ورق استیل چیست؟

ورق استیل نوعی از صفحات فلزی است، که از ترکیب آهن با عناصر دیگر به دست می‌آید و به دلیل ساختار ویژه آلیاژی‌ خود، خصوصیاتی متفاوت از آهن معمولی دارد. این دسته از مواد، به علت پایداری قابل توجه در مقابل فرسایش ناشی از عوامل محیطی، در صنایع گوناگون بسیار پرکاربرد هستند. در این مقاله تلاش شده تا مفهوم این محصول فلزی و جایگاه آن در صنعت شرح داده شود تا خواننده درک بهتری از آن پیدا کند.

ورق استیل چیست؟

این ورق فولادی که به آن ورق استینلس استیل نیز گفته می شود از طریق فرآیند نورد و اعمال فشار به صورت لایه‌های نازک درمی‌آید، بسته به جنس و میزان فشردگی، دارای ضخامت‌های گوناگونی است. این لایه‌ها می‌توانند بسیار باریک مانند ورقه‌های نازک یا نسبتا ضخیم‌تر باشند. عموما، این محصول فلزی، ضخامتی بیشتر از ورقه‌های خیلی نازک و کمتر از صفحات ضخیم دارد و معمولا ضخامت آن در بازه‌ای معین قرار می‌گیرد که همین بازه، معیار تمایز آن از سایر اشکال فلزی است. این محصولات به دلیل داشتن خصوصیات ویژه در زمینه استحکام، طول عمر و امکان تغییر شکل، در صنایع متعددی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

۳ گرید پرکاربرد ورق استیل

گریدهای مختلفی از ورق استیل وجود دارد که در ادامه به آن ها اشاره خواهیم کرد:

گرید 304 ورق استیل

گرید 304، یک نوع پایه از فولاد زنگ‌نزن با ساختار آستنیتی است که معمولا با نام 18/8 نیز از آن یاد می‌شود؛ این نامگذاری به ترکیب شیمیایی آن، شامل 18 درصد کروم و 8 درصد نیکل، اشاره دارد. وجود کروم در این آلیاژ، مقاومت قابل توجهی در برابر پدیده اکسیداسیون و انواع گوناگون خوردگی فلزات به آن می‌بخشد. ورق ساخته شده از این گرید، قابلیت شکل‌دهی عمیق و خواص جوشکاری مطلوبی دارد، به سادگی قابل پاکسازی است، از انعطاف‌پذیری بالایی برخوردار بوده و از نظر ظاهری نیز برای مصارف تزئینی، به ویژه در نماهای ساختمانی، نرده‌ها و حفاظ‌های استیل، بسیار پرکاربرد است.

گرید 316 ورق استیل

گرید 316، که با نام استیل 316 نیز شناخته می‌شود، یکی از پرمصرف‌ترین انواع استیل به شمار می‌رود، هرچند از نظر میزان کاربرد، پس از گرید 304 قرار می‌گیرد. این گرید از ترکیبی شامل 16 تا 18 درصد کروم، 10 تا 14 درصد نیکل، 2 تا 3 درصد مولیبدن و مقدار اندکی کربن تشکیل شده است. وجه تمایز عمده این گرید با 304، وجود عنصر مولیبدن در ساختار آن است که سبب ارتقاء پایداری آن در مقابل فرسایش می‌گردد. این نوع استیل اغلب در صنایعی نظیر شیمیایی، پالایشگاه‌ها و تجهیزات مرتبط با دریا مورد استفاده قرار می‌گیرد.

گرید 430 ورق استیل

نوع دیگری از ورق استیل که خاصیت جذب مغناطیسی دارد، ورق استیل 430 نامیده می‌شود. این گونه از استیل قابلیت سخت‌کاری از طریق حرارت‌دهی را ندارد و در مقایسه با دیگر ورق‌های استیل سری 400، از پایداری بیشتری برخوردار است، اما مقاومت آن در برابر عوامل محیطی، کمتر از ورق‌های استیل سری 300 است. استیل 430 در برابر حرارت عملکرد مطلوبی دارد و امکان اتصال آن از طریق جوشکاری وجود دارد، با این حال، تمامی روش‌های جوشکاری برای آن مناسب نیست.

این مقاله را حتما بخوانید: آشنایی با تفاوت های استیل ۳۰۴ و ۴۳۰

در ساختار ورق 430، اندکی بیش از 10 درصد کروم به کار رفته است. وجود کروم در ورق استیل سبب می‌شود که هنگام قرارگیری ورق‌ها در معرض هوا و ترکیب آن‌ها با اکسیژن، لایه‌ای از اکسید کروم شکل بگیرد؛ در صورتی که این لایه محافظ بر روی ورق‌ها وجود نداشته باشد، استیل مستعد زنگ‌زدگی خواهد شد.

