الفولاذ الطري مقابل الفولاذ المقاوم للصدأ

الفولاذ الطريوالفولاذ المقاوم للصدأنوعان من مواد سبائك الحديد القائمة المشتركة. المزايا الرئيسية للفولاذ الطري هي القوة والتكلفة وسهولة التصنيع ، في حين أن المزايا الرئيسية للفولاذ المقاوم للصدأ هي مقاومة التآكل ، والجماليات ، والمتانة. بسبب الاختلافات الطفيفة في التركيب الكيميائي ، فإنها تظهر خصائص مختلفة بشكل كبير في الخواص الميكانيكية ، ومقاومة التآكل ، وصعوبة المعالجة.

ما هو الفولاذ الطري ؟

الفولاذ الطري ، المعروف أيضا باسم الفولاذ الطري ، هو نوع من الفولاذ الهيكلي الكربوني مع محتوى الكربون عادة ما بين 0.05 ٪ و 0.25 ٪. أنها تمتلك ليونة ممتازة ، والمتانة ، وقابلية اللحام. إنه سهل القطع والانحناء والآلة ، وله خصائص مغناطيسية قوية. يستخدم بشكل رئيسي في إطارات المباني والجسور وقطع غيار السيارات وخطوط أنابيب نقل السوائل وبناء الأساسات في بيئات الضغط المنخفض إلى المتوسط. في مجال هياكل الأنابيب ، تشمل الدرجات الفولاذية منخفضة الكربون المشتركة ASTM A36 (معيار ألواح الصلب الهيكلي) و ASTM A53 الصف A/B (أنابيب فولاذية منخفضة الكربون للأغراض العامة).

ما هو الفولاذ المقاوم للصدأ ؟

الفولاذ المقاوم للصدأ هو سبائك الصلب المصممة خصيصا لمقاومة التآكل. وتتمثل خصائصه الأساسية في أنه يحتوي على ما لا يقل عن 10.5 ٪ من الكروم. وهي تستخدم بشكل رئيسي في خزانات تخزين المواد الكيميائية ، وأنابيب الغلايات ذات الضغط العالي ، ومعدات تجهيز الأغذية ، والأجهزة الطبية ، وأنظمة أنابيب جدول 10S مع متطلبات مقاومة التآكل العالية للغاية. يمكن تقسيمها إلى نوعين: الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي والفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي:

الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي: غير مغناطيسي أو مغناطيسي ضعيف ، مع مقاومة ممتازة للتآكل. وتشمل الأمثلة على ذلك 304 الأكثر شهرة (تحتوي على 18 ٪ كروم + 8 ٪ نيكل) و 316 (تحتوي على الموليبدينوم المضافة) ، وتستخدم عادة في البيئات البحرية والكيميائية شديدة التآكل.

الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنستيتي/الحديدي: مغناطيسي ، مع قوة عالية ، ولكن مقاومة التآكل أضعف نسبيا (على سبيل المثال ، 410 ، 430).

لماذا يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ بخصائص مقاومة للتآكل ؟ ما هو المبدأ وراء ذلك ؟

عندما يتعرض الكروم في الفولاذ المقاوم للصدأ للهواء ، فإنه يتفاعل مع الأكسجين لتشكيل طبقة تخميل أكسيد الكروم غير مرئية كثيفة للغاية على سطح الفولاذ. يعزل هذا الفيلم الأكسجين والرطوبة تمامًا ، وحتى إذا كان السطح يعاني من تلف ميكانيكي ، يمكنه إصلاح نفسه تلقائيًا في الهواء.

الفولاذ الطريمقابل الفولاذ المقاوم للصدأ: 5 اختلافات هندسية أساسية

1. مقاومة التآكل (الفرق الأكثر أهمية)

الفولاذ الطري: يفتقر إلى طبقة واقية ذاتية الشفاء ، فهو شديد الحساسية للأكسدة والصدأ (تشكيل الصدأ) في الهواء الرطب أو الحمضي أو المالح. لذلك ، يجب أن يخضع الفولاذ منخفض الكربون لمعالجات مضادة للتآكل على السطح مثل جلفانزة بالغمس الساخن ، أو طلاء 3LPE ، أو مسحوق راتنجات الإيبوكسي (FBE) ، أو بطانة الأسمنت عند استخدامها في الهواء الطلق.

الفولاذ المقاوم للصدأ: مع طبقة تخميل الكروم المدمجة ، فإنه يقاوم تمامًا تآكل الرطوبة ومعظم السوائل الحمضية والقلوية دون أي معالجة سطحية.

2. تكلفة المواد

الفولاذ الطري: تكلفة المواد الخام المنخفضة ، المعالجة والتصنيع الاقتصادي للغاية ، مما يجعله الخيار الأول للمشاريع الكبيرة الحجم الحساسة للميزانية.

