parsoctane

دسته: مواد-متالورژی

  • استاندارد‌‌های فولاد و انواع گرید استیل

    استاندارد‌‌های فولاد و انواع گرید استیل

    آشنایی با انواع گرید فولاد و مهمترین استانداردهای جهانی فولاد

    فولاد به عنوان یکی از پرکاربردترین مواد در صنایع مختلف، از ساخت و ساز تا تولید ابزار و تجهیزات، اهمیت بالایی دارد. برای تضمین کیفیت و یکنواختی محصولات فولادی، استانداردهای مختلفی در سطح ملی و بین‌المللی تدوین شده است.

    استانداردهای فولاد توسط سازمان‌های مختلف در سرتاسر جهان تدوین می‌شوند و هر کشور ممکن است استانداردهای خاص خود را داشته باشد.

    چرا استانداردهای فولاد مهم هستند؟
    استانداردهای فولاد به دلایل زیر اهمیت دارند:
    1.تضمین کیفیت: استانداردها مشخصات دقیق فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی فولاد را تعیین می‌کنند.
    2. ایمنی:استفاده از مواد استاندارد در پروژه‌های ساختمانی و صنعتی خطرات را کاهش می‌دهد.
    3. قابلیت تعویض: استانداردها امکان استفاده از مواد از منابع مختلف بدون نگرانی از ناسازگاری را فراهم می‌کنند.
    4. صرفه‌جویی در هزینه: استانداردها به کاهش دوباره‌کاری و خرابی کمک می‌کنند.

    در این مقاله، به بررسی مهم‌ترین استانداردهای فولاد و کاربردهای آن‌ها می‌پردازیم.

    گرید فولاد و انواع GRADE

    گرید فولاد چیست؟

    گرید فولاد (Steel Grade) مشخصه ای از فولاد است که با آن میتوان به ترکیب شیمیایی، خواص فیزیکی، و دیگر خصوصیات آن نوع از متریال فولاد پی برد.
    یکی از روش‌های اصلی شناسایی فولادها، گرید آن‌ها است که اطلاعات دقیق‌تری درباره ویژگی‌ها و کاربردهای فولاد ارائه می‌دهد. استانداردها ، فولاد را بر اساس ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی و کاربردهای مختلف طبقه‌بندی می‌کنند و به معرفی گرید، برای فولاد می پردازند.
    به عنوان مثال: فولاد گرید 304 ، نوعی از فولاد استنلس استیل آستنیتی است که ترکیب شیمیایی و خواص فیزیکی مشخصی دارد که در استاندارد مربوط به آن ذکر شده است.

    انواع گرید فولاد

    برای فولاد، گریدهای مختلفی در استانداردهای بین المللی مطرح شده است. این تقسیم بندی، برای هر نوع متریال متفاوت و به شرح زیر است:

    • 1. گریدهای فولاد کربن استیل
    • 2. گریدهای فولاد آلیاژی
    • 3. گریدهای فولاد استنلس استیل
    • 4. گریدهای فولاد ابزار

    1.انواع گرید کربن استیل

    فولادهای کربنی بر اساس میزان کربن به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

    کربن پایین (Low Carbon): فولادهایی با کربن کمتر از 0.3%، مانند ASTM A36، که در ساختمان‌سازی و تولید ورق‌ها استفاده می‌شوند.

    کربن متوسط (Medium Carbon): فولادهایی با کربن بین 0.3% تا 0.6%، مانند SAE 1045، که برای ساخت قطعات ماشین‌آلات استفاده می‌شوند.

    کربن بالا (High Carbon): فولادهایی با کربن بیشتر از 0.6% که در تولید ابزارهای برشی و فنرها کاربرد دارند.

    2. گریدهای فولاد آلیاژی

    این فولادها حاوی عناصر آلیاژی مانند کروم، نیکل، مولیبدن و وانادیوم هستند. برخی از گریدهای معروف عبارتند از:

    4130 و 4340 (ASTM): برای کاربردهای هوافضا و خودرو.

    17-4PH (Stainless): فولاد ضدزنگ مقاوم در برابر خوردگی.

    3. گریدهای فولاد ضدزنگ (استنلس)

    فولادهای ضدزنگ به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی در صنایع مختلف استفاده می‌شوند. این گریدها بر اساس ساختار کریستالی طبقه‌بندی می‌شوند:

    آستنیتی (Austenitic): شامل گریدهای سری 300 مانند 304 و 316.

    فریتی (Ferritic): شامل گریدهایی مانند 430.

    مارتنزیتی (Martensitic): شامل گریدهایی مانند 410 و 420.

    4. گریدهای فولاد ابزار (Tool Steel)

    فولادهای ابزار برای ساخت ابزارهای برشی، قالب‌ها و سایر تجهیزات صنعتی استفاده می‌شوند. این فولادها معمولاً در استانداردهایی مانند AISI/SAE طبقه‌بندی می‌شوند:

    گریدهای سری W: برای ابزارهای برش در دمای پایین.

    گریدهای سری H: برای ابزارهای مقاوم به حرارت.

     

     

    چگونه گرید فولاد مناسب را انتخاب کنیم؟

    انتخاب گرید فولاد به عوامل زیر بستگی دارد:

    کاربرد: برای مثال، فولادهای کربنی ساده برای ساختمان‌ها و فولادهای آلیاژی برای قطعات حساس ماشین‌آلات.

    شرایط محیطی: مقاومت در برابر خوردگی، دما و فشار.

    هزینه: برخی از گریدهای فولاد، مانند فولادهای ضدزنگ، هزینه بیشتری دارند اما ویژگی‌های بهتری ارائه می‌دهند.

    شناخت گریدهای فولاد و استانداردهای مربوط به آن‌ها نقش حیاتی در تضمین کیفیت، ایمنی و عملکرد پروژه‌ها دارد. انتخاب گرید مناسب به شما کمک می‌کند تا نیازهای پروژه‌های مختلف را به بهترین شکل ممکن برآورده کنید.

    استاندارد‌های فولاد

    مهمترین استانداردهای فولاد یا به عبارت بهتر مهمترین سازمان های تولید کننده استاندارد برای فولاد و گرید فولاد، به شرح زیر هستند:

    • 1. ASTM
    • 2. ISO
    • 3. EN
    • 4. API
    • 5. SAE/AISI

    البته باید توجه داشت که موسسات استاندارد ذکر شده در بالا، طیف گسترده ای از حوزه و موضوعات مختلف برای استاندارد را پوشش می دهند که فولاد و استیل فقط جزیی از آنهاست. در ادامه به بررسی جزیی تر مهمترین استانداردهای هر موسسه، برای فولاد می پردازیم.

    استانداردهای بین‌المللی فولاد

    چندین سازمان معتبر در سطح جهانی استانداردهای فولاد را تدوین کرده‌اند. برخی از مهم‌ترین این استانداردها عبارتند از:

    1. استاندارد ASTM (American Society for Testing and Materials)

    استاندارد ASTM یکی از گسترده‌ترین مجموعه استانداردها در صنایع مختلف، از جمله فولاد، است. این استاندارد شامل مشخصات شیمیایی، مکانیکی و کاربردی فولاد می‌شود. برخی از زیرمجموعه‌های مهم استاندارد ASTM در فولاد عبارتند از:
    –  ASTM A36: مناسب برای فولادهای ساختمانی.
    –  ASTM A516: مورد استفاده در ساخت مخازن تحت فشار.
    – ASTM A992: این استاندارد برای فولاد سازه‌ای کم آلیاژی با استحکام بالا استفاده می‌شود.

    2. استاندارد ISO (International Organization for Standardization) 

    استانداردهای ISO به ایجاد هماهنگی در سطح جهانی کمک می‌کنند.
    ISO 6935، برای میلگردهای فولادی و ISO 4957، برای فولادهای ابزار نمونه‌هایی از این استانداردها هستند.

    ISO 630 : برای فولادهای ساختمانی که معمولاً در ساختارهای فلزی استفاده می‌شوند.

    ISO 4952: برای فولادهای با استحکام بالا که در شرایط سخت محیطی استفاده می‌شوند.

    3. استاندارد EN (European Norms)

    استانداردهای اروپایی، با پیشوند “EN”، در صنایع ساختمانی و تولیدی اروپا بسیار رایج هستند. به عنوان مثال:
    – EN 10025: برای فولادهای ساختمانی.
    –  EN 10210: برای پروفیل‌های توخالی.

    4. استاندارد JIS (Japanese Industrial Standards)

    این استانداردها برای مشخصات فولادهای صنعتی در ژاپن مورد استفاده قرار می‌گیرند. به عنوان مثال:
    – JIS G3101:برای فولادهای ساختمانی.
    –  JIS G4401: برای فولادهای ابزار.

    استانداردهای ملی فولاد

    در کنار استانداردهای بین‌المللی، هر کشور نیز استانداردهای خاص خود را برای فولاد تدوین کرده است. برخی از نمونه‌ها عبارتند از:
    – استاندارد DIN (آلمان): DIN 17100 برای فولادهای ساختمانی.
    – استاندارد BIS (هند): IS 2062 برای فولادهای ساختمانی.
    –  استاندارد ملی ایران (ISIRI): استاندارد 1791 برای میلگردهای فولادی.

    طبقه‌بندی فولاد بر اساس استانداردها

    استانداردها فولاد را بر اساس ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی طبقه‌بندی می‌کنند. دو دسته اصلی عبارتند از:
    1. فولادهای کربنی: شامل استانداردهایی مانند ASTM A36 و EN 10025.
    2. فولادهای آلیاژی: مانند فولادهای ضدزنگ (Stainless Steel) که در استانداردهای ASTM A240 و JIS G4304 تعریف شده‌اند.

    دانلود استاندارد فولاد

    سوالات متداول (FAQ)

    مهمترین استانداردهای فولاد کدام است؟

    مهمترین استانداردهایی که به تعریف گریدهای فولاد می پردازند شامل ASTM , EN , AISI, SAE , API هستند.

    گرید فولاد چیست؟

    گرید فولاد (Steel Grade) مشخصه ای از فولاد است که با آن میتوان به ترکیب شیمیایی، خواص فیزیکی، و دیگر خصوصیات آن نوع از متریال فولاد پی برد.

  • آبکاری چیست؟

    آبکاری چیست؟

    آبکاری فرایندی صنعتی و شیمیایی است که در آن یک لایه نازک از فلز یا مواد دیگر بر روی سطح یک قطعه قرار می‌گیرد. این فرایند به منظور بهبود خواص مکانیکی، شیمیایی یا ظاهری قطعات انجام می‌شود. آبکاری معمولاً از طریق روش‌های الکتریکی (آبکاری الکتریکی) یا روش‌های شیمیایی انجام می‌گیرد. در این مقاله به صفر تا صد آبکاری می پردازیم و اهمیت آبکاری، و روشهای مختلف آبکاری را شرح خواهیم داد.

    چرا آبکاری می کنیم؟

    آبکاری نقش کلیدی در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، الکترونیک، پزشکی، و هوافضا ایفا می‌کند. با استفاده از آبکاری، عمر مفید قطعات افزایش می‌یابد، هزینه‌های تعمیر و نگهداری کاهش می‌یابد، و محصولات از لحاظ عملکرد و کیفیت رقابت‌پذیرتر می‌شوند.

    اهداف اصلی آبکاری را میتوان به شرح زیر نام برد:

    • افزایش مقاومت به خوردگی
    • بهبود دوام و استحکام
    • زیباسازی و بهبود ظاهر
    • کاهش اصطکاک
    • افزایش رسانایی الکتریکی
    • ایجاد خاصیت ضدباکتری و استریلیزاسیون

    پوشش‌های آبکاری‌شده از سطح قطعات در برابر اثرات مخرب محیطی مانند رطوبت، نمک‌ها و مواد شیمیایی محافظت می‌کنند. آبکاری می‌تواند مقاومت قطعات در برابر سایش و ضربه را افزایش دهد.
    همچنین آبکاری امکان ایجاد ظاهری درخشان و جذاب روی سطوح فلزی را فراهم می‌کند، مانند کروم‌کاری قطعات خودرو.

