پروفیل استیل ۳۰۴ و مقاومت آن در برابر خوردگی و زنگ زدگی

پروفیل استیل ۳۰۴ یکی از پرکاربردترین آلیاژهای استیل در صنایع مختلف به ویژه صنایع خودروسازی صنایع شیمیایی و صنایع غذایی است. این آلیاژ که در دسته استیل های ضدزنگ قرار می گیرد به دلیل خواص مکانیکی عالی قابلیت جوش پذیری و مقاومت به خوردگی بالا شناخته شده است. در این مقاله به بررسی دقیق ویژگی ها و مقاومت پروفیل استیل ۳۰۴ در برابر زنگ زدگی کاربردهای صنعتی آن و استانداردهای مربوط به این ماده می پردازیم.

ویژگی های پروفیل استیل ۳۰۴

پروفیل استیل ۳۰۴ از سری ۳۰۰ آلیاژهای فولاد ضدزنگ است و عمدتاً از ترکیب آهن کروم و نیکل تشکیل شده است. وجود کروم (به میزان ۱۸-۲۰ درصد) باعث ایجاد یک لایه اکسیدی محافظ بر سطح پروفیل می شود که از آن در برابر خوردگی و زنگ زدگی محافظت می کند. همچنین نیکل (۸-۱۰.۵ درصد) به بهبود مقاومت به خوردگی در محیط های شیمیایی کمک می کند.

اجزای اصلی تشکیل دهنده پروفیل استیل ۳۰۴

عنصر	درصد وزنی
آهن	۶۸-۷۲%
کروم	۱۸-۲۰%
نیکل	۸-۱۰.۵%
کربن	حداکثر ۰.۰۸%
منگنز	حداکثر ۲%

این ترکیب باعث می شود استیل ۳۰۴ دارای ویژگی هایی چون دوام بالا مقاومت در برابر حرارت و زنگ زدگی و نیز قابلیت شکل دهی خوب باشد.

اصول عملکرد استیل ۳۰۴ در برابر خوردگی

یکی از مهم ترین دلایل مقاومت پروفیل استیل ۳۰۴ در برابر خوردگی وجود لایه ای از اکسید کروم روی سطح آن است. این لایه که با نام «لایه پاسیو» شناخته می شود از تماس مستقیم فلز با عوامل خورنده مانند اکسیژن آب و مواد شیمیایی جلوگیری می کند. اگرچه این لایه بسیار نازک است اما به علت تشکیل خودبه خودی آن در تماس با هوا پروفیل استیل ۳۰۴ می تواند به راحتی در محیط های مرطوب و حتی اسیدی دوام بیاورد.

تاثیر محیط ها بر مقاومت به خوردگی پروفیل استیل ۳۰۴

در محیط های معمولی و مرطوب استیل ۳۰۴ عملکرد بسیار خوبی در مقابل زنگ زدگی دارد. اما در محیط های حاوی کلریدها (مانند محیط های دریایی) امکان خرابی لایه پاسیو و ایجاد خوردگی حفره ای وجود دارد. از این رو استفاده از پروفیل استیل ۳۱۶ که حاوی مولیبدن است در چنین محیط هایی توصیه می شود.

کاربردهای صنعتی پروفیل استیل ۳۰۴

پروفیل استیل ۳۰۴ به دلیل مقاومت عالی به زنگ زدگی و انعطاف پذیری بالا در طیف گسترده ای از صنایع استفاده می شود. در ادامه به برخی از کاربردهای کلیدی این آلیاژ اشاره شده است : 

صنایع غذایی

پروفیل استیل ۳۰۴ به دلیل مقاومت به خوردگی و واکنش ندادن با مواد غذایی به طور گسترده ای در ساخت تجهیزات صنایع غذایی نظیر مخازن لوله ها و ظروف استفاده می شود. این ویژگی ها تضمین می کنند که هیچ گونه آلودگی به غذا وارد نمی شود و بهداشت محیط تولید حفظ می شود.

صنایع شیمیایی

در صنعت شیمیایی که مواد خورنده و اسیدی به طور مداوم مورد استفاده قرار می گیرند استیل ۳۰۴ به عنوان یک گزینه مناسب برای ساخت تجهیزات مقاوم به خوردگی نظیر پمپ ها و مخازن ذخیره مواد شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرد.

خودروسازی

استفاده از پروفیل استیل ۳۰۴ در ساخت قطعات مختلف خودرو مانند اگزوز سیستم های خنک کننده و قطعات موتور علاوه بر افزایش عمر مفید خودرو منجر به کاهش هزینه های نگهداری نیز می شود. از آنجایی که این آلیاژ مقاومت خوبی در برابر حرارت دارد برای قطعاتی که در معرض دمای بالا هستند بسیار مناسب است.

ساخت تجهیزات پزشکی

پروفیل استیل ۳۰۴ به علت مقاومت به زنگ زدگی و غیرقابل حل بودن در بدن انسان در ساخت تجهیزات و ابزارهای جراحی و پزشکی استفاده می شود. این آلیاژ حتی در معرض استریل سازی های مکرر کیفیت و خاصیت ضدزنگی خود را حفظ می کند.

