برای ساخت سینک مناسب است؟

ورق استیل 304 معمولا با سطوح مات تک پولیش (No.1) و دو پولیش (No.4)، براق (BA)، خشدار روکش دار (No.4)، طرح دار و دانه گندمی (EE) به بازار ارائه می شوند. هر کدام از این سطوح ویژگی های منحصر به فرد خود را دارند. در این بین ورق استیل دانه گندمی بیشترین قیمت را دارد. پس از این گرید ورق استیل خشدار، براق و مات تک پولیش و دو پولیش در رتبه های بعدی قرار می گیرند. معمولا برای ساخت سینک از ورق استیل مات و براق استفاده می شود. زیرا هرچه سطح ورق استیل صاف تر باشد در برابر خوردگی نیز مقاوم تر است. قیمت ورق استیل براق در مقایسه با ورق مات بالاتر است در نتیجه سینک های استیل ساخته شده از ورق استیل 304 با سطح براق قیمت تمام شده بالاتری دارند.

ورق استیل در کاربردهای پتروشیمی

نگاهی اجمالی به تولید شیمیایی

تولید شیمیایی در بسیاری از صنایع - از جمله مهندسی پتروشیمی، صنایع کاغذ سازی، آبکاری و مواد شیمیایی- دخیل است. صحبت از تولید شیمیایی مصادف با تاثیر خوردگی، دمای بالا و فشار زیاد می باشد.

اسیدها، بازها و نمک های مختلف در فرآیندهای شیمیایی به کار می‌روند، مانند برج ها، مخازن ایستاده، خطوط لوله صلیبی و متقاطع و دودهای صعود کننده. از این رو اغلب تجهیزات و تاسیسات شیمیایی از موضوع خوردگی متوسط، درجه حرارت بالا و فشار زیاد نمی توانند خلاصی یابند. به خاطر تولید مداوم و بی خطر، کارخانه های شیمیایی میزان قابل‌توجهی ورق استیل در تاسیسات شان استفاده می کنند.

مواد مورد نیاز تجهیزات پتروشیمی

تاسیسات و تجهیزات پتروشیمیایی همیشه عظیم هستند، با داشتن مخازنی با قطر چندین متر و ارتفاع ده ها متر. پس از شکل دهی تجهیزات و جوشکاری آنها، مشکل بتوان عملیات حرارتی انجام داد. حال آنکه هر دوی این ها تاثیر منفی بر مقاومت خوردگی ویژگی‌ها و خواص مکانیکی ورق استیل خواهند داشت. مثلاً شکل دهی گرم و جوشکاری سبب حساسیت ورق استیل خواهد شد و مقاومت خوردگی بین دانه ای آن را تحت تاثیر قرار می دهد. تنش پسماندی که در خلال شکل دهی و جوشکاری به وجود آمده تحت شرایط مختلف، آسیب ناشی از خوردگی تنشی به بار خواهد آورد. شکل‌دهی و جوشکاری، خواص مکانیکی نواحی جوش را نیز تغییر می دهد. بنابراین در اکثر تجهیزات پتروشیمیایی، جهت حفظ مقاومت خوردگی کافی و مناسب و نیز برخورداری از خواص مکانیکی مطلوب، به خصوص مقاومت خوردگی بین دانه ای و چقرمگی و پایداری بدون گرم کاری، پس از شکل دهی و جوشکاری تجهیزات، ضروری است از ورق استیل استفاده شود.

ورق استیل جهت ساخت تجهیزات پتروشیمیایی

ورق استیل آستنیتی کروم-نیکل دار یا کروم-نیکل-مولیبدن دار به خاطر داشتن مقاومت خوردگی خوب، انعطاف پذیری و نرمی مناسب، چقرمگی خوب، شکل پذیری و جوشکاری خوب، گسترده ترین کاربرد را در صنایع و تجهیزات پتروشیمیایی دارند. به منظور برآوردن نیاز به مقاومت خوردگی بین دانه ای در فرآیند عملیات حرارتی و جوشکاری، اغلب در صنایع پتروشیمی گریدهایی از ورق استیل به کار می‌رود که حاوی عناصر تثبیت کننده نظیر تیتانیوم، نئوبیوم و غیره باشند.

به عنوان مثال گریدهای ۳۲۱ و ۳۱۶ گزینه‌های ترجیحی برای این منظور می‌باشند. با توسعه و پیشرفت صنعت و تکنولوژی متالورژی، ورق استیل های کم کربن، فوق کم کربن و نیتروژنی، به لحاظ مقاومت بهترشان در برابر خوردگی های بین دانه ای و حمله‌های خط چاقو، به طور گسترده و روز افزون مورد مصرف قرار می گیرند.

