استنلس استیل یک نوع فولاد ضد زنگ با مقاومت بالا است . یکی از عناصر کلیدی آن کروم است که مقدار آن از 10 تا 30 درصد می تواند متغیر باشد و همین امر باعث به وجود آمدن گریدهای مختلفی از استنلس استیل می شود . ترکیب کربن با کروم باعث ایجاد مقاومت استنلس استیل در برابر گرما می شود . برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی در محیط های خاص و هم چنین جهت افزایش مقاومت در برابر اکسیداسیون درترکیب آن ها ازعناصری مانند نیکل ، مولیبدن ، تیتانیوم ، آلومینیوم ، مس ، گوگرد ، فسفر ، سلنیوم استفاده می شود که هر کدام ویژگی های خاصی را به استنلس استیل می بخشند . به صورت خلاصه ویژگی های استنلس استیل ، شکل پذیری عالی ، مقاوم در برابر پوسته شدن ، مقاوم در برابر اکسایش و خزش در دمای بالا ، چقرمگی زیاد در دمای اتاق و دمای پایین است . به همین دلیل در ساخت تجهیزات آشپزخانه های صنعتی هتل ها ، رستوران ها ، بیمارستان ها و هم چنین در مصارف پزشکی و صنعتی کاربرد زیادی دارند .

انواع استنلس استیل 

1- استنلس استیل 304 :

یکی از دلایل اصلی استفاده از استنلس استیل 304 ، با دوام و ضد زنگ بودن آن ها در شرایط محیطی مرطوب است . مقدار نیکل و کروم موجود در این سری 8% و 18% است . وجود این عناصر باعث خاصیت ضد زنگی استنلس استیل می شود . کربن موجود در آن نیز کمتر از 0/08 % است که باعث کاهش خاصیت آهنربایی در استنلس استیل می شود . استنلس استیل های سری 304 یکی از پر مصرف ترین نوع استیل می باشند .

موارد کاربردی استنلس استیل 304 :

مخازن تحت فشار و ظروف برای نگهداری انواع مایعات و جامدات
تجهیزات فراوری در صنایع شیمیایی و معدنی
تجهیزات دارویی و پزشکی
تجهیزات آشپزخانه صنعتی ( مناطق مرطوب )
تجهیزات صنایع غذایی و لبنی

2- استنلس استیل 316 :

مقدار کروم موجود در این گرید 18% و میزان نیکل 12% است . افزایش نیکل و هم چنین دارا بودن 3% عنصر مولیبدن در این سری نسبت به سری 304 باعث افزایش مقاومت در قبال خوردگی شیاری و حفره دار شدن می شود به همین دلیل برای محیط های اسیدی و نمکی گزینه ی بهتری خواهد بود . از اینرو برای استفاده در آزمایشگاه ها و صنایع پزشکی بسیار پرکاربرد است .

موارد کاربردی استنلس استیل 316 :
مخازن و ظروف برای نگهداری انواع مایعات و جامدات خورنده
تجهیزات صنعتی مواد شیمیایی ، مواد نفتی ، مواد معدنی
تجهیزات دارویی و پزشکی

3- استنلس استیل 309 :

این گرید از استیل به فولادهای نسوز معروف هستند و از نظر مقاومت در برابر خوردگی بین سری 316 و 304 است . عناصر نیکل و کروم موجود در آن از سری 304 بالاتر است به همین دلیل نسبت به این سری در دماهای بالا مقاومتر است و به دلیل اینکه فاقد عنصر مولیبدن است نسبت به سری 316 از مقاومت کمتری برخوردار است .

موارد کاربردی استنلس استیل 309 :

صنایع پتروشیمی
صنایع عملیات حرارتی
صنعت سیمان
صنعت بازیافت
صنایع هوافضا

4- استنلس استیل 310 :

سری 310 استنلس استیل مانند گرید 309 یک نوع فولاد نسوز می باشد و برای کاربردهایی با درجه حرارت بالا مناسب است . مقدار کروم و نیکل نسبتا بالای این سری باعث افزایش مقاومت آن ها در دمای بالا و قابلیت جوش پذیری بالای آن ها شده است .

