در این مقاله، با انواع مختلف فولاد زنگ نزن و فاکتورهای کلیدی که در انتخاب فولاد زنگ نزن باید در نظر بگیرید، آشنا خواهیم شد. برای انتخاب صحیح، توجه به ترکیب شیمیایی، محیط کاربرد و شرایط عملیاتی از جمله عواملی هستند که باید در نظر گرفته شوند.
فولاد زنگ نزن یا استنلس استیل به دلیل مقاومت بالا در برابر زنگ زدگی و خوردگی، به یکی از پرکاربردترین مواد در صنایع مختلف تبدیل شده است. این نوع فولاد برای محیط هایی که در معرض رطوبت، مواد شیمیایی یا شرایط سخت هستند، گزینه ای بسیار مناسب است. قیمت فولاد زنگ نزن به دلیل ترکیبات خاص و تکنولوژی تولید، این نوع فولاد نسبت به فولاد های معمولی قیمت بالاتری دارد.
فولاد های زنگ نزن آستنیتی (جدول 1) حاوی کروم و نیکل به عنوان سری 300 شناسایی و آلیاژ های حاوی کروم، نیکل و منگنز به عنوان سری 200 شناخته می‌شوند. فولاد های ضد زنگ در گروه آستنیتی دارای ترکیبات و خواص متفاوت هستند، اما ویژگی های مشترک بسیاری نیز دارند. این فولاد ها را می‌توان با کارسرد سخت کرد، نه با عملیا ت حرارتی. درشرایط آنیل شده، این گروه اساسا غیر مغناطیسی هستند، اگرچه ممکن است برخی با کارسرد کمی مغناطیسی شوند. این سری مقاومت دربرابر خوردگی عالی، شکل پذیری خوب و افزایش استحکام در نتیجه کارسرد دارند.
جدول شماره 1
فولاد های ضد زنگ آستنیتی
S31000
S31008
S31400
S31600
S31603
S31620
S31651
S31700
S31703
S31726
S32100
N08330
S34700
S34800
S38400
310
310S
314
316
316L
316F
316N
317
317L
317LMN
321
330
347
348
384
S20100
S20200
S20500
S30100
S30200
S30215
S30300
S30323
S30400
S30403
S30430
S30451
S30500
S30800
S30900
S30908
201
202
205
301
302B
303
303SE
304
304L
302HQ
304N
305
308
309
309S
جدول شماره 2
فولاد های ضد زنگ فریتی
S43023
S43400
S43600
S44200
S44600
430FSe
434
436
442
446
S40500
S40900
S42900
S43000
S43020
405
409
429
430
430F
فولاد های زنگ نزن مارتنزیتی (جدول 3) انواع فولاد های دارای کروم سری 400 هستند که با عملیات حرارتی سخت می‌شوند. دارای خاصیت مغناطیسی و مقاومت به خوردگی در محیط های ملایم و انعطاف پذیری نسبتا خوبی هستند. و برخی از آن ها را می‌توان تا حد مقاومت کششی MPA1379 عملیا ت حرارتی کرد.
جدول شماره 3
فولاد های ضد زنگ مارتنزیتی
UNS معادل
نوع
معادل UNS
S42020
S42200
S43100
S44002
S44003
S44004
420F
422
431
440A
440B
440C
S40300
S41000
S41400
S41600
S41623
S42000
403
410
414
416
Se164
420
فولاد های رسوب سختی شده (جدول 4)، فولاد های کروم نیکل دار هستند و همچنین دارای عناصر آلیاژی دیگری مانند مس و آلومینیوم نیز هستند. این دسته از فولاد ها را با انجام عملیات پیرسختی و رسوب سختی به استحکام بالا می‌رسانند.
جدول شماره 4
فولاد های ضد زنگ دابلکس
32900 S
S31803/S32205
329
2205
فولاد های ضد زنگ دابلکس دارای ساختاری آنیلی با فریت-آستنیت برابر هستند و طبق تجربه فاز کوچکتر دارای حداقل 30 درصد حجمی هستند. فولاد های زنگ نزن دوبلکس مزایای متعددی نسبت به فولاد های زنگ نزن آستنیتی رایج دارند. گرید های دوبلکس در برابر ترک خوردگی تنشی ناشی از کلرید بسیار مقاوم هستند، مقاومت خوردگی حفره‌ای و شکافی عالی دارند وتقریباً استحکام تسلیم آن ها دو برابر گریدهای معمولی می‌باشد. نوع 329 و 2205 فولاد های دابلکس هستند.