از آنجا که ورق استیل حاوی میزان بیشتری از عناصر آلیاژی می باشد، لذا از نظر قیمت گران تر است. بنابراین در خصوص چنین موادی می بایست صرفه اقتصادی را در نظر بگیریم. زمانی که مخازن شیمیایی فشار زیاد و دیوارهای قطور دارند همیشه با پوسته یا قشر محافظی از جنس فولاد کربنی یا آلیاژ ضعیفِ با استحکام زیاد ساخته می شوند، حال آنکه در آستر یا لایه داخل آن از ورق استیل استفاده شده است. این ساختار می‌تواند به میزان زیادی از ورق استیل محافظت نماید ضمن اینکه کیفیت و بهره‌وری تجهیزات را نیز تضمین می‌کند.

ورق استیل مقاومت زیادی نسبت به خوردگی در محیط های اسیدی اکسیدکننده ضعیف و متوسط نشان می دهد، لیکن کارایی آن تحت شرایط اسیدهای غیر اکسید کننده، اسیدهای اکسید کننده قوی و کلریدها کاهش می‌یابد. استیل آستنیتی اساساً بر علیه اسیدها بکار می رود اما برای اسیدهای غیر اکسید کننده چون اسید سولفوریک، اسید هیدروکلریک و اسید استیک، ورق استیل های حاوی نیکلِ افزوده به علاوه عناصر مولیبدن، مس و سیلیسیم قویاً توصیه می‌شوند.

معرفی ورق استیل 410

مقدمه

ورق استیل 410 در گروه فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی قرار داشته و همچون دیگر استنلس استیل های مارتنزیتی دارای خاصیت مغناطیسی است (استنلس استیل 410 در هر دو حالت آنیل شده و سخت شده مغناطیسی می باشد). این گرید دارای مقاومت به خوردگی مطلوبی به همراه استحکام و سختی بالاست. ورق استیل 410 عملیات حرارتی پذیر بوده و طی این فرایند خواص مکانیکی آن افزایش می یابد. این آلیاژ دارای 5/11 تا 5/13 درصد کروم می باشد. این عنصر اصلی ترین عنصر آلیاژی در ترکیب شیمیایی ورق استیل 410 بوده و میزان آن در مقایسه با فولاهای زنگ نزن آستنیتی به مراتب کمتر است (حداقل میزان کروم در ترکیب استنلس استیل های آستنیتی سری 300، 16 الی 18 است ). مقدار نیکل نیز در این آلیاژ به یک درصد نمی رسد (حداقل میزان نیکل در ترکیب شیمیایی استنلس استیل های آستنیتی سری 300، 8 درصد است). به همین دلیل به طور کلی ورق استیل 410 دارای مقاومت به خوردگی کمتری نسبت استنلس استیل های آستنیتی سری 300 و استیل فریتی 430 (حاوی 16 تا 18 درصد کروم) می باشد. معمولا از این فولاد در شرایطی که نیاز به مقاومت به خوردگی متوسط و استحکام و سختی بالاست استفاده می شود.

 گرید S 410 نسخه کم کربن و اصلاح شده ورق استیل 410 می باشد. همچنین ورق استیل S 410 (non-hardenable) برخلاف استیل 410 (hardenable) بواسطه عملیات حرارتی سختی اش افزایش نمی یابد. در واقع ورق استیل S 410 عملیات حرارتی پذیر نیست. این گرید جوش پذیری بهتر و خواص مکانیکی کمتری نسبت به استیل 410 دارد. ورق استیل S 410 علاوه بر کربن کمتر، مقداری تیتانیم (حداکثر 2/0 درصد) نیز در ترکیب خود دارد. افزودن تیتانیم منجر به کاهش تشکیل فاز آستنیت در دماهای بالا می شود. ورق استیل S 410 در حالت آنیل دارای ساختار کاملا فریتی است. همانطورکه گفته شد این گرید توسط عملیات حرارتی سخت نمی شود. این ویژگی از ترک ها حین جوشکاری و زمانی که در معرض دمای بالا قرار می گیرد جلوگیری می کند. معمولا زمانی که از دمای بحرانی (critical temperature) سریع سرد می شود نیز داکتیل و نرم باقی می ماند. رفتار مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون این گرید مشابه با ورق استیل 410 می باشد. با این حال برای کاربردهایی که زیبایی ظاهری مهم است استفاده نمی شود زیرا مستعد خوردگی حفره ای به صورت موضعی می باشد.