    در صنایع حساس، لایه‌های آبکاری‌شده می‌توانند سطحی صاف و روان ایجاد کنند و اصطکاک بین قطعات را کاهش دهند.
    در قطعات الکترونیکی، آبکاری با فلزات رسانا مانند طلا یا نقره می‌تواند عملکرد الکتریکی بهتری ایجاد کند.
    در صنایع پزشکی و غذایی، آبکاری با فلزاتی مانند نقره خاصیت ضدباکتریایی ایجاد می‌کند که ایمنی و بهداشت محصولات را تضمین می‌کند.

    تعریف تخصصی آبکاری و کاربردها

    آبکاری (Plating) فرایندی است که طی آن لایه‌ای از فلز یا ماده دیگر بر روی یک سطح، معمولاً فلزی، رسوب داده می‌شود.
    این کار به روش‌های مختلفی مانند الکتریکی (Electroplating) یا شیمیایی (Electroless Plating) انجام می‌شود. هدف اصلی آبکاری می‌تواند حفاظت از سطح، بهبود زیبایی، یا افزایش قابلیت‌های عملکردی باشد.

    کاربرد آبکاری در صنایع

    آبکاری در صنایع مختلفی کاربرد دارد که میتوان از لیست زیر نام برد:

    • صنعت خودرو : افزایش مقاومت قطعات و زیبایی بدنه.
    • الکترونیک : پوشش‌دهی کانکتورها و بوردها برای بهبود رسانایی.
    • پزشکی : تولید ابزار با خاصیت ضدباکتریایی.
    • صنایع دکوراتیو : زیباسازی جواهرات.
    • هوافضا : کاهش اصطکاک و افزایش مقاومت در برابر دما و فشار.

    مواد مورد استفاده در آبکاری

    در آبکاری، فلزی که آبکاری میشود فلز پایه نام دارد و موادی که برای آبکاری استفاده میشود روکش نام دارند. مواد روکش، با توجه به خاصیت مورد نیاز انتخاب میشوند. این مواد خواصی به شرح زیر دارند:

    • کروم: برای دوام، مقاومت به خوردگی و زیبایی.
    • نیکل: برای ایجاد لایه‌های سخت و مقاوم.
    • طلا و نقره: برای افزایش هدایت الکتریکی و زیبایی.
    • روی: برای محافظت در برابر زنگ‌زدگی.
    • قلع: در صنایع غذایی و الکترونیکی.
    آبکاری شیمیایی نیکل
    آبکاری مس

    انواع روش‌های آبکاری

    مهمترین روشهایی که برای فرآیند آبکاری به کار برده میشوند شامل 4 مورد زیر است:

    1. آبکاری الکتریکی (Electroplating):
      در این روش، جریان الکتریکی باعث انتقال یون‌های فلز از محلول الکترولیت به سطح قطعه می‌شود. این تکنیک برای فلزاتی مانند کروم، نیکل، طلا و نقره استفاده می‌شود.
    2. آبکاری شیمیایی (Electroless Plating):
      این روش بدون استفاده از جریان الکتریکی و با استفاده از واکنش‌های شیمیایی انجام می‌شود. این فرایند برای ایجاد پوشش‌های یکنواخت روی قطعات با شکل‌های پیچیده کاربرد دارد.
    3. آبکاری کروم سخت:
      برای افزایش مقاومت سطح به سایش و خوردگی، اغلب در صنایع سنگین استفاده می‌شود.
    4. آبکاری طلا و نقره:
      معمولاً برای زیباسازی، افزایش رسانایی الکتریکی یا خاصیت ضدباکتریایی به کار می‌رود.

    آبکاری الکتریکی (Electroplating) و شیمیایی (Electroless Plating) دو روش اصلی برای ایجاد پوشش‌های فلزی یا غیرفلزی روی قطعات هستند. هر یک از این روش‌ها ویژگی‌ها، مزایا و کاربردهای خاص خود را دارند. در ادامه، تفاوت‌ها و کاربردهای این دو تکنیک بررسی می‌شود.

    تعریف آبکاری الکتریکی و شیمیایی

    آبکاری الکتریکی (Electroplating):
    در این روش، از جریان الکتریکی برای انتقال یون‌های فلزی از محلول الکترولیت به سطح قطعه استفاده می‌شود. قطعه به عنوان کاتد عمل می‌کند و فلز مورد نظر از آند یا محلول الکترولیت روی سطح رسوب می‌کند.

    آبکاری شیمیایی (Electroless Plating):
    این روش نیازی به جریان الکتریکی ندارد و پوشش‌دهی از طریق واکنش‌های شیمیایی خودبه‌خودی انجام می‌شود. مواد شیمیایی خاص، مانند کاتالیست‌ها، باعث رسوب فلز روی سطح می‌شوند.

    تفاوت‌های کلیدی آبکاری الکتریکی و شیمیایی

    ویژگیآبکاری الکتریکیآبکاری شیمیایی
    نیاز به برقبله، جریان الکتریکی ضروری است.خیر، تنها واکنش‌های شیمیایی کافی هستند.
    پوشش‌دهی سطوح پیچیدهمعمولاً یکنواختی کمتری روی سطوح پیچیده دارد.پوشش یکنواخت روی سطوح با هندسه پیچیده.
    ضخامت پوششبه صورت دقیق قابل کنترل است.ممکن است ضخامت کمی متغیر باشد.
    مواد استفاده‌شدهنیکل، کروم، طلا، نقره، مس و دیگر فلزات.نیکل، فسفر، طلا و ترکیبات مقاوم به خوردگی.
    هزینهمعمولاً ارزان‌تر است.هزینه بیشتر به دلیل مواد شیمیایی و فرایند.
    نیاز به پیش‌فرایندنیازمند تمیزکاری و آماده‌سازی سطح است.سطح باید بسیار تمیز و فعال‌سازی‌شده باشد.

    مزایا و معایب آبکاری الکتریکی و شیمیایی

    مزایای آبکاری الکتریکی

    • کنترل دقیق بر ضخامت و ترکیب پوشش.
    • مناسب برای پوشش‌های تزئینی و صنعتی.
    • سرعت بالای فرایند.

    معایب آبکاری الکتریکی

    • دشواری در پوشش‌دهی یکنواخت سطوح پیچیده.
    • وابستگی به جریان برق.

    مزایای آبکاری شیمیایی

    • ایجاد پوشش یکنواخت روی قطعات با شکل‌های پیچیده.
    • مقاومت بالاتر در برابر خوردگی.
    • نیازی به جریان الکتریکی ندارد.

    معایب آبکاری شیمیایی

    • پیچیدگی در کنترل ضخامت پوشش.
    • هزینه بیشتر.

    انتخاب روش مناسب آبکاری

    انتخاب بین آبکاری الکتریکی و شیمیایی به نیازهای پروژه، بودجه و مشخصات قطعه بستگی دارد. اگر یکنواختی پوشش و مقاومت به خوردگی اهمیت بیشتری داشته باشد، آبکاری شیمیایی گزینه مناسبی است. اما برای کاربردهای تزئینی یا نیاز به کنترل دقیق ضخامت، آبکاری الکتریکی انتخاب بهتری خواهد بود.

    جمع بندی: آبکاری، کاربردها و اهمیت آن

    آبکاری یک راه‌حل مؤثر برای افزایش کیفیت، دوام و جذابیت محصولات است. این فرایند باعث می‌شود قطعات عملکرد بهتری داشته باشند، عمر مفید آن‌ها افزایش یابد و ظاهرشان جذاب‌تر شود، که در نهایت به بهبود رضایت مشتری و کاهش هزینه‌های نگهداری کمک می‌کند.

    آبکاری الکتریکی و شیمیایی هر دو ابزارهای مهمی در صنایع مختلف هستند. با درک تفاوت‌ها و مزایای هر روش، می‌توانید فرایند مناسب را برای بهبود کیفیت، دوام و عملکرد قطعات خود انتخاب کنید.

  • استنلس استیل 304 و 316 : خصوصیات و تفاوتها

    استنلس استیل 304 و 316 : خصوصیات و تفاوتها

    فولاد ضد زنگ 304 و 316 هر دو استنلس آستنیتی هستند که مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی دارند.استنلس 304 پرکاربردترین گرید استنلس است و بیش از 50 درصد از کل فولاد استنلس تولید شده جهان را شامل می شود و طبق استاندارد ISO 3506 تحت عنوان گرید A2 شناخته میشود. (مطالعه بیشتر: استنلس استیل چیست؟)

    با توجه به استفاده ، فولاد ضد زنگ درجه 316 در رتبه دوم قرار می گیرد. طبق استاندارد ISO 3506 ، گرید 316 تحت عنوان A4 شناخته می شود.

    در یک نگاه سریع ، هر دو نوع فولاد ضد زنگ 304 و 316 ممکن است شبیه به نظر برسند زیرا شباهت های زیادی در خواص درجه 304 و 316 وجود دارد. اما برخی تفاوت های متمایز وجود دارد. در این نوشتار، تفاوت بین استنلس 304 و 316 را بررسی دقیقتری خواهیم کرد.

    فولاد ضد زنگ 304 چیست؟

    گرید 304 استنلس استیل، یک گرید آلیاژ آستنیتی است که از 18 تا 20 درصد کروم و 8 تا 10.5 درصد نیکل تشکیل شده است. منگنز ، سیلیکون و کربن دیگر عناصر اصلی در ترکیب با فلز پایه آهن هستند. وجود مقادیر زیاد کروم و نیکل مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی ایجاد می کند و به همین دلیل از فولاد ضد زنگ 304 به طور گسترده ای در صنایع زیر استفاده میگردد:

    کاربردهای استنلس 304 

    1. مخازن ذخیره
    2. مبدل حرارتی
    3. مخازن ذخیره
    4. لوازم آشپزخانه
    5. تزیینات
    6. تصفیه آب و فاضلاب
    7. بست ها
    8. اجزای لوله کشی و صنعت پایپینگ

    فولاد ضد زنگ 316 چیست؟

    فولاد ضد زنگ 316 همچنین حاوی مقدار زیادی نیکل و کروم است . همچنین حاوی 2 تا 3 درصد مولیبدن هست که مقاومت در برابر خوردگی را بیشتر می کند. بنابراین ، 316  مقاومت بیشتری در برابر خوردگی در مقایسه با 304 فراهم می کند. کاربردهای متداول ضد زنگ درجه 316 عبارتند از:

    کاربردهای استنلس 316

    1. آسیاب های کاغذ و خمیر کاغذ
    2. تجهیزات سنگین صنعتی ، فرآیندی و ذخیره سازی مواد شیمیایی
    3. تجهیزات پالایشگاه
    4. صنایع فرایندی مواد غذایی و آشامیدنی با محیط های خورنده شدید
    5. تجهیزات پزشکی و دارویی
    6. نفت و گاز دریایی و فراساحل
    7. محیط های دارای کلراید بالا

    فولاد ضد زنگ 304L/316L چیست؟

    فولادهای استنلس 304L و 316L تغییراتی در میزان کربن دارند. با کاهش مقدار کربن در آن گریدها ، خواص جوش پذیری بهبود می یابد.کاهش کربن ، مقاومت خوردگی را نیز بهبود میدهد اما خواص مکانیکی آنها کمی کاهش می یابد.

    بر اساس AISI میزان کربن در 304 و 316 حداکثر 0.08٪ است در حالی که همان مقدار در 304L/316L حداکثر 0.03٪ است.

