ورق استیل : بررسی مقاومت به حرارت

مقاومت به خوردگی عمده ترین دلیل توسعه و استفاده از استنلس استیل ها (فولادهای زنگ نزن) در شاخه های مختلف صنعتی است. دومین دلیل استفاده از این فولادها به خاطر خواص و ویژگی های آنها در دمای بالاست؛ به همین دلیل از این فولادها در کاربردهایی که مقاومت در برابر اکسیداسیون در دمای بالا ضروری باشد و کاربردهایی که به مقاومت در دمای بالا نیاز است، استفاده می شود. کروم اصلی ترین عنصر آلیاژی در ترکیب شیمیایی انواع ورق استیل (ورق استنلس استیل) است. افزایش میزان کروم افزایش مقاومت به خوردگی در ورق استیل در محیط های مرطوب را به همراه دارد. اما علاوه بر مقاومت به خوردگی عنصر همانطورکه در شکل 1 نشان داده شده است با افزایش میزان این عنصر استحکام و مقاومت در برابر پوسته شدن (سایش) در دمای بالا نیز افزایش می یابد.

مقاومت ورق استیل در برابر پوسته شدن

همانطور که در گراف زیر نشان داده شد است، مقاومت ورق استیل در برابر اکسیداسیون یا پوسته شدن (scalling) درست مانند مقاومت در برابر خوردگی، به مقدار کروم فولاد بستگی دارد. از اکثر فولادهای زنگ نزن آستنیتی که حداقل 18% کروم دارند، می­توان تا دمای 870  ͦC و از ورق استیل 309، 310 و گرید  2111HTR(UNS S30815) می توان در دماهای بالاتر از این دما نیز استفاده کرد. اکثر فولادهای مارتنزیتی (همچون ورق استیل 410) و فریتی (ورق استیل 430) در برابر اکسیداسیون مقاومت کمتری دارند و در دماهای پایین مفید ترند. ورق استیل 446 که در گروه استنلس استیل های فریتی قرار داشته و 24% کروم دارد از این قاعده مستثناست و تا دمای C֯ 1100 نیز در برابر پوسته شدن مقاوم است.

 

در جدول 1  حداکثر دمای عملیاتی که انواع ورق استیل می­توانند در برابر اکسیداسیون در هوای خشک مقاومت کنند، نشان داده شده است. بخاطر داشته باشید که این دماها به شرایط واقعی محیط عملیات بستگی دارند و در برخی موارد حتی در دماهایی بسیار پایین تر از موارد گزارش شده نیز پوسته شدن در حد بسیار مخربی رخ می­دهد.

جدول 1. حداکثر دمای عملیاتی انواع ورق استیل در هوای خشک، مبتنی بر مقاومت در برابر پوسته شدن (مرجع: کتاب ASM Metals Handbook)

مداوم (ͦC  )	متناوب (ͦC  )	گرید
925	870	304
1095	980	309
1150	1035	310
925	870	316
925	870	321
705	815	410
675	760	416
620	735	420
815	870	430
1150	1150	2111HTR

 

بررسی رفتار خزشی ورق استیل

استحکام مواد در دمای بالا به صورت «استحکام خزشی (creep strength) » بیان می­شود – استحکام خزشی یعنی توانایی مواد برای مقاومت در برابر تغییر شکل زمانی که به مدت طولانی در معرض حرارت بالا قرار بگیرند. ورق استیل آستنیتی مقاومت خزشی بسیار خوبی دارند.

در قوانین طراحی مانند استانداردهای AS1210 (Australian Standard) برای «مخازن تحت فشار» و AS4041 برای «لوله های تحت فشار» در استرالیا (و همچنین قوانین مشابه در انجمن مهندسان آمریکا و سایر ارگان­ها) مقدار تنش کاری مجاز برای هر یک از گریدها در محدوده­های دمایی مختلف، مشخص شده است. استحکام استنلس استیل های آستنیتی  کم کربن (ورق استیل L 304 و L 316) در دمای بالا کاهش می یابد و به همین دلیل برای ورق استیل 304H) کربن بیشتری دارند و در نتیجه استحکام خزشی آنها نیز به طرز چشمگیری بیشتر است. از گریدهای  “H”برای برخی کاربردها در دمای بالا استفاده می­شود.

استنلس استیل های داپلکس علی رغم اینکه به علت دارا بودن مقدار کروم بالا، مقاومت خوبی در برابر اکسیداسیون دارند اما در صورتی که در معرض دمای بیش از 350  ͦC قرار بگیرند شکننده می شوند و به همین دلیل از آنها فقط در کاربردهای کمتر از 350  ͦC استفاده می شود.

فولادهای زنگ نزن رسوب سختی و مارتنزیتی به علت عملیات های حرارتی که روی آنها صورت گرفته، استحکام بالایی دارند؛ اما اگر این گریدها در معرض دمایی بیش از دمای عملیات حرارتی که روی آنها انجام شده قرار بگیرند برای همیشه نرم می شوند و در نتیجه از این گریدها به ندرت در دماهای بالا استفاده می شود.

پایداری ساختاری

مشکل رسوب زایی کاربیدها همیشه همراه با خوردگی بین دانه ای مطرح می شود. این پدیده هنگامی که ورق استیل در محدوده دمایی 425 الی C֯ 815 قرار می گیرد نیز رخ می دهد که منجر به کاهش مقاومت آن در برابر خوردگی می شود و ممکن این است کاهش بسیار زیاد باشد. برای حل این مشکل می توان از گریدهای پایدارشده مانند ورق استیل 321 یا گریدهای کم کربن (گریدهای L) استفاده کرد. به عنوان مثال ورق استیل L 304 در مقایسه با گریدهای 304 و H 304 کمتر در معرض رسوی زایی کاربیدها و خوردگی بین دانه ای قرار دارند. ورق استیل 321 ترکیبی نزدیک به استیل 304 دارد. اما تفاوت این دو رده آلیاژی مربوط به حضور تیتانیم به میزان پنج برابر مقدار کربن است. تیتانیم موجود در این فولاد از رسوب زایی کاربیدها و مصرف کروم ساختار جلوگیری می کند.

 

 

 

یکی دیگر از مشکلاتی که در برخی فولادهای ضدزنگ در دمای بالا رخ می­دهد تشکیل فاز سیگما است. تشکیل فاز سیگما در فولادهای آستنیتی به زمان و دما بستگی دارد و برای هر فولاد ضدزنگ متفاوت است. به طور کلی ورق استیل 304 عملا در برابر تشکیل فاز سیگما مصون است اما گریدهایی که مقدار بیشتری کروم (ورق استیل 310) و مولیبدن (ورق استیل 316 و 317) یا سیلسیم بیشتری (ورق استیل 314) دارند اینگونه نیستند. در تمام این گرید­ها در صورتی که به مدت طولانی در معرض دمای 590 تا C֯ 870 قرار گیرند احتمال تشکیل فاز سیگما وجود دارد. شکنندگی فاز سیگما به تشکیل رسوب در میکروساختار فولادی که به مدت طولانی در این محدوده دمایی قرار گرفته است اشاره دارد. تشکیل این فاز فولاد را به شدت شکننده (تُرد) کرده و منجر به از کار افتادگی قطعات فولادی در اثر شکست ترد می گردد. پس از آنکه فولاد به علت تشکیل فاز سیگما شکننده (تُرد) شد می­توان با گرم کردن فولاد تا دمای بالاتر از محدوده تشکیل فاز سیگما آن را احیا کرد (حذف تردی ناشی از فاز سیگما) اما این کار همیشه عملی نیست. از آنجایی که شکنندگی فاز سیگما در ورق استیل 314 (که مقدار سیلیکون آن بالاست) یک مشکل جدی است، اکنون این مسئله محبوبیتی ندارد و معمولا به جای آن از آلیاژهای نیکل بالا یا فولادهای ضدزنگ مقاوم در برابر شکنندگی فاز سیگما، به ویژه 2111HTR (UNS S30815) استفاده می شود. ورق استیل 310 نیز در محدوده دمای 590 تا C֯ 870 در برابر تشکیل فاز سیگما آسیب پذیر است و این گرید «مقاوم در برابر حرارت» برای استفاده در این محدوده دمایی نسبتا پایین چندان مناسب نیست و معمولا ورق استیل 321 برای این محدوده دمایی گزینه بهتری به حساب می­آید.