ترکیب شیمیایی ورق استیل 410

جدول 1: آنالیز ترکیب شیمیایی ورق استیل 410

عنصر آلیاژی (%)		استیل S 410	استیل 410
کربن (C)	کمترین مقدار (min)	-	08/0
	بیشترین مقدار (max)	08/0	15/0
منگنز (Mn)	کمترین مقدار (min)	-	-
	بیشترین مقدار (max)	1	1
سیلسیم (Si)	کمترین مقدار (min)	-	-
	بیشترین مقدار (max)	1	1
فسفر (P)	کمترین مقدار (min)	-	-
	بیشترین مقدار (max)	04/0	04/0
گوگرد (S)	کمترین مقدار (min)	-	-
	بیشترین مقدار (max)	03/0	03/0
کروم (Cr)	کمترین مقدار (min)	5/11	5/11
	بیشترین مقدار (max)	5/13	5/13
نیکل (Ni) – بیشترین مقدار (max)		6/0	75/0
تیتانیم (Ti) – بیشترین مقدار (max)		2/0	-
آهن (Fe)		عنصر پایه	عنصر پایه

خواص مکانیکی ورق استیل 410

جدول 2: خواص مکانیکی ورق استیل 410 در دمای اتاق

رده آلیاژی	استحکام کششی نهایی (MPa)	استحکام تسلیم (MPa)	الانگیشن (%)	سختی
	UTS (MPa)-min	YS (%2 proof stress) (Mpa)	E ( % in 50 mm)-min	راکول (HR B)
410	515	310	25	80
S 410	461	238	27	72

خواص فیزیکی ورق استیل 410

جدول 2: خواص فیزیکی ورق استیل 410

خواص فیزیکی استیل 410
چگالی (g/cm3)		8/7
دمای ذوب (C֯)		1530 - 1480
مدول الاسیسیته (GPa)		200
مقاومت الکتریکی (m.Ωn)		570
رسانایی حرارتی (m.k / W)	C ֯ 100	9/24
	C ֯ 500	7/28
ضریب انبساط حرارتی (C ֯ / m / mµ)	C ֯ 100 - 0	9/9
	C ֯ 315 - 0	11
	C ֯ 538 - 0	5/11

مقاومت به خوردگی ورق استیل 410

مقاومت به خوردگی ورق استیل 410 می تواند بواسطه فرایندهایی نظیر عملیات حرارتی (عملیات سخت کردن – Hardening و تمپر ) و پولیش (هر چه سطح فولاد صاف تر باشد مقاومت به خوردگی افزایش می یابد) بهبود یابد. معمولا این فولاد پس از عملیات حرارتی مقاومت خوبی در برابر هوای خشک، بخار، گازهای داغ، آب شیرین، اسیدهای غذایی، مواد شیمیایی ملایم و قلیایی از خود نشان می دهد.  همچنین ورق استیل 410 در برابر نیتریک اسید، سولفوریک اسید غلیظ، استیک اسید رقیق و نفتا مقاومت به خوردگی رضایت بخشی ارائه می دهد. این فولاد معمولا در شرایط آنیل شده، مقاومت به خوردگی ضعیفی دارد و استفاده از آن توصیه نمی شود. 

مقاومت به اکسیداسیون ورق استیل 410

ورق استیل 410 در سرویس دهی های پیوسته تا دمای C ֯ 700 و در سرویس دهی های متناوب تا دمای C ֯ 815 مقاومت به اکسیداسیون خوبی از خود نشان می دهد. اگرچه خواص مکانیکی این فولاد در محدوده دمایی C ֯ 580 – 400 افت می کند.

عملیات حرارتی استیل 410

سیکل عملیات حراتی استنلس استیل 410 شامل مراحل ذیل می باشد:

عملیات آنیل (Annealing): حرارتی دهی یکنواخت تا C ֯ 900 – 816، سپس سرد کردن در کوره تا دمای C ֯ 593 و در نهایت سرمایش در هوا.

آنیل فرایندی (Process Annealing): حرارت دهی تا C ֯ 788 – 732 و سرمایش در هوا.

عملیات سخت کاری (Hardening): حرارت دهی در محدوده دمایی C ֯ 1010 – 927 و سرمایش در هوا یا روغن. لازم است که پس از این مرحله عملیات تنش زدایی یا تمپز انجام شود.