جدول شماره 5
فولاد های ضد زنگ رسوب سختی شده
S13800
S15500
دستورالعمل انخاب فولاد های ضد زنگ
فولاد های زنگ نزن مواد مهندسی با مقاومت دربرابر خوردگی، استحکام و ویژگی های ساخت خوبی هستند که به راحتی می‌توانند طیف گسترده ای از معیار های طراحی را برآورده کنند.
دلیل اصلی برای مشخص کردن ضد زنگ بودن فولاد، مقاومت به خوردگی می‌باشد. برای تعیین میزان مقاومت به خوردگی تعیین ماهیت محیط و درجه حرارت لازم است.
تاکید بر استحکام در دمای اتاق، دمای بالا یا پایین. به طور کلی، ترکیبی از مقاومت در برابر خوردگی و استحکام پایه و اساس انتخاب برای فولاد ضد زنگ است.
عملیات ساخت و نحوه ساخت محصول یک ملاحظات سطح سوم است که شامل آهنگری، ماشینکاری، شکل دهی، جوشکاری و غیره است.
در طی در نظر گرفتن هزینه کل، بهتر است که نه تنها هزینه های مواد(پروفیل صنعتی) و تولید، بلکه هزینه چرخه عمر از جمله مزایای صرفه جویی در هزینه محصول بدون تعمیر و نگهداری با طول عمر طولانی در نظر گرفته شود.
کروم عنصر آلیاژی است که به فولاد های ضد زنگ کیفیت مقاومت در برابر خوردگی با ترکیب با اکسیژن برای تشکیل یک لایه نازک و نامرئی اکسید کروم بر روی سطح می‌دهد که این لایه غیر فعال در طراحی تجهیزات ضد زنگ جزو یکی از فاکتور های مهم می‌باشد و اقدامات حیاتی برای جلوگیری از تخریب این لایه باید انجام شود. با این حال در صورت تخریب لایه محافظ، با وجود اکسیژن این لایه دوباره احیا شده و به محافظت ادامه می‌دهد.
این لایه محافظ در اتمسفر معمولی و محیط های آبی ملایم پایدار است و با افزودن عناصر آلیاژی از جمله کروم بالاتر، نیکل و مولیبدن این پایداری، افزایش می‌یابد. عناصر کروم و مولیبدن باعث افزایش مقاومت در برابر محیط های کلریدی و عنصر نیکل مقاومت در برابر محیط های اسیدی را بهبود می‌بخشد.
متغیر های زیادی در تعیین محیط خورنده نقش دارند به عنوان مثال مواد شیمیایی و غلظت آن ها، شراط جوی، دما و زمان. بنابراین انتخاب آلیاژی بدون دانستن ماهیت دقیق محیط مورد استفاده، دشوار است. با این حال دستور العمل های زیر برای انتخاب متریال وجود دارد:
فولاد 304
فولاد استیل 304 در کاربرد های وسیعی استفاده می‌شود، در معماری در برابر زنگ زدگی و در صنایع غذایی در برابر محیط های فراوری مقاوم می‌باشد ( به استثنای شرایط دما بالا که حاوی محتوای اسید و کلرید بالا می‌باشد). در برابر مواد شیمیایی آلی، مواد رنگ زا و طیف گسترده ای از مواد شیمیایی معدنی مقاومت می‌کند. نوع فولاد ضد زنگ 304 ( 304Lکم کربن) به خوبی دربرابر اسید نیتریک و اسید های سولفوریک در دما و غلظت های متوسط مقاومت می‌کند. این استیل به طور گسترده برای ذخیره سازی گاز های مایع، تجهیزات برای استفاده در دما های برودتی (N304) لوازم خانگی و سایر محصولات مصرفی، تجهیزات آشپزخانه، تجهیزات بیمارستانی، حمل و نقل و تصفیه فاضلاب استفاده می‌شود.
فولاد 316
فولاد 316 به نسبت 304 از مقدار کمی نیکل بیشتری برخوردار است و 2 تا 3 درصد مولیبدن مقاومت بهتری در برابر خوردگی به نسبت 304 ایجاد می‌کند، به خصوص در محیط های کلریدی که تمایل به خوردگی حفره‌ای دارد. نوع فولاد زنگ نزن 316 به دلیل مقاومت در برابر ترکیبات اسید سولفوریک برای استفاده در کارخانه های خمیرسولفیت ساخته شده است. با این حال، استفاده از آن برای جابجایی بسیاری از مواد شیمیایی در صنایع گسترش یافته است.
فولاد 317
فولاد 317 حاوی %4-3 مولیبدن (سطوح بالاتر نیز در این سری موجود است) و کروم بیشتری نسبت به نوع 316 برای مقاومت بهتر در برابر خوردگی حفره‌ای و شکافی می‌باشد.