کاربردهای ورق استیل

امروزه، به دلیل ویژگی های ممتاز و برتری‌هایی که این صفحات فلزی دارند، به عنوان یکی از رایج‌ترین انواع ورق‌های موجود در بازار شناخته می‌شوند. کاربردهای متنوع این محصول شامل موارد گوناگونی می‌گردد که در ادامه به آن ها اشاره خواهیم کرد:

• در معماری بناهای گوناگون، پوشش بام‌ها را شکل می‌دهد.
• در ساخت اتاقک بالابرها نقش ایفا می‌کند.
• وسایل مورد نیاز در منازل را تولید می‌نماید.
• اجزا و دستگاه‌های صنایع کشتیرانی و دریانوردی را شکل می‌دهد.
• قسمت‌های بیرونی اتومبیل، کامیون و هواپیما را تشکیل می‌دهد.
• وسایل برقی را به مرحله تولید می‌رساند.
• ابزار و وسایل مورد نیاز در پزشکی را می‌سازد.
• تجهیزات آزمایشگاهی مستعد زنگ‌زدگی را تولید می‌نماید.
• در صنایع تولید کاغذ کاربرد دارد.
• در تولید مواد شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• مخازن حمل‌ونقل مواد شیمیایی را پدید می‌آورد.

ویژگی‌های ورق استیل

این ورق ها دارای خصوصیات مختلفی هستند که در ادامه به بیان آن ها خواهیم پرداخت:

• مقاومت در برابر خوردگی

علت اهمیت بالای پایداری ورق استیل در برابر فرسایش این است که محصولات نهایی در شرایط محیطی متنوعی به کار گرفته می‌شوند. در واقع هرچه میزان کروم موجود در فولاد بیشتر باشد، میزان مقاومت آن در برابر خوردگی نیز افزایش می‌یابد. تمامی ورق‌های استیل دست‌کم دارای 10.5 درصد کروم هستند. مابقی ساختار شیمیایی این آلیاژها از دیگر عناصر آلیاژی تشکیل شده که ساختار میکروسکوپی آلیاژ را تنظیم می‌کنند.

این مقاله را حتما بخوانید: تفاوت های ورق استیل با ورق گالوانیزه

ورق‌های استیل به دلیل حضور کروم، لایه‌ای محافظ بر روی سطح خود ایجاد می‌کنند که از تماس مستقیم فلز با عوامل خورنده جلوگیری می‌کند. میزان مقاومت آن‌ها در برابر خوردگی بسیار بالاست و بسته به گرید آلیاژ و درصد عناصر تشکیل‌دهنده، می‌تواند در محیط‌های به شدت خورنده نیز عملکرد مطلوبی داشته باشد. برای مثال، برخی از گریدهای ورق استیل در برابر آب دریا، اسیدها و بازهای قوی نیز مقاومت قابل توجهی نشان می‌دهند. این میزان مقاومت به خوردگی، آن‌ها را برای کاربردهای متنوع صنعتی، ساختمانی و پزشکی بسیار مناسب می‌سازد.

• شکل پذیری ورق استیل

دلیل توجه ویژه و اهمیت قائل شدن برای فرایند قالب‌دهی ورق استیل، گستردگی استفاده از این ورق‌ها در صنایع گوناگون است. علاوه بر این، محیطی که قرار است استیل در آن مورد استفاده قرار گیرد، می‌تواند نوع روش شکل‌دهی مناسب برای ورق‌های استیل را تعیین کند. همچنین، با در نظر گرفتن مقتضیات عملکردی محصول نهایی، امکان تنظیم عوامل گوناگون وجود دارد که از این طریق می‌توان به خواص و ویژگی‌های متنوعی در ورق استیل دست یافت.

• مقاوت حرارتی

ورق استیل در مواجهه با گرما، رفتاری ممتاز از خود بروز می‌دهد. مقاومت حرارتی این ماده، بسته به گرید آلیاژی آن، متغیر است. برخی از گریدهای ورق استیل قادرند تا دماهای بسیار بالا، نزدیک به 900 درجه سانتی‌گراد و حتی بیشتر را به صورت متناوب تاب آورند، بدون آنکه دچار افت محسوس در خواص مکانیکی یا خوردگی شوند.

