انواع لوله استیل به دلیل کیفیتی که از خود نشان می‌دهند، بیشترین درخواست را در بین لوله‌ها در سراسر جهان دارند. لوله‌ های استنلس استیل بهترین و قابل‌اعتمادترین لوله‌ها هنگام کار در هر یک از موقعیت‌ها و شرایط مانند صنایع شیمیایی، کاربردهای خانگی، محیط‌های گرم و تأمین و انتقال آب و سایر میعانات هستند. به همین دلیل، به اولین گزینه برای انواع کاربردها تبدیل‌شده‌اند. در این مقاله به کاربرد انواع لوله ضد زنگ و خواص و مشخصات آن‌ها می‌پردازیم. برای مشاهده قیمت لوله استیل کلیک کنید.

 

لوله استیل چیست؟

لوله‌های فولادی ضد زنگ لوله‌هایی هستند که برای حمل گازهای بسیار شیمیایی، سیالات خورنده و غیره استفاده می‌شوند. این لوله‌ها را می‌توان لوله‌های مقاوم در برابر خوردگی نیز نامید. استنلس استیل در دسته فولادهای آلیاژی باکیفیت قرار می‌گیرد زیرا حاوی بیش از ۸ درصد عناصر آلیاژی در آن است.

به‌عبارت‌دیگر، این لوله فلزی آلیاژی برای محافظت با یک لایه نازک کروم از بیرون پوشانده می‌شود. به همین دلیل محیط داخلی تحت تأثیر محیط خارجی قرار نمی‌گیرد و آسیبی نمی‌بیند. این لوله‌ها به دلیل کیفیت بالا و تنوع در سایز، تقاضای زیادی در بازار دارند. بااین‌حال، لوله‌های استیل به دلیل تنوع عناصر آلیاژی موجود در آن‌ها گران هستند.

 

خواص لوله ‌های استنلس استیل

هنگامی‌که پیمانکاران مواد را برای لوله‌کشی فلزی انتخاب می‌کنند، لوله استیل اغلب به دلیل قیمت آن در مقایسه با سایر گزینه‌ها مانند PVC برای کاربردهایی مانند فاضلاب و حمل‌ونقل مواد شیمیایی نادیده گرفته می‌شود. اما مزایای فراوان لوله فولادی ضد زنگ برای کاربردهای صنعتی و تجاری این محصول را به ماده‌ای تبدیل می‌کند که ارزش و بازگشت سرمایه را فراهم می‌کند. در زیر مهم‌ترین خواص انواع لوله‌های ضد زنگ آورده شده است:

• در برابر خوردگی مقاومت می‌کنند.
• میزان استحکام بالایی دارند.
• این لوله‌ها بادوام هستند.
• آن‌ها را می‌توان با نرخ ۱۰۰ درصد بازیافت کرد.
• پایداری و ماندگاری طولانی دارند.
• ظاهر و رنگ مناسبی دارند.
• تعمیر و نگهداری آسان
• قابلیت ماشین‌کاری آسان
• ضد خش

 

مقاومت در برابر خوردگی

تقریباً تمام لوله‌های فولادی ضد زنگ موجود در بازار از آلیاژهای مبتنی بر آهن هستند که حداقل ۱۰٫۵ درصد کروم دارند. هنگامی‌که آلیاژ حاوی کروم باشد، یک لایه اکسید محافظ یا خودترمیم شونده تشکیل می‌شود. لوله فولادی ضد زنگ خاصیت مقاومت در برابر خوردگی خود را از طریق تشکیل لایه اکسید به دست آورد. ویژگی‌های خود ترمیمی لایه اکسید نشان می‌دهد که مقاومت در برابر خوردگی بدون توجه به وسایل ساخت قابل‌دستیابی است.

این لوله‌ها قابلیت خود ترمیمی داشته و مقاومت در برابر خوردگی بالایی دارند حتی اگر سطح لوله دچار آسیب یا بریدگی شود. از سوی دیگر، لایه محافظ توسط کربن معمولی با پوشش یا رنگ‌آمیزی مانند گالوانیزه تشکیل می‌شود. فولاد زیرین و همچنین خوردگی در تغییرات سطحی در معرض دید قرار می‌گیرند.

