لوله استنلس استیل ضد زنگ – Stainless Steel Pipe (لوله فولاد ضد زنگ) چیست؟

لوله استنلس استیل ضد زنگ – Stainless Steel Pipe نوعی فولاد آلیاژی است که درصد عناصر نیکل و کروم آن نسبت به بقیه عناصر آلیاژی بالاست. بطور کلی اگر میزان کروم فولاد از ۱۱ درصد بیشتر باشد، آن را Stainless Steel یا استیل ضد زنگ می نامند.

این مقدار کروم باعث می شود که هنگام خوردگی، لایه نازکی روی فولاد تشکیل شود و همین لایه باعث جلوگیری از خوردگی های بعدی می شود و عملاً باعث ترمیم خوردگی می شود. مقدار بیشتر کروم و نیز برخی دیگر از عناصر موجود مانند نیکل و مولیبدن خاصیت ضد زنگ بودن استنلس استیل را افزایش می دهد.

انواع لوله استیل قابل ارائه در فرآیند بهتاش وطن به شرح زیر است:

• لوله استنلس استیل داپلکس
• لوله استنلس استیل صنعتی درزدار
• لوله استنلس استیل مانیسمان
• لوله استنلس استیل صنایع غذایی
• لوله استنلس استیل دکوراتیو
• لوله استنلس استیل نرده
• لوله استنلس استیل طلایی
• لوله استنلس استیل نسوز
• لوله استنلس استیل سبک

مشخصات لوله استنلس استیل

این لوله ها در گریدهای 316، 316L ،304 ،309 ،310 و غیره، از سایز ⅛ اینچ الی 24 اینچ در رده های 5، 10، 40، 80 و در طول های 6 متری و 12 متری، به دو نوع درزدار و بدون درز تقسیم شده اند و طبق استاندارد های ASTM A312 ،A213 ،A269 برای متریال و ASME B36.19 برای ابعادتولید می گردند.

با توجه به این میزان مقاومت و کیفیت بالای این محصولات، لوله های استیل زنگ نزن، گزینه های بسیار مناسبی برای انتقال سیالات و گازها در شرایط مختلف بشمار می روند. عناصری که نام برده شد، باعث می شوند که لوله فولاد ضد زنگ استحکام بالایی در برابر اکسیداسیون از خود نشان دهد و دیگر نیازی به تعمیر و نگهداری مستمر لوله های استنلس استیل نیست. نکته مهم در مورد این لوله ها این است که همه آنها، در هر نوع و درجه بندی که باشند، استحکام و مقاوم بالایی در برابر خوردگی از خود نشان می دهند.

به طور کلی این لوله ها قابلیت های کاربردی ایده آلی را برای مصارف شیمیایی و دما بالا فراهم می کنند. درجه بندی لوله های استنلس استیل معمولا به صورت سری انجام می شود. همان طور که می دانید لوله های استیل ضد زنگ یا SS به طور کلی در چهار دسته بندی کلی قرار می گیرند که این دسته بندی ها عبارتند از:

• فریتی
• آستنیتی
• مارتنزیتی
• ضد زنگ سخت شونده دوبل

گرید بندی لوله استنلس استیل

• لوله استیل 304
• لوله استیل 309
• لوله استیل 310
• لوله استیل 316
• لوله استیل 317
• لوله استیل 321
• لوله استیل 347
• لوله استیل 201

این لوله ها به علت مقاومت بالا در برابر خوردگی، حرارت و محیط های اسیدی در صنایع مختلف مانند صنایع مواد غذایی و صنایع لبنی، نیروگاه ها، کارخانه های تولید مواد شیمیایی و آزمایشگاهی و مواد شوینده، ساختمان سازی و سازه های تزیینی و غیره کاربرد دارند.