فولاد 430
فولاد محتوای آلیاژ کمتری نسبت به نوع 304 دارد و برای کاربرد های تریم بسیار صیقلی در اتمسفر های ملایم استفاده می‌شود. همچنین در اسید نیتریک و فرآوری مواد غذایی استفاده نیز می‌شود.
فولاد 410
فولاد 410 کمترین میزان آلیاژ را از سه دسته فولاد ضد زنگ داراست و برای قطعات تحت فشار بالا که نیاز به ترکیبی از استحکام و مقاومت دربرابر خوردگی دارند، مانند بست ها، انتخاب شده است. نوع 410 دربرابر خوردگی در اتمسفر های ملایم، بخار و بسیاری از محیط های شیمیایی ملایم مقاومت می‌کند.
فولاد 2205
فولاد 2205 ممکن است مزایایی نسبت به 304 و 316 داشته باشد و مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی تنشی کلریدی(حدودا دو برابر) دارد.
جدول 6 مقاومت به خوردگی نسبی فولاد های زنگ نزن با شماره استاندارد AISI را در هفت دسته وسیع از محیط‌های خورنده فهرست می‌کند.
جدول 7 کاربرد فولاد های ضد زنگ
محیط
گرید
فسفریک اسید
اسید فسفریک نوع 304 برای ذخیره سازی اسید فسفریک سرد تا 85 درصد و برای جابجایی غلظت تا 5درصد در برخی از فرآیند های واحد تولید رضایت بخش است. نوع 316 مقاومت بیشتری دارد و معمولاً برای ذخیره سازی و ساخت اگر محتوای فلوئور خیلی زیاد نباشد استفاده می‌شود. نوع 317 تا حدودی مقاوم تر از نوع 316 است. در غلظت‌های 85درصد، دمای فلز نباید از 212 درجه فارنهایت برای 316 بیشتر و برای 317 خیلی بیشتر باشد.
برای تجهیزات تقطیر برای غلظت های 30 تا 99 درصد که در آن نوع 304 قابل استفاده نیست برای مخازن ذخیره سازی، پمپ‌ها و تجهیزات فرآیندی که با اسید استیک بلوری در تماس است، که نوع 304 خورده می‌شود. نوع 316 نیز برای قطعاتی که دمای بالاتر از 120 درجه فارنهایت 50 (درجه سانتیگراد) دارند، برای بخارات رقیق و فشار های بالا قابل استفاده است. نوع 317 در شرایط خورندگی شدید نسبت به نوع 316 تا حدودی مقاومت به خوردگی بیشتری دارد. هیچ یک از فولاد های زنگ نزن در دمای جوش یا در دمای بخار فوق گرم اسید استیک بلوری مقاومت به خوردگی کافی ندارند.
ترکیبی از اسیدها
تا زمانی که اسید نیتریک کافی وجود داشته باشد، معمولاً هیچ حمله قابل توجهی برای 304 یا 316 وجود ندارد
آلدهیدها
نوع 304 قابل استفاده می‌باشد.
نیتریک اسید
نوع 430 و L304 استفاده می‌شوند
آمین‌ها
316 نسبت به 314 ترجیح داده می‌شود
هیدروکلریک اسید
در این محیط، فولاد های ضد زنگ پیشنهاد نمی‌شوند مگر محیط بسیار رقیق و در دمای اتاق باشد
استات سلولز
اوره
316Lمورد استفاده قرار می‌گیرد
محصولا ت دارویی
نوع 316 به دلیل مقاومت ذاتی در برابر خوردگی و اطمینان بیشتر از خلوص محصول، معمولاً برای تمام قطعات در تماس با محصول استفاده می‌شود
سولفوریک اسید
نوع 304 را می‌توان در دمای اتاق برای غلظت های بیش از 80 درصد استفاده کرد. نوع 316 را می‌توان درتماس با اسید سولفوریک تا %10 در دمای 120 درجه فارنهایت (50درجه سانتیگراد) در صورت هوادهی محلول استفاده کرد. خوردگی در محلول بدون هوا بیشتر است. نوع 317 را می‌توان در دمای بالای 150درجه فارنهایت 65(درجه سانتیگراد) با غلظت 5 درصد استفاده کرد. وجود مواد دیگر ممکن است به طور قابل توجهی میزان خوردگی را تغییر دهد. 500تا 2000 پیپی ام یون مس، استفاده از نوع 304 را در محلول های داغ با غلظت متوسط ممکن می‌سازد. سایر افزودنی ها ممکن است اثر معکوس داشته باشند.
اسید های سیتریک، فرمیک و تارتاریک
304 معمولا برای دما های متوسط و 316 برای همه ی دما ها تا دمای جوش نیز استفاده می‌شود.