این پایداری حرارتی، ورق استیل را به گزینه‌ای ایده‌آل در صنایعی بدل کرده که با دماهای بالا سروکار دارند؛ از ساخت اجزای کوره‌ها گرفته تا تجهیزات فرآوری مواد غذایی. با این حال، تداوم قرارگیری در دماهای بسیار بالا و سیکل‌های حرارتی مکرر می‌تواند در بلندمدت بر ساختار و مقاومت به خوردگی برخی از گریدها اثر بگذارد. انتخاب گرید مناسب ورق استیل با توجه به شرایط دمایی کاربرد، امری حیاتی است.

• زنگ زدگی

ورق استیل، گونه‌ای متمایز از فولاد است که به خاصیت مقاومت در برابر زنگ‌زدگی شناخته می شود و در قیاس با فولادهای رایج، در تعامل با هوا و نم، دچار خوردگی نمی‌شود. دلیل این امر به خاطر ترکیب آلیاژی آن است که شامل یازده درصد عنصر کروم می شود. علت ظهور این خصیصه، پیدایش یک لایه بسیار چسبنده و نازک از اکسید کروم بر سطح فولاد است که شکل‌گیری آن با اکسیژن موجود در محیط میسر می‌گردد.

• جوش‌پذیری ورق استیل

این محصول دارای استحکام و پایداری مناسبی است و قابلیت جوشکاری آن، امکان ایجاد پیوندهای مستحکم بین اجزای آن را فراهم می‌سازد. ساختارهای حاصل از اتصال ورق‌های استیل ضدزنگ از طریق جوشکاری، توانایی تحمل بارهای سنگین را داشته و در برابر تغییر فرم مقاوم هستند. این خصوصیات، آن‌ها را برای کاربردهایی که در آن‌ها مقاومت و دوام از اهمیت بالایی برخوردار است، مناسب می‌سازد.

• تنوع پرداخت سطح

این محصول، با تنوعی از پرداخت‌های سطحی برای کاربردهای گوناگون صنعتی تولید می‌گردد. این سطوح نهایی، افزون بر جنبه بصری، می‌توانند مشخصات دیگر ورق استیل را نیز تغییر دهند. بنابراین، انتخاب دقیق نوع پرداخت سطحی، امری ضروری تلقی می‌شود، چرا که همین ویژگی سطحی، دامنه وسیعی از مصارف و کاربری‌های متفاوت را برای این ورق ایجاد می‌کند. ورق استیل دارای سطوح نهایی متعددی است که حصول هر کدام، نیازمند اعمال فرآیندهای پرداخت ویژه و جداگانه است.

• استحکام تسلیم ورق استیل

استحکام تسلیم ورق استیل به عنوان شاخصی از مقاومت آن در برابر تغییر شکل دائمی شناخته می شود و آستانه‌ای از تنش را مشخص می‌سازد که پس از آن، تغییرات ایجاد شده در ماده، برگشت‌ناپذیر خواهند بود؛ این ویژگی مکانیکی از اهمیت بسزایی در طراحی اجزاء و سازه‌های تحت بارگذاری برخوردار است، زیرا مهندسان با در نظر گرفتن مقدار استحکام تسلیم ورق استیل منتخب، از عدم وقوع تغییر شکل ماندگار در طول عمر بهره‌برداری اطمینان حاصل می‌کنند و شایان ذکر است که میزان استحکام تسلیم در گریدهای مختلف ورق استیل، بسته به ترکیب آلیاژی و فرآیندهای تولید، متفاوت بوده و عاملی کلیدی در گزینش ماده برای کاربردهای معین به شمار می‌رود.(با مفهوم استحکام تسلیم آشنا شوید)

• استحکام کششی

استحکام کششی ورق استیل، به عنوان اوج توانایی این ماده در تحمل نیروی کششی پیش از شکست نهایی تعریف می‌شود و نمایانگر حد نهایی مقاومت آن در برابر گسیختگی تحت کشش است؛ این مشخصه، عاملی حیاتی در تحلیل رفتار ورق استیل در کاربردهایی است که در معرض نیروهای کششی قرار دارند. ضمن آنکه مقدار استحکام کششی در گریدهای مختلف ورق استیل، تابعی از ساختار شیمیایی و فرآیندهای حرارتی اعمال شده بر آن بوده و گزینش گرید مناسب با استحکام کششی مورد نیاز، در تضمین ایمنی و کارآمدی طراحی‌ها نقشی محوری ایفا می‌کند.(آشنایی با مفهوم استحکام کششی)