انواع لوله فولاد ضد زنگ

• لوله استنلس استیل داپلکس
• لوله استنلس استیل 201
• لوله استنلس استیل بدون درز
• لوله استنلس استیل درزدار
• لوله استنلس استیل نرده
• لوله استنلس استیل نسوز

لوله استنلس استیل 304

لوله استیل 304 یکی از پرکاربردترین فولادهای زنگ نزن می باشد که در دسته فولادهای زنگ نزن آستنیتی قرار می گیرد. از جمله متریال های به کار رفته در آن کربن، کروم، نیکل و منیزیم می باشد. کربن باعث ایجاد مقاومت، کروم سبب انعطاف پذیری و نیکل باعث جلوگیری از زنگ زدگی آن می شود. به طور کلی این لوله ها مقاومت بالایی در برابر حرارت و برودت دارند. همین ویژگی ها سبب شده است که از این محصول در ساخت حفاظ و نرده های استیل در محیط های مرطوب استفاده گردد. 304 هم در دماهای بالا و هم در دماهای پایین مقاومت به خوردگی و استحکام بالایی دارند اما اگر در محیط موردنظر امکان خوردگی بین گرانولی (نوعی خوردگی که در آن مرز مواد بیشتر از داخل آن خورده می شوند.) رخ دهد و یا خاصیت جوش پذیری بهتر مدنظر می باشد بهتر است از 304L استفاده شود که میزان درصد کربن آن پایین تر می باشد.

لوله های فولادی ضد زنگ 304 و 304L معمولا بیشتر از انواع دیگر در فعالیت های صنعتی استفاده می شوند. نوع 304 این در واقع از انواع پرکاربرد لوله های فولادی ضد زنگ است و به این دلیل که عضو خانواده آستنیتی هاست، پس یک لوله غیر مغناطیسی بشمار می آید. گرید 304 لوله های استیل ضد زنگ خواص جوشکاری و شکل دهی بالایی دارند و معمولا استحکام کششی خوبی از خود نشان می دهند.

قبل از معرفی ویژگی های کاربردی لوله فولادی ضد زنگ 304L قصد داریم در مورد نماد L در این اسامی توضیحاتی ارائه کنیم. احتمالا برای بسیاری از شما این سوال پیش آمده است L به کار رفته در گرید بندی های لوله های استنلس استیل چه مفهومی دارد؟ حرف L وقتی در یک گرید بندی قرار می گیرد، این معنی را دارد که میزان کربن به کار رفته در آلیاژ این لوله کم تر از انواع دیگر و حداکثر 0.03 درصد می باشد. این کاهش میزان کربن هم از تخلیه کروم جلوگیری می کند و هم جوشکاری لوله را آسان تر می نماید.

پس کاملا طبیعی است که میزان کربن لوله استیل 304L در مقایسه با نوع 304 کم تر باشد. درنتیجه این لوله ها با حداقل میزان مواردی مثل رسوب گاز ها و مواد مضر در زمان جوشکاری مواجه می شوند. به همین دلیل است که در برخی بازار های صنعتی لوله های 304L استیل زنگ نزن را به عنوان لوله های جوشکاری شده هم معرفی می کنند.

کاربرد لوله استنلس استیل 304

304 به علت مقاومت در برابر خوردگی و حرارت در صنایع معدنی، دارویی و شیمیایی، غذایی و لبنی و همچنین به عنوان مخزن برای مایعات و جامدات کاربرد دارند. اکثرا کارخانه های صنایع غذایی از این تیپ لوله استقبال خوبی دارند و برای انتقال و فرآوری مایعاتی مانند شیر و سایر نوشیدنی های دیگر از آن استفاده می کنند. همچنین مخازن تخمیر و خطوط انتقال آنها نیز از این لوله ها برای انجام فرآیند های خود بهره مند می شود. شما می توانید آثاری از این لوله ها را حتی در لوازم خانه و آشپزخانه خود نیز ببینید. لوازمی مثل یخچال، اجاق گاز، لوله های سینک و غیره از جمله این وسایل هستند. در بسیاری از سیستم های تصفیه آب و معادن نیز از لوله های 304 استنلس استیل، استفاده می شود.