موارد کاربردی استنلس استیل 310 :

صنایع پتروشیمی
صنایع عملیات حرارتی
صنعت سیمان

5- استنلس استیل 430 :

استنلس استیل 430 در محیط با شرایط خوردندگی کم و میزان دمای متوسط دارای مقاومت است . این سری فاقد نیکل و مولیبدن است ، به همین دلیل از سایر نوع های استنلس استیل ارزانتر است . برای ساخت تجهیزات آشپزخانه صنعتی ، قطعات ماشین لباسشویی ، ترمیم خودرو ، تولید سقف صنعتی و پوشش دیوارو... استفاده می شود .

استنلس استیل نسوز در صنایع مختلفی از جمله صنایع غذایی، صنایع نفت و گاز و پتروشیمی، صنعت فولاد، صنعت سیمان، معادن، صنایع نیروگاهی ، عملیات حرارتی و صنایع متالورژی، صنایع هوافضا، معماری و ساختمان سازی، تجهیزات کنترل آلودگی هوا، تجهیزات پزشکی، کشتی سازی، صنعت حمل و نقل و صنایع کاغذسازی کاربرد دارد.

صنایع غذایی

مواد اولیه در صنایع غذایی عموما خاصیت اسیدی دارند. به دلیل خوردگی بالای این اسیدها، آلیاژهایی که در ساخت تجهیزات این صنایع مورد استفاده قرار می گیرند نباید دچار هیچ گونه خوردگی شوند. چرا که علاوه بر کاهش مقاومت مکانیکی در نواحی خورده شده، ترکیبات شیمیایی محصول فرآیند خوردگی می تواند سمی باشد و موجب آلودگی محصول نهایی در صنایع غذایی شود. به همین جهت استنلس استیل ها به طور گسترده ای در این صنایع مورد استفاده قرار می گیرند. استنلس استیل 304 گرید اصلی تجهیزات فرآوری مواد غذایی می باشد. نسوزهای 309 و 310 در محیط های حاوی استیک اسید و اسید سیتریک داغ مورد استفاده قرار می گیرند.

صنایع هوافضا

آلیاژهای مورد استفاده در صنایع هوافضا باید در دماهای بالا استحکام خود را حفظ کنند، استحکام خزشی بالا، استحکام خستگی خوب، اشاعه ترک آهسته، چقرمگی، مقاومت به اکسیداسیون دما بالا و مقاومت به خوردگی خوبی داشته باشند. استنلس استیل ها، آلیاژهای نیکل و تیتانیم به دلیل ارائه ویژگی های بالا در یک بازه دمایی گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. این آلیاژها در قطعاتی مثل قطعات موتور جت، قطعات اگزوز، تانک های سوخت و قطعات سازه ای مورد استفاده قرار می گیرند. برای کاربردهایی مانند اجزا کابین و تانک های سوخت که مقاومت به خوردگی متوسط مورد نیاز است آلیاژ 304 گزینه مناسبی می باشد. در شرایطی که خوردگی شدیدتر است آلیاژ 316 مورد استفاده قرار می گیرد. آلیاژهای 321، 309 و 310 به طور گسترده ای در سیستم اگزوز موتور هواپیما مورد استفاده قرار می گیرند. آلیاژ 17-4PH ترکیبی از استحکام، سختی و مقاومت به خوردگی بالا را ارائه می کند و در قطعات سازه ای فضاپیما مورد استفاده قرار می گیرد.

معماری و ساختمان سازی

استنلس استیل به دلیل استحکام، مقاومت به خوردگی، ظاهر و دوام به ماده ای با کاربرد متداول تبدیل شده است. امروزه معماران در طراحی ساختمان های بلند و پل های طولانی و حتی پروژه های هنری عمومی از این ماده استفاده می کنند. برای کاربردهای ساختمانی مانند بالکن، نمای خارجی، راه پله، آسانسور و بالابر، سیستم های گرمایش، سرمایش و تهویه استنلس استیل 304، 316 و دوپلکس های 2205 و 2507 به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند.