    هدف اصلی برای حفظ سطح کربن زیر 0.03 درصد، جلوگیری از خوردگی بین کریستالی در دمای بالا (450 تا 850 درجه سانتی گراد) است. همچنین ، اعتقاد بر این است که آلیاژ با کربن کمتر دارای جوش پذیری بهتری در مقایسه با انواع پایه خود هستند.

     

    فولاد ضد زنگ 304 و 316 چه تفاوت هایی با هم دارند؟

    1. ترکیب شیمیایی فولاد ضد زنگ 304 در مقابل 316

    تفاوت عمده در هر دو نوع فولاد ضد زنگ در ترکیب آنها است. فولاد ضد زنگ 304 از 18٪ کروم ، 8٪ نیکل تشکیل شده است. استنلس 316 از 16٪ کروم ، 10٪ نیکل و 2٪ مولیبدن تشکیل شده است.

    2. مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ 304 در مقابل 316

    ضعف اصلی فولاد ضد زنگ 304 عدم مقاومت بالا در برابر خوردگی حفره ای در محیط های حاوی یون کلرید بالا یا محیط شور است. در حالی که ، گرید 316 ، به دلیل وجود مولیبدن و افزایش نیکل می تواند به راحتی در برابر کلریدها و اسیدها مقاومت کند.

    3. نقطه ذوب فولاد ضد زنگ 304 در مقابل 316

    نقطه ذوب فولاد ضد زنگ 304  کمی بالاتر از فولاد ضد زنگ درجه 316 است.

    4. هزینه و قیمت متریال فولاد ضد زنگ 304 در مقابل 316

    هزینه 316 حدود 1.5 برابر هزینه 304 است. قیمت فولاد ضد زنگ بستگی به قیمت عنصر آلیاژی و میزان آلیاژ دارد .

    5. خواص مکانیکی فولاد ضد زنگ 304 در مقابل 316

    فولاد ضد زنگ 316 دارای استحکام و سختی بیشتر است. فولاد ضد زنگ 304 دارای قابلیت جوش پذیری و شکل پذیری بهتر است .افزودن مولیبدن قابلیت جوش پذیری و شکل پذیری درجه 316 را کاهش می دهد.

    جمع بندی :

    با توجه به موارد ذکر شده، به طور کلی فولاد ضد زنگ 316 گرید برتر از 304 عنوان می شود ، اما هزینه بالاتری دارد. در هر صورت، انتخاب متریال بین فولاد ضد زنگ 304 در مقابل 316 باید با توجه به کاربرد انجام شود. گرید 316 در صورت استفاده از محیط های بسیار خورنده (محلول سوزآور ، محلول کلر ، محیط بسیار اسیدی ، آب دریا و غیره) انتخاب می گردد.

  • استاندارد NACE

    استاندارد NACE

    NACE چیست؟

    NACE مخفف عبارت National Association of Corrosion Engineers ، به معنای “انجمن ملی مهندسین خوردگی” می‌باشد . موسسه NACE در سال 1943 توسط یازده مهندس خوردگی از صنعت خطوط لوله , تاسیس شد.

    مهندسان موسس مجموعه NACE در اصل بخشی از یک گروه منطقه ای بودند که در دهه 1930 در خلال مطالعات حفاظت کاتدی در صنایع منطقه، این موسسه را پایه گذاری کردند.

    از آن زمان ، NACE International به عنوان رهبر جهانی در توسعه استانداردهای پیشگیری و کنترل خوردگی ، صدور گواهینامه و آموزش، کمیته های بین المللی استاندارد سازی، با موضوعاتی همچون خوردگی، حفاظت کاتدی، پوشش های محافظ و غیره،  تبدیل شده است.

    اعضای NACE International مهندسین و متخصصان متعددی هستند که در زمینه های مختلف مربوط به کنترل خوردگی کار می کنند.

    کمیته های فنی NACE _ کمیته های تخصصی موضوعی

    استاندارد NACE ، شامل 25 کمیته اصلی تنظیم و نشر استاندارد می باشد. این 25 کمیته، هر کدام به سرپرستی متخصصین مختلفی، در حوزه های موضوعی متفاوتی ، اقدام به تدوین و انتشار استانداردهای NACE می نمایند.

    لیست کمیته های استاندارد NACE

    • کمیته 1 (SC 01 : Cathodic/Anodic Protection)
    • کمیته 2 (SC 02 : External Coatings -Atmospheric)
    • کمیته 3 (SC 03 : External Coatings – Buried & Immersed)
    • کمیته 4 (SC 04 : Linings & Internal Coatings)
    • کمیته 5 (SC 05 : Surface Preparation)
    • کمیته 6 (SC 06 : Process Industries)
    • کمیته 7 (SC 07 : Defense & Aerospace)
    • کمیته 8 (SC 08 : Metallic Material Selection & Testing)
    • کمیته 9 (SC 09 : Non-metallic)
    • کمیته 10 (SC 10: Asset Integrity Management)
    • کمیته 11 (SC 11:Electric Utility Generation, Transmission & Distribution)
    • کمیته 12 (SC 12: Concrete Infrastructure)
    • کمیته 13 (SC 13: Corrosion Monitoring & Measurement)
    • کمیته 14 (SC 14: Oil and Gas – Upstream)
    • کمیته 15 (SC 15: Pipelines & Tanks)
    • کمیته 16 (SC 16: Oil and Gas – Downstream)
    • کمیته 17 (SC 17: Rail & Land Transportation)
    • کمیت 18 (SC 18: Water & Wastewater)
    • کمیته 19 (SC 19: Maritime)
    • کمیته 20 (SC 20: Internal Corrosion Management)
    • کمیته 21 (SC 21: Mining & Mineral Processing)
    • کمیته 22 (SC 22: Biodeterioration)
    • کمیته 23 (SC 23: Coating System Application, Maintenance, and Inspection)
    • کمیته 24 (SC 24: Environmental Health and Safety (EHS)/Regulatory)
    • کمیته 25 (SC 25: Accreditation Standards)

    دانلود استانداردهای NACE از آرشیو پارس اکتان


    آرشیو کامل NACE


    آرشیو استانداردهای متالورژی


    آرشیو خوردگی و حفاظت کاتدی

    درخواست خرید استانداردهای NACE

    با توجه به وسعت کاربرد و آیتمهای استانداردهای مختلف، ممکن است بسیاری از مدارک در وبسایت بارگزاری نشده باشند.
    در صورتی که استاندارد مورد نظر خود را در آرشیو استانداردهای NACE پیدا نکردید، و یا به تعدادی بالاتر از 20 آیتم نیاز  دارید، می توانید درخواست خود را مبنی بر شماره استاندارد و سال ویرایش مورد نظر، برای ما ارسال کنید . در اسرع وقت کارشناسان ما راهنمایی های لازم در خصوص تهیه و خرید استانداردهای NACE ، را در اختیار شما خواهند گذاشت.

  • فورجینگ و کستینگ و متریال پایپینگ

    فورجینگ و کستینگ و متریال پایپینگ

    فورجینگ و کستینگ چیست؟

    فیتینگ و شیرآلات فورج شده (آهنگری شده) و کستینگ (ریخته گری شده) چه تفاوت هایی دارند؟

    در رشته پایپینگ و لوله کشی صنعتی کارخانجات، به کررات کلمه Forging و Casting برای شیرآلات (Valve)  و فیتینگ های پایپینگ به چشم می خورد.
    همچنین استانداردهای متریال شیرآلات، برای آنها متفاوت است. به عنوان مثال به استاندارد متریال ولو مورد نیاز برای لوله های زیر طبق استاندارد ASTM توجه کنید:

     

    Casting Valve Forged Valve Forged Fitting & Flanges Pipes Classification
    A216 WCB A105 A105 A53-B welded Carbon Steel
    A216 WCC A105 A105 A106-C Carbon Steel
    A351 CFS A182 F304 A182 F304 A312 TP304 Stainless Steel
    A351 CFSM A182 F316 A182 F316 A312 TP316 Stainless Steel

     

    فتینگ و ولوها و شیرآلات اجزای ضروری هر سیستم صنعتی هستند، اما همه این ولوها به یک شیوه تولید نمی شوند.

    فورجینگ و ریخته گری دو روش معمول برای ایجاد شیرهای با کیفیت بالا می باشد. بزرگترین تفاوت بین آنها، این است که آنها چگونه تولید می شوند.

    forged-vs-casting

    فورجینگ :
    ولوهای فورجینگ با استفاده از یک روش آهنگری ساخته می شوند که شامل شکل دادن به فلزات و آلیاژها در حالت جامد می باشند.فورجینگ در لغت به معنای شکل داده شده، و در کار ساخت فلزات، به معنای آهنگری شده می باشد.
    ابزارهای اندازه گیری حرارت و اندازه صنعتی نیروهای فشاری و حرارت برای خم کردن فلزات و آلیاژ ها بکار گرفته می شوند و برای خرد کردن و شکل دادن مواد برای ایجاد ولوهای خاص استفاده می شوند.
    ولوهای فورجینگ دارای مزایای فراوانی برای شرکت های صنعتی می باشند. به عنوان مثال، شرکت ها مجبور نیستند در مورد هدر رفتن مواد نگران باشند.
    از آنجایی که ولوهای فورجینگ از یک قطعه جامد شکل می گیرند، برای رسیدن به شکل و اندازه مناسب، تلاش کمی لازم است.
    ولوهای فورجینگ به قوی بودن شهرت دارند، که آنها را برای مدیریت سیستم های با فشار بالا و درجه حرارت بالا ایده آل می کند. در طول فرآیند جوش، ساختار دانه بندی فلزی بیشتر تصفیه می شود که این منجر به افزایش تاثیر و قدرت کلی می شود.
    همچنین، ولوهای فورجینگ مقاومت خود را نسبت به مسائل معمول مانند ترک، انقباض و تخلخل افزایش می دهند. افزون بر آن، فورجینگ می تواند ولوهایی با ضخامت دیوار کمتر ایجاد کند. که این موضوع به کاهش خستگی حرارتی در طول عملیات کاری ولو ​​کمک می کند.
    این بدان معنی است که ولوهای فورجینگ میتوانند سریعتر گرم شوند و خنک شوند، که به آنها اجازه می دهد تا به طور مناسب در برابر فشارهای سیستم هایی که به طور مداوم از طریق فرآیند راه اندازی و اتمام کار، به وارد عملیات میشوند، مقاومت کنند.

    ولوها و اجزا ریخته گری: ( Casting )

    در مقابل فورجینگ ، کستینگ، اشاره به روش ریخته گری دارد. در ریخته گری از فرم مایع فلز برای ایجاد ولو استفاده می کند.
    این فلزات به عنوان یک مایع مذاب ذوب شده ، به قالب های مختلف ریخته می شود. هنگامی که مایع خنک می شود، از قالب خارج می شود.
    یکی از بزرگترین مزایای ریخته گری این است که می تواند ولو هایی با اشکال، الگوهای و اندازه های پیچیده ایجاد کند.
    با استفاده از قالب برای تولید، ریخته گری به شما اجازه می دهد تا دریچه های مختلفی با قطعات پیچیده تر داشته باشید.
    ولوهای ریخته گری نیز برای بسیاری از شرکت ها یک راه حل مقرون به صرفه برای استفاده هستند. به علاوه، از آنجایی که به اندازه فورجینگ کار لازم نیست، ریخته گری به کاهش هزینه ماشینکاری کمک می کند، به خصوص هنگام ایجاد دریچه های اشکال پیچیده.
    مهمتر از همه، شیرهای ریخته گری یک راه ساده تر و کم هزینه برای ایجاد قطعات جایگزین را در زمانی که شیرهای فعلی سیستم شکسته و خراب می شوند فراهم می کند.

    خبر خوب این است که هر دو نوع ولو ها باید بتوانند عملکرد قابل قبولی را برای شما فراهم کنند، اگرچه ادعا می شود که ولوهای فورجینگ نسبت به ولوهای ریخته گری برتر هستند.