عملکرد مقاومت در برابر خوردگی ممکن است در گریدهای مختلف لوله فولادی ضد زنگ در محیط‌های مختلف متفاوت باشد.انواع گریدهای لوله‌های استنلس استیل دو ویژگی مشترک دارند: استحکام بالا و برخورداری از کروم که آن‌ها را در برابر حملات خوردگی ایمن می‌کند. لوله فولادی ضد زنگ تحت تأثیر عناصر قلیایی، اسیدها و سایر مواد شیمیایی تهاجمی قرار نمی‌گیرد. گریدهایی که حاوی نیکل، مولیبدن و کروم بالا هستند، مقاومت بیشتری در برابر خوردگی از خود نشان می‌دهند.

 

مقاومت برودتی (دمای پایین)

مقاومت برودتی در دمای پایین با چقرمگی یا شکل‌پذیری در دمای سطح زیر صفر اندازه‌گیری می‌شود. استحکام کششی فولاد ضد زنگ آستنیتی در دمای برودتی در مقایسه با دمای محیط به‌طور قابل‌توجهی بالاتر است. آن‌ها همچنین دارای قابلیت حفظ چقرمگی عالی در محیط‌های خشن هستند.

در دمای زیر صفر، از لوله‌های فولادی رسوب سخت شده، مارتنزیتی و فریتی استفاده نمی‌شود. در دمای پایین، چقرمگی گرید لوله به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌یابد. در برخی موارد، مقاومت برودتی به دمای اتمسفر نزدیک‌تر می‌شود.

 

سخت‌کاری

یکی از بزرگ‌ترین مزیت‌های سخت‌کاری لوله‌های فولادی ضد زنگ این است که استحکام فلز را به میزان قابل‌توجهی افزایش داده و به کار سرد کمک می‌کند. ترکیب مراحل آنیلینگ و کار سرد برای لوله استیل قابل‌استفاده است تا به اجزای ساخته‌شده استحکام مناسبی بدهد.

 

استحکام دمابالا

استحکام دمابالا، ساختار و خواص لوله استیل را تا دمای اوج یا بالا حفظ می‌کند. لوله‌های فولادی ضد زنگ که حاوی کروم یا سیلیکون و نیتروژن هستند، مقاومت دمابالای خوبی دارند. لوله فولادی ضد زنگ با محتوای کروم بالا به مقاومت در برابر پوسته‌پوسته شدن در دماهای بالا مقاوم هستند.

 

استحکام و شکل‌پذیری

لوله‌های فولادی ضد زنگ با گریدهای مختلف طیف‌های مختلفی از مقاومت را ارائه می‌دهند. فولاد آستنیتی نرم‌تر دارای کشیدگی و شکل‌پذیری استثنایی است. ازاین‌رو، می‌توان آن را کار سرد کرد تا یک محصول نهایی با سری‌های گسترده نیمه ساخت به دست آورد. برای رسیدن به شرایط نهایی، چقرمگی و استحکام به نحو موثری باهم ترکیب می‌شوند.

طیف خوبی از شکل‌پذیری و استحکام توسط لوله‌های فولادی ضد زنگ فریتی ارائه می‌شود. عملیات حرارتی بعدی در مورد لوله‌های فولادی مارتنزیتی، سختی و استحکام بالایی را برای آن‌ها به دست می‌دهد.

درصد تغییر طول مسئول شکل‌پذیری در حین آزمایش کشش است. ازدیاد طول فولاد ضد زنگ آستنیتی بالا است. کارسختی بالا و نرخ شکل‌پذیری بالا، فولاد ضد زنگ آستنیتی را قادر می‌سازد تا در فرآیندهای سختی مانند کشش عمیق شکل بگیرد و به خوبی کار کند.

در مقایسه با فولاد نرم، فولاد ضد زنگ دارای مقاومت کششی بالاتری است. فولاد ضد زنگ داپلکس یا دوفازی به‌طورکلی در مقایسه با فولاد آستنیتی استحکام بالاتری دارد. بالاترین سطح مقاومت کششی در گرید مارتنزیتی و همچنین در گریدهای رسوب سخت شده دیده می‌شود. این نوع گرید در مقایسه با سایر گریدها دارای استحکام مضاعف هستند.