شرایط محیطی

مقاومت در برابر کربوریزاسیون و سولفیداسیون نیز از عواملی هستند که ممکن است در کاربردهای دما بالا بسیار مهم باشند. حملات گازهای سولفوردار به آلیاژهای فولاد ضدزنگ نیکل بالا در فرآیند احیا، با شدت بیشتری انجام می شود. در برخی کاربردها ورق استیل 310 عملکرد قابل قبولی دارد و در برخی دیگر گرید S30815 که نیکل کمتری دارد بهتر عمل کرده می کند اما در سایر موارد آلیاژهای عاری از نیکل از همه بهتر هستند. در صورتی که گازهای سولفور تحت شرایط محیطی کاهش یابد. پیشنهاد می­شود که ابتدا انواع گریدها در شرایطی مشابه شرایط عملیاتی در آزمایشگاه تست شوند تا بهترین نوع آلیاژ مشخص شود.

انبساط حرارتی

یکی دیگر از خواصی که ممکن است در کاربردهای دما بالا مهم باشد انبساط حرارتی مواد است. ضریب انبساط حرارتی به صورت نسبت افزایش طول جسم در ازای یک درجه افزایش دما تعریف می­شود و به صورت       x10^-6/  ͦC, μm/m/  ͦC یا x10^-6 cm/cm/  ͦC نمایش داده می­شود که البته تفاوتی بین آ­ن­ها نیست. این افزایش طول (یا قطر، ضخامت و ...) را می­توان با ضرب بعد اصلی در تغییرات دما در ضریب انبساط حرارتی محاسبه کرد. به عنوان مثال، اگر دمای یک میله سه متری از جنس فولاد گرید 304 (ضریب انبساط حرارتی 17.2 μm/m/  ͦC) از 20  ͦC به 200  ͦC افزایش یابد، افزایش طول آن برابر است با:

3.00 x 180 x 17.2 = 9288 μm = 9.3 mm

ضریب انبساط حرارتی فولادهای ضدزنگ آستنیتی از اکثر گریدهای دیگر بیشتر است و در جدول زیر نیز ارائه شده است.

جدول 2. ضریب انبساط حرارتی – مقدار میانگین در محدوده 1 – 100  ͦC

ضریب انبساط حرارتی (x10-6/  ͦC)
12	فولادهای کربن
17	فولادهای آستنیتی
14	فولادهای داپلکس
10	فولادهای فریتی
10	فولادهای مارتنزیتی
	*یا  μm/m/  ͦC

 

ضریب انبساط حرارتی نه تنها بین گریدهای مختلف، بلکه با تغییر دما نیز اندکی تغییر می­کند. ضریب انبساطی گرید 304 در محدوده 0 – 100  ͦC برابر 17.2 x 10^-6/  ͦC است و با افزایش دما این ضریب نیز افزایش می­یابد.

تاثیر انبساط حرارتی بیشتر در قطعات غیرمتحرک و ثابت دیده می­شود زیرا این انبساط ممکن است باعث تغییر شکل و خم شدن آن­ها بشود. در صورتی که دو فلز متفاوت به یکدیگر متصل شوند و در معرض گرما قرار بگیرند ممکن است مشکلاتی پیش بیاید؛ تفاوت در ضرایب انبساط حرارتی باعث تغییرشکل و خمیدگی می­شود. به طور کلی، بزرگ بودن ضریب انبساط حرارتی فولادهای ضدزنگ آستنیتی به این معناست که احتمال بروز مشکلات حاصل از انبساط در قطعات آستنیتی در مقایسه با قطعاتی از جنس فولادهای کربنی یا کم آلیاژ، فریتی، مارتنزیتی یا داپلکس بیشتر است.

رسانایی گرمایی فولادهای ضدزنگ غیرآستنیتی از گریدهای آستنیتی بیشتر است که ممکن است در برخی کاربردها مفید باشد.

تنش­های موضعی حاصل از انبساط در مراحل گرمایش و سرمایش ممکن است در مناطقی از فولاد باعث ترک­ ناشی از خوردگی تنشی شود که در شرایط نرمال رخ نمی­دهد. در این کاربردها طراح باید تاثیرات تغییر دما را به حداقل برساند مثلا از درزهای انبساطی استفاده کند تا قطعات بتوانند بدون تعییرشکل حرکت کنند و هیچ دندانه یا تغییرشکل ناگهانی در مسیر حرکت قطعه نباشد.

 

 

ورق استیل در صنعت کاغذ

صنایع بسیاری جهت افزایش بهره وری و عمر تجهیزات و وسایل از استنلس استیل استفاده می کنند. صنعت کاغذ سازی و خمیر کاغذ نیز از این قاعده مستثنی نیست.

یکی از کاربردهای فولادهای زنگ نزن (استنلس استیل) بکارگیری در ساخت ماشین آلات و تجهیزات مورد استفاده در صنعت کاغذ سازی و خمیر کاغذ می باشد. ورق استیل 304، 316 و استنلس استیل های داپلکس نمونه از رده های آلیاژی مورد استفاده از فولادهای زنگ نزن در این صنعت هستند. در ادامه اطلاعات بیشتری در مورد شرایط کاری کاغذ سازی و بکارگیری ورق استیل در این صنعت اطلاعاتی ارائه می شود.

ورق استیل و محیط چالش برانگیز صنعت کاغذ و خمیرکاغذ

 

مراحل و تجهیزات متعددی در تولید کاغذ و خمیرکاغذ وجود دارد. در هر یک از این مراحل، شرایط ویژه ای وجود دارد که طراحان و برنامه ریزان پروسه پروسه کاغذ سازی باید بهترین متریال را برای ساخت این تجهیزات در نظر بگیرند زیرا در هر مرحله نوع ماشین آلات، دما، فشار، میزان تحرک و مواد شیمیایی استفاده شده متفاوت هستند. در بخش زیر فهرستی از برخی مراحل و شرایط آن ها ارائه شده است.

• دیگ پخت (digester) ماشینی است که روی قطعه چوب های ورودی به آن عملیاتی انجام می دهد. این عملیات در دما و فشار بالا و به منظور جداسازی چسبی که قطعات چوب را به یکدیگر متصل کرده انجام می شود.
• خمیر حاصل از مرحله قبل چند بار شسته می شود. در این مرحله مایع پخت جداسازی و بازیافت می شود.
• در محله بعد خمیر تصفیه شده سفیدسازی می شود. این مرحله میزان روشنایی محصول کاغذ نهایی را تعیین می کند.
• خمیرکاغذ پس از پایان سفید­سازی به خمیری نرم و مایع تبدیل می شود. سپس این خمیر به آسیاب کاغذ فرستاده می شود.
• این خمیر از یک سری تجهیزات پایانه تر و پایانه خشک عبور می کند تا آب آن جدا و فیبرهای آن فشرده شده و به کاغذ تبدیل شود.

کارخانجات کاغذ و خمیرکاغذ مدرن از سیستم لوپ بسته (closed loop system) استفاده می کنند. از آنجایی که آب استفاده شده را نمی­توان به محیط زیست باز گرداند، این آب بازیافت شده و چندین بار از آن استفاده می شود. پس از آن که این فرآیند پایان یافت، مطابق با استانداردهای کنونی حفاظت از محیط زیست، این آب ایمن محسوب می شود و می­توان آن را به طبیعت بازگرداند. در سیستم­های لوپ بسته ممکن است خوردگی شدیدی رخ دهد. به همین دلیل است که اکنون در این سیستم ها از ورق استیل (ورق استنلس استیل) در ساخت تجهیزات استفاده می شود. ورق استیل در مقایسه با تمام محصولات فولاد، بیشترین مقاومت را در برابر خوردگی دارد.

چه گریدهایی از ورق استیل در صنعت کاغذسازی مورد استفاده قرار می گیرد؟

ورق استیل داپلکس ترکیبی از فولادهای ضدزنگ فریتی و آستنیتی است. گریدهای 2205 و 2507 متداول­ترین گریدهای داپلکس هستند. فولادهای داپلکس خواص فوق العاده­ ای دارند که برای استفاده در آسیاب های جدید و ارتقاء یافته کاغذ و خمیرکاغذ مناسب هستند. فولاد داپلکس خواص ویژه­ای دارد که در مقایسه با سایر فولادها آن را به گزینه بهتری برای استفاده در صنایع کاغذ و خمیرکاغذ تبدیل می کند.