    در آخر به عنوان جمع بندی: مشخص نمودن رادیوگرافی اضافی مانند NDE یا بازرسی نفوذ رنگ یک راه برای کمک به اطمینان از کیفیت ولوهای خریداری شده است. (استاندارد MSS SP-53 را مشاهده کنید)
    با این حال، یک راه مقرون به صرفه تر، خرید از تامین کنندگان ولوی است که قبلا کیفیت محصولات تولیدی خود را کنترل می کنند و رکورد طولانی و موفق دارند.
    در هر صورت، تصمیم به خرید ولوهای فورجینگ  و کستینگ ،بستگی به چندین عامل دارد و هزینه آن معمولا تعیین کننده است.

    استانداردهای فورجینگ و کستینگ فولاد

    دانلود استاندارد ASTM A105 (استاندارد فورجینگ ولو ، فلنج ها و فیتینگ های آهنگری شده)

    دانلود استاندارد ASTM A216 ( کستینگ فولاد برای دمای بالا)

    دانلود پکیج ISO TC 17-11 (مجموعه استانداردهای ایزو برای فولاد کستینگ)

    دانلود پکیج CEN TC 459-11 (مجموعه استانداردهای EN برای فولاد کستینگ)

  • تست PT , آزمون غیرمخرب جوش با ذرات نافذ

    تست PT , آزمون غیرمخرب جوش با ذرات نافذ

    تست PT چیست؟

    تست PT یا همان آزمون ذرات نافذ، مخفف عبارت Penetrant Test ، یکی از روشهای آزمونهای غیر مخرب جوش (NDT) ، در قطعه جوشکاری شده می باشد.

    اساس روش تست PT یا LPT به این صورت است که ناپیوستگی های سطح با به کارگیری مایع نفوذکننده و برداشتن مازاد آن، حفره ها و ترک ها با استفاده از مواد ظاهرکننده یا بیرون کشنده مشخص می شوند.
    در این روش با استفاده از جاذبه و موئینگی و نفوذ یک مایع رنگی یا ماده فلورسنت به درون شکاف، ناپیوستگی سطحی جوش را نمایان می کند.

    این تست غیر مخرب جوش برای تمامی قطعات آهنی و غیر آهنی کاربرد دارد و از قدیمی ترین و ساده ترین روش هایی می باشد که برای آشکارسازی انواع ترک ها، شکاف ها و تاخوردگی ها در قطعات استفاده می شود.
    در واقع بازرسی مایعات نافذ جوش برای تشخیض عیوب جوش در سطح آن می باشد نه در عمق جوش.

    کاربردهای تست PT (آزمون مایع نافذ)

    نمونه قطعاتی که با استفاده از این روش کنترل و بازرسی می شوند عبارتند از دیسک ها، پره های توربین ها، چرخ های هواپیما، بسیاری از قطعات حساس خودروها و لوکوموتیوهای قطار، مثل پیستون ها و سرسیلندرها قبل از مونتاژ و در تعمیر و نگهداری و سرویس های منظم و بسیاری قطعات دیگر جوش شده.

    مراحل بازرسی جوش با تست PT :

    ۱-تمیزکاری و آماده سازی سطح جهت تست مایع نافذ

    برای اینکه تست مایع نافذ به درستی انجام شود اولین قدم تمیز کردن سطح مورد آزمایش از هرگونه چربی، گرد وغبار، پوسته زنگ زده، آلودگی های سطحی و رنگ می باشد چون ممکن است این آلودگی ها شکاف ها و عیوب را پر کنند و مایع نافذ قادر به ورود به آنها نباشد و یا به علت ترکیب مایع نافذ به برخی از این آلودگی ها اثر مایع نافذ از بین رفته و نتواند به عیوب ریز نفوذ کند و وارد کنش با آلودگی ها شود.

    روش های مختلفی برای تمیز کردن سطح قطعه وجود دارد که با توجه به نوع قطعه و تعداد آن شستشوی مکانیکی یا شستشو شیمیایی ، برس زنی، سندبلاست  و … برای جدا کردن زنگ آهن و گدازه های چسبیده به قطعه وجود دارد به طوری که مایع نافذ بتوانند به راحتی به داخل عیب نفوذ کند.

    ۲-بکار گیری مایع نافذ PT

    مرحله دوم از بازرسی جوش به روش تست pt این است که مایع نافذ را به سطح مورد آزمایش اعمال کرد که این مایع نافذ می تواند یک مایع قابل دیدن و یا مایع فلورسنت که در محیط تاریک و زیر نور ماورا بنفش نمایان میگردد باشد .
    برای بازرسی مایع نافذ Pt قطعاتی که کوچک هستند می توانید آنها را در ظرف از مایع نافذ آغشته کنید و مطمئن شوید مایع به تمامی سطوح داخلی و خارجی و درز ها نفوذ کرده و از عدم وجود حباب در ترک ها مطمئن شوید و در صورتی که قطعه بزرگتر است می توانید با یک قلمو ،پیستوله، اسپری و در مواردی غوطه وری و یا از طریق الکترواستاتیکی با مایع نافذ بپوشانید.

    نفوذ عملاً بستگی به ماهیت و اندازه عیب ها دارد و بین ۲۰ ثانیه تا ۳۰ دقیقه تغییر میکند.در واقع در کمتر از ۵ دقیقه مایع نافذ pt به شکاف های بزرگ نفوذ می کند اما برای شکاف های ریز حداقل ۲۰ دقیقه زمان لازم است.

    ۳-برداشتن مایع نافذ اضافی از روی سطح

    در تست مایع نافذ pt پس از نفوذ کامل مایع به درون ناپیوستگی ها باید مایعات اضافه روی سطح را برداشت برای این کار در بعضی موارد میتوان مایع نافذ را با آب شست ، ولی برخی از مایعات نافذ pt را باید با بکارگیری حلال های خاص برداشت.
    باید توجه داشت که شستشوی زیاد باعث خروج مایع نافذ از شکاف ها می شود و تست PT را دچار نقص می کند.

    ۴-اسپری ماده ظاهر کننده در بازرسی مایع نافذ جوش

    ماده ظاهر کننده یا همان developer برای نشان دادن عیوب جوش واجب می باشد کل سطح مورد آزمایش باید با لایه ای نازک از ماده ظهور که معمولا پودر نرم گل سفید است به طور یکنواخت پوشیده شود این امر باعث می شود مایع نافذ در پودر حل شود وجذب ماده ظهور شود و در نتیجه مرز عیوب سطحی با اندازه ای بزرگتر از اندازه واقعی و روشن تر قابل رویت می باشد.
    اما اگر از مایع فلورسنت استفاده شود نیازی به ماده ظهور نمی باشد زیرا مایع فلورسنت در بازرسی مابع نافذ PT در تاریکی زیر نور ماوراء بنفش به رنگ ها روشن زرد سبز قابل رویت می باشد .

    ۵-بازرسی شکاف ها و عمق آنها پس از بازرسی تست PT

    پس از اسپری ماده ظهور و نمایان شدن شکاف ها با توجه به عمق و شدت شکاف ها و عیوب جوش دستورات لازم توسط مهندسین بازرسی جوش و پس از بررسی نتیجه بازرسی مایع نافذ جوش به کارفرما اعلام می شود.

    دانلود فایل و استاندارد درباره تست ذرات نافذ، برای مطالعه بیشتر:

  • استاندارد ASTM

    استاندارد ASTM

    ASTM چیست

    ASTM International ، که به عنوان انجمن تست و متریال آمریکا (به انگلیسی : American Society for Testing and Materials) شناخته می شود ، یک سازمان تدوین و نشر استاندارد بین المللی است که استانداردهایی فنی برای طیف گسترده ای از مواد و متریال ، محصولات ، سیستم ها و خدمات تهیه و منتشر می کند .

    حدود 12،575 استاندارد اجماع داوطلبانه ASTM در سطح جهانی کار می کنند. دفتر مرکزی این سازمان در پنسیلوانیا ، حدود 8 مایل شمال غربی فیلادلفیا است .

    ASTM International در سال 1902 به عنوان بخش آمریکایی انجمن بین المللی سازمان بین المللی استاندارد ISO , تاسیس شد. تا کنون این سازمان، هزاران استاندارد در زمینه های مختلف منتشر کرده و میتوان به جرات گفت که یکی از 3 استاندارد پرکاربرد در سرتاسر جهان است. (مطالعه تاریخچه در ویکی پدیا)

    کاربردهای استانداردهای ASTM

    استاندارد های ASTM بیشتر در حیطه تست متریال، استاندارد سازی ابعادی متریال، و روشهای ساخت و آنالیز کاربرد دارند.

    صنایعی که بیشترین بهره را از این استاندارد مهم می برند، صنایع نفت و گاز و پتروشیمی، صنایع فولاد ، صنایع شیمیایی و انواع کارخانجات و تولیدی های متریال هستند.

    به عنوان مثال: مهندس متخصصی در حوزه پایپینگ و لوله کشی صنعتی وجود ندارد که به صورت روزانه نام لوله های ASTM A106 , A53 و یا A312 را نشنود و با این اسامی سر و کار نداشته باشد.
    در مثال فوق ، استاندارد ASTM مشخصه هایی فیزیکی و شیمیایی برای لوله های کربن استیل و استنلس استیل تعیین میکند که به صورت هماهنگ، در سرتاسر دنیا، برای این نوع خاص از لوله ها شناخته شده باشند و از سردرگمی ها کاسته شود.

    بخشها و سیستم نامگذاری استاندارد ASTM

    استاندارد ASTM دارای هفت بخش می باشد:

    • بخش A: فلزات آهنی
      Ferrous Metals And Products
    • بخش B: فلزات غير آهنی
      Nonferrous Metals And Products
    • بخش C: سراميک، بتون، مواد سیمانی
      Cementitious, Ceramic, Concrete, And Masonry Materials
    • بخش D: مواد متفرقه
      Miscellaneous Materials And Products
    • بخش E: موضوعات متفرقه
      Miscellaneous Subjects
    • بخش F: مواد برای كاربردهای ويژه
      End-Use Materials And Products
    • بخش G: خوردگي، و فرسايش مواد
      Corrosion, Deterioration, Weathering, Durability, And Degradation Of Materials And Products

    روش نامگذاری استاندارد:

    ASTM X(1) – XXXX(2) – XX(3) – X(4)

    شماره 1: بخش هاي استاندارد ASTM بوده که از A تا G می باشد

    شماره 2: شماره سريال که ميتواند از يک رقم باشد تا 4 رقم و از عدد يک شروع می شود.

    شماره3: سال انتشار و چاپ آن شماره سريال می باشد.

    شماره4: اگر با حرف a همراه باشد بدين معنی است که در شش ماه اول سال ميلادی چاپ شده ولي اگر با حرف b باشد بدين معنی است که در شش ماه دوم سال ميلادی چاپ شده.

    اگر شما‌ره سريال همراه با حرف M باشد یعنی استاندارد شامل هر دو سيستم متریک (SI-Unit) و Inch Pound می باشد.

    مثال: ASTM A671/A671M-20 ( شماره 671 کد اختصاص داده شده به استاندارد جوشکاری فیوژن ولد لوله های استیل – M نشان دهنده اینست که واحدها در استاندارد به صورت متریک هم قید شده – 20 نشان دهنده سال انتشار استاندارد مذکور، یعنی 2020 میلادی است)

    دانلود استانداردهای ASTM


    همه استانداردهای آرشیو

  • FFS , مناسب بودن برای سرویس دهی

    FFS , مناسب بودن برای سرویس دهی

    مقاله آشنایی با ارزیابی مناسب بودن برای سرویس دهی (Fitness For Service _ FFS) و کاربردها و استانداردها در صنایع سنگین ، نفت ، گاز و پتروشیمی

    [su_note note_color=”#a82760″ text_color=”#ffffff”]

    1. FFS چیست ؟ (مبانی و کاربردها)
    2. معرفی استانداردهای FFS در نفت و گاز
    3. فرآیند ارزیابی 
    4. رفرنس ، لینک مقالات و استانداردهای FFS 

    [/su_note]

    1. FFS چیست ؟

    مناسب بودن برای سرویس دهی ،یا “صلاحیت برای ادامه سرویس” یا Fitness For Service _FFS یک روش مطمئن و تایید شده برای تصمیم گیری در مورد ادامه سرویس دهی یک قطعه یا یک تجهیز می باشد.
    اين ارزيابي ها يك روش چند شاخه اي براي بررسي اين نكته هستند كه آيا قطعه مورد نظر توانايی ادامه دادن به سرويس دهی در یک واحد فرآیندی را دارد يا خير.