تجهیزات پزشکی

وسایل طراحی شده برای کاربردهای پزشکی باید معیارهای طراحی و ساخت ظریف را به دست بدهند. استیل ها برای ساخت چاقو و ابزار برش، پنس و... مورد استفاده قرار می گیرند. استیل های مورد استفاده در تجهیزات پزشکی باید خواص مکانیکی ویژه ای داشته باشند و بتوانند در مواد شیمیایی که جهت پاکسازی و استرلیزه به کار می روند پایداری خود را حفظ کنند. ابزار جراحی اغلب از جنس استیل مارتنزیتی 17-4PH ساخته شده اند. گریدهای 304 و 316 برای ساخت ابزاری که به استحکام و سختی بالا مورد نیاز نباشد مورد استفاده قرار می گیرند. این آلیاژها مقاومت به خوردگی بیشتری نسبت به گریدهای رسوب سخت شونده دارند.

صنایع کشتی سازی

ورق های استنلس استیل و آلیاژهای نیکل به دلیل مقاومت به خوردگی، خواص مکانیکی خوب و سهولت در ساخت در صنایع کشتی سازی مورد استفاده قرار می گیرند. برای کاربردهایی مانند مخازن مواد شیمیایی آلیاژهای 316 و 317 مناسب می باشند. در حال حاضر این آلیاژها با دوپلکس هایی مانند 2205 و 2101 به دلیل استحکام تسلیم و مقاومت به خوردگی بالاتر در حال جایگزینی می باشند.

تجهیزات کنترل آلودگی هوا

برای جلوگیری از آلودگی هوا محدود کردن خروج دی اکسید سولفور به اتمسفر ضروری است. این موضوع در ساخت سیستم های دیسولفوره گاز در کارخانه هایی که از سوخت های فسیلی مانند زغال سنگ استفاده می کنند، اهمیت دارد. شرایط محیطی این سیستم ها بسیار خورنده است. به دلیل این شرایط پیچیده، گستره وسیعی از استنلس استیل ها و سوپرآلیاژها در ساخت این سازه-ها مورد استفاده قرار می گیرند.

صنعت فولاد

استنلس استیل و سوپرآلیاژ به دلیل مقاومت به خوردگی، مقاومت به حرارت و سایش و استحکام در فرآیند تولید فولاد مورد استفاده قرار می گیرد. استنلس استیل های گرید 316،304، 321 ، 309 و 310 در ساخت کوره کک سازی، کوره بلند و کنورتور مورد استفاده قرار می گیرند. برای ساخت تجهیزات مورد استفاده در اسیدشویی شامل تانک های نگهداری اسید، سبدها، چنگک ها و... اینکولوی 825 گزینه مناسبی است.

صنایع حرارتی

استنلس استیل های مقاوم به حرارت و سوپرآلیاژهای پایه نیکل به طور گسترده ای در صنایع حرارتی مانند ساخت کوره، صنایع بازیافت و پالایشگاه های نفت برای ساخت قطعاتی مانند پوشش ها و جعبه های آنیل، سبدها و سینی ها، محفظه های زغال سنگ، درها، فن ها، فلرها، مبدل های حرارتی، تیوب هنگر، انکر و... مورد استفاده قرار می گیرند.

صنعت حمل و نقل

استنلس استیل و سوپرآلیاژهای پایه نیکل نقش مهمی در صنعت حمل و نقل دارند. این آلیاژها در اجزا ماشین های سنگین، صنایع نظامی، ساخت واگن های قطار، صنایع هوافضا و کشتی سازی مورد استفاده قرار می گیرند. استنلس استیل های 304، 316، 309، 410 و 17-4PH در ساخت دنده ها، اجزا انتقال قدرت و... مورد استفاده قرار می گیرند. آلیاژ 17-4PH در ساخت تجهیزات نظامی و آلیاژهای 316،317 و 2205 در سازه واگن های قطار و استیل 410 در ساخت واگن های حمل زغال سنگ مورد استفاده قرار می گیرند.

