مقدمه
اکنون سال های سال است که ورق استیل محبوبیت و مقبولیت فراگیر و گسترده ای در صنایع داروسازی کسب نموده است، زیرا به طور ساده این آلیاژ و معیارهای وضع شده برای این صنعت در خصوص الزام های محصولات صنعتی خاص، خیلی خوب سازگار است و مطابقت می کند.
در مورد استفاده از این فلز در صنایع داروسازی این مطلب بسیار حائز اهمیت است که هر فلزی که استفاده می شود، از مقاومت خوردگی زیادی برخوردار باشد و اینکه به راحتی ساخته شود و سریع و آسان پاکسازی و تمیز گردد، بدون اینکه ذرات سطحی وارد فرآیند یا خط تولید شوند.
برخی موارد خاص کاربرد ورق استیل در صنایع دارویی عبارتند از پمپ ها، مخازن ایجاد فرایند و فعل و انفعال در آنها، مخازن انبارش، مبدل های حرارتی، لوله ها و خطوط لوله، شیرآلات بزرگ و کوچک. تمام این موارد به راحتی ساخته می شوند و در هنگام لزوم پاکسازی و تمیز کردن آنها آسان است. همچنین در برابر فعل و انفعالات خورنده بسیار مقاوم هستند، اما موارد استفاده ی حتی بیشتری برای گرید ها و گونه های مختلف استیل در صنعت دارو وجود دارد.
گرید های استیل و چگونگی کاربرد آنها
ورق استیل 316 و مشتقات آن گسترده ترین کاربرد را در صنایع دارویی دارند. این گروه در عمل تبدیل به استانداردی در صنعت شده است، اگرچه گریدهای خاص دیگر استیل نیز هنوز به خاطر مناسب بودنشان برای خدمات و عملیات اجرایی ویژه، مد نظر و مورد انتخاب هستند.
در بعضی مواقع، گریدهای استیل انتخابی با نوع مواد پاک کننده و روش پاکسازی مورد استفاده در آن دستگاه بسیار نزدیک و سازگار با آن است. همچنین ممکن است شیوه عملکرد یا بهره برداری از یک دستگاه بر روی انتخاب گرید استیل برای آن دستگاه تاثیر داشته باشد، چرا که برخی تجهیزات به طور مداوم کار می کنند و می بایست از روش پاکسازی درجا برای آنها استفاده کرد، در حالی که دستگاه های دیگر جهت یک پاکسازی کامل و یکباره و فوری می بایست از سرویس خارج شوند.
در محیط های ملایم که محتوای کلر در آنجا از 200 میلی گرم در لیتر تجاوز نمی کند، یک استیل آستنیتی مثل ورق استیل 304 ممکن است مورد استفاده قرار گیرد، حال آنکه برای محیط های با محتوای کلر تا ۵۰۰ میلی گرم در لیتر احتمال دارد ورق استیل 316 به کار رفته باشد. در شرایطی که محتوای کلر از 500 میلی گرم در لیتر تجاوز کند، استفاده از استیل های دوپلکس نظیر 1.4362 و 1.4462 بسیار رایج است، زیرا گریدهای یاد شده مقاومت خیلی زیادی در قبال خوردگی تنشی دارند. در محیط های بهره برداریِ حتی خورنده تر، استفاده از گرید سوپرآستنیتی 1.4547 یا گرید سوپردوپلکس 1.4410 ممکن است ضرورت بیشتری داشته باشد.
انواع ورق استیل
استیل های آستنیتی
متداول ترین گونه های استنلس استیل گونه های آستنیتی اند که ساختمان آنها متشکل از نیتروژن، نیکل و منگنز است. این نوع ساختار سبب بروز خواصی همچون شکل پذیری و جوش پذیری برای محصولات تمام یا پرداخت شده می گردد. مقاومت خوردگی ای که استنلس استیل به طور طبیعی داراست، می تواند با افزودن نیتروژن بیشتر به همراه کروم یا مولیبدن و یا هر دو کامل گردد.
این گونه استیل ها با انجام عملیات به هیچ وجه سخت تر نخواهند شد لیکن با انجام روش ها و فرایندهایی می توانند به سطح فوق العاده ای از استحکام برسند. در حالی که استیل های آستنیتی مستعد به خوردگی تنشی می باشند، اما با افزودن مقدار بیشتر نیکل به آنها می توان آنها را غیر قابل نفوذ تر نمود. برخی رایج ترین گریدهای آستنیتی عبارتند از:
ورق استیل 304/304L: این گونه استیل ها معمولاً برای ساخت کارد و چنگال، سینک ها، ظروف توخالی، محصولات و قطعات معماری، مخازن انبارش و لوله ها برای استفاده در سیالات خورنده به کار گرفته می شوند.
ورق استیل 309/310: میزان بالاتر نیکل و کروم به این گریدها مقاومت بیشتری در برابر اکسید شدن داده و آنها را برای کاربردهایی در دمای در دماهای زیاد مثل کوره ها، مبدل های کاتالیستی، اجاق ها و آوِن ها مطلوب و مناسب می سازد.
ورق استیل 316L/318: در این آلیاژها میزان افزوده و بالای مولیبدن، مقاومت خوردگی را بالا برده و آنها را برای استفاده در مخازن تحت فشار، خطوط لوله و مخازن، یعنی جاهایی که حمل و نقل و جابجایی سیالات و مواد شیمیایی خورنده انجام می شود، ایده آل می سازد.