عملیات تنش زدایی (Stress Relieving): حرارت دهی در بازه دمایی C ֯ 427 – 149 به مدت 1 الی 2 ساعت و سرمایش در هوا.

عملیات تمپر (Tempering): حرارت دهی در محدوده دمایی C ֯ 760 – 593 به مدت 1 الی 4 ساعت و سرمایش در هوا.  

همانطورکه در قسمت مقدمه اشاره شد ورق استیل S 410 عملیات برخلاف گرید 410 عملیات حرارتی پذیر نیست. این فولاد معمولا پس از کار سرد جهت از بین کرنش های ناشی از این فرایند تحت عملیات آنیل قرار می گیرد. سیکل عملیات آنیل ورق استیل S 410 شامل حرارت دهی در محدوده دمایی C ֯ 899 – 871 و سرمایش در هواست.

شکل پذیری ورق استیل 410

ورق استیل 410 کارپذیری معقولی در حالت سرد از خود نشان می دهد. معمولا در شرایط آنیل شده می تواند تا حدودی تحت فرایندهایی نظیر کشش قرار گیرد.

جوش پذیری ورق استیل 410

جوشکاری فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی به خاطر قابلیت سختی پذیری این فولادها با محدودیت هایی روبروست. در جوشکاری ورق استیل مارتنزیتی با ضخامت کم که میزان کروم آن ها کم است نیازی به عملیات پیش گرمایش تا دمای C ֯ 260 لازم نیست. اما پس از جوشکاری جهت دستیابی به خواص مطلوب عملیات حرارتی در نظر گرفته می شود. البته ورق استیل 410 در بین استنلس استیل های مارتنزیتی بهترین جوش پذیری را دارد. عمده ترین تفاوت این گرید با دیگر فولادهای مارتنزیتی مربوط به میزان کربن است. پایین تر بودن میزان کربن در ترکیب ورق استیل 410 نیاز به عملیات حرارتی پس از جوشکاری را خذف می کند. بین گریدهای 410 و S 410 نیز ورق استیل S 410 به دلیل اینکه کربن کمتری دارد جوش پذیری بهتری دارد.

کاربردهای ورق استیل 410

عمده ترین کاربردهای ورق استیل 410 شامل بکارگیری در ساخت پره های توربین گازی و بخاز، ظروف آشپزخانه، برج های تقطیر پتروشیمی و تجهیزات پزشکی می باشد.

تهیه ورق استیل 410

 امروزه بسیاری از واحدهای صنعتی جهت پیشبرد اهداف خود نیازمند فولادهای زنگ نزن هستند. بدین جهت شرکت فلزپایا با واردات انواع ورق های استنلس استیل همچون ورق استیل 410 و راه اندازی وب سایت فروشگاهی در این زمینه دسترسی فعالان صنعتی به این فولادها را میسر کرده است. 

استعلام قیمت ورق استیل

مروری بر مشخصات و ویژگی های ورق استیل

ورق های استنلس استیل که از آنها با نام ورق استیل یاد می شود همچون فولادهای معمولی تحت خوردگی و زنگ زدگی قرار نمی گیرند. این نوع فولاد تفاوت قابل ملاحظه‌ای با فولاد کربنی به دلیل میزان کروم موجود دارد، که بر خلاف فولاد کربنی خوردگی سطح را محدود می سازد. فولاد کربنی در مقابل هوا یا هر نوع رطوبت در هوا زنگ می زند.

 به دلیل ویژگی هایی نظیر مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون استنلس استیل ها یه عنوان یکی از محبوب ترین آلیاژها به شمار می روند. این فولادها از نظر ساختار فازی به گروه های آستنیتی، فریتی، مارتنزیتی، دوپلکس و رسوب سختی تقسیم می شوند. فولادهای آستنیتی به دو گروه سری 200 و 300 تقسیم می شوند که کاربردهای سری 300 به مراتب بیشتر است. استنلس استیل های سری 200 و 300 بنابر دارا بودن ساختار آستنیتی دارای خواص غیر مغناطیسی هستند. در بین سری 300 از استنلس استیل های آستنیتی ورق استیل 304 بیشترین کاربرد را دارد. پس از این گرید ورق استیل 316 بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.

 فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی و فریتی که تحت عنوان سری 400 نیز شناخته می شوند دارای خواص مغناطیسی هستند. این فولادها در مقایسه با استنلس استیل های آستنیتی کمر مورد استفاده قرار می گیرند. معروفترین و شناخته شده ترین رده آلیاژی در بین سری 400 از استنلس استیل ها ورق استیل 430 (ورق استیل بگیر) می باشد.

