میزان بهره‌وری در لوله فولادی ضدزنگ نسبت به سایر لوله‌های فلزی برتری قابل‌توجهی دارد. لوله فولادی ضدزنگ مبارزی قدرتمند در برابر خوردگی است، و با حفظ خواص ویژه خود، در مجاورت با دیگر فلزات، واکنش شیمیایی نمی‌دهد. صنایع شیمیایی، صنایع نفت و گاز و فراوری پتروشیمی از جمله صنایع مورد تقاضا برای لوله فولادی ضدزنگ هستند. از فولاد ضدزنگ در تولید انواع شیرآلات صنعتی، پمپ‌ها و مخازن نیز استفاده می‌شود.
با دانستنی‌های آهن نرخ به معرفی ساختار انواع لوله فولادی ضدزنگ و کاربرد آنها می‌پردازیم.
در این مقاله می‌خوانیم:
- لوله فولادی ضدزنگ چیست؟
- گریدهای فولاد ضدزنگ
- لوله فولادی ضدزنگ برای کاربردهای در دمای بالا high temperature
- انواع لوله فولادی ضدزنگ Stainless Steel
- لوله‌های فشارقوی Pressure Pipes
- لوله‌های مکانیکی Mechanical Pipes
- لوله هواپیما Aircraft Tubing
- لوله فولادی ضدزنگ مقاوم در برابر خوردگی corrosion resistance
- لوله بهداشتی Sanitary Tubing
لوله فولادی ضدزنگ چیست؟
فولاد ضدزنگ یک آلیاژ فلزی حاوی آهن است که برای طیف وسیعی از کاربردها؛ از جمله ساخت لوله فولادی ضدزنگ استفاده می‌شود. برای بهره‌وری در لوله فولادی ضد زنگ Stainless Steel عمدتاً از ترکیب آهن با کروم یا نیکل، و درصدهای متنوعی از این عناصر فلزی ساخته می‌شود. ترکیب طیف ۱۰ تا ۲۰ درصدی کروم و سایر عناصر در آلیاژ فولاد می‌تواند بیش از ۵۷ گرید فولاد ضدزنگ را به وجود بیاورد. به‌این‌ترتیب گریدهای فولاد ضدزنگ بر اساس نسبت هر عنصری که در آلیاژ آنها نقش دارند، طبقه‌بندی می‌شوند. درصد آهن، کروم، نیکل، مولیبدن و کربن به تعیین درجه فولاد ضدزنگ کمک می‌کند.
برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر دمای پایین، تحمل درجه حرارت بالا و جوش‌پذیری، عناصر آلیاژی لوله فولادی ضدزنگ متفاوت است. بعضی از متداول‌ترین گریدهای فولاد زنگ‌نزن در تولید لوله فولادی ضدزنگ بسیار کاربرد دارند. عنصر کروم، خاصیت تحمل زنگ‌زدگی را به لوله فولادی اضافه می‌کند که در افزایش عمر مفید لوله نیز بسیار مؤثر است. بررسی متالورژی از ابتدای قرن ۱۹ نشان می‌دهد آلیاژهای مختلف آهن و کروم، نسبت به فولاد کربنی سنتی دارای مقاومت خوردگی بسیار بیشتری هستند.
گریدهای فولاد ضدزنگ
خانواده فولاد زنگ‌نزن از پنج گرید مختلف تشکیل شده است که بعضی از آنها ساختار انواع لوله فولادی ضدزنگ را تشکیل می‌دهند. متداول‌ترین گریدهای فولاد ضدزنگ در پنج ردیف، بر اساس نوع آلیاژ، ساختار مولکولی و نحوه تولید دسته‌بندی می‌شوند. استیل ضدزنگ آستنیتی، فولادهای زنگ‌نزن فریتی، فولاد زنگ‌نزن مارتنزیتی، فولاد استنلس‌استیل سخت، و فولاد دوبل، از این جمله‌اند.
رایج‌ترین انواع فولاد زنگ‌نزن آستنیتی است که شامل گریدهای سری ۲۰۰ و ۳۰۰ می‌باشد و در تولید لوله فولادی ضدزنگ استفاده می‌شود. استیل ضدزنگ استنیتی بهترین گزینه برای انواع لوله مانیسمان و کاربرد در صنایع شیمیایی و تماس با مایعات خورنده است. لوله فولادی ضدزنگ استنیتی با گرید استاندارد ۳۰۴ بهترین استفاده را برای سیستم لولهکشی تصفیه آب، لولهکشی صنایع غذایی و دارویی دارد. استیل ضدزنگ استنیتی همچنین برای ساخت مخازن و اتصالات لوله در صنایع گوناگون دارای اهمیت است.