این ویژگی ها عبارتند از: مقاومت در برابر خوردگی – استحکام بالا – انعطاف در طراحی – صرفه­جویی در هزینه ها

• مقاومت در برابر خوردگی: همانطور که در بالا به آن اشاره شد، ورق استیل داپلکس مقاومت فوق العاده ای در برابر خوردگی دارد. این فولاد در برابر ترک های تنشی، حفره و یا ساییدگی به آسانی آسیب نمی بیند.
• استحکام بالا: استحکام فولادهای دوپلکس دوبرابر استحکام ورق استیل آستنیتی است و این ویژگی به دلیل کاهش وزن مواد مورد استفاده، باعث صرفه جویی در هزینه ها می شود.
• انعطاف در طراحی: ماشین­کاری و جوش­کاری استنلس استیل تقریبا راحت است.
• صرفه جویی در هزینه ها: استفاده از ورق استیل داپکلس در ابتدا به خاطر قیمت بیشتر آن در مقایسه با فولاد کربنی گران­تر تمام می شود اما مقاومت آن در برابر خوردگی در طول زمان باعث صرفه جویی بسیاری در هزینه­ ها می گردد. به همین دلیل هزینه ­های نگه­داری، بازرسی و تعمیرات بسیار کم تر خواهد بود.

علاوه بر استنلس استیل های داپلکس، از فولادهای زنگ نزن آستنیتی نیز همچون ورق استیل 304 و 316 نیز در صنعت کاغذ سازی استفاده می شود.

 

 

 

جوش لیزری ورق استیل داپلکس

تجهیزات فرآیند کاغذ و خمیرکاغذ در معرض تنش­های شدید مانند خوردگی، دمای بالا، فشار و مواد شیمیایی قوی قرار دارند. جوش فولاد کربن در این شرایط بسیار سریع­تر تضعیف می شود. به همین دلیل یک از روش های جوشکاری ورق استیل داپلکس بکارگیری جوش لیزری است. به همین دلیل احتمال آسیب به جوش­های لیزری دقیق و محکم در این شرایط بسیار کمتر است..

یکی از مزایای این روش ایجاد برش های بسیار دقیق است. همچنین می­توانیم با کمک این تکنولوژی قطعات را با خط جوش های بسیار کوچک و بدون استفاده از مواد فیلر جوش دهیم. با کمک این تکنولوژی پیشرفته می توان بدون هیچ تاثیر منفی بر مقاومت فولاد در برابر خوردگی، بر پروسه خنک سازی نظارت دقیق تری داشت. تجهیزاتی که در تماس مستقیم با دمای بالا هستند از ورق استیل 309 یا 310 استفاده می شود.

آیا ورق استیل ۳۱۶ نسبت به ۳۰۴ ارزنده تر است؟

برای یک فرد عادی تفاوت های میان یک گرید استنلس استیل با گریدی دیگر، اهمیتی ندارد. اما در نظر یک سازنده یا فرد تولید کننده، تفاوت میان آلیاژ هایی مثل ورق استیل گرید ۳۰۴ و گرید ۳۱۶ بسیار بزرگ و حائز اهمیت است.
یکی از سوال هایی که معمولاً با آن روبرو هستیم این است که آیا استنلس استیل ۳۱۶ بیشتر از استنلس استیل ۳۰۴ می ارزد؟ پاسخ به این سوال به کاربرد و نوع استفاده و نیاز های شما بستگی دارد.

 

 

 

ورق استیل ۳۱۶ چیست؟

ورق استیل ۳۱۶ باداشتن محدوده ذوب ۱۳۷۱ تا ۱۳۹۹ درجه سانتیگراد آلیاژ استنلس استیل محبوب و رایجی است. به عنوان یک آلیاژ استنلس استیل آستنیتی، دارای کیفیت و خصوصیاتی است مانند استحکام زیاد، مقاومت نسبت به خوردگی و تجمع و تمرکز زیاد کروم و نیکل. این آلیاژ حداکثر دمای کاربردی اش حدود ۸۰۰ درجه سانتیگراد و استحکام کششی آن برابر است با ۵۷۹ مگاپاسکال.
علاوه بر این، گرید ۳۱۶ در فرمولاسیون خود مولیبدن هم دارد (به جز نیکل و کروم). که همین امر سبب می شود مقاومت آلیاژ در برابر اسیدها، قلیاها و خوردگی های حفره ای کلریدی ارتقا یابد.

کاربردها و خواص استنلس استیل ۳۱۶

از منظر اشتراک و عمومیت، گرید فولاد 316 درست در رتبه بعد از ۳۰۴ می باشد. با وجود خواص فیزیکی و مکانیکی مشابه با گرید ۳۰۴ تقریباً غیر ممکن است که با چشم غیرمسلح تفاوت میان این دو گرید را بیان کنیم. اولین متمایز کننده، در ترکیب مواد گرید ۳۱۶ هست به طوری که:
•    ۱۶ درصد کروم
•    ۱۰ درصد نیکل
•    2 درصد مولیبدن
برخورداری از محتوای نیکل افزوده و مولیبدن، استنلس استیل گرید ۳۱۶ را قدری گرانتر از گرید ۳۰۴ در هر اونس این ماده می سازد. اما چیزی که استیل 316 را برتر می سازد، مقاومت خوردگی بالای آن است، به خصوص در برابر کلریدها و محلولهای کلردار. این امر استنلس گرید ۳۱۶ را در مواردی کاربردی که در آن وجود و حضور نمک یا خورنده های قوی دیگر یک معضل می‌باشد، به طور ویژه محبوب و مطلوب می سازد.
برخی کاربردهای عمومی و متداول تر استنلس استیل ۳۱۶ عبارتند از:
•    سبدهای استنلس استیل
•    قطعات دریایی
•    محفظه های الکتریکی بیرون از ساختمان
•    لوازم و ابزارآلات پزشکی-جراحی
•    تجهیزات داروسازی
•    تجهیزات شیمیایی

 

 

 

ورق استیل ۳۰۴ چیست؟

از نظر استحکام کششی، طول عمر و دوام، مقاومت خوردگی و مقاومت در برابر اکسیداسیون، ورق استیل ۳۰۴ آلیاژ محبوب دیگری است با عملکرد و طول عمر زیاد. نقطه ذوب استنلس استیل ۳۰۴ در محدوده ۱۳۹۹ تا ۱۴۵۴ درجه سانتیگراد قرار دارد. با این توصیف، ورق استیل گرید ۳۰۴ هر چه به نقطه ذوب خود نزدیک‌تر شود، استحکام کششی بیشتری از دست می‌دهد (از استحکام آن کاسته می‌شود) استیل ۳۰۴ به لحاظ استحکام کششی بالاتر آن -که تقریباً ۶۲۱ مگاپاسکال می‌باشد- آلیاژی استثنایی و خاص است. بیشینه دمای عملیاتی و کاربرد این آلیاژ حدود ۸۷۰ درجه سانتیگراد می باشد.

کاربردها و خواص ورق استیل ۳۰۴

یکی از متداول‌ترین گریدهای استنلس استیل مورد استفاده به لحاظ در سال بالای کروم آن، از مقاومت خوردگی عالی برخوردار است. آرایش شیمیایی این گرید عبارت است از: ۱۸ درصد کروم و 8 درصد نیکل
مقادیر جزئی کربن و منگنز نیز در ترکیب آن وجود دارد. عناصر یاد شده، آلیاژ ۳۰۴ را در برابر اکسیداسیون مقاوم و پاکسازی و ضدعفونی آن را آسان می سازند. برخی موارد استفاده متداولترین گرید عبارتند از:
•    قالب های خودرو و تزئینات آن
•    روکش یا پوشش چرخ
•    مخازن انبارش
•    محفظه‌های برق
•    تجهیزات و وسایل آشپزخانه ها
یکی از ضعف‌های استنلس استیل ۳۰۴، استعداد به خوردگی حفره ای موضعی است، البته در معرض محلولهای کلریدی قوی یا در محیط های شور و نمکی. کلریدها حتی به مقدار بسیار ناچیز ۲۵ ppm می‌توانند باعث شروع خوردگی حفره ای شوند.