 

رفتار مغناطیسی

گریدهای آستنیتی صرفاً غیر مغناطیسی هستند و می‌توان آن را در چند درجه آستنیتی از طریق کار سرد القا کرد. گریدهایی مانند ۳۱۶ و ۳۱۰ عموماً با کار سرد غیر مغناطیسی هستند. سایر گریدهای فولاد ضد زنگ مغناطیسی هستند.

 

سرویس در دمای بالا و پایین

فولاد ضد زنگ در صورت گرم شدن می‌تواند استحکام خود را به نسبت بالایی حفظ کند. هنگامی‌که در دمای بسیار بالا گرم می‌شود تغییر رنگ نشان می‌دهد. درنتیجه، لوله‌های فولادی ضد زنگ در صنایع در دماهای شدید مورد استفاده قرار می‌گیرند. استحکام لوله می‌تواند با کاهش عوامل مختلف کاهش یابد. در دمای بالا، ازدیاد طول آهسته اما ثابت با مقداری مقاومت در برابر تغییر شکل دیده می‌شود.

لوله استیل در تماس با محصولات احتراق در محدوده دمایی نزدیک به ۱۱۰۰ درجه سانتی‌گراد بادوام است. دما در برخی از فرآیندها به ۱۹۶- درجه سانتی‌گراد می‌رسد که ممکن است منجر به از بین رفتن شکل‌پذیری و همچنین چقرمگی شود. آلیاژهای ضد زنگ آستنیتی خاص با پایه آلیاژ نیکل در چنین شرایطی استفاده می‌شوند.

 

خوردگی موضعی

ترک‌خوردگی تنشی یا SSC اساساً ترک‌خوردگی ناگهانی به دلیل خرابی قطعه یا تغییر شکل است. این امر زمانی اتفاق می‌افتد که هر یک از قسمت‌ها به دلیل تنش پسماند تحت فشار قرار گیرند یا لوله از مقاومت کافی برخوردار نباشد. لوله‌های فولادی ضد زنگ به‌گونه‌ای ساخته‌شده‌اند که مقاومت بالایی در برابر خوردگی تنشی نشان می‌دهند.

 

مقاومت در برابر حرارت و آتش

لوله استیل با توجه به ترکیبی از نیکل و آلیاژ کروم دارای مقاومت در برابر پوسته‌پوسته شدن و همچنین حفظ استحکام در دمای بسیار بالا است.

 

نگهداری آسان

لوله‌های فولادی ضد زنگ به راحتی تمیز می‌شوند و به همین دلیل مشتری معمولاً آن را انتخاب می‌کند. می‌توان از آن در کشتارگاه‌ها، آشپزخانه‌ها، بیمارستان‌ها و صنایع مانند کارخانه‌های فرآوری مواد غذایی استفاده کرد.

 

ظاهر زیبا

لوله‌های فولادی ضد زنگ روشن هستند و به دلیل ظاهر جذاب و مدرن بسیار مناسب هستند.

 

نسبت استحکام به وزن

یک استحکام قابل‌توجه می‌تواند به دلیل خاصیت کارسختی از کار سرد حاصل شود. نسبت به گریدهای معمولی، لوله‌های استیل گرید داپلکس دارای ضخامت جداره کمتری هستند

 

سهولت ساخت

با استفاده از تکنیک‌های مدرن، لوله‌های فولادی ضد زنگ را می‌توان به راحتی شکل داد، ماشین‌کاری کرد، جوش داد، ساخت و برش داد.

 

مقاومت در برابر ضربه

ریزساختار آستنیتی فولاد ضد زنگ چقرمگی بالایی را در دمای بالا ارائه می‌دهد. به همین دلیل است که می‌توان از آن در کاربردهای برودتی استفاده کرد.

 

سازگار با محیط‌زیست

لوله استیل برخلاف سایر لوله‌ها، به‌هیچ‌وجه نیازی به پوشش یا اندود شدن با مواد ندارد. هنگامی‌که شما نیاز به تعویض یا دور ریختن لوله‌های فولادی ضد زنگ دارید، ۱۰۰ درصد قابل بازیافت هستند و اثرات زیست‌محیطی را کاهش می‌دهند. حدود ۵۰ درصد از فولاد ضد زنگ جدید تولیدشده در ایالات‌متحده از ضایعات بازیافتی ساخته‌شده‌اند.

