ویژگی منحصر به فرد فولاد ضد زنگ در جلوگیری از خوردگی، آن را به یک انتخاب ایده آل برای کاربردهای مهندسی تبدیل کرده است و عملکرد فوقالعادهای در این زمینه از خود نشان میدهد.
فولاد ضد زنگ به واسطه وجود کروم به میزان حداقل ۱۰.۵ درصد، به طور ذاتی در برابر خوردگی مقاوم است. واکنش کروم با اکسیژن منجر به تشکیل لایه ای نازک از اکسید کروم می شود که به دلیل پیوند قوی با سطح فلز، به عنوان یک مانع محافظ عمل می کند. این لایه، با جلوگیری از تماس مستقیم فلز با اکسیژن و رطوبت، از خوردگی آن ممانعت می نماید. در نتیجه، مقاومت بالای فولاد ضد زنگ در برابر زنگ زدگی، عمدتاً مدیون وجود این لایه اکسیدی است.
فولادهای ضد زنگ به چهار دسته اصلی آستنیتی، فریتی، مارتنزیتی و دوپلکس تقسیم میشوند.
فولادهای ضد زنگ آستنیتی با بیش از 70 درصد سهم در تولید جهانی، رایجترین نوع این آلیاژها به شمار میآیند. این فولادها حاوی حداکثر 0.15 درصد کربن و حداقل 16 درصد کروم هستند که محافظت بسیار مؤثری در برابر زنگزدگی فراهم میآورد.
فولادهای ضد زنگ فریتی از نظر مقاومت به خوردگی در مقایسه با گریدهای آستنیتی عملکرد پایینتری دارند، اما نسبت به فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی از مقاومت بهتری برخوردارند.
فولادهای ضد زنگ دوپلکس مقاومت بسیار بالایی در برابر انواع خوردگی موضعی، به ویژه حفرهدار شدن، خوردگی شکافی و ترکخوردگی ناشی از تنش، از خود نشان میدهند.
با این همه، فولاد ضد زنگ، علیرغم مقاومت ذاتی خود در برابر خوردگی، در شرایط نامطلوب نیز مستعد زنگ زدگی است. قرارگیری طولانیمدت این آلیاژ در معرض مواد شیمیایی خورنده، رطوبت و دمای بالا میتواند منجر به بروز خوردگی شود. این فرایند، تدریجی بوده و بهتدریج بر ساختار فلز تأثیر میگذارد. مقاومت فولاد ضد زنگ در برابر خوردگی به میزان کروم موجود در آن و همچنین شرایط محیطی بستگی دارد. در صورت ناکافی بودن کروم، تشکیل لایه محافظ اکسید کروم در نواحی آسیبدیده با تأخیر مواجه شده و در نتیجه، فلز مستعد انواع مختلف خوردگی خواهد بود. از جمله این انواع خوردگی میتوان به خوردگی عمومی، گالوانیک، بیندانهای، حفرهای، شکافی و ترک خوردگی ناشی از تنش اشاره کرد.
انواع خوردگی فولاد ضد زنگ
شش نوع رایج خوردگی فولاد ضد زنگ وجود دارد:
- عمومی
- گالوانیک
- بیندانهای
- حفرهای
- شکافی
- ترک خوردگی ناشی از تنش
خوردگی عمومی به دلیل قابل پیشبینی بودن، امکان مدیریت و پیشگیری از آن، ایمنترین نوع خوردگی تلقی میشود. در مقابل، خوردگیهای موضعی نظیر حفرهای و شکافی به دلیل محدود بودن ناحیه آسیبدیده، تشخیص دشواری داشته و علیرغم وسعت کم، قادرند خسارات قابل توجهی را به بار آورند. همچنین، ترکخوردگی ناشی از تنش به دلیل پنهان ماندن ترکها تا لحظه بروز خرابی، خطری جدی محسوب میشود.
دلایل عمده خوردگی فولاد ضد زنگ به شرح زیر میباشند:
- وجود یون کلرید: حضور یونهای کلرید در محیط، احتمال وقوع خوردگی حفرهای را به شدت افزایش میدهد.
- تاثیرات پس از جوشکاری: تشکیل رسوبات کاربیدی در ناحیه جوش، به ویژه در برخی آلیاژهای فولاد ضد زنگ، میتواند منجر به ایجاد نقاط مستعد خوردگی شود.
- آلودگی با فلزات پایه: وجود ذرات فولاد ساده یا آهن در آلیاژ فولاد ضد زنگ، میتواند باعث ایجاد سلولهای گالوانیکی و در نتیجه تسریع خوردگی شود.
- تاثیر دماهای بالا: قرارگیری فولاد ضد زنگ در معرض دماهای بالا، به ویژه در محیطهای اکسیدکننده، میتواند منجر به تخریب لایه محافظ اکسیدی و در نتیجه افزایش حساسیت به خوردگی شود. پدیده پوستهپوش شدن نیز در این شرایط شایع است و میتواند زمینه را برای خوردگی دو فلزی فراهم آورد.
- محیطهای حاوی اکسیژن: حضور اکسیژن در محیط، به ویژه در ترکیب با رطوبت، میتواند باعث تسریع فرآیند خوردگی در فولاد ضد زنگ شود.