لوله فولادی ضدزنگ برای کاربردهای در دمای بالا high temperature
تقریباً تمام گریدهای فولاد زنگ‌نزن در برابر دمای بالا مقاوم هستند، اما این مهم است که کدام آلیاژ برای چه میزان حرارت و چه کاربردی مناسب است. لوله فولادی ضدزنگ برای کاربردهای در دمای بالا، بر اساس مدت زمانی که در معرض حرارت قرار می‌گیرد، و دمای دقیق انتخاب می‌شود. به همین دلیل برای بسیاری از آلیاژهای فلزی، هم معیار استفاده متناوب و هم درجه دمای مداوم را مشخص می‌کنند.
برای تعیین بهره‌وری در لوله فولادی ضدزنگ هنگام استفاده در سیستم حرارتی خاص، مهم است بدانیم آلیاژ چه مدت در معرض حرارت قرار می‌گیرد. وقتی آلیاژ برای مدت کوتاهی در معرض حرارت قرار بگیرد و با خروج از کوره، فرصت خنک شدن داشته باشد، به آن گرمادهی متناوب می‌گویند. درحالی‌که اگر آلیاژ برای مدت طولانی در معرض حرارت قرار گیرد، گرمادهی مداوم نامیده می‌شود. بر پایه قرارگرفتن در معرض حرارت مداوم یا متناوب، یک آلیاژ فلزی تحمل متفاوتی برای قرارگرفتن در معرض دماهای بالا خواهد داشت.
محدوده تحمل دمایی برای گرمادهی مداوم و گرمادهی متناوب در بعضی گریدهای لوله فولادی ضدزنگ عبارت‌اند از:
- لوله استنلس‌استیل ۳۰۴ با تحمل ۹۲۵ درجه سانتی‌گراد برای حرارت مداوم، و ۸۷۰ درجه سانتی‌گراد برای حرارت متناوب
- لوله فولادی ضدزنگ ۳۰۹ با تحمل حرارت ۱۰۹۵ درجه سانتی‌گراد به شکل مداوم و ۹۸۰ درجه سانتی‌گراد در حالت متناوب
- لوله فولادی زنگ‌نزن ۴۲۰ با تحمل حرارت مداوم ۶۲۰ درجه سانتی‌گراد، و حرارت متناوب ۷۳۵ درجه سانتی‌گراد
- لوله فولادی ضدزنگ ۴۳۰ برای حرارت مداوم ۸۱۵ درجه سانتی‌گراد و گرمای متناوب ۸۷۰ درجه سانتی‌گراد
آلیاژهای سری ۳۰۰ فولاد ضدزنگ به‌ویژه برای افزایش بهره‌وری در لوله فولادی ضدزنگ در دمای بالا پیشنهاد می‌شوند. حداکثر دمای استفاده مداوم آلیاژهای گرید ۳۰۰ استنلس‌استیل، از محدودیت دمای استفاده متناوب و دوره‌ای آنها بالاتر است. طبیعتاً فرض بر این است که وقتی فلز برای مدت کوتاه‌تری در معرض دماهای بالا قرار می‌گیرد، تنش کمتری بر آن وارد می‌شود.
انواع لوله فولادی ضدزنگ Stainless Steel
انواع لوله که از درجات مختلف فولاد ضدزنگ تولید می‌شوند با ضخامت، وزن و شکل مقطع مختلف در بازار رایج هستند. بهره‌وری در لوله فولادی ضد زنگ بر اساس نوع استفاده در لولهکشی و تعیین گرید فولاد ضدزنگ متناسب باهدف کاربری تعیین می‌شود. فولاد زنگ‌نزن به دلیل خواص برجسته مقاومت در برابر خوردگی، متداول‌ترین کالای مورداستفاده در صنایع فرایندی بعد از فولاد کربنی است. تقریباً اکثر لوله‌های فولادی ضدزنگ موجود در بازار، از آلیاژهای پایه آهن با حداقل ۱۰/۵ درصد کروم تولید می‌شوند. در پروسه ترکیب عنصر کروم، یک‌لایه اکسید خودترمیم‌شونده و دفاعی روی آلیاژ تولید می‌شود.
لوله فولادی ضدزنگ با درجات مختلفی از استحکام در برابر سرما، گرما و تغییرات دمایی، رفتارهای متفاوتی از خود نشان می‌دهد. فولاد آستنیتی بهترین قابلیت کشیدگی را دارد، و ازدیاد طول و شکل‌پذیری عالی باعث تولید متداول‌ترین لوله فولادی ضدزنگ از این آلیاژ می‌شود.
بعضی از پرمصرف‌ترین انواع لوله فولادی ضد زنگ عبارت‌اند از:
لوله‌های فشارقوی Pressure Pipes:
لوله‌های فشارقوی فولادی ضدزنگ برای مقاومت در برابر فشار زیاد و دمای بالا طراحی شده‌اند. لوله فولادی ضدزنگ فشارقوی از نوع فولاد آستنیتی و فریتی ساخته می‌شود، دارای قطر وسیع و قابلیت جوشکاری عالی است. لوله‌های فشارقوی به‌عنوان لوله نیکل – کروم یا کروم جامد نیز شناخته می‌شوند؛ ترکیب این دو عنصر، مقاومت بیشتری به لوله‌ها اضافه می‌کنند.