استنلس استیل های دوپلکس حاوی مقادیر برابری از فازهای فریت و آستنیت هستند که با دارابودن نیکل کمتر در مقایسه با فولادهای آستنیتی اما خواصی همچون این فولادها را از خود نشان می دهند.   

کاربرد‌های ورق استیل

در صورت نیاز به نگهداری کم و مقاومت در مقابل خوردگی، انتخاب ورق های فولادی ضد زنگ گزینه‌ای طبیعی بوده و در طیف گسترده‌ای از کاربرد‌ها از معماری جهت بکارگیری در نمای ساختمان تا صنایع غذایی، نفت و گاز، تولید برق، تولید لوازم خانگی و.... را شامل می شود. در ادامه به نمونه ای از این کاربردها شاره می شود.

کاربرد صنعتی ورق استیل

انواع ورق استیل معمولا به صورت کویل و ورق های فابریک تولید می شود که شاخه های مختلفی از صنعت همواره از ورق استیل استفاده می کنند. مثال هایی از صنایع مصرف کننده ورق های فولادی زنگ نزن در ذیل آمده است:

مخازن سوخت و مواد شیمیایی

کارخانه‌های شیمیایی و پترو شیمی‌

صنایع دارو سازی و غذا در صورت نیاز به محیط‌های پاکیزه

ساخت لوازم پزشکی

ساخت لوازم خانگی همچون تجهیزات آشپزخانه

صنایع حرارتی همچون کوره سازی

صنایع برودتی

بکارگیری در صنعت هوایی

ساخت و ساز، معماری نوین

ساخت قطعات و اجزای کابین آسانسور (از ورق استیل طرح دار و دانه گندمی استفاده می شود)

ورق استیل و فواید زیست­ محیطی آن

سالهای متمادی است که از فولاد در ساخت­ و ساز، کاربردهای مهندسی، تزیینات مناظر طبیعی، فضای درونی سازه ها، سازه های دریایی و هنر (مجسمه سازی) استفاده می شود. فولاد از رایج ترین مواد ساخت و ساز است که در تمام دنیای صنعت از آن استفاده می شود. این ماده محکم، بادوام، چند منظوره (قابلیت کاربرد فراوان) و قابل بازیافت است. فولاد زنگ نزن (استنلس استیل) علاوه بر موارد یاد شده، مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی دارد و عملا به نگهداری نیاز ندارد. فولاد زنگ نزن شکل پذیری بالایی دارد و می توان آن را به شکل های مختلفی همچون ورق، لوله، میلگرد و پروفیل درآورد. در این بین ورق استیل (ورق استنلس استیل) بخش عمده ای از تولیدات انواع مقاطع مختلف فولاد زنگ نزن را به خود اختصاص داده است.

فولاد علاوه بر این که یکی از بهترین گزینه ها برای بسیاری از پروژه های ساخت و ساز است، با محیط زیست نیز سازگار است. در این بخش به برخی از مزایای کار با فولاد، به ویژه فولاد زنگ نزن که به محیط­زیست نیز کمک می کند، نگاهی می­اندازیم.

سرعت ساخت

یکی از عمده ترین ویژگی های بکارگیری ورق استیل در ساخت و ساز کوتاه بودن زمان ساخت و نصب فریم های ساخته شده از این فولادها می باشد. اکثر محصولات فولادی از قبل در کارخانه آماده شده و برش خورده اند. سپس این محصولات از پیش­آماده شده پس از تحویل به راحتی با جوش یا بست­های مکانیکی به یکدیگر متصل می شوند. به همین دلیل به نیروی انسانی کمتری نیاز است و کربن کمتری هم در کارگاه تولید می شود زیرا تقریبا هیچ دور ریز و ضایعاتی وجود ندارد. در نتیجه زمان ساخت و مصرف انرژی کاهش می یابند.

تهویه طبیعی و روشنایی روز

عمر طولانی ورق استیل به ما این امکان را می دهد تا از پنجره های بزرگ و سیستم های کرتین وال شیشه ای استفاده کنیم. در برخی سیستم های کرتین وال میزان روشنایی طبیعی ورودی تقریبا نامحدود است. تاثیر مستقیم روشنایی طبیعی بر خلاقیت و وضع روحی انسان ها ثابت شده است. همچنین می­دانیم که انسان ها زمانی که در معرض نور خورشید هستند بهتر کار کرده و افسردگی کمتری را تجربه می­ کنند.

