نکات طراحی استیل ها

<h2>مقدمه طراحی استیل&nbsp;</h2> <p><a title="استنلس استیل" href="https://www.modiranahan.com/article/2329/%D8%A7%D8%B3%D8%AA%DB%8C%D9%84-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA-%D8%A7%D9%86%D9%88%D8%A7%D8%B9-%D9%88-%DA%A9%D8%A7%D8%B1%D8%A8%D8%B1%D8%AF-%D8%A2%D9%86" target="_blank">استنلس استیل</a> یا فولاد ضد زنگ که در کشور ما به اختصار استیل نامیده می شود از جمله آلیاژهای فولاد با ویژگی های منحصر به فرد است. مهمترین ویژگی استیل که با آن شناخته می شود خاصیت ضد زنگ بودن آن است. درخشندگی و ظاهر جذاب استیل نیز از دیگر خصوصیاتی است که استفاده از آن را برای بسیاری از کارهای دکوراتیو مناسب می سازد. هر چند استیل ویژگی های خاص خود را دارد اما برای اینکه بتواند بهترین عملکرد را داشته باشد لازم است تا در زمان طراحی و یا اجرا نکات و ملاحظاتی در نظر گرفته شود. برخی از این ملاحظات جنبه ی عمومی دارد و برای تمام فلزات باید در نظر گرفته شود اما برخی دیگر خاص استیل است که در این مقاله به آن ها اشاره خواهد شد.</p> <p style="text-align: center;"><img class="content-image" title="stainless steel in modern architecture.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1646204459666.jpg" alt="stainless steel in modern architecture" /></p> <p style="text-align: center;">تصویر شماره 1 - طراحی فضای شهری با استیل</p> <p>به دلیل نرخ بالای انبساط استیل و هدایت گرمایی پایین، مهم است که در زمان جوشکاری بی جهت استیل را مهار نکرد و یا آن را با فولاد کربنی که هر دو به گونه ای متفاوت در برابر حرارت رفتار میکنند متصل نکرد.</p> <p>خاصیت ماشین کاری بیشتر استیل ها از سایر فلزات کمتر است به همین دلیل لازم است تا حد ممکن از ماشین کاری اضافی پرهیز کرد. یکی از راه هایی که به وسیله آن می توان میزان ماشین کاری را کاهش داد استفاده از میله روشن (یعنی پرداخت سرد) نزدیک به سایزی ست که قطعه نهایی قرار است با آن ساخته شود. همچنین استفاده از میله های هشت گوش یا سایر میله ها نیز می تواند حجم ماشین کاری برای ساخت وسایلی مانند بوش ها یا فلنج ها را کاهش دهد.</p> <p>اگر انجام ماشین کاری روی استیل ضروری ست باید توجه داشت که برش های خیلی سبک می تواند منجر به لغزش ابزار در سطح های کارسرد بسیار سنگین شود. انجام یک ماشین کاری خوب در استیل ها و به طور خاص گرید آستنیتی (300) نیاز به استفاده از فیدهای سنگینتر و سرعت کمتر در مقایسه با فولادهای کربنی دارد.</p> <p><strong><span id="selection"></span>آنچه در این مقاله مطالعه خواهید کرد:</strong></p> <ul> <li><a title="انتخاب گرید استیل" href="#selection">انتخاب گرید استیل</a></li> <li><a title="طراحی به منظور جلوگیری از خوردگی" href="#design">طراحی به منظور جلوگیری از خوردگی</a></li> <li><a title="نکات خاص طراحی برای جلوگیری از خوردگی" href="#point">نکات خاص طراحی برای جلوگیری از خوردگی</a></li> <li><a title="جوش لوله های استیل" href="#welding">جوش لوله های استیل</a></li> </ul> <h2>انتخاب گرید استیل</h2> <p>اگر قرار است روی استیل ماشین کاری در ابعاد وسیع انجام شود استفاده از گریدهای ماشین کاری آزاد مانند 303 و یا 416 را باید مد نظر داشت. اما باید به مقاومت به خوردگی پایین و شکل پذیری پایین این گریدها نیز توجه داشت.</p> <p>البته ورژنهایی از گریدهای 304 و 316 با خواص بهبود یافته جهت ماشین کاری نیز ساخته شده است.