اسیدسولفور
نوع 304 ممکن است در معرض خورده شدن باشد، به خصوص اگر مقداری اسیدسولفوریک وجود داشته باشد. نوع 316 در غلظت ها و دما های متوسط قابل استفاده است.
استرها
از نقطه نظر خوردگی، استرها با اسید های آلی قابل مقایسه هستند.
هیدروکسیدآمونیوم، هیدروکسیدسدیم، محلول های سوزاننده
فولاد های سری 300 به طور کلی تقریبا درتمام غلظت ها و دما ها در پایه های ضعیف هیدروکسید آمونیوم مقاومت به خوردگی خوبی دارند. در باز های قوی‌تر، مانند هیدروکسید سدیم، ممکن است در محلول های غلیظ‌تر و در دما های بالاتر حمله، خوردگی تنشی وجود داشته باشد. محلول های سوزاننده با خلوص تجاری ممکن است حاوی کلرید باشند که هر خوردگی‌ای را تشدید می‌کند و ممکن است باعث ایجاد حفره های در نوع 316 و همچنین نوع 304 شود.
تا حدود 300 درجه فارنهایت (150درجه سانتیگراد)، نوع 304 در برابر چربی ها و اسید های چرب مقاوم است، اما نوع 316 در دما ی 300 تا 500درجه فارنهایت (150تا 260درجه سانتیگراد) و نوع 317 در دمای بالاتر مورد نیاز است
ارگانیک
استیک اسید
اسید استیک به ندرت در گیاهان شیمیایی خالص است، اما به طور کلی شامل ترکیبات جزئی متعدد و متنوعی است. نوع 304 برای طیف گسترده‌ای از تجهیزات از جمله دستگاه های تقطیر، گرم کن‌های پایه، مخازن نگهدارنده، مبدل‌های حرارتی، خطوط لوله، دریچه ها و پمپ‌ها برای غلظت های تا ٪99 در دما های تا حدود 120 درجه فارنهایت 50
(درجه سانتیگراد) استفاده می‌شود.
نوع 304 همچنین برا ی تماس با بخارات اسید استیک %100 رضایت بخش است، و در صورت تحمل مقدار کمی کدری یا برداشت رنگ -برای ذخیره سازی اسید استیک در دمای اتاق مناسب است. انواع 316 و 317 وسیعترین طیف مناسب را دارند، به خصوص اگر اسید فرمیک نیز وجود داشته باشدیا محلول ها بدون هوادهی باشند. نوع 316 است
ابزار رنگ
اگر رنگ دهی دقیق و عدم آلودگی مهم باشد، مورد 316 قرار می‌گیرد
انیدرید فتالیک
نوع 316 معمولاًبرای راکتورها، ستون ها، درپوش‌ها و لوله ها استفاده می‌شود
صابون ها
نوع 304 برای قطعاتی مانند برج اسپری استفاده می‌شود، اما نوع 316 ممکن است برای نازل اسپری استفاده شود.
مواد شوینده مصنوعی
316 برای پیش گرم کردن، لوله کشی، پمپ ها و راکتور ها در هیدروژناسیون کاتالیزوری اسید های چرب برای تولید نمک های سوافوته با جرم مولکولی بالا استفاده می‌شود
روغن تال
نوع 304 فقط در خدمات تقطیر روغن های تال استفاده محدودی دارد. جریان های با اسید روزین بالا را می‌توان توسطL 316 با حداقل محتوای مولیبدن ٪75.2 کنترل کرد. نوع 316 همچنین می‌تواند در جریان های اسید چرب خورنده‌تر در دمای تا 475 درجه فارنهایت (245 درجه سانتیگراد) استفاده شود، اما نوع 317 احتمالاً در دما های بالاتر مورد نیاز خوا هد بود.
انتخاب مناسب فولاد زنگ نزن با حامیران
انتخاب مناسب فولاد زنگ نزن بر اساس شرایط محیطی، نیازهای پروژه و ویژگی های خاص هر نوع فولاد، تأثیر مستقیم بر کارایی و طول عمر محصول خواهد داشت. با توجه به این که هر دسته از فولاد زنگ نزن (آستنیتی، فریتی، مارتنزیتی و داپلکس) خواص و کاربردهای خاصی دارند، بررسی دقیق ویژگی ها و مشاوره با کارشناسان ما در فولاد حامیران پیش از خرید می تواند تصمیم گیری شما را آسان تر کند و منجر به انتخابی مطمئن و اقتصادی شود.
نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *
نام*
ایمیل*
وبسایت
ذخیره نام، ایمیل و وبسایت من در مرورگر برای زمانی که دوباره دیدگاهی مینویسم.
Δ
صفحه نخست
محصولات
تلگرام
اینستاگرام