فلزات در پزشکی برای ساخت تجهیزات پزشکی، ابزار آلات پزشکی و ایمپلنت‌ها کاربرد دارد. برای ساخت ابزار آلات پزشکی مختلف که در جراحی ها مورد استفاده قرار می‌گیرند

پرکاربردترین فلزات در پزشکی

امروزه فلزات کاربردهای گسترده‌ای در صنایع پزشکی، هوافضا، اتوموبیل سازی، پتروشیمی، صنایع غذایی، توربین‌‌سازی و … دارند. پرکاربرد ترین فلزات صنعتی فولادها در گریدهای مختلف می‌باشند، مس و آلومینیوم و آلیاژهای آن‌ها در رتبه‌های دیگر قرار دارند. در مقایسه با فولاد، آلومینیوم و مس، فلزات تیتانیوم، نیکل و آلیاژهای بر این پایه فلزات نوینی به حساب می‌آیند که کاربرد آن‌ها در صنایع مختلف رو به رشد می‌باشد.

فلزات در پزشکی برای ساخت تجهیزات پزشکی، ابزار آلات پزشکی و ایمپلنت‌ها کاربرد دارد. برای ساخت ابزار آلات پزشکی مختلف که در جراحی ها مورد استفاده قرار می‌گیرند، از استنلس استیل (فولاد زنگ نزن) استفاده می‌شود، این فولاد به دلیل مقادیر بالای نیکل و کروم مقاومت به خوردگی دارند، اگر تجهیزات مورد استفاده دچار خوردگی و زنگ زدگی شوند می‌تواند بسیار خطرناک باشد و باعث ایجاد آلودگی شود.

فلز استیل در پزشکی

از این بین استنلس استیل ۳۰۴ به عنوان یکی از پرکاربردترین گریدهای فولاد زنگ نزن در پزشکی شناخته می‌شود، خواص و قیمت این نوع فولاد طوری است که از آن به عنوان مناسب‌ترین ماده در ساخت ابزارآلات پزشکی یاد می‌شود. این آلیاژ خواص ویژه‌ای مثل قابلیت کشش عمیق دارد که آنرا بسیار مناسب برای ساخت سینک و ظروف پزشکی می‌کند. همچنین ورژن کم کربن این استیل که با نام ۳۰۴L شناخته می‌شود و قابلیت جوشکاری دارد به این ترتیب این فولاد برای تولید قطعاتی که برای ساختشان نیازمند جوش مستحکم هست مناسب می‌باشد.

از دیگر خواص استنلس ۳۰۴ به کرایوژنیک بودن آن می‌توان اشاره کرد، به این معنا که این نوع فولاد قابلیت کاربری در دماهای بسیار پایین را دارد و دچار تردی و شکست نمی‌شود. قابلیت سخت کاری این استیل با کار سرد باعث شده که برای تولید قطعات با استحکام بالا هم مورد استفاده قرار گیرد.

همچنین این فولاد قابلیت مغناطیسی ندارد و این موضوع آنرا برای کار در اطراف ایمپلنت‌های درون بدن مناسب می‌کند. از استنلس استیل ۳۱۶ نیز برای ساخت بعضی ابزارها استفاده میشود خواص این فولاد مشابه استیل ۳۰۴ می‌باشد با این تفاوت که به دلیل حضور مولیبدن در ساختارش قابلیت سختکاری و تیزکاری بهتری دارد و معمولا برای ساخت سوزن، قیچی و سایر ابزار برنده از این نوع استیل استفاده می‌شود.