پیشگیری از زنگ زدن استنلس استیل
جهت حفظ کیفیت و افزایش طول عمر فولاد ضد زنگ، اجرای دقیق مراحل پیشگیری از خوردگی در تمامی مراحل چرخه عمر آن از اهمیت بالایی برخوردار است. اتخاذ رویکردهای مناسب در مراحل طراحی و تولید به همراه مراقبتهای دورهای، به طور قابل توجهی عملکرد و ظاهر این فلز ارزشمند را بهبود بخشیده و از بروز آسیبهای ناشی از زنگ زدگی جلوگیری مینماید.
طراحی
پیشگیری، همواره بر درمان مقدم است. برنامهریزی دقیق در مرحله طراحی کاربردهای فولاد ضد زنگ، عاملی کلیدی در به حداقل رساندن نفوذ آب و کاهش احتمال آسیب به سطح این آلیاژ محسوب میشود. به منظور دستیابی به این هدف، توصیه میشود تا حد امکان از سوراخهای تخلیه آب استفاده شود و از ایجاد حفرهها و شکافها اجتناب گردد. علاوه بر این، جریان آزاد هوا در محیط اطراف فولاد ضد زنگ، نقش بسیار مهمی در حفظ کیفیت و طول عمر آن ایفا میکند. لذا طراحی باید به گونهای صورت پذیرد که تسهیلکننده این جریان باشد.
تولید
در فرایند تولید فولاد ضد زنگ، جلوگیری از تماس این آلیاژ با آهن یا فولادهای کربنی از اهمیت بالایی برخوردار است. نظارت دقیق بر محیط کار، از جمله سطوح کاری، ابزارآلات، واحدهای ذخیرهسازی، غلتکها و زنجیرها، جهت پیشگیری از آلودگی اجتنابناپذیر است. ذرات ناشی از سایش فولاد کربنی که بر روی سطح فولاد ضد زنگ مینشینند، میتوانند به عنوان کانونهای خوردگی عمل کرده و خطر زنگزدگی را افزایش دهند. همچنین، ابزارآلات تمیزکاری و سنگزنی که پیشتر برای کار با فولادهای کربنی یا آلیاژهای کم استفاده شدهاند، باید به طور کامل از محیط کار فولاد ضد زنگ جدا شوند.
نگهداری
مراقبت مستمر از فولاد ضد زنگ، عاملی حیاتی در پیشگیری از خوردگی و محدودسازی گسترش آن به شمار میآید. حذف هرگونه آثار خوردگی به روشهای مکانیکی یا شیمیایی امری ضروری است. پس از آن، سطح فولاد باید با آب گرم و صابون به دقت تمیز گردد. در نهایت، اعمال یک پوشش محافظ ضد زنگ، از بروز مجدد خوردگی جلوگیری خواهد کرد.
استنلس استیل مخصوص تجهیزات فضای باز
تجهیزات فضای باز با هدف ایجاد محیطهای شهری پویا و کارآمد طراحی شدهاند که ایمنی و تعاملات اجتماعی را تسهیل مینمایند. المانهایی همچون نیمکت، میز، گلدان، جایگاه دوچرخه و حفاظهای شهری با ساماندهی فضاهای عمومی و حفاظت از عابران پیاده در برابر ترافیک، به بهبود کیفیت زندگی شهری کمک شایانی مینمایند. با توجه به قرارگیری مستمر این تجهیزات در معرض عوامل محیطی مخرب، استفاده از فولاد ضد زنگ به دلیل مقاومت بالای آن در برابر خوردگی، به عنوان یک انتخاب ایدهآل مطرح میگردد. تشکیل لایه محافظ اکسید کروم بر روی سطح این آلیاژ، به طور قابل توجهی از بروز پدیده زنگزدگی در شرایط سخت آب و هوایی جلوگیری کرده و طول عمر تجهیزات را افزایش میدهد.
نگهداری و نظافت مستمر فولاد ضد زنگ در محیطهای خارجی، عموماً ساده و قابل اجرا است. برای تمیزکاری سطحی، استفاده از محلول صابون و آب یا آمونیاک رقیق شده، به همراه خشککردن با پارچه نرم یا هوای فشرده، توصیه میشود. در صورت مشاهده علائم زنگزدگی، بهرهگیری از محلولهای تجاری جهت غیرفعالسازی سطح و حذف اکسیداسیون سطحی، ضروری است.
در مقایسه با کاربردهای صنعتی، مبلمان شهری علاوه بر کارایی، میبایست از نظر بصری نیز جذاب بوده و با محیط اطراف خود هماهنگی داشته باشد. فولاد ضد زنگ، با توجه به دوام و زیبایی ذاتی خود، گزینهای مناسب برای تحقق این دو ویژگی مهم در مبلمان شهری محسوب میشود.
نتیجه گیری
در نتیجه، فولاد ضد زنگ به دلیل ویژگی ذاتی خود، مقاومت قابل توجهی در برابر خوردگی از خود نشان میدهد. با این حال، انتخاب نوع و گرید مناسب این آلیاژ، مستلزم توجه به کاربرد مورد نظر است. فولاد ضد زنگ به واسطه دوام و زیبایی ظاهری، کاربرد گستردهای در صنایع مختلف یافته است.