با استفاده از پنجره­های بازشو با قاب­های باریک از جنس استنلس استیل می­توان از تهویه طبیعی استفاده کرد. هوای تازه به سلامت و تنفس بهتر انسان کمک کرده و نیاز به تهویه مکانیکی را کاهش می دهد.

 تاثیر بکارگیری ورق استیل بر بازده انرژی

سیستم های دیواره های خارجی ساخته شده از جنس ورق استیل گزینه عالی برای افزودن عایق بین بخش های مختلف سازه به حساب می آیند. فریم های فولادی نیز برای استفاده در نماهای خارجی ضد باران (rain screen) گزینه عالی هستند. این نماهای خارجی را همچنین می توان با استفاده از استنلس استیل نیز ساخت. با این کار به علت عایق سازی بهتر و توانایی نمای خارجی در حذف سریع رطوبت، درون ساختمان در فصل های سرد سال گرم، در فصل های گرم سال سرد و در آب و هوای شرجی عاری از رطوبت است. این ویژگی باعث کاهش هزینه سرمایش و گرمایش می شود و در نتیجه مصرف انرژی کمتری را در پی دارد و از فشار موجود بر ذخایر سوختی نفت، گاز و زغال سنگ می­کاهد. این ویژگی مصرف برق را نیز کاهش می دهد.

دوام بالا

ورق استیل و دیگر مقاطع تولیدی از فولاد زنگ نزن با طول عمر خارق العاده ای که دارد برای ساخت سازه ها و پوشش های محافظ مانند نمای خارجی و داخلی، سقف ها و سطح خارجی سازه های دریایی در مقایسه با چوب دوام بیشتری دارد. سازه های فولادی برای استفاده در پروژه­هایی که باید در مقابل عوامل طبیعی مانند بادهای شدید، رطوبت و نمک دریا مقاوم باشند، مناسب هستند. ورق استیل 316 و 304 نمونه از رده آلیاژی در بین استنلس استیل ها که در ساخت سازه ها مورد استفاده قرار می گیرند.

ورق استیل به علت خاصیت ضدخوردگی بسیار با دوام است، زنگ نمی زند و در تماس با آلاینده­ها آسیب­ نمی بیند. همچنین باید خاطر نشان کرد که استنلس استیل در مقایسه با سایر فلزاتی که در ساخت­ و ساز به کار می روند، در برابر آتش مقاوم تر است.

استفاده مجدد از ورق استیل

ورق استیل و به طور کلی انواع مقاطع تولید شده از استنلس استیل ها را می توان مجددا استفاده کرد یا بازیافت نمود. این ویژگی­ها تاثیر مثبتی بر محیط زیست دارند. استفاده یا تولید مجدد فولاد زنگ نزن به معنی استفاده کمتر از منابع طبیعی مانند جنگل ها است. جنگل­ها برای تصفیه هوا ضروری هستند و هوای پاک تری برای تنفس تولید می کنند.

به گزارش انجمن جهانی فولاد، فولاد قابل بازیافت ترین ماده در جهان است. سیستم­ها و پروفیل­های فولاد زنگ نزن ساختمان ها را می توان جمع آوری و بازیافت و به دفعات از آنها استفاده کرد. این کار باعث کاهش هزینه انرژی مصرفی و کاهش انتشار گازهای حاصل از تولید محصولات جدید می شود. همچنین ذخایر سنگ آهن محدود هستند و به عملیات­های استخراج گران قیمتی نیاز دارند که بسیاری از مناظر طبیعی را نیز از بین می برند. فولاد بازیافتی به انرژی کمتری برای پالایش، تصفیه و ساخت قطعات نیاز دارد. بازیافت فولاد تاثیری بر استحکام آن ندارد. به علاوه، با بازیافت فولاد از دور ریخته شدن حجم زیادی فلز به زباله دانی ها نیز جلوگیری می شود.

گاز های گلخانه ای نامی آشنا برای اغلب ماست که شامل دی اکسید کربن، متان، بخار آب و ازت هستند. دی اکسید کربن تنها یکی از گاز های گلخانه ای است که انسان تولید می کند و در مقایسه با دیگر گازهای گلخانه ای برای ما نام آشناتر است. در حال حاضر صنعت فولاد یکی از بزرگترین منتشرکنندگان گاز دی اکسید کربن است اما فرایند تولید استنلس استیل ها در مقایسه با دیگر صنایع فولادی گاز دی اکسید کربن قابل توجهی منتشر نمی کند.