کاربرد آلومنیوم در ساخت تجهیزات پزشکی

فلز دیگری که در ساخت تجهیزات پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرد آلومینیوم می‌باشد. آلومینیوم با توجه به استحکام، شکل پذیری عالی، وزن کم و ظاهر براق و زیبا مناسب ساخت تجهیزاتی مثل تخت بیمارستان، صندلی دندان پزشکی، ویلچر و … مناسب می‌باشد. همچنین این فلز در ساخت بدنه تجهیزاتی مثل دستگاه اشعه ایکس و … نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد، از آلیاژهای مختلف و مقاطع مختلف آلومینیوم برای ساخت چنین تجهیزاتی استفاده می‌شود.

کاربرد تیتانیوم در پزشکی

تیتانیوم یکی دیگر از فلزاتی است که از اواخر قرن بیستم مورد استقبال برای کاربردهای پزشکی قرار گرفت، تیتانیوم فلزی سبک، مستحکم، چقرمه و با مقاومت خوردگی بسایر بالاست، دمای ذوب این فلز از فولاد هم بالاتر می‌باشد و از لحاظ حرارتی بسیار پایدار است، تیتانیوم انطباق و سازگاری بالایی با بافت‌ها و اندام‌های بدن دارد و برای بدن انسان فلز غیر سمی به حساب می آید، به همین دلیل مناسب ساخت ایمپلنت‌هایی است که جایگزین اندام‌ها و استخوان‌های آسیب دیده می‌شوند. از جمله کاربردهای آلیاژهای پایه تیتانیوم در پزشکی، ساخت دریچه مصنوعی قلب، ایمپلنت‌های مفاصل مانند هیپ، زانو، شانه و آرنج و همچنین در ساخت ایمپلنت و پین دندان نیز کاربرد دارند. اخیرا از تیتانیوم برای ساخت ابزار پزشکی مثل سوزن و قیچی هم استفاده می‌شود.

استفاده از استنلس استیل دلایل بسیاری دارد اما در اینجا به 4 دلیل اصلی و مهم برای استفاده از استنلس استیل اشاره میکنیم.

1- طول عمر
استنلس استیل بسیار با دوام است هم چنین در برابر زنگ زدگی و لکه نیز مقاوم است و دارای زیبایی بصری برای مدت طولانی است .

2- بهداشت
این نوع استیل به دلیل اینکه متخلخل نیست فضایی برای تجمع و رشد باکتری و میکروب ها ندارد و از این نظر مورد تایید کارشناسان بهداشت مواد غذایی است .

3- بی تاثیر بر طعم غذا
تجهیزات پخت و پزی که از استنلس استیل ساخته می شوند بر اثر استفاده از ادویه جات مختلف ، واکنشی نشان نمی دهند و با مواد غذایی ترکیب نمی شوند از این جهت بر طعم غذا اصلا تاثیر نمی گذارند .

4- مقاوم در برابر گرما
استنلس استیل که یک فولاد ضد زنگ است بسیار در مقابل گرما مقاوم است و اصلا تراشه و کرک نمی شود . تحمل این استیل در برابر شکستن و خرد شدن نیز زیاد می باشد.

لوله استنلس استیل به علت داشتن مقاومت به خوردگی عالی یکی از پر کاربردترین لوله های مهندسی می باشند.این مقاومت به علت وجود مقدار قابل توجهی کروم می باشد. مقدار کم کروم مثلا ۵% مقاومت به خوردگی آهن را افزایش می دهد اما برای رسیدن به لوله زنگ نزن حداقل ۱۲% کروم لازم است. در جوامع بشری با افزایش جمعیت و به وجود آمدن جوامع مختلف بشری در نقاط مختلف کره زمین، و نیاز به دسترسی افراد به انواع تولیدات، مساله ای را در صنعت و زندگی بشر ایجاد کرد برای انتقال مادام منابع و تولیدات بشری. ساخت لوله این مشکل را حل کرد و پاسخ مناسبی برای نیاز بشریت بود. . روز به روز در ساخت آن از متریال های جدید تر با کارایی بهتر استفاده شد. لوله استیل و لوله استنلس استیل متداول در صنعت می باشد که به طور کامل به بررسی و معرفی این دو لوله می پردازیم.