تفاوت میان دو گرید استنلس استیل ۳۰۴ و ۳۱۶ چیست؟

اساسی‌ترین فرق میان دو گرید ۳۰۴ و ۳۱۶ این است که گرید ۳۱۶ میل به داشتن نیکل بیشتر و کمی مولیبدن در ترکیب خود دارد. خواص مکانیکی عمومی این دو فلز اغلب قابل قیاس هستند. استیل ۳۱۶ با برخورداری از محتوای نیکل افزوده و بیشتر و همچنین مولیدن، مقاومت شیمیایی بهتر و بیشتری نسبت به گرید ۳۰۴ دارد. قدرت مقاومت این آلیاژ در برابر اسیدها و کلرید ها، از جمله نمک، آن را برای استفاده در امور دریایی و همچنین در خطوط تولید و فرآوری مواد شیمیایی ایده آل می سازد.
اگرچه افزودن نیکل و مولیبدن باعث می گردد آلیاژ ۳۱۶، گریدی گران‌تر از استنلس استیل گرید ۳۰۴ در در هر اونس از این ماده شود. مضافاً اینکه نقطه ذوب استنلس استیل گرید ۳۰۴ کمی بیشتر از نقطه ذوب گرید ۳۱۶ است. محدوده دمای ذوب گرید ۳۱۶ عبارت است از ۱۳۷۱ تا ۱۳۹۹ درجه سانتیگراد را که تقریباً ۵۰ تا ۱۰۰ درجه فارنهایت کمتر از نقطه ذوب استنلس استیل گرید ۳۰۴ می باشد.
اگرچه آلیاژ استیل ۳۰۴ نقطه ذوب بالا تر است، اما گرید ۳۱۶ نسبت به استنلس استیل گرید ۳۰۴ مقاومت بهتری در برابر کلریدهایی چون نمک و مواد شیمیایی دارد. تفوق استنلس استیل گرید ۳۰۴ زمانی آشکار می شود که در محیط هایی چون محلول های کلردار یا در معرض نمک قرار گیرند.

3 امتیاز استفاده از استنلس استیل ۳۱۶

1-ویژگی ها و خواص مقاومت در برابر خوردگی

استنلس استیل گرید ۳۱۶ به علت افزودن مولیبدن به آن نسبت به آلیاژهای مشابه نظیر ورق استیل ۳۰۴ در برابر خوردگی مقاوم تر است. این امر باعث می‌شود خوردگی حفره ای نیز در محیط های شیمیایی کاهش یابد و بتوان این گرید را در محیط‌های اسیدی قوی و سوزاننده بکار برد، که در غیر اینصورت، فلز به شدت خورده خواهد شد. به عنوان مثال، استنلس استیل گرید ۳۱۶ در محیط های خورنده و محلول های تند و سوزاننده نظیر بخار چربی زداها یا بسیاری فرآیندها و عملیات دیگر جهت پاکسازی قطعات، می‌تواند پایدار و مقاوم بماند.
این خصوصیات همچنین سبب می گردد این آلیاژ برای کاربردها و مصرف خطوط داروسازی و پزشکی ایده‌آل گردد. از آنجا که عملیات استریل نمودن تجهیزات در صنایع مذکور مرکب است از بکار بردن ضدعفونی کننده های قوی و یا درجه حرارت زیاد، به منظور پیشگیری از آلودگی، بنابراین یک آلیاژ مقاوم مثل گرید ۳۱۶ ایده‌آل است.

 

 

 

2-کاربردهای دریایی

آب دریا و نمک هوا به طور خاص به فلزات آسیب وارد می کنند. علاوه بر شرایط خشن و ناهنجار دریا و کاربردهای دریایی، کلریدهایی همچون نمک، حتی سخت ترین و محکم ترین فلزات را می توانند بخورند. نمک حتی برای لایه اکسیدی محافظ ورق استیل ۳۰۴ هم خطر ساز است که نتیجه اش زنگ زدگی می باشد. جهت امور دریایی یا عملیاتی که با کلریدها سر و کار دارند، استیل ۳۱۶ مطلوب و ایده‌آل است.
گرید ۳۱۶ مشخصات مقاومت بهتری در برابر نمک و خوردگی حفره ای ناشی از کلرید دارد. خوردگی حفره ای زمانی حادث می‌شود که آلیاژهایی نظیر ورق استیل ۳۰۴ در معرض آب دریا و نسیم های غنی از نمک  در دریا، قرار گیرند. استفاده از فلزات مقاوم به کلریدها مثل ورق استیل ۳۱۶ جهت مصارف و امور دریایی و کشتی‌ها یا هرچیزی که با کلرید سر و کار دارد، امری لازم و اساسی است.

3-پایداری و دوام زیاد

ورق استیل ۳۱۶ هم سفت و سخت است هم تطبیق پذیر و اصطلاح همه کاره، که برای ساخت سبدهای سیمی مرسوم جهت سال ها استفاده ایده آل می باشد. این گرید استیل می‌تواند برای ساخت سبدهای بادوامی به کار رود که برای تحمل ضربات شدید حتی به طور مکرر طراحی شده اند. به عنوان مثال برخی سبد های سفارشی طراحی شده اند از جنس استنلس استیل گرید ۳۱۶ جهت عملیات پاکسازی قطعات سقف و قطعات ساچمه زنی.

آیا به هزینه اضافی اش می ارزد؟

اگر مورد کاربرد شما دارای خورنده های بسیار قوی است یا حاوی کلریدها می باشد، آنگاه پرداختن پول اضافی برای ورق استیل ۳۱۶ قطعاً ارزش دارد. استیل ۳۱۶ در چنین موارد کاربردی، چندین برابر استنلس استیل گرید ۳۰۴ دوام داشته و پایدار خواهد ماند که این یعنی سال های بسیار زیادی عمر مفید.
مع ذالک، برای کاربردهایی که از اسیدهای ملایم تر استفاده می شود یا وجود نمک در آنها موجب نگرانی نمی باشد، آلیاژ استیل ۳۰۴ می تواند به خوبی در آنجا کار کند.
فقط مطمئن شوید که هنگام انتخاب یک متریال برای سبدهای قطعات صنعتی تان، تمام فرآیندها و عملیات و عوامل محیطی را محاسبه نموده و مد نظر قرار داده باشد. مثلا اگر کارخانه یا تاسیساتی که میخواهید بسازید در ساحل دریا و یا نزدیک به آن قرار دارد، هوای آغشته به نمک دریا می‌تواند فلزی را که در برابر کلریدها مقاوم نیست، بخورد.
من حیث المجموع، اگر به مقاومت خوردگی بالاتر نیاز دارید، گرید 316 ارزش قیمت و هزینه اش را دارد. در بسیاری موارد کاربردی دیگر، ورق استیل ۳۰۴ کاملا مطلوب و عالی کار خواهد کرد.
 

نیکل یک ضرورت برای استنلس استیل

 

 

Ni کلمه اختصاری نیکل است. نیکل یکی از اجزای اصلی تشکیل دهنده ی ورق استیل است که به تنهایی موجب پدید آمدن استحکام و سختی در آلیاژ مادر (پایه) می شود. بیش از دو سوم کل نیکل تولید شده در جهان در ساخت و تولید ورق استیل به کار می رود. اگرچه نیکل در تمام انواع ورق استیل همچون استیل دوپلکس و رسوب سختی به میزان کم یا زیاد وجود دارد، اما این عنصر نقش حیاتی در ورق استیل سری 300 ایفا می کند. زیرا فاز آستنیت را در ساختار هسته‌ای آن تثبیت می‌کند (مکعب مشبک وجوه پر). برخی گرید های مهم در میان آنها عبارتند از ۳۰۴ و ۳۱۶ که حدوداً به ترتیب ۸ تا ۱۰ درصد و ۱۰ تا ۱۳ درصد نیکل دارند. ۷۵ درصد تمام استنلس استیل های تولیدی موجود در سراسر جهان حاوی نیکل در ترکیب شان هستند.