 

انواع لوله استیل

لوله استیل بدون درز

لوله‌هایی که فاقد اتصالات یا درزهای جوشی هستند به‌عنوان لوله بدون درز یا مانیسمان شناخته می‌شوند. این نوع لوله‌ها می‌توانند دما و فشار شدید را تحمل کنند. لوله استیل بدون درز در طیف وسیعی از کاربردها مانند صنایع نفت و گاز مورد استفاده قرار می‌گیرد. آن‌ها همچنین در صنایع مکانیکی و مهندسی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. این لوله‌ها با سطح دقیقی بازرسی می‌شوند تا از تضمین کیفیت بالای آن‌ها اطمینان حاصل شود.

 

لوله استیل درز جوش

تقریباً در هر صنعتی از لوله‌های جوش داده شده به دلیل انعطاف‌پذیری آن‌ها استفاده می‌شود. بااین‌حال، وقتی صحبت از مقاومت در برابر خوردگی می‌شود، این لوله‌ها مستعد خوردگی بوده و در مقابل فشار نیز مقاومت آن‌ها به میزان لوله‌های بدون درز نیست. لوله‌های جوش داده شده به دلیل نوع مواد مورد استفاده سبک‌وزن هستند. آن‌ها در مقایسه با سایر روش‌های لوله‌کشی هزینه کمتری را در پی دارند. با جوشکاری فولاد ضد زنگ بیشتر آشنا شوید.

 

کاربرد لوله ‌های استیل

صنایع نفت و گاز

بدیهی است که در صنایع گاز و نفت، فناوری و ابزارآلات نقش حیاتی دارد. در طول سال‌های گذشته، نیاز به سیستم لوله‌کشی مقاوم در برابر خوردگی عمیقاً موردبررسی قرار گرفته است. لوله‌های فولادی ضد زنگ داپلکس و سوپر داپلکس به‌طور گسترده در صنایع نفت و گاز استفاده می‌شوند و مقاومت در برابر خوردگی باورنکردنی را در شرایط سخت نشان می‌دهند. اگر آسیبی وجود داشته باشد، سیستم لوله غیرقابل استفاده خواهد بود و به راحتی در اعماق بیشتر می‌ترکد. به همین دلیل است که توصیه می‌شود از لوله‌های محکم در صنعت گاز و نفت استفاده شود تا در صنعت به خوبی کار کنند

 

صنایع هسته‌ای

جمع‌آوری انرژی از هسته یک اتم اصلاً کار ساده‌ای نیست. نوع رآکتور هسته‌ای که اغلب استفاده می‌شود، آب را برای چرخاندن توربین‌ها در نزدیکی ساحل جمع کرده تا انرژی موردنیاز خنک‌کننده را دریافت کند. سپس آب از طریق لوله‌های استیل به راکتورها پمپ می‌شود. این لوله‌ها نیاز ماهیت مقاومت به خوردگی در آب دریا را برآورده می‌کنند.

انواع گرید لوله استیل

لوله استیل ۳۰۴/۳۰۴L

گرید ۳۰۴ یکی از پرکاربردترین فولادهای زنگ نزن آستنیتی یا غیر مغناطیسی است. به دلیل ترکیبات آن ‌که ممکن است شامل ۱۸ درصد کروم و ۸ درصد نیکل باشد، معمولاً به‌عنوان استیل ۱۸/۸ شناخته می‌شود. نوع ۳۰۴ SS دارای خواص جوشکاری و خواص شکل‌دهی خوب و نیز استحکام و مقاومت در برابر خوردگی بسیار خوب است.

لوله‌های استیل ۳۰۴L در مقایسه با لوله‌های گرید ۳۰۴ محصولاتی با محتوای کربن بسیار کم هستند. نتیجه این میزان کربن کمتر، به حداقل رسیدن رسوب کاربیدهای مضر در طول فرآیند جوشکاری است. بنابراین، لوله‌های ۳۰۴L به‌عنوان لوله‌های درز جوش شناخته می‌شوند که در محیط‌های خورنده به خوبی کار می‌کنند و همچنین می‌توانند نیاز به فرآیند آنیل را حذف کنند. این گرید در مقایسه با گرید ۳۰۴ از خواص مکانیکی پایین‌تری برخوردار است.