آنالیز شیمیایی استنلس استیل 304

لوله استنلس استیل 309

لوله های استیل 309 و 309S در دسته فولاد های زنگ نزن آستنیت کروم – نیکلی می باشند. این گریدها مقاومت بالایی در برابر خوردگی و حرارت و همچنین استحکام بالا در دماهای مختلف دارند. آلیاژ 309S درصد کربن کمتری نسبت به 309 دارد که این امر سبب جوش پذیری بیشتر این آلیاژ شده است. این آلیاژ غیر مغناطیسی بوده اما در حین کار سرد اندکی مغناطیسی می گردد.

کاربرد لوله استنلس استیل 309

مقاومت در برابر خوردگی آلیاژهای 309 و 309S باعث شده در محیط های دریایی و دارای نمک بسیار بیشتر مورد استفاده قرار گیرد. از آنها برای انتقال اسید های معدنی، اسید های آلی و غیره نیز استفاده می شود. مقاومت در برابر حرارت این آلیاژ ها حدود 1093 درجه سانتی گراد است اما نباید برای سرویس های متناوب در دماهای بالاتر از 982 درجه سانتی گراد استفاده کرد. از این آلیاژ ها برای ساخت قطعات صنعتی، تجهیزات شیمیایی و پالایشگاهی، دیگ های بخار و مبدل های حرارتی و غیره استفاده می شود.

آنالیز شیمیایی استنلس استیل 309 و 310S

لوله استنلس استیل 316 و 316L

لوله استیل 316 نیز از دسته فولادهای زنگ نزن آستنیتی است که عنصر اصلی آن مولیبدن می باشد. ویژگی های این آلیاژ مشابه 304 است با این تفاوت که 316 در دماهای بالا قوی تر است. مقاومت در برابر خوردگی این آلیاژ در محیط های اسیدی و دارای نمک مخصوصا محیط های همچون دریاها بسیار بالا می باشد. آلیاژ 316L آلیاژی با درصد کربن پایین تر است.

گرید 316L هم مانند درجه بندی قبلی، نوع کم کربن گرید 316 بشمار می آید. تیپ 316/316L لوله های فولادی، مقاومت بالایی در برابر حساسیت های محیطی دارند، از این رو به طور گسترده ای در قطعات قابل جوش و گیج سنگین استفاده می شوند. در مورد تفاوت قیمت این دو نوع هم باید گفت که اختلاف قیمت قابل توجهی بین آنها وجود ندارد و هر دوی آنها تقریبا در یک سطح قرار دارند.

ترکیبات شیمیایی مهمی که ساختار اصلی گریدها را تشکیل می دهند، عبارتند از: نیتروژن، مولیبدن، سیلیکون، فسفر، کروم، منگنز و کربن. بررسی این لوله ها از لحاظ خواص مکانیکی نیز به مواردی همچون حداکثر طول مناسب، استحکام تسلیم، استحکام کششی و غیره، بستگی دارد. همان طور که در ابتدا گفته شد، گرید 316 در صنایع دریایی کاربرد بسیار زیادی دارد، به همین دلیل هم است که نام دیگراین لوله SS درجه دریایی می باشد.

با این وجود اما وقتی دمای آب دریا بالا برود، مقاومت این لوله کاهش پیدا می کند و در نهایت نمی تواند در آب گرم دریا، دوام بیاورند. عملکرد L360 در ماشین کاری بسیار مناسب و ایده آل است. البته در شرایطی که نرخ تغذیه ثابت و سرعت ماشین کاری کم باشد، گرید 316 نیز می تواند انتخاب مناسبی بشمار بیاید.