نیکل برحسب ظاهرش فلزی سفیدِ نقره‌ای است و در شکل ساختار مکعبی کریستالی استنلس استیل حضوردارد. این فلز نرم و چکش خوار، داکتیل (شکل پذیر) است و استحکام مطلوبی دارد و در برابر خوردگی و گَرد شدن مقاوم است. نیکل همچنین به عنوان یک هادی خوب حرارت و الکتریسیته عمل می کند و دمای زیر ۳۴۵ درجه سانتیگراد خواص مغناطیسی بروز می‌دهد. بنا بر نقطه ذوب و نقطه جوش بالایی که دارد -به ترتیب ۱۵۵۵ و ۲۸۳۵ درجه سانتیگراد- در شرایط و محیط های برودتی نیز می تواند پایدار بماند.

پس از این مطالعه ی مختصر در خصوص خواص فیزیکی نیکل، اکنون این سوال مطرح است که: نیکل موجب چه چیزی می شود که به این گستردگی در صنعت ساخت ورق استیل کاربرد دارد؟ بیایید نگاهی دقیق به پاره ای خواص که توسط نیکل به ورق استیل منتقل می شود، نظیر قابلیت فرم پذیری، قابلیت جوش پذیری، گرم کاری، چقرمگی، پایداری و غیره بیاندازیم.

 

قابلیت فرم پذیری

این ویژگی به همراه خاصیت داکتیلیتی به وسیله ساختار فاز آستنیتی کنترل می‌شوند که به نوبه خود موجب افزایش مقدار زیادتر نیکل می گردد. این افزایش ورق استیل را جهت انجام عملیات کشش عمیق مورد استفاده سازندگان محصولاتی مثل سینک های آشپزخانه و ظروف پخت و پز مطلوب می سازد. همچنین افزودن مقدار صحیح و مناسب نیکل از خطر میل به ترک خوردگی ناشی از سرما و کارسختی را کاهش می‌دهد.

 

 

 

قابلیت جوشکاری

ورق استیل آستنیتی به خوبی تحت جوشکاری قرار می‌گیرند، چه جوشکاری برای مقاطع ضخیم و چه برای مقاطع باریک. این خاصیت به علت افزودن نیکل است که استحکام گرم کاری ماده را بالا می‌برد و اجازه نمی دهد رشد دانه‌ای در دمای بالا ایجاد و منجر به شکنندگی ورق استیل شود. جوش های بدین شکل می توانند از آزمون‌های ضربه و میل به خمش زیاد بیرون آیند.

 

چقرمگی و استحکام گرم

افزودن نیکل سبب محافظت از ورق استیل در برابر خزش می گردد. خزش عبارت است از تنش های مکانیکی وارد در دماهای بالا و در درازمدت. اکثر استنلس استیل ها در شرایط دمای اتاق، چقرمگی خوبی بروز می‌دهند، لیکن گریدهای آستنیتی این حد چقرمگی مطلوب را در شرایط دمایی هلیوم مایع که منفی ۲۷۰ درجه سانتیگراد است بروز می‌دهند. بدین علت است که گرید هایی مثل ورق استیل ۳۰۴ و ۳۱۶ ترجیحاً در دماهای برودتی به کار می روند.

 

پایداری

نیکل نقشی محوری در جهت حفظ پایداری ورق استیل ایفا می کند، نه فقط به لحاظ جنبه های تکنیکی و اقتصادی در صنایع بلکه از نظر احترام به محیط زیست نیز کاملاً سازگار و دوستدار آن محسوب می‌شود. نیکل فلزی است به شدت قابل بازیافت. بدین سبب که کلیه محصولات آن پس از پایان طول عمرشان می‌توانند بازیابی شوند. سازندگان استنلس استیل با استفاده از فولاد ها و استیل های قراضه اقدام به تولید ورق استیل نموده و بدین صورت تقریباً یک سوم هزینه هایشان را صرفه جویی می کنند.

در مقابل چنانچه این محصول را با استفاده از مواد تشکیل دهنده ۱۰۰% خالص تولید نمایند، به موجب آن می بایست انرژی بسیار زیادی مصرف کنند. طول عمر و دوام نیکل باعث می‌شود ورق استیل با دوام تر و چقرمه تر شود، همچنین آن را متنوع و همه کاره و کاربر پسند می سازند.

حفاری و کاوش، تولید، استفاده مجدد و بازیافت نیکل در صنعت ثابت می کند که ۶۰ درصد کل استنلس استیل تولیدی جهان، از طریق ذوب مجدد قراضه های آن تولید می‌شود. این پدیده کشورها را بر آن می دارد که ضمن توسعه و رونق دادن به این امر (بازیافت و استفاده مجدد از قراضه استیل) عرصه ی پهناوری از تحقیقات درباره صنعت نیکل بگشایند. بنابراین چشم انداز وسیعی از تحقیق و توسعه در پیش رو قرار دارد.

تغییر وضعیت بازار استنلس استیل توسط کرونا

 

 

بازارهای جهانی استنلس استیل با اثرات ویروس کرونا تغییر شکل داده اند. با گسترش این همه گیری، برخی از تامین کنندگان به دلیل کمبود تقاضا در واحد های پایین دستی، در حال تعطیلی یا کاهش تولید هستند. برخی دیگر نیز با اقدامات دولت های متبوع خود برای مقابله با شیوع ویروس، تولید خود را متوقف کرده اند.

در برخی مناطق خاص، عمده ی خرید و فروش به صورت محلی انجام می شود، چون شرایط با توجه به شدت شیوع و اقدامات بعدی مقامات متفاوت می باشد. به عنوان مثال، در اروپا گزارش شده است که کارخانه های تولید فولاد اُتوکومپو، به شدت در حال فعالیت هستند تا مواد لازم را در شمال این قاره به مشتریان ارائه دهند. شدت این تولید به این دلیل است که کارخانه ها در ایتالیا و اسپانیا عملیات تولید فولاد خود را با توجه به مصوبه های دولتی متوقف کرده اند.

خریداران غربی چشم به عرضه فولاد در آسیا دارند

پیشرفت ویروس کرونا و تاثیر آن بر بازارهای استنلس استیل در خاور دور شدت بیشتری داشته است. در ماه های اخیر، در چین، که تولید فولاد با سرعت خوبی ادامه داشت، نسبت به میزان مصرف، موجودی انبارها بسیار بالاست. عرضه ی بیش از حد در بازارهای آسیا همچنان ادامه دارد. در این قاره، تقاضای خریداران تحت تاثیر ویروس کرونا، نسبت به بسیاری از کشورهای غربی به شدت تحت تاثیر قرار گرفته است. از آنجایی که محدودیت ها به تدریج در حال برداشته شدن است، تولید در حال حاضر روندی افزایشی به خود گرفته است.

استنلس استیل تولیدی در آسیا ممکن است در آن دسته مناطقی از جهان عرضه شود که در حال حاضر تولیدشان با کاهش مواجه بوده است. به عنوان مثال خریداران استنلس استیل در ایالات متحده و اتحادیه اروپا، تمایل خود را جهت سست کردن اقدامات تجاری به منظور افزایش خرید تجهیزات از سایر کشورها ابزار نموده اند.

 

 

 

چنین تغییری در زمان بندی، ممکن است اثرات طولانی تری در بازار جهانی ورق استیل داشته باشد. اگر تولیدکنندگان استیل آسیایی جایگاه مستحکم تری در بازارهای اروپا و آمریکای شمالی پیدا کنند، خریداران ممکن است به مواد فراوان و با قیمت های پایین عادت کنند و کارخانه های تولید فولاد محلی -که بسیاری از آنها همواره در تکاپو و تلاش هستند- ممکن است در بازپس گیری تجارت از دست رفته شان با مشکلات و دشواری های زیادی روبرو شوند.                                                                                  منبع: MEPS

علت ساخت سینک آشپزخانه از ورق استیل

 

 

ورق استیل با توجه به دوام، شکل پذیری عالی و سهولت در تمیزکاری، گزینه اول سازندگان سینک های آشپزخانه محسوب می شود. استنلس استیل همانطور که از نامش مشخص است، به راحتی دچار زنگ زدگی و لکه و خراش نمی شود و به همین دلیل انتخابی ساده و مطمئن برای آشپزخانه ها و آزمایشگاه ها می باشد. اگر محبوبیت تجهیزات و لوازم ساخته شده از ورق استیل و همچنین روندهای تجاری را به ویژگی های این فلز اضافه کنیم، درک اینکه چرا استفاده از سینک های استنلس استیل تا این حد مرسوم است، آسان تر می شود.