 

لوله استیل ۳۱۰/۳۱۰S

لوله‌های فولادی گرید ۳۱۰ اساساً فولاد ضد زنگ با کربن متوسط هستند که می‌توانند برای کاربردهای دمای بالاتر مانند تجهیزات عملیات حرارتی و قطعات کوره استفاده شوند. تحت سرویس مداوم تا دمای ۱۱۵۰ درجه سانتی‌گراد را تحمل می‌کند و در سرویس متناوب این دما به ۱۰۳۵ درجه سانتی‌گراد می‌رسد. لوله استیل ۳۱۰S در مقایسه با گرید ۳۱۰ به‌عنوان گرید کم کربن نیز شناخته می‌شود.

 

کاربردهای فولاد ضد زنگ ۳۱۰/۳۱۰S

کاربردهای معمولی گرید ۳۱۰/۳۱۰S عبارت‌اند از: در کوره‌ها، محفظه‌های احتراق بستر سیال، آویزهای لوله‌ای و دیگ‌های بخار، دیگ‌های سربی و پیچ‌های انکروب نسوز. همچنین برای تجهیزات فرآوری مواد غذایی، صدا خفه کن، ساختارهای برودتی و ریتورست نیز از این نوع لوله‌های فولادی ضد زنگ استفاده می‌شود.

 

ویژگی‌های گرید ۳۱۰/۳۱۰S

این گرید از ۲۰ درصد نیکل و ۲۵ درصد کروم تشکیل شده است. این همان چیزی است که آن را در برابر خوردگی و اکسیداسیون بسیار مقاوم می‌کند. درجه ۳۱۰S نسخه کم کربن گرید ۳۱۰ است که تردی آن است. متوسط محتوای کروم و نیکل باعث می‌شود که این نوع فولاد ضد زنگ قادر به کاهش جو سولفوریک حاوی H2S باشد.

آن‌ها به‌طور گسترده در اتمسفرهای کربوریزه متوسط مانند محیط‌های پتروشیمی استفاده می‌شوند. آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت در اتمسفرهای شدیدتر استفاده می‌شوند. لوله استیل گرید ۳۱۰ برای کوئنچینگ که از مایعات مکرر ناشی از شوک‌های حرارتی استفاده می‌شود، به‌هیچ‌وجه توصیه نمی‌شود. این نوع گرید اغلب در کاربردهای برودتی به دلیل نفوذپذیری مغناطیسی کم و چقرمگی مناسب کاربرد دارد. این گریدها به‌هیچ‌وجه از طریق عملیات حرارتی سخت نمی‌شوند.

 

خواص مکانیکی گرید ۳۱۰/۳۱۰S

خواص مکانیکی گریدهای ۳۱۰/۳۱۰S شامل ۲۰۵ مگاپاسکال استحکام تسلیم، ۵۲۰ مگاپاسکال استحکام کششی، ۴۰ درصد تغییر طول در شکست است.

 

ماشین‌کاری لوله ضد زنگ ۳۱۰

لوله‌های گرید ۳۱۰/۳۱۰S قابل ماشین‌کاری هستند و تنها مشکل آن‌ها کارسختی است. لایه سخت‌کاری شده را می‌توان با ماشین‌کاری در سرعت کم و همچنین ابزارهای تیز حذف کرد.

 

جوشکاری لوله‌های استیل ۳۱۰

گرید ۳۱۰/۳۱۰S را می‌توان با الکترودها و همچنین فلزات پرکننده جوش داد. برخی از فرآیندهای جوشکاری که این گریدها به راحتی مناسب هستند عبارت‌اند از GTAW، SAW، GMAW. برای سرویس خوردگی هیچ نیازی به پیش گرم کردن وجود ندارد.

 

لوله استیل ۳۱۶/۳۱۶L

لوله استیل گرید ۳۱۶/۳۱۶L از نظر اهمیت نسبت به انواع گرید ۳۰۴ جایگاه دوم را دارد. این نوع لوله فولادی ضد زنگ مقاومت بهتری را در برابر خوردگی به ویژه مقاومت در برابر خوردگی شکافی و خوردگی حفره‌ای در محیط‌های کلرید به دلیل برخورداری از مولیبدن ایجاد می‌کند.