کاربرد استنلس استیل 316

آلیاژهای 316 و 316L نسبت به آلیاژ های 304 و 304L مقاومت در برابر خوردگی بیشتری از خود نشان می دهند. این آلیاژها مقاومت خوبی در برابر مواد شیمیایی دارند از این رو از آنها در صنایع سلولزی و تولید کاغذ، نساجی و غیره نیز استفاده می کنند. همچنین شرایط ویژه این درجه از لوله های استنلس نیز موجب شده است که بتوان از این لوله ها در عملیات معماری، ساختمانی، داروسازی و صنایع دریایی استفاده کرد.

آنالیز شیمیایی استنلس استیل 316

لوله استنلس استیل 321 و 321H

گرید 321 از انواع گرید های لوله های استیل ضد زنگ است که در طبقه بندی لوله های آستنیتی با میزان تثبیت 18/8 قرار می گیرد که تیتانیوم جزء ترکیبات اصلی آن می باشد. استحکام این لوله ها در برابر شرایطی مانند خوردگی آبی (رطوبتی)، پوست پوست شدن و غیره، بسیار مناسب و قابل اطمینان است. گرید 321H در واقع نسخه اصلاح شده 321 بوده و میزان کربن بیشتری نسبت به آن دارد. این ویژگی باعث می شود که 321H مقاومت دمایی بهتر و بیشتری را ارائه کند. نکته ای که در مورد لوله استنلس استیل 321 وجود دارد این است که این لوله خیلی برای فرآیندهای جوشکاری مناسب نیست. در واقع چون تیتانیوم از ترکیبات اصلی این لوله بشمار می رود، در نتیجه قوس الکتریکی نمی تواند دمای زیادی را منتقل کند و در نهایت حساسیت بالایی در فرآیند جوش از خود نشان می دهد. با این حال، این مشکل در گرید 321H کاملا برطرف شده و میزان جوش پذیری مناسبی را فراهم نموده است.

ترکیباتی که در آلیاژ لوله استنلس استیل گرید 321 و 321H به کار رفته است، شامل گوگرد، نیتروژن، کربن، منگنز، سیلیسیم، کروم و نیکل می شود. ویژگی های در نظر گرفته شده در طراحی این لوله ها تمامی موارد مربوط به مشخصات فیزیکی از جمله:

• استحکام تنشی
• سختی
• ازدیاد طول
• استحکام تسلیم
• گرمای ویژه
• مقاومت الکتریکی
• میانگین ضریب انبساط
• چگالی

و تمامی موارد مشابه دیگر را در بر می گیرد. به طور معمول محدوده مقاومت حرارتی لوله های فولاد ضد زنگ با این درجه بندی، در دمایی بین 425 تا 900 درجه سانتیگراد قرار دارد. البته در برخی موارد می توان استحکام گرمایی گرید 321H را افزایش داد و کاربردهای ساختاری با شرایط ویژه از آن استفاده کرد. گرید 321 نیز مانند بسیاری از درجه بندی های دیگر، در دسته لوله های استنلس استیل آستنیتی قرار می گیرد.

این لوله معمولا در دمای بین 427 تا 816 درجه سانتیگراد عملکرد مناسبی از خود نشان می دهد. افزودن تیتانیوم به ترکیبات این گرید، از ریزش کروم در آنها جلوگیری می کند و میزان زیادی از خوردگی بین ترکیبات را کاهش می دهد. شکل دهی، ماشین کاری و فرم دهی لوله های درجه 321 و 321H استنلس استیل هم به خاطر وجود همین ساختار ویژه، امکان پذیر می باشد.

کاربرد استنلس استیل 321

موارد کاربردی زیادی وجود دارد که می توان از لوله استیل زنگ نزن 321 برای آنها استفاده کرد اما بیشتر از هر صنعت دیگری معمولا در قطعات موتور جت، تجهیزات پردازش شیمیایی و پشته های اگزوز هواپیما، از این درجه از لوله های فولاد ضد زنگ استفاده می کند. علت اصلی استفاده از این لوله ها در چنین شرایطی هم این است که این لوله ها ویژگی های ساختاری مناسبی برای مقاومت در برابر دمای بسیار زیاد را دارند.