دلایل اینکه چرا سینک های ظرفشویی از ورق استیل ساخته می شوند:

 

 

 

ورق استیل در برابر مواد شیمیایی از مقاومت به خوردگی خوبی برخوردار است، با دوام است و عمری بسیار طولانی دارد و هم چنین تمیزکاری آن بسیار آسان می باشد. سینک ظرفشویی ساخته شده از استیل یکی از مهم ترین اختراعات -تا به حال- است. فولاد ضدزنگ (ورق استیل) یکی از محبوب ترین آلیاژهایی است که تقریباً توسط همه ی افراد جهان مورد استفاده قرار می گیرد. استنلس استیل همانطور که گفته شد، با دوام و براق است و به راحتی تمیز می شود و پس از مدت های طولانی استفاده و از رده خارج شدن، به راحتی قابل بازیافت است. ورق استیل اکنون به بخشی جدایی ناپذیر در آشپرخانه بدل شده است. از جمله آنها عبارتند از: ظروف، میزکار و سینک ظرفشویی که همگی از ورق استیل ساخته شده اند.

لوازم و تجهیزات ساخته شده از ورق استیل جلوه ای حرفه ای به آشپزخانه می بخشد. وسایل استیل به دلیل سازگاری و زیبایی ظاهری شان، در هر آشپزخانه ای مورد استفاده قرار می گیرند. اگر می خواهید آشپزخانه تان محیطی درخشان از فلزات باشد، ابزار و لوازم ساخته شده از ورق استیل تنها ماده ای است که می تواند موجب درخشندگی آن شود. سینک ظرفشویی استیل، از همه مهمتر، به صرفه و اقتصادی است و می تواند برای مدت های بسیار طولانی برایتان کار کند.

دلایل زیادی برای انتخاب استیل وجود دارد. این فلز از قابلیت برش و شکل دهی خوبی برخوردار است و می توان آن را به اندازه ها و شکل های مختلفی تغییر داد. امروزه در سطح جهان، برای طراحی آشپزخانه ها از این آلیاژ در حجم های بسیار بالا استفاده می کنند.

 

 

 

برخی سینک های ظرفشویی استیل وجود دارند که قسمت انتهایی آن (ناحیه عمیق) ممکن است دچار لکه و زنگ زدگی شوند. برای جلوگیری از این موضوع در حین خرید مطمئن شوید که سینک ظرفشویی استیل مورد انتخابتان حداقل ‍۱۰ درصد نیکل در ترکیب شیمیایی خود داشته باشد. آن دسته سینک هایی که دارای مقادیری حدود 8 درصد نیکل هستند، ممکن است به مرور تحت تاثیر زنگ زدگی و لکه قرار گیرند.

 

 

مقایسه ورق استیل 304 و 321

 

ورق استیل 304 یک فولاد کم کربن کروم-نیکل است که از نظر مقاومت به حرارت و خوردگی از گرید 302 بهتر می باشد.

ورق استیل 321 نیز یک فولاد زنگ نزن کروم-نیکل پایدار شده است که در آن تیتانیم وجود دارد. از این گرید برای قطعاتی که  تحت جوشکاری قرار می گیرند و نمی توان آنها را آنیل کرد، استفاده می شود. گرید 321 مقاومت خوبی در برابر خوردگی بین دانه ای دارد و از آن در محدوده دمایی 800 تا F֯ 1850 (427 – C ֯ 816) استفاده می شود. استیل 321 به علت دارا بودن تیتانیوم در برابر ساختار خود در برابر رسوب زایی کاربید کروم مقاوم تر است.

استنلس استیل های 321 و 304 از نظر ترکیب شیمیایی بسیار شبیه یکدیگرند و عمده ترین تفاوت های این دو گرید مربوط به حضور تیتانیم در ورق استیل 321 است. یکی دیگر از تفاوت های این دو فولاد نیز مربوط به میزان کربن است. میزان کربن در استیل 321، % 0.08  و گریدهای 304 و L 304 به ترتیب 0.07 و 0.03 است. معمولا با افزایش مقدار کربن، استحکام افزایش می یابد. یکی از عمده ترین مزیت های ورق استیل 321 دارا بودن خواص مکانیکی در محیط های دما بالا است. همچنین گرید 321 دارای شکل پذیری بهتر و مقاومت به شکست بیشتری در مقایسه با ورق استیل 304 بهتر است.

 رسوب زایی کاربیدها و خوردگی بین دانه ای

یکی از معضلات ورق استیل 304 و بسیاری دیگر از استنلس استیل های آستنیتی سری 300 رسوب زایی کاربیدها و به تبع آن وقوع خوردگی بین دانه ای حین بکارگیری و جوشکاری این فولادها در محدوده دمایی C ֯ 816 – 427 می باشد. ورق استیل L 304 که گرید کم کربن استنلس استیل 304 می باشد از آنجایی که کربن کمتری دارد در مقابل رسوب زایی کاربیدها و خوردگی بین دانه ای مقاوم تر است. اما یک راه موثرتر برای کاهش رسوب کاربیدها، افزودن تیتانیوم (Ti) به منظور پایدارسازی آلیاژ است. کربن موجود در فولاد با تیتانیم ترکیب می شود. ورق استیل 321 نیز در ترکیب شیمیایی خود دارای تیتانیم است. مقدار تیتانیم گرید 321 به منظور «پایدارسازی» کامل آلیاژ باید حداقل پنج برابر مقدار کربن آن باشد. برتری اصلی گرید 321  نسبت به ورق استیل 304 کاهش احتمال خوردگی در مناطق متاثر از حرارت (HAZ) به واسطه حضور تیتانیم در ساختار این فولاد است.

 

استحکام خستگی

استحکام خستگی در کاربردهای دینامیک یکی از مهمترین پارامترهایی است که باید در نظر گرفته شود. استحکام خستگی ورق استیل 321 از گرید 304 کمی بالاتر است. معمولا استحکام خستگی فولادهای ضدزنگ آستنیتی در شرایط آنیل شده، تقریبا نصف استحکام کششی شان آنهاست. در جدول زیر استحکام کششی و استحکام خستگی گریدهای 304 و 316 ارائه شده است:

آلیاژ	استحکام کششی	استحکام خستگی
304L	68 ksi	34 ksi
304	70 ksi	35 ksi
321	76 ksi	38 ksi

فاکتورهای دما

فاکتور دما یکی از دیگر از عواملیست که باید برای برخی کاربردها در نظر گرفته شود. همانطور که در جدول زیر می­بینیم، در گرید 321 در مقایسه با گرید 304L کاهش فاکتور دما در دماهای بالا اندکی بیشتر است:

فاکتور 321	فاکتور 304L	دما   ͦF
1.00	1.00	70
0.97	0.95	150
0.95	0.91	200
0.93	0.88	250
0.91	0.85	300
0.89	0.81	350
0.87	0.78	400
0.85	0.77	450
0.83	0.77	500
0.80	0.76	600
0.76	0.74	700
0.68	0.73	800
0.59	0.68	900
0.65	0.63	1000
0.59	0.58	1100
0.53	0.53	1200

 

کاربرد ورق استیل در ساخت تجهیزات صنایع غذایی

کدام گرید از فولادهای زنگ نزن برای بکارگیری در صنایع غذایی بهترین گزینه است؟

جواب این سوال به کاربرد و ویژگی های مد نظر بستگی دارد.

 

 

 

صنایع غذایی باید از استانداردهای سخت گیرانه ای برای جلوگیری از آلودگی محصولات غذایی، پیروی کنند. از این رو ماشین آلات و ابزار مورد استفاده در رستوران ها باید استانداردهای بهداشتی سخت­گیرانه ای را رعایت کنند. در این صنعت، فولاد زنگ نزن به علت مقاومتش در برابر خوردگی، تقریبا همیشه تنها گزینه موجود است.