لوله‌های مکانیکی Mechanical Pipes:
به‌طورکلی، لوله‌های مکانیکی فولاد ضدزنگ در کاربردهایی مانند شیرها، چرخ‌دنده‌ها و سایر قطعات توخالی استفاده می‌شود. لوله فولادی ضدزنگ مکانیکی می‌تواند سطح مقطع معمولی دایره‌ای داشته باشد، و همچنین طیفی از اشکال مقطع مربع و مستطیل را در اختیارتان بگذارد. معمولاً برای تولید لوله فولادی ضدزنگ مکانیکی از گریدهای ۵۱۱ و ۵۵۴ استنلس‌استیل استفاده می‌شود.
لوله هواپیما Aircraft Tubing:
در صنعت هواپیماسازی از لوله فولادی ضدزنگ Stainless Steel کروم و نیکل در کاربردهای بسیار تخصصی هواپیما استفاده می‌شود. لوله هواپیما از جنس استنلس‌استیل همانند قرارگرفتن در تأسیسات صنایع سنگین، جوشکاری و مستحکم می‌شود. این در حالی است که برای استفاده از لوله‌های استنلس‌استیل در سایر اشکال، لزوماً نیازی به جوشکاری سخت نیست.
لوله‌های هیدرولیک برای هواپیما شکل دیگری از کاربرد لوله فولادی ضدزنگ است که اغلب از فولاد ضدزنگ گرید ۳۰۴ ساخته می‌شوند. لوله‌های خط هیدرولیک در هواپیما به‌عنوان خطوط تزریق سوخت استفاده می‌شوند. سیستم‌های هیدرولیکی در کاربردهای هوافضا، تمایل به نازک بودن دارند، و لوله فولادی ضدزنگ استینیتی مناسب‌ترین گزینه است. خواص ویژه استیل ضدزنگ استنیتی از جمله استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی و شکل‌پذیری مواد، در بهره‌وری صنایع استراتژیک تأثیرگذار است.
لوله فولادی ضد زنگ مقاوم در برابر خوردگی corrosion resistance :
در مصارف عمومی برای کاربردهایی که نیاز به تحمل خوردگی بالاتر از سایر صفات دارند، لوله فولادی ضدزنگ مقاوم در برابر خوردگی ایده آل است. فرم‌های فولادی فریتی یا مارتنزیتی را برای لوله فولادی ضدزنگ در عملیات حرارتی بالا استفاده می‌کنند. فولادهای زنگ‌نزن آستنیتی دوام بیشتری دارند و می‌توانید در شرایط عمومی مشابه انواع فریت و مارتنزیت از آن استفاده کنید.
فولاد مارتنزیتی فریتی چیست؟
فولادهای F/M فولادهایی بر پایه آهن که حاوی ۲۰ درصد کروم و ضریب انبساط حرارتی کم هستند. لوله فولادی ضدزنگ مارتنزیتی و فریتی در مقایسه با فولادهای آستنیتی دارای رسانایی حرارتی بالاتر، و ضرایب انبساط حرارتی کمتر است. به‌این‌ترتیب مقاومت بیشتر در برابر تورم فضای خالی ناشی از تشعشع و سازگاری بهتر با فلزات مایع سنگین را فراهم می‌کند.
لوله بهداشتی Sanitary Tubing:
در تأسیساتی که لوله‌ها با مواد غذایی و سایر مواد حساس تماس پیدا می‌کنند، لوله بهداشتی با استانداردهای خاص اولویت بالایی دارد. لوله فولادی ضدزنگ استنلس‌استیل و عموماً از گرید استینیتی در این موارد استفاده می‌شود. لوله بهداشتی استنلس‌استیل مقاومت بالایی در برابر زنگ‌زدگی دارد، کدر نمی‌شود و تمیز نگه‌داشتن آن آسان است. به‌این‌ترتیب، خواص تحمل‌پذیری مختلف، کاربردهای مختلف را تعریف می‌کنند و مستقیماً بر افزایش بهره‌وری تأثیرگذار هستند.
مشاوران ما در ahannerkh.com برای دستیابی به مطلوب‌ترین محصولات لوله و اتصالات فلزی در کاربردهای گوناگون همراه شما هستند.
کلمات مرتبط: لوله فولادی ضدزنگ، فولاد ضدزنگ، انواع فولاد زنگ‌نزن، استیل ضدزنگ استنیتی، فولاد زنگ‌نزن مارتنزیتی،
لینک داخلی:
- «انواع شیرآلات صنعتی» برای لینکدهی به مقاله «مهم‌ترین شیرآلات صنعتی در تأسیسات»
- «آهن نرخ» برای لینکدهی به صفحه اصلی سایت
- «انواع لوله مانیسمان» برای لینکدهی به مقاله «لوله مانیسمان چیست؟»
- «اتصالات لوله» برای لینکدهی به مقاله «معرفی انواع اتصالات لوله»