الفولاذ المقاوم للصدأ: بسبب إضافة عناصر السبائك المعدنية الثمينة عالية القيمة مثل الكروم والنيكل والموليبدينوم ، وصعوبة المعالجة العالية ، تبلغ تكلفة الشراء الأولية عادة 3 إلى 5 أضعاف تكلفة الفولاذ منخفض الكربون. ومع ذلك ، في البيئات شديدة التآكل ، الفولاذ المقاوم للصدأ ، مع تشغيله بدون صيانة وعمر طويل للغاية ، غالبًا ما يفتخر بعائد أفضل على الاستثمار (LCC).

3. القوة الميكانيكية ومقاومة درجات الحرارة

الفولاذ الطري: على الرغم من أنه يسمى الفولاذ الطري ، إلا أنه يتمتع بصلابة عالية للغاية ومقاومة للصدمات. ومع ذلك ، فإن أدائها يتراجع بشكل كبير في درجات الحرارة العالية أو المنخفضة للغاية.

الفولاذ المقاوم للصدأ: الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي خاصة (مثل 304/316) ، لا يظهر فقط قوة شد عالية للغاية في درجة حرارة الغرفة ، ولكن يحافظ أيضًا على قوة هيكلية ممتازة ومقاومة للكسر الهش في البيئات شديدة الحرارة (مثل أنابيب الغلايات في محطات الطاقة الحرارية) والبيئات شديدة الحرارة المنخفضة (مثل أنابيب الغاز الطبيعي المسال LNG).

4. Machinability وقابلية اللحام

الفولاذ الطري: يمتلك قابلية لحام وماكينة لا مثيل لها ، مما يسمح بالانضمام بسهولة باستخدام أي طريقة لحام قياسية تقريبًا (مثل ERW ، اللحام القوسي المغمور) مع الحد الأدنى من تكسير اللحام.

الفولاذ المقاوم للصدأ: بسبب صلابة عالية وتصلب العمل الشديد ، فإنه يسبب ارتداء أداة كبيرة أثناء بالقطع. نظرًا لمعامل التمدد الحراري العالي ، يتطلب اللحام بالفولاذ المقاوم للصدأ آلات لحام ذات خبرة باستخدام أقطاب من الفولاذ المقاوم للصدأ المتخصصة والتحكم الصارم في مدخلات الحرارة لمنع انخفاض مقاومة التآكل الموضعي (التوعية).

5. الجماليات والمعالجة السطحية

الفولاذ الطري: يمتلك قابلية لحام قوية وقابلية آلية ، مما يسمح بالانضمام بسهولة باستخدام أي طريقة لحام قياسية تقريبًا (مثل ERW ، اللحام القوسي المغمور) مع الحد الأدنى من خطر تكسير اللحام.

الفولاذ المقاوم للصدأ: بسبب صلابة عالية وتصلب العمل الشديد ، فإنه يسبب ارتداء أداة كبيرة أثناء بالقطع. يتطلب اللحام بالفولاذ المقاوم للصدأ آلات لحام ذات خبرة باستخدام أقطاب كهربائية متخصصة من الفولاذ المقاوم للصدأ والتحكم الصارم في مدخلات الحرارة لمنع انخفاض مقاومة التآكل الموضعي (التوعية).

الأسئلة الشائعة (الأسئلة الشائعة)

1. سوف الفولاذ المقاوم للصدأ أبدا الصدأ ؟

هذا مفهوم خاطئ شائع. على الرغم من أن الفولاذ المقاوم للصدأ يسمى "غير القابل للصدأ" ، في بعض البيئات القاسية (مثل بيئات أيون الكلوريد عالية التركيز ، أو الشواطئ البحرية التي ترش بشدة بالملح ، أو التآكل الكهروكيميائي الناجم عن برادة الفولاذ الكربوني المتراكمة) ، يمكن أن يتلف غشاؤه الواقي من الكروم ولا يمكن إصلاحه في الوقت المناسب ، مما يؤدي إلى تآكل تأليب أو تآكل شق. لذلك ، في الهندسة البحرية ، غالبًا ما يكون من الضروري الترقية إلى 316 من الفولاذ المقاوم للصدأ أو الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج المحتوي على الموليبدينوم.

2. لماذا يستخدم الفولاذ منخفض الكربون أكثر من الفولاذ المقاوم للصدأ في بعض تصميمات خطوط أنابيب الضغط العالي ؟

الأسباب الرئيسية هي التكلفة وسهولة المعالجة. في خطوط أنابيب النفط والغاز ذات القطر الكبير والمسافات الطويلة ، تكون كمية مواد الأنابيب المستخدمة كبيرة للغاية. يمكن أن يوفر الفولاذ منخفض الكربون (مثل فولاذ خط أنابيب درجة 5 لتر API) جنبا إلى جنب مع طلاء مضاد للتآكل 3LPE الناضج على الجدار الخارجي تصنيفات ضغط عالية للغاية مع الحفاظ على تكاليف المشروع ضمن نطاق معقول.

اقرأ المزيد:ما هو الفولاذ الكربوني الطري ؟