    اجرا و استقرار سیستم FFS در نفت و گاز و پتروشیمی و همه صنایع سنگین، می تواند باعث افزایش عمر مفید و کاهش هزینه های تعمیر و تعویض تجهیزات کارکرده و عدم تعویض زودهنگام تجهیز کارآمد می شود . ارزیابی مناسب بودن برای سرویس دهی (FFS) ابزاری مناسب جهت یکپارچگی ساختاری و امکان افزایش عمر تجهیزات، همراستا با در نظر گرفتن ایمنی و کاهش هزینه است.

    دلایل استفاده از FFS
    تعیین عمر باقیمانده تجهیزات آسیب دیده
    اطمینان از ایمنی تجهیزات پس از عمر طراحی آنها
    اثبات استحکام کافی نمونه با وجود نقص .
    افزایش فاصله های زمانی بازرسی .
    کاهش زمان از کارافتادگی و خاموشی تجهیزات .
    رفع نواقص و معايب جزئي قبل از نياز به تعميرات كلي.
    جلوگيری از افزايش اثرات عيوب و نواقص و توسعه آن در کل مجموعه.
    افزايش راندمان و بازده متخصصين قسمت نصب و تعميرات.
    كاهش تعميرات غير ضروری و صرفه جويي در نيروی کار .

    کاربردهای FFS
    مخازن ذخیره ، مخازن تحت فشار
    لوله ها و سیستم پایپینگ و ایستگاه های فشار و شیرهای اطمینان
    مبدل های گرمایی و برج های تقطیر
    دیگ های بخار و لوله ی متصل به دیگ های بخار
    پمپ ها ، کمپرسور و توربین ها

    مهمترین نواقصی که می تواند تجهیزات و سازه را تحت تاثیر قرار دهد:
    شکست ترد (Brittle Fracture)
    خوردگی عمومی (General Metal Loss)
    خوردگی موضعی (Local Metal Loss)
    خوردگی حفره ای (Pitting Corrosion)
    تاول هیدروژنی
    رشد ترک
    خستگی
    خزش
    ترک ناشی از خوردگی تنشی (SCC)
    تردی هیدروژنی
    حملات هیدروژنی در دمای بالا
    خرابی ناشی از آتش سوزی
    ترک خوردگی هیدروژنی

    2. استانداردهای ارزیابی مناسب بودن برای سرویس

    • استاندارد API 579-1/ASME FFS-1 اصلی ترین و مهمترین استاندارد بین المللی در زمینه FFS است که دستورالعمل هایی را برای ارزیابی مناسب بودن برای سرویس دهی (FFS) تجهیزات صنعتی ، پالایشگاه و پتروشیمی و صنایع نفت و گاز ارائه می دهد.
      API 579 در سال 2000 توسط انستيتو نفت آمريكا براي انجام ارزيابي هاي مناسب بودن براي سرويس دهي منتشر شد. اگرچه اين استاندارد مخصوص صنايع پالايش و پتروشيمی تدوين شده بود اما كاربردی گسترده در ساير صنايع در مورد ارزيابی مخازن تحت فشار، مخازن ذخيره و سیستم لوله كشی نيز پيدا كرد.
      در سال 2007 در نتيجه همكاری انستيتو نفت آمريكا (API) با انجمن مهندسان مكانيك امريكا (ASME) استانداردی اشتراکی تحت عنوان API 579 / ASME FFS منتشر شد. که آخرین آپدیت آن در حال حاضر (هنگام تالیف این مقاله) نسخه ای است که سال 2016 انتشار یافته است. ⇐(صفحه API 579 در دانلودشاپ پارس اکتان را ببینید)
      از این دستورالعمل ها میتوان برای تصمیم گیری در مورد امکان ادامه فعالیت، و یا لزوم تعمیر و جایگزینی تجهیزات استفاده نمود تا از ادامه ی فعالیت ایمن تجهیزات تحت فشار اطمینان حاصل کرد.
      این استاندارد شامل 12 قسمت و در بیش از 1300 صفحه تنظیم گردیده است است که 11 مکانیزم تخریب را به شکل بسیار جامعی مورد بررسی قرار میدهد.
      این مکانیزمهای تخریب شامل: شکست ترد، خوردگی یکنواخت و موضعی،خوردگی حفره ای، تخریب هیدروژنی، ترک، ناپیوستگی جوش و پیچش پوسته، خزش، تورق (ورقه ورقه شدن) و آتش سوزی است.
      یکی از مهمترین مکانیسم های تخریب حمله هیدروژنی است که ارزیابی مناسب بودن برای سرویس دهی فولادهای کم استحکام و تحت فشار ترکهای ناشی از حمله هیدروژن (HIC) و شکافهایی که منشأ آن تنش است، در قسمت 7 استاندارد API 579 بررسی شده است.

    از دیگر استانداردهایی که جزیی یا غیر مستقیم به  FFS پرداخته اند میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

    3. فرآیند ارزیابی FFS

    ارزيابی FFS شامل هماهنگی بین چندين بخش مهندسی یک واحد است:
    آناليز تنش: اين بخش عبارتست از يك تخمين مناسب از تنش وارد شده به قطعه یا سازه ، برای ارزيابی يكپارچگی مكانيكی تجهیز و عمر باقيمانده آن.

    مهندسی مواد : اين بخش مستلزم درك از عملكرد متريال های مختلف تحت محيط های متفاوت، دما و سطح تنش تجهیز، براي اطمينان از عملكرد مطمئن و قابل اطمينان است.

    آزمون هاي غيرمخرب : پيش از ارزيابی نياز است تا عيوب تشخيص داده شده و از نظر ابعادی اندازه گيری شوند.

    خوردگي: داشتن درك درست و تخصص کافی از مكانيزم های تخريب كه مي تواند منجر به تخريب شوند، برای ارزیابی FFS ضروری است.

    شرايط سرويس دهي : مشورت و هماهنگی با پرسنل عملياتی يكی از الزامات تشخيص پارامترهای تاثيرگذار (مانند دما و فشار) در ارزيابي های FFS مي باشد .

    مكانيك شكستگی : از اين حوزه براي بررسي و ارزيابي ترك و عيوب صفحه اي استفاده مي شود.

    آمار و احتمال : ازاين مورد براي آناليز اطلاعات و ارزيابي ريسك هاي احتمالي استفاده مي شود.
    ازنقطه نظر پيچيدگي، دستورالعمل هاي ارزيابي مناسب بودن براي سرويس دهي مي توانند در محدوده اي از ارزيابي هاي ساده تا مدلسازی هاي سطح بالاي كامپيوتري و آناليز المان محدود و ديناميك سيالات محاسباتی (CFD) را در بر گيرند.

    سطوح ارزیابی FFS شامل سه سطح است :

    سطح 1 : سطح ارزيابی پايه است كه شامل محاسبات دستی است .

    سطح 2 : اين سطح از ارزيابی پيچيده تر از سطح 1 است و بايد فقط توسط مهندسين مسلط به استاندارد API/ASME انجام شود. بسیاری از محاسبات سطح دو ميتوانند همراه با محاسبات كامپيوتری باشند. این سطح نيازمند اطلاعات دقيق تر و جزئی تر است .

    سطح 3 : اين سطح پيچيده ترين سطح ارزيابی است. ارزيابي سطح سه شامل شبيه سازی كامپيوتری و آناليز المان محدود (FEA) يا دايناميك كامپيوتری سيال (CFD) مي باشد.

    دستورالعمل کلی FFS برای انواع نقص ها شامل 8 مرحله است:
    مرحله 1: مشخص کردن نقص و مکانیسم تخریب
    مرحله 2: جمع آوری دیتا
    مرحله 3:کاربردها و محدودیتهای دستورالعملهای ارزیابی FFS
    مرحله 4: تکنیکهای ارزیابی و معیارهای پذیرش  (ارزیابی سطح 1و 3و 2)
    مرحله 5: تعیین عمر باقیمانده
    مرحله 6: اقدامات اصلاحی
    مرحله 7 پایش و مانیتورینگ حین سرویس
    مرحله 8:بایگانی

    اگر نتایج ارزیابی مناسب بودن برای سرویس دهی ، نشان دهد که یک قطعه برای شرایط عملیاتی فعلی مناسب میباشد ،آن قطعه میتواند با چنین شرایطی به سرویس دهی خود ادامه دهد.

    4. رفرنس ها ، مقالات و دانلودهای بیشتر

     

    1. API 579-1 /ASME FFS-1 : Fitness-For-Service
    2. API 570 — Piping Inspection Code 
    3. بازرسی بر مبنای ریسک (RBI)
    4. مجموعه استانداردهای بازرسی فنی API
  • بازرسی بر مبنای ریسک

    بازرسی بر مبنای ریسک

    RBI چیست ؟ آشنایی با مفاهیم ، روشها و استانداردهای بازرسی بر مبنای ریسک در صنایع سنگین ، فولاد ، نفت و گاز و پتروشیمی

    1. مقدمه
    2. فرایند بازرسی ، برنامه ریزی و نرم افزارها
    3. استانداردهای RBI
    4. پیش درآمدی بر اصطلاحات و جزییات فنی
    5. رفرنس بیشتر و لینکهای مطالعه و دانلود
    6. سوالات متداول (FAQ)

    1. RBI چیست؟

    RBI مخفف شده اصطلاح Risk Based Inspection به معنای بازرسی بر مبنای ریسک ، یک روش نوين (از دهه نود میلادی) در بازرسی فنی است.

    بازرسی مبتنی بر ریسک (RBI) یک روش و فرآیند تحلیل است که بر خلاف بازرسی سنتی که بازرسی مبتنی بر شرایط (condition-based inspection) است ، نیاز به ارزیابی کیفی یا کمی از احتمال خرابی (probability of failure_PoF) و پیامد عدم موفقیت (consequence of failure_CoF) مرتبط با هر تجهیز و مدارهای پایپینگ آن ، در یک واحد فرآیندی خاص دارد .

    برخلاف روشهای سنتی بازرسی، فاصله زمانی ثابت برای بازرسی بر مبنای ریسک تعريف نمی گردد. در برنامه RBI ، قطعات جداگانه از تجهیزات را با میزان ریسک آنها طبقه بندی می کند و تلاش های بازرسی را بر اساس این طبقه بندی در اولویت قرار می دهد.

    با استفاده از بازرسي بر مبناي ريسك، ضمن اجتناب از بازرسيهای مكرر، ميتوان امكانات و توانمنديهای بازرسی را بر روي دستگاههای با ريسک بالاتر متمركز كرد.

    در واقع هدف اصلی بازرسی بر مبنای ریسک ،به حداقل رساندن خطرات براي انسان و محيط ، به واسطه خرابی (یا دقیقتر بگوییم : تخریب و خوردگی) يك تجهيز است. که به موازات آن، استراتژی بکار رفته بايد از نظر هزينه هم مؤثر و مفيد باشد.
    افزایش عمر و کیفیت سیستم ، همیشه رابطه مستقیم با هزینه های بازرسی دارد. RBI این بهینه سازی را برای ما فراهم میکند.RBI به ما این امکان را میدهد که نقطه بهینه بین هزینه اقتصادی و خطر زایی تجهیز ناکارآمد را پیدا کنیم و دقیقا به موقع،  نسبت به رفع نقایص اقدام کنیم، نه زودتر (که باعث ازدیاد و هدر رفتن هزینه ها شود) و نه دیرتر (که باعث خطر آفرینی گردد)
    RBI یعنی کاهش ریسک ،افزایش قابلیت اطمینان و بهینه سازی برنامه های بازرسی فنی .