بر طبق مقررات اروپایی در قانون شماره No. 1935/2004 تمام موارد و شروط ایمنی لازم برای موادی که با مواد غذایی تماس دارند مشخص شده اند. همچنین این قانون بیان می کند که این مواد ماهیت مواد غذایی یا کیفیت غذا را تغییر نمی دهند.

بر طبق این قوانین تمام مقررات و ضوابط مربوط به استفاده از تجهیزات ساخته شده از استنلس استیل ویژه گریدهای مورد استفاده در صنایع غذایی مشخص شده است. اگر از گریدهای مخصوص و مطابق دستورالعمل استفاده شود، هیچ خوردگی بر روی سطح تجهیزات ایجاد نخواهد شد.

استنلس استیل های مورد استفاده در صنایع غذایی در برابر سایش مقاوم هستند و مقاومت­شان در برابر حرارت در حدی است که می­توان از آن­ها برای پخت غذاهای گوناگون استفاده کرد.

 

 

 

فولادهای زنگ نزن در قالب ورق جهت ساخت انواع تجهیزات و ماشین آلات در صنعت غذایی مورد استفاده قرار می گیرد. امروزه ورق استیل یکی از رایج ترین موادی است که در آشپزخانه ها و تجهیزات مورد استفاده صنایع غذایی یافت می شود. ورق استیل در کارخانجات فرآوری غذا، آشپرخانه های تجاری بزرگ یا آشپرخانه منازل در همه جا حضور دارد. ورق استیل به دلیل مقاومتش در برابر خوردگی و اکسیداسیون، دوام بالا و سهولت در تمیز کردن یکی از بی خطرترین مواد در صنعت تهیه و نگهداری غذا محسوب می شود.

سرویس های کیترینگ حرفه ای و آشپزخانه های تجاری در رستوران ها، بیمارستان ها، غذاخوری مدارس و ... در ساختمان و تجهیزات خود از ورق استیل استفاده می کنند. به عنوان نمونه می­توان به سینک ها و کابینت ها، انبار مواد غذایی و تجهیزات حمل و نقل اشاره کرد.

گریدهای مورد استفاده

شاخه های مختلف صنایع غذایی از گریدهای مختلفی استفاده می کنند. به مثال تولید آبنبات با پنیر فرق دارد. زیرا دمای کاری و به ویژه ترکیب­ این دو ماده غذایی متفاوت است. به طور کلی گریدهای 304 (ورق استیل نگیر)، 316 (ورق استیل نگیر ضد اسید) و 430 (ورق استیل بگیر) عمده ترین استنلس استیل هایی هستند که در تولید و فرآوری مواد غذایی بکارگیری می شوند.

اکثر تجهیزاتی که با غذا تماس دارند و همچنین لوله ها، محفظه ها و سینک ها از ورق استیل 304 و 316 ساخته می شوند. از ورق استیل 430 که 16 الی 18% کروم دارد در ساخت لوازم خانگی، بافل فیلترها، کابینت محافظ تجهیزات و بک اسپلش استفاده می­شود زیرا در این کاربردها به مقاومت بالایی در برابر خوردگی احتیاجی نیست.

رایج­ترین گرید آلیاژی در میان استنلس استیل ها به ویژه صنایع غذایی، ورق استیل 304 است. این گرید بخاطر مقاومتش در برابر خوردگی و اکسیداسیون در صنعت غذایی بسیار محبوب است. کروم موجود در استیل 304 از آن در برابر اکسیداسیون یا زنگ زدگی و نیکل موجود در آن در درام های (ظروف استوانه ای) مخصوص غذا، از این فولاد در برابر خوردگی محافظت می کند. هرقدر مقدار نیکل بیشتر باشد مقاومت ورق استیل در برابر خوردگی نیز است.

 

 

 

علاوه بر این، در برابر اسیدهای گوناگونی که در گوشت، شیر میوه­جات و سبزیجات نیز وجود دارد، مقاوم است. در این گرید هیچ ماده­ شیمیایی وجود ندارد که به مواد غذایی منتقل شود و بنابر این دلایل، ورق استیل 304 یک ماده بی خطر، مستحکم و با دوام برای ساخت لوازم خانگی، ظروف، انبار مواد غذایی و ... به حساب می آید.

ورق استیل 316 پس از گرید 304، رایج­ترین گرید در بین استنلس استیل هاست. خواص مکانیکی و فیزیکی این دو گرید بسیار شبیه یکدیگر است و تمایز این دو فولاد با چشم غیرمسلح ممکن نیست. استیل 316 در مقایسه با گرید 304 به علت دارا بودن نیکل بیشتر و مولیبدن، گرانتر است. برتری ورق استیل 316 در مقاومت بهتر آن در برابر خوردگی – به ویژه در برابر محلول های کلردار و کلرایدهاست. به همین دلیل گرید 316 برای استفاده در محیط هایی که با نمک یا سایر خورنده­های قوی در تماس اند، مناسب است.

برخی از کاربردهای متداول استنلس استیل 316 عبارتند از:

قطعات دریایی

محافظ تجهیزات الکتریکی

تجهیزات پزشکی-جراحی

تجهیزات شیمیایی

ورق استیل 430 تحمل بالایی در برابر اسیدهای نیتریک و ارگانیک دارد و به این دلیل از آن در کاربردهایی که با غذاهای اسیدی در تماس است استفاده می شود. این گرید همچنین مقاومت خوبی در برابر اکسیداسیون و گوگردها دارد.

اما از سوی دیگر، به علت نیکل کمتری (کمتر از یک درصد) که در این گرید وجود دارد، مقاومتش در برابر اسیدهای کاهنده ای که در برخی غذاها و آبمیوه ها یافت می شود کمتر است.

این گرید برای ساخت بک­اسپلش، لوازم خانگی، میز، لوازم آشپزخانه، سینک­های ارزان قیمت، پیچ و مهره، دیواره دودکش، قطعات یخچال ها، فیلتر گریس و ... مناسب است.

مقدار کروم گرید 430 با گرید 316 یکسان است اما نیکل کمتری دارد و به این دلیل برای برخی تولیدکنندگان  تجهیزات صنایع غذایی گزینه مقرون به صرفه تری به حساب می­آید.

یکی دیگر از تفاوت های اصلی میان گریدهای 430 و 316، فریتی بودن (ساختار فازی) ورق استیل 430 است. این گرید به دلیل دارا بودن ساختار فریتی خاصیت مغناطیسی دارد. استنلس استیل های فریتی همچون ورق استیل 430 مقاومت خارق العاده ای در برابر ترک­ ناشی از خوردگی تنشی دارند.

علاوه بر انتخاب خود گرید، صاف بودن سطح ورق استیل نیز مهم است و می­توان این صافی را با پولیش یا الکتروپولیش ایجاد کرد. بهبود پرداخت­کاری سطح، احتمال خوردگی و ترک­خوردگی را کاهش می دهد و تمیز کردن را نیز آسان تر می کند.

 

 

 

مزایای استفاده از ورق استیل در صنایع غذایی

1. مقاومت در برابر خوردگی: استنلس استیل در مقایسه با سایر فلزات مقاومت بیشتری در برابر خوردگی و زنگ زدگی دارد و به این دلیل برای استفاده در آشپزخانه ها بهترین گزینه است. از آنجایی که استنلس استیل ها در برابر خوردگی مقاوم اند، نگران جایگزینی مکرر نخواهید بود.
2. استحکام:  گریدهای فولاد ضدزنگ مورد استفاده در صنایع غذایی مستحکم هستند و برای بکارگیری در تجهیزات سنگین یا قفسه های انبار مواد غذایی گزینه عالی به حساب می آیند.
3. سهولت در تمیز کردن: موادی مانند چوب یا پلاستیک، شیارها و مجراهایی دارند که ممکن است در آنها باکتری ها رشد کنند. اما سطح استنلس استیل صاف است و جایی برای مخفی شدن باکتری ندارد و می توان به راحتی باکتری ها را از بین برد. این ویژگی در صنایع غذایی اهمیت بالایی دارد.
4. سطح غیرواکنشی: فولاد زنگ نزن یک فلز غیر واکنشی است، و تاثیری بر طعم و مزه غذا ندارند. یعنی می­توان از آن برای پخت غذاهای اسیدی مانند مرکبات، گوجه فرنگی و سرکه استفاده کرد. فلزاتی مانند آلومینیوم و آهن واکنشی هستند و اگر غذاهای اسیدی در این فلزات پخته شوند، طعم غذا را تغییر داده و به سطح ماده آسیب می رسانند.