ورق استیل 321/316Ti: به عنوان گریدهایی پایدار و تثبیت شده مطرح اند، زیرا نسبت به خوردگی های مرزدانه مقاوم اند. از این رو می توانند در تجهیزات و قطعاتی به کار روند که نیازمند به استحکام و مقاومت خوردگی زیاد در دماهای بالا هستند، برای مثال در هیترها و گرمکن های فوق گرمایی، منابع انبساط، دستگاه های متعادل و جبران کننده و مشعل ها.
استیل های فریتی
استیل های فریتی تا حد زیادی دارای کروم بوده و مقدار جزئی هم کربن با آنها در آمیخته است. به طور ساختاری شبیه به استیل های آلیاژی کم کربن اند و از آنجا که بالاخص برای جوشکاری مفید نمی باشند، اغلب در مقاطع نازک مورد استفاده قرار می گیرند به طوری که نیاز به جوشکاری نباشد. استیل های فریتی همچنین به خاطر مغناطیسی بودنشان معروف اند، اما از ظرفیت های مقاومتی قوی همانند انواع آستنیتی بی بهره اند. برخی از رایج ترین انواع ورق استیل فریتی عبارتند از:
ورق استیل 409: این گرید عموماً برای پوسته یا جداره مبدل های کاتالیستی و گاهی اوقات در لوله اگزوز به کار گرفته می شود.
ورق استیل430: از این گرید هم اغلب در ساخت پاتیل یا تغارهای شستشو، کارد و چنگال، دستگاه ها و تجهیزات پخت و پز و تهیه غذا، سینک های آشپزخانه استفاده می شود و به عنوان گریدی همه کاره مدنظر است.
1.4509 گرید خاصی است که کمپانی "کلمبوس استنلس" آن را تولید نموده و آلیاژی است بسیار پر مصرف در صنعت ساخت قطعات خودرو زیرا استحکام مکانیکی آن در دماهای خیلی زیاد مطلوب است. این گرید همچنین در ساخت لوله های مبدل های حرارتی کاربرد گسترده ای دارد.
آلیاژ 444: این گرید خواص یکسانی با ورق استیل 316 دارد، به ویژه اینکه از مقاومت خوردگی خیلی زیادی در محیط های خورنده بیرون و هوای آزاد برخوردار است.
3CR12: این نیز گرید دیگری است که توسط کمپانی "کلمبوس استنلس" به منظور غلبه بر مشکلات موجود در راستای جوش پذیری توسعه یافته است. گرید مزبور مقاومت خوردگی زیادی دارد و به طور خاص در کاربردها و محیط های مرطوب و محیط های ساینده کارآمد و مثمرثمر می باشد. برخلاف اکثر گونه های دیگر استنلس استیل های فریتی، این گرید خاص می تواند تحت جوشکاری حتی در ضخامتهای بالاتر قرار بگیرد. این آلیاژ در زمینه جابجایی مواد، معدن و در صنعت شکر به خاطر مقاومت زیاد است نسبت به هوای آزاد و عوامل خوردگی ساینده کاربرد وسیعی دارد.
استیل های دوپلکس
ساختار استیل های دوپلکس تشکیل شده از تقریباً 50 درصد فریت و 50 درصد آستنیت و این گونه ترکیب به آنها استحکام خیلی بزرگ تری نسبت به هریک از منابع و مواد اولیه تشکیل دهنده آن می دهد، همین طور در مورد مقاومت بالا نسبت به خوردگی تنشی. زیر مجموعه این استیل ها که به نام آلیاژهای دوپلکس نازک معروف اند، به گونه ای ساخته شده اند که نزدیک به استاندارد مقاومت خوردگی استیل های آستنیتی باشند لیکن مقاومت زیادی در برابر خوردگی تنشی، همینطور استحکام بالا نشان دهند.
زیر گروهی که به نام استیل های سوپردوپلکس شناخته می شوند، دارای استحکام بالا و مقاومت زیاد در قبال آن در قبال همه نوع خوردگی در مقایسه با استیل های آستنیتی معمولی هستند. آلیاژهای دوپلکس چنانچه مراقبت های لازم در خصوص حرارت ورودی و مواد مصرفی جوشکاری اعمال شوند، می توانند تحت جوشکاری قرار بگیرند.
استیل های مارتنزیتی
این آلیاژها خیلی شباهت دارند به استیل های فریتی، از این نظر که اولین افزودنی آنها عنصر کروم است، اگرچه محتوای کربن آنها نسبت به استیل های فریتی بیشتر است. بدین لحاظ این استان ها می توانند همانند کم کربن و یا کم آلیاژ آبدیده و سخت شوند. کاربردهای آنها بدواً در جایی است که مقاومت خوردگی متوسط ضرورت دارد، اما استحکام بالا نیازی مبرم است. استنلس های مارتنزیتی رایج تر است که به صورت محصولات بلند و طویل ساخته شوند تا به صورت ورق یا پلیت و فرم پذیری و جوش پذیری نسبتاً ضعیفی دارند.
استیل های رسوب سختی
استیل های رسوب سختی زمانی که عناصری همچون آلومینیوم، نئوبیوم و مس به آنها افزوده شده، می تواند استحکام فوق العاده ای کسب کنند. اینگونه استیل ها اغلب با ماشینکاری به اشکالی در می آیند که پیچیده، ظریف و حساس اند. زیرا این آلیاژها در طول فرآیند نهایی عملیات در حداقل خرابی پایدار و مقاوم اند. این آلیاژها با استیل های مارتنزتیِ رایج تر و معمولی شدیداً در تقابل است، زیرا در آن ها خرابی بیشتری به طور معمول در خلال فرآیندهای سخت سازی و آب دادن حادث می گردد.