انواع پرداخت ورق استیل و کاربرد آن ها

یکی از علل گزینش فولاد زنگ‌نزن، کیفیت نمای ظاهری آن است. فرآیند آماده‌سازی سطوح ورق‌های استیل در محیط تولیدی با استفاده از غلتک‌ها و مواد سایشی مکانیکی صورت می‌پذیرد. گونه‌های مختلف فولاد ضد زنگ در ابتدا برای دستیابی به ضخامت مورد نظر از میان دستگاه نورد عبور داده می‌شوند و به دنبال آن، عملیات حرارتی آنیل به منظور حصول ویژگی‌های مکانیکی مطلوب انجام می‌گیرد. لایه اکسیدی تشکیل‌شده بر روی سطح (پوسته نورد) از طریق شستشو با اسید زدوده شده و یک لایه محافظ غیرفعال بر روی آن ایجاد می‌گردد. پس از آن می‌توان پرداخت نهایی را برای دستیابی به کیفیت سطح دلخواه اعمال کرد.

• NO.1 (تک پل)

فولاد تولید شده به روش نورد گرم، آنیل شده و غیرفعال‌سازی شده، دارای سطحی با زبری اندک است. این نوع سطح، برای مصارف صنعتی گوناگون مناسب بوده و معمولا در ضخامت‌های بین سه تا پنجاه میلی‌متر عرضه می‌گردد.

• 2B سطح مات دو پولیش

ورق استیل با نمای غیربراق که به اصطلاح 2B شناخته می‌شود، محصول فرآیند نورد در دمای پایین است. اصطلاح پرداخت 2B دلالت بر این دارد که هیچ فرآیند تکمیلی دیگری روی آن اعمال نشده است. این نوع پرداخت از طریق عملیات نورد سرد با استفاده از غلتک‌ها یا قالب‌های خاص ایجاد می‌گردد. فرآیند نورد سرد، سطحی هموارتر پدید می‌آورد. سپس، سطح ورق استیل در یک محلول اسیدی پاکسازی و یکنواخت می‌شود.

در مرحله پایانی، ورق یک مرتبه دیگر از میان غلتک‌های صیقلی عبور داده می‌شود تا سطح آن صاف‌تر شود. ورق استیل مات فاقد جلای براق بوده و برای کاربردهایی که ظاهر زیبا حائز اهمیت است، انتخاب مطلوبی به شمار نمی‌رود. با این حال، در مواردی که جنبه بصری اولویت ندارد، این نوع پرداخت گزینه مناسبی است. پرداخت مات 2B، اقتصادی‌ترین نوع پرداخت در ورق استیل محسوب می‌گردد.

• BA سطح براق

آلیاژهای مقاوم به خوردگی با نمای درخشان (BA)، گونه‌ای از فولاد ضد زنگ نورد سرد هستند که در محیطی با کنترل دقیق حرارت داده می‌شوند تا سطحی با قابلیت انعکاس نور بالا حفظ گردد. اگرچه این سطح دقیقا مشابه ورق‌هایی با نمای آینه‌ای نیست، اما تشابه ظاهری زیادی با آن‌ها دارد.

• NO.4+PE سطح خشدار و روکشدار

ورق استیل با نمای خطی و محافظت‌شده، که با کد No.4 شناخته می‌شود، تولید می‌گردد. روش‌های آماده‌سازی سطح برای دستیابی به این نما در کارخانجات گوناگون ممکن است متفاوت باشد که این تفاوت ناشی از عواملی نظیر میزان فرسایش مواد پرداخت‌کننده است. در نتیجه، هنگام سفارش این نوع پرداخت، توجه به این امر حائز اهمیت است.

ایجاد خطوط ظریف بر روی سطح استیل، جلوه‌ای خاص و غیربراق به آن می‌بخشد و معمولا مجموعه‌ای از رگه‌های موازی ناشی از فرآیندهای مکانیکی بر روی آن قابل مشاهده است. این نوع پرداخت، جذابیت بصری دلپذیری دارد و از بازتاب مستقیم نور جلوگیری می‌کند، چرا که انعکاس بیش از حد می‌تواند نامطلوب باشد. برای نمونه، استفاده از استیل با بازتاب قوی نور در ساختمان‌ها ممکن است در روشنایی روز موجب اختلال در دید شود. یکی از محدودیت‌های این نوع سطح، آسیب‌پذیری بیشتر آن در برابر خوردگی است، زیرا فرورفتگی‌ها و خطوط موجود بر روی سطح فلز در مقابل زنگ‌زدگی حساس‌تر هستند.