گرید ۳۱۶L به‌طورکلی به‌عنوان محتوای کم کربن گرید ۳۱۶ شناخته می‌شود. این گرید از لوله استیل حساسیت کمتری داشته و به همین دلیل است که به‌طور گسترده در قطعات قابل جوش گیج سنگین استفاده می‌شود.

هیچ تفاوت قیمتی بین لوله‌های فولادی ۳۱۶ و ۳۱۶L وجود ندارد. چقرمگی عالی در این نوع لوله توسط ساختار آستنیتی ارائه می‌شود. در مقایسه با فولادهای ضد زنگ نیکل-کروم، ۳۱۶L بالاترین تنش را در برابر گسیختگی، خزش و استحکام کششی در دمای اوج ارائه می‌دهد. با تفاوت استیل ۳۰۴ و ۳۱۶ در این صفحه آشنا شوید.

 

مقاومت در برابر خوردگی

محدوده‌های مختلفی ارائه می‌شود که در آن‌ها محصول به خوبی کار می‌کند. در محیط کلرید داغ در معرض خوردگی شکافی و خوردگی حفره‌ای قرار می‌گیرد. این محصول در دمای ۶۰ درجه سانتی‌گراد در برابر ترک‌خوردگی تنشی (SCC) به خوبی مقاومت می‌کند. لوله استیل گرید ۳۱۶ به‌عنوان گرید دریایی در نظر گرفته می‌شود، اما در برابر آب گرم دریا اصلاً مقاوم نیست. در محیط‌های دریایی، این محصول دارای خوردگی سطحی است.

 

مقاومت در برابر حرارت

در سرویس‌های متناوب، لوله فولادی ضد زنگ ۳۱۶ دارای مقاومت اکسیداسیون خوبی است. در دمای ۹۲۵ درجه سانتی‌گراد در سرویس مداوم به خوبی کار می‌کند. همچنین، گرید ۳۱۶L مقاومت بیشتری نسبت به تشکیل کاربید از خود نشان می‌دهد. در دمای اوج سرویس نیز استحکام بالاتری دارد و دمای اعمال فشار بیش از ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد را نشان می‌دهد.

 

جوشکاری

لوله‌های گرید ۳۱۶ را می‌توان با استفاده از روش‌های مقاومتی و نفوذی جوش داد. در این فرآیندها می‌توان از فلزات پرکننده نیز استفاده کرد. این گرید از طریق روش‌های جوشکاری اکسی استیلن قابل جوش نیست.

 

ماشین‌کاری

اگر ماشین‌کاری انجام شود، لوله استیل ۳۱۶ در حین سرویس بسیار عالی عمل می‌کند. بدین منظور، نرخ ثابت و سرعت پایین برای ماشین‌کاری لوله گرید ۳۱۶L توصیه می‌شود. ماشین‌کاری ۳۱۶ به دلیل محتوای کربن کم بسیار ساده‌تر است.

 

کار سرد و کار گرم

می‌توان لوله‌های استیل ۳۱۶ را با تکنیک‌های شکل‌دهی گرم، شکل داد. محدوده دمایی ۱۱۵۰-۱۲۶۰ درجه سانتی‌گراد برای دمای کار گرم مناسب است. ضمن اینکه، عملیات آنیل پس از کار سرد به‌منظور حذف تنش داخلی انجام می‌شود.

 

سخت‌کاری

لوله گرید ۳۱۶L یا به‌طورکلی فولادهای ضد زنگ گرید ۳۱۶/۳۱۶L، از طریق عملیات حرارتی سخت‌کاری نمی‌شوند. فقط می‌توان آن‌ها را با کار سرد سخت کرد تا استحکام آن‌ها افزایش یابد.

 

جمع ‌بندی

لوله استیل یکی از پرکاربردترین لوله‌ها در صنایع مختلف است که به دلیل خواص مقاومت به خوردگی توأم با استحکام بالا، چنین محبوبیتی را کسب کرده است. مهم‌ترین موارد مصرف لوله‌های استنلس استیل در صنایع آب، نفت و گاز است. این نوع لوله‌ها به دو نوع درز جوش یا درزدار و بدون درز یا مانیسمان تقسیم می‌شوند و پرکاربردترین گریدهای آن نیز ۳۰۴، ۳۱۶ و ۳۱۰ هستند.