    تجربه موفق اجرای بازرسی مبتنی بر ریسک در صنعت نفت، گاز، پالایشگاه و پتروشیمی جهان نشانگر اهمیت این مقوله در حوزه مدیریت هزینه های نگهداری و تعمیرات است.

    2. فرایند بازرسی برمبنای ریسک (RBI Process)

    RBI را می توان برای اولویت بندی فعالیت های مرتبط با بازرسی ، معمولاً با استفاده از آزمایش غیر مخرب (NDT) ، به منظور کاهش عدم قطعیت در مورد وضعیت صدمه واقعی تجهیزات استفاده کرد.

    علاوه بر NDE ، فعالیتهای کاهش ریسک اضافی که توسط یک ارزیابی RBI مشخص شده اند ، ممکن است شامل تغییر در ساخت و ساز ، نصب آسترهای مقاوم در برابر خوردگی، عایق کاری ، تغییرات شرایط کار ، تزریق مواد شیمیایی مهار خوردگی ، رنگ و پوشش ضد خوردگی و غیره باشد.

    مراحل مدیریت خوردگی براساس بازرسی مبتنی بر ریسک را می توان به ترتیب زیر بیان کرد :
    در این فرآیند در مرحله اول ریسک هر یک از تجهیزات بطور مجزا محاسبه می گردد، در مرحله دوم تجهیزات بر اساس میزان ریسک رتبه بندی و مرتب می شوند. در مرحله سوم برنامه بازرسی فنی بر اساس میزان ریسک تجهیزات تدوین می گردد. در مرحله چهارم تصمیمات لازم جهت مدیریت و کاهش خوردگی ارائه می گردد.و در نهایت در مرحله پنجم با انجام ارزیابی مجدد، اقدامات صورت گرفته جهت مدیریت خوردگی، سنجش و اندازه گیری می شود.

    تعیین و تحليل ريسك، تلاش مي كند به سوالات زير پاسخ دهد:
    – بروز چه اشكالاتی منجر به خرابی سيستم مى شود؟
    – اين اشكال چگونه به وجود مي آيد؟
    – رخداد آن چه احتمالی دارد؟
    – نتيجه و پيامد آن واقعه چه خواهد بود؟


     

     

    برنامه ریزی بازرسی (Inspection Planning)

    RBI شرایط تصمیم گیری آگاهانه در خصوص فرکانس بازرسی و سطح اثر بخشی انواع روش های NDE را به ازای هر یک از تجهیزات در کارخانه را فراهم می کند. RBI با کاهش فرکانس بازرسی تجهیزات با ریسک پایین و تمرکز بر روی تجهیزات با ریسک بالاتر شرایط مدیریت بهینه هزینه ها در حوزه بازرسی فنی را امکان پذیرمی کند.

    نرم افزارهای بازرسی مبتنی بر ریسک

    با توجه به پیچیدگی و حجم زیاد محاسبات موجود در بازرسی مبتنی بر ریسک اساساً پیاده سازی RBI به صورت دستی و غیر ممکن است. نرم افزارهایی وجود دارند که RBI را مبتنی بر استاندارد API 580 – 581  ارائه می دهند.

    یک نرم افزار خوب باید قادر باشد اطلاعات و دیتای خام را گرفته و مراحل ارزیابی ریسک برای تجهیزات تجت فشار مانند کمپرسور، پمپ ،لوله ، مبدل های حراتی، مخازن تحت فشار، و شیرهای اطمینان را محاسبه کند.
    جهت حمایت از کارآفرینان برجسته ایرانی، نرم افزارها و شرکتهای انجام بازرسی بر مبنای ریسک را برای هر شهر معرفی خواهیم کرد. دوستانی که تمایل دارند نام آنها بررسی و ذکر گردد در کامنت یا خصوصی به ما پیام دهند.

     

    3. استانداردهای بازرسی بر مبنای ریسک

    استانداردهای بازرسی بر مبنای ریسک ممکن است طیف وسیعی از مدارک بین المللی را دربر گیرد ولی در اینجا قصد داریم مهمترین استانداردهایی را که در صنایع سنگین و علی الخصوص در نفت و گاز و پتروشیمی و صنایع پالایش کاربرد فراوان دارند را به شما معرفی کنیم.

    • استاندارد API 580
    • استاندارد API 581
    • استاندارد API 571
    • استاندارد API 572
    • استاندارد API 579 (ASME FFS)
    • استاندارد ASME PCC3

    API RP-580

    دانلود استاندارد API 580

    API RP-581

    دانلود استاندارد API 581

     استاندارد API RP 580 (ارزیابی ریسک به صورت کیفی) حداقل دستورالعمل ها را برای اجرای یک برنامه مؤثر و معتبر RBI تعیین می کند.

    استاندارد API RP 581 ( ارزیابی ریسک به صورت کمی مبتنی بر محاسبات دقیق آماری)
    جزئیات مراحل و اجرای بازرسی RBI برای تجهیزات تحت فشار را نشان می دهد.

    API 571 (تعیین مکانیزم های تخریب برای تجهیزات تحت فشار)

    API 572 (تدوین برنامه های بازرسی برای تجهیزات تحت فشار)

    API 579 / ASME FFS-1 Fitness for Service : یکی دیگر از استانداردهای موسسه API که در دو استاندارد بالا نیز به آن رفرنس فراوانی داده شده ، استاندارد API 579 / ASME FFS-1 می باشد. API 579-1 به بررسی مناسب بودن برای سرویس دهی میپردازد که در مطلبی جداگانه مورد بحث قرار دادیم.

    ASME PCC-3 با عنوان ” برنامه ریزی بازرسی با استفاده از روشهای مبتنی بر ریسک “

    BS DIN EN 16991  : که البته نسبت به استانداردهای بالا کاربرد کمتری دارد.BS EN 16991 چارچوب بازرسی مبتنی بر ریسک (RBIF) را مشخص می کند و دستورالعمل های بازرسی و نگهداری مبتنی بر ریسک (RBIM) را در صنایع هیدروکربن و فرآیندهای شیمیایی ، تولید برق و سایر صنایع که RBI کاربرد دارد ارائه می دهد.

    امروزه شركت های بزرگ نفتی از روش هاي كيفی بازرسی بر مبنای براي ريسك مطابق با استاندارد API 580 برای ارزيابي اوليه ريسك و شناسايي تجهيزات با ريسك بالا استفاده کرده و سپس، به كمك روش های بازرسی بر مبنای ریسک كمّی مطابق با استاندارد API 581 ،تجهيزات شناسايی شده با ريسك بالا را مورد ارزیابی قرار می دهند.

    4. نگاهی دقیقتر به جزییات و اصطلاحات فنی

    4.1 اصلا تعریف ریسک چیست؟ و چگونه محاسبه میشود ؟
    بر اساس تعريف ارائه شده در استاندارد API 580 و API 581 ، ريسک ، به صورت زير قابل محاسبه است:  احتمال خرابی x پیامد حاصل از خرابی = ریسک

    محاسبه ریسک در روش بازرسی مبتنی بر ریسک شامل تعیین احتمال خرابی همراه با ارزیابی پیامد از کارافتادگی تجهیز به واسطه خرابی ایجاد شده است.
    Risk(t) = Probability of Failure(t) × Consequence of Failure
    در رابطه فوق (Risk(t ریسک محاسبه شده برای یک تجهیز خاص است.
    (Probability of Failure(t ، احتمال خرابی یک تجهیز است.
    از آنجایی که احتمال خرابی تجهیز با گذشت زمان تغییر می کند لذا ریسک تجهیز نیز تابعی از زمان است.

    بازرسی بر مبنای ریسک چیست

    4.1.1 احتمال خرابی (Probability of Failure) و محاسبه POF
    (POF) احتمال اینکه قطعه ای از تجهیزات در زمان معین خراب شود که بخش مهمی از آنالیز ریسك است. POF نیمی از معادله در هنگام تعیین خطر به عنوان بخشی از روش بازرسی مبتنی بر ریسک (RBI) است.

    POF برای قطعات جداگانه تجهیزات با مراجعه به مکانیسم های تخریب احتمالی ،محاسبه می شود. جزئیات بیشتر در مورد POF در استاندارد API 580 ارائه شده است .

    معمولاً در تجهیزات مختلف صنعتی، خوردگی ها به عوامل متفاوت وابسته هستند. این عوامل می تواند خوردگی ساده یکنواخت ،خوردگی های حفره ای، سایشی، گالوانیک، شیاری، خوردگی در زیر عایق، حملات هیدورژنی  ، SCC ، خزش و خستگی در دما و فشار بالا، خوردگی اتمسفری و غیره باشد. وقوع انواع خوردگی ها مستقیماً بستگی به نوع مواد انتخاب شده و شرایط کاری فرآیندی و شرایط محیطی تجهیزات خواهد داشت.

    احتمال تخریب از سه پارامتر بدست می آید:
    فرکانس عمومی از کارافتادگی (GFF) ، عامل یا عوامل خرابی (DF) و فاکتور سیستم مدیریت (FMS)
    POF = GFF × DF × FMS

    فرکانس عمومی از کارافتادگی (GFF – General Failure Frequency)
    فرکانس عمومی از کار افتادگی نشان دهنده میزان خرابی است و برای تجهیزات مختلف متفاوت است. مقدار GFF براساس اندازه سوراخ (سوراخ ایجاد شده در اثر تخریب) برای هریک از انواع تجهیزات تعیین می گردد. اندازه سوراخ ها در RBI ،  به صورت Small ، Medium ، Large و Rupture نامگذاری می شوند.

    فاکتورهای خرابی (Damage Factors)
    فاکتور خرابی بر اساس مکانیزم های قابل اجرای خرابی تعیین می شود. تعیین مکانیزم های تخریب برای هریک از تجهیزات تحت فشار بر اساس استاندارد API 579-1 / ASME FFS-1 مشخص می شود.
    مکانیزم های تخریب طبق استاندارد API 581 عبارتند از:
    نازک شدن Thinning
    ترک خوردگی ناشی از استرس Stress Corrosion Cracking _SCC
    تخریب خارجی تجهیز External Damage
    تخریب هیدروژنی در دمای بالا  High Temperature Hydrogen Attack _HTHA
    فرسودگی مکانیکی سیستم پایپینگ Mechanical Fatigue
    شکستگی و از هم گسیختگی Brittle Fracture
    فرمول های دقیق تعیین فاکتورهای تخریب را میتوان در API 581 و API 579 پیدا کرد.

    فاکتور سیستم مدیریت (Management System Factor)
    فاکتور تنظیم سیستم های مدیریت، FMS کیفیت برنامه مدیریت سازمان و مدیریت خوردگی بر تجهیزات مکانیکی را مشخص می کند. تعیین مقدار این فاکتوررا میتوان با ارجاع بخش ANNEX 2.A از PART 2 استاندارد API 581 تعیین کرد.

    4.1.2 پیامد خرابی (Consequence of Failure) و محاسبه COF
    COF بخش دوم از معادله تعیین ریسک به عنوان بخشی از روش بازرسی مبتنی بر خطر (RBI) است.
    COF با بررسی و رتبه بندی پیامدهای احتمالی تجهیزات ، پرسنل ، محیط زیست و غیره در صورت خرابی تجهیزات محاسبه می شود. جزئیات بیشتر در مورد COF در API 580 آورده شده است. مکانیزم ارزیابی پیامد تخریب در بخش سوم از دستورالعمل API 581 ارائه شده است که اثرات و پیامدهای ناشی از خرابی ایجاد شده را در دو حوزه محیطی(Area) و مالی(Financial) محاسبه می کند و نتایج خرابی مانند آتش، انفجار، ابر بخار، حوضچه آتش، جت آتش، پیامدهای ناشی از انتشار گازهای سمی، گازهای آتش زا، گازهای غیر سمی و غیر آتش زا مانند بخار و اسید و فشار زائد بر تجهیزات و پرسنل اطراف به صورت کمی محاسبه می شود.