این مقاله را حتما بخوانید: ۸ روش های کاربردی براق کردن ورق استیل

برای ایجاد نمای No.4، ورق استیل باید تحت فرآیندی قرار گیرد که ابتدا با مواد سایشی با دانه‌بندی 120 تا 180 و سپس با مواد سایشی با دانه‌بندی 80 تا 120 صیقل داده شود. پوشش محافظ استیل ضد زنگ که بر پایه لایه پلی‌اتیلن با چسبندگی بالا است، برای کاربردهای ویژه در صنایع تولید یخچال، خودروسازی و سایر صنایع مرتبط، با ضخامت‌های متنوع از 30 تا 200 میکرون و در رنگ‌های تمام آبی، سفید مشکی و طرح‌دار عرضه می‌گردد.

کارخانه های تولیدکننده ورق استیل

کارخانه های تولید کننده این ورق به شرح زیر هستند:

کارخانه فولاد مبارکه اصفهان

این واحد صنعتی با قدمتی بالغ بر سه دهه در زمینه فرآوری فلزات آهنی، به عنوان یک تولیدکننده ممتاز در ایران شناخته می‌شود. محصولاتی که در این کارخانه تولید می شوند با ضخامت مابین 2.1 تا 16 میلی‌متر به بازار عرضه می گردند. فولاد مبارکه اصفهان در عرصه فلزات توانسته است فرآورده‌هایی با کیفیت مطلوب و انطباق با معیارهای فنی رایج در یک کشور اروپای شرقی را ارائه دهد. حجم تولیدات این واحد در زمینه ورق‌های آلیاژی به میزانی قابل توجه است که قادر به تامین نیازهای متنوع بازار است.

فولاد گیلان

محصولات این کارخانه بر اساس استانداردهای جهانی EN، ASTM و DIN به بازار عرضه می شوند. این واحد تولیدی برای ساخت ورق‌های آلیاژی خود از مواد اولیه‌ای نظیر منگنز و سیلیسیم بهره می‌برد که نتیجه آن، تولید ورق‌هایی با کیفیت برتر است که در صنایعی مانند نفت، گاز، ساختمان‌سازی، خودروسازی و ساخت لوله‌های آبیاری کاربرد دارند.(معرفی فولاد گیلان)

فولاد کاویان

یک قطب صنعتی عظیم در زمینه فرآوری فولادهای مقاوم به خوردگی، با تنوع گسترده در سبد محصولات خود، جایگاه نخست را در میان تولیدکنندگان این نوع آلیاژ در کشور به خود اختصاص داده است. محصولات تولیدی این مجتمع، غالبا در بازه عرضی 1250 تا 1500 میلی‌متر و با ضخامت 8 الی 20 میلی‌متر به بازار عرضه می‌شوند. این ورق‌های سنگین‌وزن، به طور عمده در ساختار بدنه کشتی‌ها، واگن‌های باری و تانکرهای حجیم مورد استفاده قرار می‌گیرند. سطح نسبتا صاف، امکان اتصال از طریق جوش و ابعاد محدودتر، از مشخصات کلیدی این ورق‌های فولادی تولید شده در این واحد صنعتی به شمار می‌رود.

فولاد اکسین خوزستان

این کارخانه با توان تولیدی چشمگیر سالانه بالغ بر یک میلیون تن، به عنوان یکی از پیشگامان تولید ورق‌های فولادی مقاوم در برابر خوردگی در ایران شناخته می‌شود. مجموعه مورد نظر محصولاتی با ضخامت مشخص 6 میلی‌متر و پهنای 2000 میلی‌متر را به صنایع گوناگون عرضه می‌نماید. استفاده از ماشین‌آلات پیشرفته، این امکان را برای این تولیدکننده فراهم آورده است تا محصولاتی با کیفیت ممتاز و مطابق با معیارهای بین‌المللی تولید نماید و بدین ترتیب، بهترین نوع این مقاطع فلزی را در اختیار مشتریان قرار دهد. (معرفی فولاد اکسین خوزستان)

نتیجه گیری

ورق استیل، آلیاژی چندمنظوره بر پایه آهن با حداقل کروم است که مقاومت منحصربه‌فردی در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی ارائه می‌دهد و در گریدهای متنوع با خواص مکانیکی و شیمیایی گوناگون برای کاربردهای وسیع از لوازم خانگی تا صنایع سنگین استفاده می شود و به دلیل قابلیت بازیافت و دوام بالا، ماده‌ای پایدار و اقتصادی محسوب می‌شود.