تجهیزات ساختمانی

در صنعت ساختمان نیز از پروفیل استیل ۳۰۴ برای ساخت نرده ها پله ها و پوشش های بیرونی که در معرض شرایط جوی هستند استفاده می شود. با این کار از خوردگی و زنگ زدگی جلوگیری شده و زیبایی ظاهری آن ها حفظ می شود.

تکنولوژی های نوین در تولید پروفیل استیل ۳۰۴

پیشرفت تکنولوژی در تولید استیل های ضدزنگ منجر به بهبود بیشتر خواص مکانیکی و مقاومت به خوردگی پروفیل های استیل ۳۰۴ شده است. به کارگیری روش های مدرن مانند عملیات حرارتی و پوشش دهی نانو باعث شده که این آلیاژ کارایی بهتری در محیط های خورنده داشته باشد.

استانداردهای بین المللی مربوط به پروفیل استیل ۳۰۴

استیل ۳۰۴ بر اساس استانداردهای مختلفی مانند ASTM A۲۴۰ JIS G۴۳۰۴ و EN ۱۰۰۸۸-۲ تولید می شود که این استانداردها ویژگی های مکانیکی و شیمیایی این آلیاژ را تضمین می کنند. رعایت این استانداردها در تولید پروفیل های استیل ۳۰۴ کیفیت و دوام بالای این محصولات را تضمین می کند.

تجربه شخصی استفاده از پروفیل استیل ۳۰۴

برای پروژه ای که شامل نصب حفاظ در فضای باز بود پس از بررسی های فراوان به پروفیل استیل ۳۰۴ روی آوردم. دوام آن در برابر بارندگی و رطوبت بالا بسیار عالی بوده و پس از گذشت چند سال هیچ گونه زنگ زدگی مشاهده نشده است. از آنجا که این ماده به راحتی با جوشکاری و فرایندهای مکانیکی دیگر سازگار است نصب آن نیز بسیار آسان بود.

نکات فنی مهم در انتخاب پروفیل استیل ۳۰۴

در هنگام انتخاب پروفیل استیل ۳۰۴ باید به چند نکته کلیدی توجه کرد : 

1. توجه به محیط کاری : اگر محیط حاوی مواد خورنده مانند کلریدها باشد استیل ۳۱۶ به جای ۳۰۴ توصیه می شود.
2. قابلیت جوشکاری : پروفیل استیل ۳۰۴ به راحتی جوشکاری می شود و برای پروژه هایی که نیاز به اتصالات جوش دارند مناسب است.
3. ضخامت و ابعاد : انتخاب ضخامت مناسب بر اساس کاربرد و شرایط بارگذاری بسیار حائز اهمیت است.

جدول مقایسه پروفیل استیل ۳۰۴ و ۳۱۶

ویژگی	استیل ۳۰۴	استیل ۳۱۶
مقاومت به خوردگی	بالا	بسیار بالا (مناسب برای محیط های کلریدی)
ترکیبات اصلی	کروم ۱۸-۲۰٪ نیکل ۸-۱۰٪	کروم ۱۶-۱۸٪ نیکل ۱۰-۱۴٪ مولیبدن ۲-۳٪
کاربردها	صنایع غذایی ساختمانی	صنایع دریایی شیمیایی

نتیجه گیری

پروفیل استیل ۳۰۴ به دلیل مقاومت بالا در برابر زنگ زدگی و خوردگی و همچنین قابلیت جوشکاری و انعطاف پذیری مناسب یک انتخاب ایده آل برای بسیاری از صنایع است. با توجه به اینکه این آلیاژ به راحتی در محیط های مرطوب و اسیدی دوام می آورد در کاربردهای مختلفی از صنعت غذا تا ساخت وساز کاربرد دارد. البته برای محیط های خاص و خورنده تر مانند محیط های دریایی توصیه می شود از استیل ۳۱۶ استفاده شود که حاوی مولیبدن بوده و مقاومت بیشتری دارد.

پرسش های متداول

۱. چرا پروفیل استیل ۳۰۴ در محیط های مرطوب مقاومت خوبی در برابر زنگ زدگی دارد؟
وجود لایه اکسید کروم روی سطح استیل ۳۰۴ باعث می شود که این پروفیل به طور خودکار در برابر زنگ زدگی محافظت شود.

۲. آیا پروفیل استیل ۳۰۴ برای محیط های دریایی مناسب است؟
در محیط های حاوی کلریدها مانند محیط های دریایی پروفیل استیل ۳۱۶ به دلیل دارا بودن مولیبدن مقاومت بهتری دارد.

۳. پروفیل استیل ۳۰۴ چگونه در صنایع غذایی کاربرد دارد؟
پروفیل استیل ۳۰۴ به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و عدم واکنش با مواد غذایی در ساخت تجهیزات غذایی کاربرد گسترده ای دارد و از لحاظ بهداشتی نیز مناسب است.

منبع https://khabarfarsi.com/node/1717