    4.2 آنالیز ریسک(Risk Analysis)
    محاسبه ریسک در دو حوزه مالی و محیطی بصورت تابعی از زمان به ترتیب زیر محاسبه می شود.
    همان گونه که در شکل زیر مشاهده می شود تاثیر مکانیزم های خرابی مختلف بر میزان ریسک یک تجهیز تقریباً به صورت خطی می باشد

    ماتریس ریسک (Risk matrix)
    برای نمایش کیفی میزان ریسک برای هریک از تجهیزات و واحدهای فرآیندی از ماتریس ریسک استفاده می شود.ماتریس ریسک ابزاری برای غربالگری تجهیزات جهت اولویت بندی بازرسی است.
    این ماتریس بدون در نظر گرفتن میزان عددی ریسک، وضعیت تجهیز را براساس گروه بندی های انجام شده، در دو حوزه محیطی و مالی مشخص می کند.
    جزییات کامل درباره ماتریس ریسک در استاندارد API RP-581 قید شده است . بر اساس استاندارد API 581 ماتریس ریسک به دو شکل متقارن و نامتقارن تعریف می شود.

    بر اساس ماتریس ریسک، تجهیزاتی که در گوشه سمت راست و بالای ماتریس هستند. به احتمال زیاد برای برنامه ریزی بازرسی در اولویت قرار دارند زیرا دارای بالاترین ریسک می باشند.
    به همین ترتیب تجهیزاتی که در گوشه چپ و پایین ماتریس هستند کمترین ریسک را دارند.

    در API 581 گروه بندی ریسک در دو حوزه محیطی و مالی جهت تعیین مکان تجهیزات در ماتریس ریسک بر اساس جداول زیر انجام می شود:

    5. رفرنس و لینک های مفید برای مطالعه و دانلود

    6. سوالات متداول (FAQ)

    + RBI مخفف چیست؟

    RBI مخفف عبارت Risk Based Inspection و به معنای بازرسی بر مبنای ریسک است و به روشی نوین در بازرسی فنی تاسیسات صنعتی اشاره دارد.

    + مهمترین استاندارد برای بازرسی بر مبنای ریسک چیست؟

    API-580-2023

    مهمترین استاندارد RBI  ، استاندارد API RP 580 (مفاهیم بازرسی برمبنای ریسک ) برای الزامات عمومی و  استاندارد API RP 581 ( روشها و متدلوژی RBI)
    برای جزئیات مراحل و اجرای بازرسی RBI برای تجهیزات می باشند.

    + ماتریس ریسک چیست؟

    ماتریس ریسکماتریس ریسک ابزاری گرافیکی برای نمایش و غربالگری تجهیزات جهت اولویت بندی بازرسی است. برای نمایش کیفی میزان ریسک تجهیزات و واحدهای فرآیند، از مفهومی بنام ماتریس ریسک استفاده می شود.
    جزییات کامل درباره ماتریس ریسک در استاندارد API 581 قید شده است . 

    + POF در بازرسی بر مبنای ریسک چیست؟

    POF مخفف عبارت Probability of Failure یا به فارسی : احتمال خرابی تجهیز ، بیان کننده احتمال اینکه قطعه ای از تجهیزات در زمان معین خراب شود است که بخش مهمی از آنالیز ریسك می باشد.

  • استنلس استیل – متریال فولاد ضد زنگ

    استنلس استیل – متریال فولاد ضد زنگ

    استنلس استیل چيست؟

    استنلس استیل یا فولاد زنگ نزن ، نوعی آلیاژ آهن محسوب می شود که بيشتر برای مقاومت در برابر خوردگی ، دمای بالا و فشار بالا توسعه يافته اند.

    از ويژگي هاي ممتاز اين آلياژها ، شکل پذيري عالي، چقرمگي زياد در دماي اتاق و دماي پايين و مقاومت خوب در برابر پوسته شدن، اکسايش و خزش در دماي بالا ميباشد که خواص خود را نيز تا دماهاي بالا حفظ ميکنند.

    اولین فولاد ضد زنگ به صورت آلیاژ، مارتنزیتی Fe-Cr-C توسط دانشمند انگلیسی به نام هری بررلی (Harry Brearley) در 1912 تهیه گردید.

    اولین ریخته‌گری تجارتی فولاد ضد زنگ در سال 1913 در شفیلد انگلستان به تولید رسید و حق ثبت آمریکایی جهت این اختراع در سال 1916 به آقای هری بررلی اهدا گردید.

    ترکیب شیمیایی آلیاژ استنلس :

    کروم عنصر کلیدی در تولید استنلس است. استنلس استیل با افزایش 10.5 درصد کروم به فولاد معمولی بوجود می آید بنابراین هر استنلس استیلی که کمتر از 10.5 درصد کروم داشته باشد نباید آنرا استنلس استیل دانست .

    عنصر کروم موجب ميگردد فولاد خاصيت ضد زنگ داشته باشد .اين بهبود مقاومت در برابر خوردگي به خاطر تشکيل لايه محافظ اکسيد کروم روي سطح فولاد ميباشد.

    کروم در مجاورت اکسیژن موجود در هوا به اکسید کروم Cr2O3 تبدیل می شود ضخامت این پوشش 130 آنگستروم Angstroms می باشد .

    هنگامی که فولاد ضد زنگ بریده یا خراش داده می‌شود، کروم موجود در سطح سریعاً اکسید می‌شود و فیلم اکسید ناحیه صدمه دیده را ترمیم می‌کند. که به این خاصیت خود ترمیمی ( Self healing) می گویند.

    این پوشش اگر چه مانند سرامیک سخت است ولی آسیب پذیر می باشد وبه مجرد خراش چنانچه اکسیژن کافی درمحیط موجود نباشد امکان تشکیل لایه مجدد را پیدا نکرده و به تدریج دچار زنگ زدگی می گردد .
    به خاطر همین مطلب است که وقتی یک واشر استنلس استیل را همراه با یک واشر لاستیکی به شدت محکم می کنیم به مرور زمان در اثر کمبود اکسیژن دچار زنگ زدگی می شود .

    ترکیبات دیگر خواص دیگری را در استنلس استیل افزایش می دهند. از آن جمله ميتوان به مولييدن و نيکل اشاره نمود.

    عنصر نیکل دومین رکن اساسی استنلس است که خواص قابلیت فرم دهی ، شفاف بودن ومقاومت در دمای بالا، انعطاف پذيری و شکل پذیری را به استنلس استیل می بخشد.

    تاثیر مولیبدن در فولاد و استنلس استیل : مولیبدن خالص به رنگ سفید نقره ای بوده و نسبتا نرم بوده و جزو فلزات با بالاترین نقطه ذوب است.

    بیش از دو سوم مولیبدن در تولید آلیاژها علی الخصوص آلیاژهای کروم نیکل 316 استنلس استیل استفاده می شوند.

    حداقل 3 % مولیبدن باعث می شود که فریت در تمام دماها پایدار باشد. سختی پذیری را افزایش می دهد.

    در حدود 0.5-1.5 % مولیبدن به فولادهای آلیاژی اضافه می شود تا استحکام و مقاومت به خزشی آنها در دماهای بالا حفظ شود.

    فولادهای زنگ نزن از 0.5 تا 4.0 % مولیبدن دارند. فولادهای زنگ نزن آستنیتی برای مقاومت خوردگی بیشتر در محیط های خورنده حاوی مولیبدن مناسب هستند.

    در عملیات حرارتی فولادها ،Mo تشکیل دانه های ریز را تسریع کرده و بر قابلیت جوشکاری تاثیر مطلوبی دارد. افزایش استحکام را در پی داشته و بنابراین قابلیت چکش کاری کم می شود.

    مولیبدن به عنوان عنصر آلیاژی در فولادهای میکروآلیاژی کربنی، کم کربن با استحکام بالا در محدوده 0.05-0.25 بکار رفته و چقرمگی و استحکام را بالا می برد.
    معمولا همراه با افزودن مولیبدن از منگنز بالا و کمی نیکل نیز استفاده می کنند.

     

    انواع فولاد ضدزنگ (Stainless Steel) :

    از آنجایی که ریز ساختارهای فولاد ، خواص آن را تعیین می کند، فولاد ضد زنگ به طور سنتی بر اساس ساختارهایشان تقسیم بندی شده اند.
    این موضوع ، طبقه بندی کلی ای از ترکیب (شیمیایی) و خواص (مکانیکی) را ارائه می دهد که بیشتر بر پایه خواص مغناطیس استنلس است:

    فولاد استنلس آستنیتی Austenitic 300
    فولاد استنلس استیل فریتی Ferritic 400
    فولاد استنلس داپلکس Austenitic-Ferritic Duplex
    فولاد استنلس استیل مارتنزیتی Martensitic

    همچنین ازلحاظ طبقه بندی استانداردها ، فولاد ضد زنگ به گرید (Grade) های مختلفی طبقه بندی می شود که در اینجا فقط تیتر وار بررسی و در مطالب بعدی جزییات هر گرید استنلس بررسی می شود مهمترین گرید ها به شرح زیر است:

    استنلس  : گرید 304 – گرید 304L – گرید 310 – گرید 309 – گرید 309S – گرید 316 و 301L و 316Ti – گرید 430 و …

    استنلس آستنیتی Austenitic 300

    فولاد ضد زنگ آستنیتی بیشترین استفاده را در بین انواع دیگر فولادهای زنگ نزن داشته و تقریبا 80% بازارجهان را به خود اختصاص داده است. درساختار آن حداقل 7% عنصر نیکل قرار دارد

    این فولادها در استاندارد سری AISI 300 و AISI 200 بوده و شامل نیکل با مقدار کم و یا خیلی کم کربن هستند.
    این مواد دارای مقاومت عالی در برابر خوردگی و مقاومت به اکسیداسیون با درجه حرارت بالا است.
    مقاومت و سختی می تواند با کار سرد افزایش یابد.

    آنها خواص برودتی عالی دارند. به لحاظ مغناطیسی آنها غیر مغناطیسی (نگیر) هستند. در فولاد های سری 200 ، نیکل تا حدی با منگنز جایگزین شده است.
    این دسته، خواص مشابه ای با سری 300 دارند، اما با استحکام و مقاومت در برابر خوردگی بالاتر.

    بجز مقاومت دربرابر محیط‌های خورنده خاص، فولادهای زنگ‌نزن آستنیتی دارای خواص متالورژیکی زیر نیز می‌باشند:

    الف- تبدیل آستنیت به مارتنزیت دراثر کارسرد درانواع 301 ، 302 و304

    ب- کاهش کربن و عنصرآلیاژی کرم برای حذف امکان تشکیل کاربید کرم و جلوگیری از خوردگی بین دانه ‌‌يی درانواع 304L،316L،321،347

    ج- آلیاژکردن با مولیبدن برای افزایش مقاومت دربرابر خوردگی حفره‌ ای درانواع 316

    د- استفاده از درصدهای بالای عناصرآلیاژی کرم و نیکل برای افزایش استحکام دردمای بالا (فولادهای نسوز) و مقاومت دربرابر پوسته شدن درانواع 309 و 310

    موارد کاربرد : مخازن ذخیره – لوازم آشپزخانه – لوله های صنعتی (مطالعه بیشتر: متریال پایپینگ) – نمای خارجی بناها – استراکچرها

    استنلس استیل فریتی Ferritic 400

    این دسته ازفولادهای ضدزنگ خاصیت مغناطیسی و خواص فیزیکی و مکانیکی مناسبی دارند.عنصرآلیاژی عمده دراین گروه کرم در حد کافی جهت پایدار کردن کامل فاز فریت می باشد.