</p> <p>برای انتخاب استیل می توان به راحتی در شکل پذیری سرد نیز در آن توجه کرد. گریدی مانند 302HQ یا UNS S30430 نرخ کارسختی کمی دارند و به فرم سیم برای شکل دادن سرد به خصوص در ساخت وسایلی مانند پیچ استفاده می شود. اما در مقابل گریدهایی مانند 301 و 304 نرخ کار سختی بسیار بالایی دارند و می توانند در شرایط سردکاری سنگین برای ساخت فنر و ... استفاده شوند.</p> <p><span id="design"></span>در انتخاب استیل برای قطعاتی که لازم است تا عملیات جوشکاری روی آن انجام شود باید ملاحظاتی را در نظر گرفت. برای پرهیز از حساسیت زایی (Sensitization) که نتیجه نگه داشتن قطعه در دمایی در محدود 450 تا 850 درجه سانتیگراد است. بهتر است از گریدهای کم کربن L یا گریدهای باثبات تر مانند 321 استفاده شود. مواد مصرفی جوش نیز باید باید با گریدی که مورد جوشکاری قرار می گیرد مطابق باشد.</p> <h2>طراحی به منظور جلوگیری از خوردگی</h2> <p>هنگامی که طراحی یک محصول به وسیله استیل انجام می شود باید به عواملی توجه داشت که ممکن است باعث خوردگی استیل شود. مشکلات عمده ای که ممکن است به وجود بیاید عبارتند از:</p> <p><strong>خوردگی عمومی:</strong> در اثر مجاورت با اسیدهای کاهنده قوی به خصوص در دمای بالا و غلظت زیاد</p> <p><strong>خوردگی حفره ای:</strong> در اثر یون های کلرید ایجاد می شود.</p> <p><strong>خوردگی شکافی:</strong> مرتبط با کلریدهاست اما به دلیل نفوذ مایعات می تواند بدتر شود.</p> <p><strong>خوردگی نامنظم:</strong> درا ثر گرمای طولانی مدت به دلیل جوشکاری یا در اثر کاربرد و انتخاب نادرست گرید استیل به وجود می آید.</p> <p><strong>ترک ناشی از خوردگی تنشی:</strong> در اثر تنش های کششی در معرض کلریدها و افزایش دما ایجاد می شود.</p> <p><strong>خوردگی گالوانیک:</strong> در اثر اختلاف پتانسیل بین استیل با سایر فلزات در ارتباط با هم به وجود می آید.</p> <p><strong>خوردگی تماسی:</strong> ناشی از تماس استیل با برخی مواد دیگر مانند ذرات فولاد نرم است.</p> <blockquote> <p>بیشتر مطالعه کنید: <a title="فرایند خوردگی فولاد" href="https://www.modiranahan.com/article/472/%D9%81%D8%B1%D8%A7%DB%8C%D9%86%D8%AF-%D8%AE%D9%88%D8%B1%D8%AF%DA%AF%DB%8C-%D9%81%D9%88%D9%84%D8%A7%D8%AF-%DA%86%DA%AF%D9%88%D9%86%D9%87-%D8%A7%D8%B3%D8%AA" target="_blank" rel="nofollow">فرایند خوردگی فولاد</a></p> </blockquote> <p><span id="point"></span>در اکثر موارد متدی که برای جلوگیری از انواع خوردگی به کار گرفته می شود یکسان است. طراحی سازه های استیلی باید به گونه ای انجام شود که در آن موارد زیر رعایت شود.</p> <ul> <li>تنش ها حداقل شود</li> <li>دما تا حد ممکن پایین نگه داشته شود.</li> <li>مایعات به خوبی گردش داشته باشند.</li> <li>درمعرض آب راکد نباشد</li> </ul> <h2>نکات خاص طراحی برای جلوگیری از خوردگی</h2> <h3>سیستم تخلیه مایعات</h3> <ul> <li>از محصور شدن رطوبت درون اجزای استیل باید جلوگیری کرد. آب های راحد باقیمانده می توانند باعث ایجاد خوردگی حفره ای شوند.</li> <li>مطمئن شوید که مخازن و لوله های وقتی استفاده نمی شوند خشک هستند.</li> <li>هنگامی که لوله ها و مخازن برای مدتی استفاده نمی شوند باقی ماندن حتی ذرات کوچک آب درون آن ها می تواند باعث خوردگی حفره ای شود.</li> <li>مخازن بالاتر از سطح زمین قرار بگیرند.</li> <li>اگر سطح مخزن یا قطعات روی زمین بتنی قرار بگیرد می تواند دچار ترک شود. شرایط ایده آل برای ایجاد خوردگی زمانی ست که یک نشتی اتفاق می افتد. با بالا قرار دادن مخازن و استفاده از پایه های نگهدارنده می توان به طور کامل از ایجاد ترک و رخنه در مخزن جلوگیری کرد.