آنالیز شیمیایی استنلس استیل 321

روش های تشخیص و تست لوله استنلس استیل

ممکن است این سوال برای برخی از کاربران ایجاد شود که آیا امکان دارد که لوله استیل ضد زنگ هم زنگ بزند؟ در پاسخ به این سوال باید گفت که اگر لوله ای که انتخاب کرده اید واقعا استنلس استیل باشد، خیر امکان زنگ زدگی این لوله به هیچ وجه وحود ندارد.

CRES یا لوله فولاد ضد زنگ ساختار منحصر بفردی دارد که از ترکیب شدن آن با اکسیژن هوا و به طور کلی زنگ زدگی آن جلوگیری می شود. به همین منظور برای سنجش میزان مقاومت و کیفیت لوله استیل ضد زنگی که تولید می شود، تست هایی در نظر می گیرند که میزان کیفیت و اصالت آنها مورد تایید قرار گیرد. کارشناسان ما در فرآیند بهتاش وطن، علاوه بر معرفی، توضیحات مختصری هم درباره هر کدام از این تست ها آماده کرده اند که در ادامه می توانید با آنها آشنا شوید:

• تست پاسخ مغناطیسی استنلس استیل

در این تست معمولا میزان شکل پذیری یا خم شدن لوله های استنلس استیل مورد بررسی قرار می گیرد. در این روش لوله استیل ضد زنگ در معرض برخورد با آهنربای دائمی قرار می گیرد تا مشخص شود که آیا این لوله کاربرد مناسبی در شرایط کار سرد از خود نشان می دهد یا نه؟

• تست واکنش اسید نیتریک استنلس استیل

انجام این آزمایش وابسته به حضور اسید نیتریک است. در این تست لوله در محلولی از اسید نیتریک قرار می گیرد و در یک زمان بندی مشخصی، در دمای اتاق از آن نگهداری می شود. این تست برای میزان مقاومت لوله در مواجهه با خورندگی بالا، انجام می شود.

• تست لکه مولیبدن استنلس استیل

این آزمایش به منظور اندازه گیری میزان تخریب لوله و حضور مولیبدن انجام می شود. در واقع با انجام این تست مشخص می شود که قرار گرفتن این لوله ها در کنار سازه های دیگر و حتی در برخورد با پوست انسان می تواند اثر تخریب کنندگی داشته باشد یا خیر؟ مراحل انجام این تست به این ترتیب است که سطح لوله بوسیله کاغذ ساینده کاملا تمیز و صیقلی شده و سپس یک قطره محلول استاندارد روی سطح این لوله ریخته می شود. در صورتی که این قطره تغییر رنگ داده و تیره شود یعنی آلیاژ مولیبدن در ترکیبات سازنده حضور دارد و جای نگرانی نیست.

مراحل ساخت لوله استنلس استیل

لوله های استنلس استیل در هر اندازه و درجه ای که باشند، خواص مکانیکی و فیزیکی مختلفی دارند. این ویژگی ها تعیین کننده موارد زیادی هستند که مهم ترین آنها کاربرد این لوله هاست. خواص مکانیکی مانند تنش اثبات (0.2 درصد)، استحکام کششی، ازدیاد طول و سختی و خواص فیزیکی مانند مقاومت الکتریکی، چگالی، مدل برشی، سهمیه پواسون، هدایت الکتریکی و نقطه می باشد. تمامی مواردی که عنوان شد، بسته به روش و مراحل ساخت لوله استیل ضد زنگ قابل تغییر خواهد بود. به طور کلی تمام لوله های استنلس استیل همه مراحلی که در ادامه معرفی می شود را طی می کنند تا به مرحله عرضه در بازارهای صنعتی برسند.

• ساخت

لوله های اس