    به منظور جلوگیری ازتشکیل فازهایی که در رابطه با انعطاف پذیری و چقرمگی مخرب اند، سریع سردکردن این نوع فولادها که حاوی درصد زیادتری ازعناصر آلیاژی هستند الزامی است .

    فولادهای ضدزنگ فریتی خواصی مشابه به فولاد ساده کربن استیل داشته با این تفاوت که مقاومت آنها دربرابر خوردگی به مراتب بهتراست.

    دو مشخصه برتر اینگونه استنلس استیل ها نسبت به استنلس های نگیر انبساط حرارتی و هدایت حرارتی آنها می باشد.

    در استنلس استیل های 436 و 444 به علت داشتن مولیبدن مقاومت در برابر خوردگی در سطح بالاتری از 304 قرار دارد هرچند استنلس نگیر 304 مقاومتش بیشتر از استنلسهای بگیر سری 441، 439، 430 می باشد .

    عموما این فولادها حاوی مقادیر بین 12 تا 17 درصد کرم درساختار خود می باشند که فولادهای با مقادیر حدودا 12 درصد کرم بیشتر برای کاربرد در استراکچرها و فولادهای بامقادیر حدودا 17 درصد کرم بیشتر در بویلرها – ماشین های لباسشویی – دکوراسیون داخلی و لوازم خانگی بکارمی روند.

    به طور اختصار دسته بندی استنلسهای مغناطیسی (بگیر) به صورت زیر خواهد بود :

    گروه اول : کروم 14 – 10 درصد( 409-410-420) .
    گروه دوم : کروم 18- 14 درصد (430) .
    گروه سوم : کروم 18- 14 درصد و فلزات تثبیت کننده مانند نیوبیوم و تیتانیوم مانند انواع 430TI، 439، 441 .
    گروه چهارم : حاوی 5 درصد مولیبدن اضافه مانند انواع 434، 436 و444 .
    گروه 5 : حاوی 30- 18 درصد کروم که در گروه های دیگر نباشد مانند انواع 445،446،447 .

    استنلس داپلکس Austenitic-Ferritic Duplex

    این دسته ازفولادهای ضدزنگ هردو ساختارمتالورژیکی مربوط به فاز های فریت و آستنیت را همزمان در خود داشته از اینرو آنها را فولادهای ضدزنگ duplex نیز نامگذاری کرده اند.

    استنلس استیل های دوپلکس به طور کلی از نطر مقاومت مکانیکی در سطح بالاتری نسبت به انواع معمول استنلس های بگیر(مغناطیسی) ونگیر(غیرمغناطیسی)قرار دارند.

    استنلس های نوع 1.4462 یا AISI 318LN با ترکیب شیمیایی ۰٫۰۲٪کربن – ۲۲٪کروم  – ۵٫۵٪نیکل – ۳٪مولیبدن، پرمصرف ترین آنها می باشد.

    این نوع فولاد در پالایشگاه کاربردهای فراوانی دارد که به عنوان مثال میتوانید از استاندارد مصارف استنلس داپلکس در پالایشگاه نفت دیدن نمایید.

    این فولادها حاوی مقادیری ازعنصر نیکل به منظور پایدارکننده فاز آستنیت و حصول خواص انعطاف پذیری همچنین مقادیری از عنصر کروم به منظور پایدارکننده فاز فریت و حصول خواص استحکام و چقرمگی مناسب درفولادمی باشند.

    ساختمان میکروسکوپی استنلسهای دوپلکس موجب افزایش توانایی (قدرت) و مقاومت آن در برابر ترک خوردگی های ناشی از تنشهای خوردگی می گردد.

    استنلسهای دوپلکس درای خصوصیت جوش پذیری خوبی نیز می باشند.

    انواع استنلس دوپلکس

    طبق استاندارد EN :
    EN 1.4162  – EN1.4362 – EN1.4462 – EN1.4501 – EN1.4410

    طبق استاندارد ASTM :
    S32101 – S32304 – S32205 – S32760 – S32750

    استنلس استیل مارتنزیتی Martensitic

    برای بسیاری ازکاربردها که مستلزم نه تنها مقاومت دربرابر خوردگی است بلکه نیاز به استحکام بالا،سختی بالا،مقاومت به سایش و حفظ لبه های تیز و زوایا درقطعه است ، ازفولادهای مارتنزیتی استفاده می کنند.

    این فولادها را می توان ابتدا آهنگری نمود و سپس با آستنیته و سریع سردکردن (تشکیل مارتنزیت) و بازپخت دادن عملیات حرارتی کرد.

    فولاد ضدزنگ مارتنزیتی خاصیت مغناطیسی داشته و قابلیت حصول محدوده متغیر ازسختی رادارد. برای ساخت تیغه توربین های بخار ازاین نوع فولاد استفاده می گردد.

     

    خوردگی و زنگ زدن در استنلس استیل

    باید توجه داشت که فولادهای ضد زنگ فقط در شرایطی خاص نظیر محیط‌ های غیرآلوده و آب شیرین یا آب دریا (به صورت جاری) بدون زنگ باقی می‌مانند.

    در هوای مرطوب دریایی یا در داخل آب راکد فولاد ضد زنگ نوع 304 زنگ می‌زند، و اغلب به صورت موضعی دچار خوردگی حفره‌ای می‌گردد.

    استنلش استیل در مقابل آب دریا که مقدار زیادی نمک دارد و همچنین آب های که دارای کلر زیاد هستند ، دچار آسیب می گردد زیرا کلر در سطح خارجی اثر گذار بوده و در صورتی که خراش بر روی سطح استنلس استیل باشد امکان ترمیم آن را پیدا نمی کند .

    آنچه در مورد استنلس استیل و مشتقات آن باید مورد توجه قرار داد اینست که استنلس استیل بایستی مرتب با هوا در تماس باشد و اگر در اثر کار سرد مثل خمکاری ، برش ، فرم دهی و غیره پوشش سطحی آن دچار آسیب شده باشد و در مجاورت اکسیژن نباشد ، دچار زنگ زدگی خواهد شد.

    به طور کلی ماهیت محیط و ترکیب شیمیایی فولاد هر دو در تشکیل زنگ و خوردگی حفره‌ای فولاد ضد زنگ نقش تعیین کننده‌ای دارند.

    انواع خوردگی استنلس :

    خوردگی یکنواخت (uniform corrosion)
    این نوع خوردگی در هنگامی اتفاق می افتد که کل سطح استیل در مجاورت محیط خورنده قرار گرفته و بصورت یکنواخت در معرض خوردگی قرار می گیرد .

    بطور کلی هنگامی که سرعت خوردگی در استیل کمتر از 0/1 میلیمتر در سال باشد ، استیل با مقاومت خوب در برابر خوردگی تلقی می گردد.

    استیلهای دوپلکس به علت برخورداری از درصد بالای کروم مقاومت بسیار عالی در برابر خوردگی در بسیاری از محیطها را دارند.
    SAF_2304 در بسیاری از مواقع معادل 4404 بوده و انواع دیگر استیلهای دوپلکس با آلیاژهای بالاتر مقاومتهای بیشتری در برابر خوردگی از خود نشان می دهند.

    در اسید سولفوریک که یا یونهای کلر همراه گردیده ، دوپلکس 2205 از استنلس نوع 4404 مقاومت خیلی بهتری در برابر خوردگی از خود نشان داده و مقاومت آن معادل استنلس نوع 904 L می باشد

    خوردگی حفره ای و موئی (PITTING)
    با افزایش کروم ، مولیبدن و نیتروژن در استیل مقاومت آن در برابر خوردگی حفره ای افزایش می یابد.

    ترک ناشی از تنش خوردگی :در محیط های کلریدی با درجه حرارت بالا، استنلس استیلهای نگیر در معرض بروز ترک بر اثر تنش خوردگی قرار می گیرند. استنلس استیلهای از نوع دوپلکس به علت تداوم فاز مغناطیسی به میزان بسیار کمتری در مقابل اینگونه خوردگی حساس می باشند.

    تنش خوردگی سولفاید منجر به ترک :در شرایط حضور محلول های هیدرو سولفاید و هیدروکلراید، امکان بروز تنش خوردگی منجر به ترک در درجه حرارت های پائین تر بیشتر می گردد. چنین شرایطی در بدنه چاههای نفت و گاز به شدت امکان وقوع پیدا می کند.

    انواع استیلهای SAF_2205 و SAF_2507 مقاومت خوبی در اینگونه شرایط از خود نشان می دهند در حالیکه استنلسهای با 13 درصد کروم تمایل بیشتری به تنش خوردگی منجر به ترک دارند.

    خستگی خوردگی (CORROSION FATIGUE)

    استیلهای دوپلکس به علت قدرت مکانیکی بالا و مقاومت زیاد در برابر خوردگی دارای توانائی بالا در برابر خستگی خوردگی می باشند مقاومت استیل 2205 در آب دریا (مصنوعی) بیشتر از انواع دیگر آن می باشد.

    خوردگی استنلس در اثر عملیات حرارتی:

    در عملیات حرارتی و یا جوشکاری استنلس ، دمای فولاد ضد زنگ به حدود 850-550 درجه سانتیگراد می‌رسد. کروم و کربن با یکدیگر وارد واکنش می‌شود و کاربیدکرومیوم (Chromium Carbide) تولید می‌گردد که در مرز دانه بندی فولاد رسوب می‌کند.

    به همین دلیل کروم موجود در ناحیه مرزی تخلیه می‌شود. ناحیه مرزی که کروم آن تخلیه شده نسبت به سایر مناطق سالم سطح فلز که کروم آن مناطق تخلیه نشده‌اند در برابر خوردگی مقاومت کمتری دارد. (مطالعه بیشتر: خوردگی بین دانه ای)

     

    جوشکاری استنلس

    استنلس استیل در حالت ذوب به علت داشتن کروم بالا دارای قابلیت اکسید شدن بالا می باشد چنانچه در هنگام ذوب این فلز از هوا مصون نگردد کروم موجود در فلز به اکسید تبدیل شده و مقاومت در برابر خورندگی در محل جوش کاهش می یابد.

    برای جلوگیری از وقوع این امر از گاز محافظ استفاده می گردد گازهای محافظ می توانند آرگون و یا هلیوم و ترکیبی از آنها باشند.
    گاز آرگون معمول ترین گاز حفاظتی در پشت کار می باشد و گاز نیتروژن نمی بایست در استنلس های بگیر (مغناطیسی) مورد استفاده قرار گیرد.

    جوش پذیری استیل های دوپلکس خوب بوده و روشهای معمول جوشکاری در استنلس استیل ها در مورد آنها نیز صادق می باشد.

    روشهای معمول جوش استنلس استیل
    جوش قوسی فلز با حفاظت
    جوش قوسی تنگستن با گاز
    جوش قوسی فلز با گاز
    جوش قوسی با الکترود
    جوش قوسی با پلاسما
    جوش قوسی زیر پودری

     

    اسید شویی ، خنثی سازی و گند زدایی استنلس

    تغییر رنگ جزئی ناشی از جوشکاری باید با روشهای مکانیکی و یا شیمیایی ( به نام اسید شویی) از بین برده شود .

    اسید شویی استنلس به وسیله ترکیبی از اسید های فلوئیدریک و نیتریک و یا خمیر های مخصوص می باشد.

    عملیات خنثی سازی و گند زدایی جهت بازیافت لایه سطحی و آزاد شدن رسوبات متالیک از طریق غوطه ور کردن قطعه در آب سرد حاوی 20 تا 25 درصد اسید نیتریک بدست می آید.

    پایان