لوله استیل چیست؟

لوله استیل همان طور که از اسم آن مشخص است، از جنس استیل می باشد و ویژگی های این آلیاژ را داراست. لوله صنایع مختلف کاربرد دارد و استفاده از این نوع لوله باعث سهولت در انتقال انواع تولیدات شده است. در ادامه به بررسی ساختار لوله استیل، ویژگی و مزیت های لوله استیل و موارد استفاده لوله استیل می پردازیم.

لوله استیل و آنواع آن

لوله استیل بدون درز از اسیل ۳۰۰ ساخته شده است و انواع لوله ۳۰۴، ۳۱۶، ۳۲۱، ۳۱۰ و لوله دابلکس را شامل می شود. لوله استیل درز دار که استیل ۳۰۰ در ساختار آن مورد استفاده است و لوله ۳۰۴ ، ۳۱۶ و لوله دابلکس از انواع آن است. همانطور که از دسته بندی نتیجه می شود، لوله استیل ۳۰۴ ، ۳۱۶ و دابلکس در دو مدل درز دار و بدون درز برای مصرف کنندگان موجود می باشد.

ساختار لوله استیل

وجود استیل در لوله استیل موجب می شود که این لوله در مقابل خوردگی به خوبی مقاوم باشند.علت این موضوع در لوله استیل، وجود کربن در ساختار آلیاژ استیل سازنده لوله می باشد. کربن ماده ای است که در هنگام ساخت آلیاژ استیل به آهن اضافه می شود و باعث می شود لوله استیل در برابر عوامل محیطی از خود مقاومت خوبی نشان دهد. وجود کربن در لوله استیل علاوه بر افزایش مقاومت در لوله استیل، باعث افزایش سختی نیز می شود، این ویژگی در لوله استیل با انعطاف پذیری لوله رابطه عکس دارد.در نتیجه می توان گفت برای افزایش مقاومت لوله استیل تا جایی می توان مقدار کربن را زیاد کرد که انعطاف پذیری را از بین نبرد و در ساخت لوله استیل خللی وارد نکند. لوله استیل در انواع مختلف و گروه های متفاوتی ساخته شده است و به صورت خاصی نام گذاری شده است.

لوله استیل و نحوه نام گذاری آن ها

در باره نام گذاری لوله استیل می توان گفت که یک گروه متخصص در آمریکا وجود دارد به نام (AISI ) وجود دارد که برای بار اول به گروه بندی و انتخاب نام برای انواع استیل و استنلس استیل گرفت و در نتیجه لوله استیل با توجه به استیل گروهی که از آن ساخته شده است نام گرفته است. استیل ۳۱۶ ، استیل ۳۰۴ از انواع این نام گذاری می باشد.

لوله استیل در چه قسمت هایی کاربرد دارد؟

لوله های استیل بر اساس ویژگی های استیل ساختاری آن در موارد مختلف مورد استفاده قرار می گیرد،در واقع می توان گفت نوع استیل به کار رفته در لوله استیل به طور مستقیم کننده کاربرد لوله استیل خواهد بود.شاید به ندرت پیش بیاید که محیط تشکیل دهنده یک صنعت مورد بررسی قرار بگیرد و در آن جا لوله مشاهده نشود و می توان گفت تا درصد بالایی از این لوله ها ، لوله استیل می باشد. در ادامه به معرفی انواع لوله استیل و کاربرد هریک می پردازیم. در سیستم آبرسانی و تصفیه فاضلاب و تصفیه آب لوله استیل کاربرد دارد. پالایشگاه نفت، گاز و سیستم انتقال گاز و نفت از مواردی است که به وفور لوله استیل در آن کاربرد دارد. انواع لوله استیل در قسمت های مختلف تولیدات دارو و تولید مواد غذایی و در قسمت تولید انواع مواد شیمیایی کاربرد های فراوان دارد. لوله استیل نوع ۳۰۴ که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد در این صنایع در قسمت های گرفتن سختی آب و فشردهسازی هوا کاربرد دارد.