کاربرد ورق استیل در خطوط لوله زیر دریا

 

 

یکی‌ از اولین خطوط لوله زیر دریا بین جزیره بریتانیایی وایت (wight) و ساحل فرانسه در خلال جنگ جهانی‌ دوم ساخته شده و پس از آن کاربرد آن به میزان قابل ملاحظه ای افزایش یافت.

امروزه، لوله های زیر دریا عمدتا به منظور جابجایی‌ نفت و گاز مورد استفاده قرار می گیرند. کمپانی های استخراج نفت هم از سطح اقیانوس نفت استخراج می کنند و هم از لوله برای برای بیرون آوردن سوخت فسیلی به ساحل استفاده می کنند. پس از تصفیه نفت یا گاز، خطوط لوله متفاوت به منظور جابجایی‌ نفت یا گاز طبیعی مایع به مخازن سوخت به کار می روند. یکی‌ از برجسته ترین مثال های خطوط لوله، که میدان نفتی‌ دریای شمال مجاور نروژ را به کارخانه های فرآوری در انگلستان متصل می کند، حدود ۷۵۰ مایل بین دو کشور کشیده می شود. این خط لوله از زمین سخت زیر آب عبور نموده و در عمیق ترین نقطه، حدود ۳۰۰۰ پا از آب با فشار حدود ۱۵۰۰ پوند بر اینچ مربع قرار می‌گیرد.

اما یکی از نکاتی که همواره شرکت فعال در زمینه لوله گذاری در زیر دریا مد نظر قرار می دهند کاهش هزینه این پروسه لوله گذاری است. بدین منظور متریال مورد استفاده در زمینه می بایست قابلیت بکارگیری در محیط های دریایی را داشته باشد. در ادامه با مبحث انتخاب مواد و اینکه چه آلیاژهایی در این بخش مورد استفاده قرار گرفته اند آشنا می شویم.

اهمیت انتخاب مواد در لوله گذاری در زیر دریا

انتخاب مواد همواره یکی از مهمترین پارامترها در طراحی فرایند لوله گذاری در زیر دریاها می باشد. مقاومت به خوردگی یکی از مهمترین فاکتورهایی است که در این بین تعیین کننده متریال مورد استفاده می باشد. یکی از عمده ترین آلیاژهایی که جهت بکارگیری در خطوط انتقال نفت و گاز در زیر دریاها مورد استقاده قرار گرفته اند فولادهای زنگ نزن هستند.

 

 مقاومت در برابر خوردگی های شکافی و حفره ای یکی از مهمترین پارامترهایی است که در پروژه های دریایی همواره مد نظر می باشد. در بین فولادهای زنگ نزن، ورق استیل 316 بنابر دارابودن عنصر مولیدن دارای مقاومت بیشتری در مواجه با خورگی های حفره ای و شکافی دارد به همین جهت این آلیاژ یکی از عمده ترین متریال بکار گرفته شده در خطوط لوله گذاری در دریا می باشد.

استنلس استیل ها معمولا در قالب لوله جهت انتقال نفت و گاز در زیر دریا استفاده می شوند. این لوله ها معمولا به چند صورت تولید می شوند. در یک حالات لوله به شکل فابریک در کارخانه های فولادسازی تولید و به مشتریان جهت بکارگیری تحویل داده می شوند. اما یکسری از این لوله ها از خمکاری و جوشکاری ورق استیل تولید می شوند.

مقاومت به خوردگی در زیر دریا

معمولا دو نوع خوردگی در لوله کشی‌ زیر دریا شناخته شده است که عبارتند از: خوردگی حفره ای و شکافی (شیاری).

خوردگی  حفره ای به راحتی‌ قابل تشخیص بوده و ممکن است ناشی‌ از عوامل متعددی باشد اما خوردگی شکافی سخت تر از خوردگی حفره ای شناسائی می شود.

استنلیس استیل دریایی و یا همان  ورق استیل ۳۱۶، یکی‌ از محبوب‌ترین آلیاژ‌ها برای لوله‌های زیر دریا می باشد. این گیرد نسبت به اکثریت گریدهای آستنسیتی سری 300 همچون ورق استیل 304 مقاومت به خوردگی بالاتری در محیط های کلریدی داشته و به همین علت از آن با عنوان استنلس استیل دریایی یاد می شود.

خوردگی حفره ای

 

خوردگی حفره زمانی‌ آغاز می گردد که لایه پسیو روی استیل ۳۱۶ در محیط های پر از کلر (منظور محیط های که حاوی کلر با غلظت بسیار زیادی هستند) دچار آسیب دیدگی شده و شکسته شود. هرچه میزان کلر بیشتر و درجه حرارت بیشتر باشد، احتمال شکسته شدن لایه پسیو بیشتر است. هنگامی که لایه پسیو شکسته شد یک سلول الکتروشیمیایی راه اندازی می شود. آهن به قسمت آندی تر حفره در محلول وارد شده و سپس در جهت بالا پخش می شود و اکسید شده و اکسید آهن تولید می گردد. غلظت محلول آهن کلرید با افزایش عمق حفره بیشتر می شود. این امر افزایش سرعت ایجاد حفره و در نتیجه سوراخ شدن دیواره های لوله را در پی دارد که سبب نشت سیالات داخل لوله ها می شود. حفره ها می توانند تا عمق لوله ها نفوذ کرده که اگر این شرایط به وقوع پیوندد فرایند لوله گذاری با مشکل مواجه هستند.

خوردگی شکافی

شکاف ها (خوردگی شکافی) را می توان بین لوله ها و تکیه گاه های لوله، بین لوله های مجاور و زیر رسوباتی پایین یافت که بر روی سطح لوله جمع می شوند. شکاف های تنگ شکاف‌هایی‌ هستند که خطر بیشتری برای یکپارچگی لوله زیر دریا دارند. خوردگی استاندارد لوله گذاری در یک شکاف تنگ منجر به کاهش غلظت اکسیژن در مایع موجود در شکاف می شود. کاهش غلظت اکسیژن در مایع درون شکاف باعث افزایش احتمال شکسته شدن لایه پسیو روی سطح می شود، و در نتیجه باعث آغاز حفره زایی می شود.

 

 

کنترل خوردگی

برخی‌ از شرکت ها بر این نظر هستند که جایگزینی لوله های ساخته شده از جنس استنلس استیل ۳۱۶ با دیگر لوله هایی که از فولادهای زنگ نزن دیگری ساخته شده اند افزایش مقاومت به خوردگی را در پی دارد. روش دیگر پوشاندن لوله زیر دریا با مواد مقاوم در مقابل خوردگی می باشد، از جمله پولیورتان پلاستیک حرارتی.

 

ASM توافق نامه عدم افشای اطلاعات را با HANA AMT امضا می کند

 

ASMتأییدیه پودر تیتانیوم با خلوص بالا از HANA AMT ، یک گروه چاپ سه بعدی کره ای دریافت کرده است. HANA AMT با استفاده از تجزیه و تحلیل دقیق 20 کیلوگرم پودر تیتانیوم ، خلوص 99.918٪ را تأیید کرد. 

 

سنجش پودر فلز تیتانیوم از 75 کیلوگرم تولید شده در کارخانه آزمایشی فلزاسیون ASM طی ژانویه 2021 انجام شد. ASM و HANA AMT به دلیل پیشرفت مذاکرات برای دستیابی به توافق اولیه 1500 تن در سال برای پودر فلز تیتانیوم ، توافق نامه عدم افشای قرارداد را امضا کردند.

این قرارداد در حالی امضا شده که درصد خلوص محاسبه شده به مراتب پایین تر از این مقدار بوده و این یک رکورد محسوب میشود. در صد بالای تیتانیوم می تواند برای بسیاری از صنایع مانند صنعت استیل(فرم ورق استیل) مفید و موثر باشد.

 

 

 

آخرین اخبار در صنعت استیل را میتوانید از وبسایت فلزکالا ببینید. همچنین برای استعلام از آخرین قیمت ورق استیل از طریق راه های ارتباطی میتوانید تماس گرفته و ثبت سفارش نمایید.