</li> </ul> <h3>گوشه های صاف و گرد در داخل مخازن</h3> <p>به منظور نگهداری از مخازن استیل باید مواد باقیمانده از داخل آنها را حذف کرد. این اقدام احتمال خوردگی را کاهش می دهد و همچنین باعث رعایت بهداشت و تمیزی داخل تانک می شود. تمام گوشه های مخزن تا حد ممکن باید صاف و گرد باشد. جوشها باید در دیواره های تانک باشد نه در گوشه ها. جوش هاباید صاف باشند. رعایت این نکات باعث می شود تا مقاومت خستگی سازه بهبود یابد.</p> <p style="text-align: center;"><img class="content-image" title="stainless steel tank.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1647240667837.jpg" alt="stainless steel tank" /></p> <p style="text-align: center;">تصویر شماره ۲ - مخزن استیل</p> <h3>نصب کردن خطوط لوله و مخازن</h3> <p>نصب مخازن و لوله ها باید در محیطی عاری از کلرید باشد. برای سازه باید از پوشش یا غلاف استفاده کرد تا مانع از ورود آب و خوردگی حفره ای یا ترک ناشی از خوردگی تنشی شود. خارج یک تانک یا لوله گرم به دلیل تبخیر مایعات و تمرکز یون های کلرید می تواند محیط بسیار مستعدی برای خوردگی باشد. خوردگی در بیرون تانک می تواند بیشتر از داخل اتفاق بیفتد.</p> <h3>مشکلات پر کردن ناقص مخازن</h3> <p>فاز گازی برخی از مایعات می تواند تا حدی خورنده باشد. در این موارد اگر تانک به طور کامل پر نشود فضایی برای بخار مایع ایجاد می شود. این بخارات باید تخلیه شود تا باعث ایجاد خوردگی در تانک نشود.</p> <h3>پاشش مایع درون تانک</h3> <p>یکی دیگر از مشکلاتی که در خصوص مخازن استیل ممکن است وجود داشته باشد پاشش مایع در زمان پرکردن یا مخلوط کردن مواد داخل آن است. ذرات مایع درون تانک می تواند باعث تبخیر و تمرکز ذرات خورنده شود. از پاشش مایعات درون تانک باید از طریق قرار دادن لوله های ورودی زیر سطح مایع جلوگیری کرد.</p> <h3>اثر گرما</h3> <p>خوردگی در تمام نمونه ها با افزایش حرارت بیشتر می شود. بنابراین لازم است تا دقت شود که درون مخزن یا لوله ها هیچ قسمتی به صورت محلی گرمای زیادی نداشته باشد.</p> <h3 id="welding"></span>پرهیز از راکد بودن مایع درون لوله و مخزن</h3> <p>خوردگی شکافی می تواند زیر باقیمانده مایعات یا مایعاتی که باسرعت کم حرکت می کنند به وجود بیاید. سرعت کم مایع اجازه می دهد تا برخی از ارگانیزم های آبی در سطح فولاد رشد کنند و باعث ایجاد شروع خوردگی شوند. طراحی باید به گونه ای باشد که مایع حداقل سرعت را رعایت کند. تحقیقات نشان می دهد که سرعتی حدود 1 متر بر ثانیه باعث کاهش خوردگی حفره ای در آب دریا می شود.</p> <h2>جوش لوله های استیل</h2> <p>در زمان اتصال لوله ها به یکدیگر یا اتصال فیتینگ ها و ... بهتر است از جوش با نفوذ کامل استفاده کرد. نفوذ ناقص جوش می تواند منجر به ایجاد شکاف جدی در ریشه ی جوش شود. نفود کامل می تواند با استفاده از جوش GTAW با فیلر فلزی دستی به دست آید.</p> <blockquote> <p>بیشتر مطالعه کنید: <a title="جوشکاری استنلس استیل" href="https://www.modiranahan.com/article/2330/%D8%A7%D8%B5%D9%88%D9%84-%D8%AC%D9%88%D8%B4%DA%A9%D8%A7%D8%B1%DB%8C-%D9%81%D9%88%D9%84%D8%A7%D8%AF-%D8%B6%D8%AF-%D8%B2%D9%86%DA%AF" target="_blank" rel="nofollow">جوشکاری استنلس استیل</a></p> </blockquote> <p style="text-align: center;"><img class="content-image" title="tig-stainless.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1647240893914.jpg" alt="tig-stainless" /></p> <p style="text-align: center;">تصویر شماره ۳ - جوشکاری روی استیل</p> <p>&nbsp;</p>