پیچ و مهره استیل 316 

خلاصه مقاله

پیچ و مهره‌های استیل 316 از مهم‌ترین اتصالات در صنایع مختلف محسوب می‌شوند و یکی از پرکاربرد ترین مصارف آنها در صنایع پتروشیمی و همچینین صنایع غذایی میباشد. به‌ دلیل ترکیب فلزات و عناصر مختلف مانند عنصر مولیبدن (Mo) از مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی برخوردار هستند. این ویژگی، آن‌ها را به گزینه‌ای ایده‌آل برای محیط‌هایی که رطوبت بالا، مواد شیمیایی، املاح دریایی و اسیدهای خفیف وجود دارد تبدیل کرده است(همانطور که اشاره شد در صنایع پتروشیمی و غذایی، مواد اسیدی و انواع بسیار زیادی از مواد شیمیایی دیگر وجئود دارد.). در واقع استیل 316 یکی از آلیاژ ها از خانواده Stanless Steal ها میباشد، که می‌تواند در سخت‌ترین شرایط محیطی بدون زنگ‌ زدگی و افت کیفیت به کار خود ادامه دهد. بسیاری آلیاژ ها در شرایط محیطی نامساعد دچار خوردگی و زنگ زدگی میشود.در این مقاله، پیچ و مهره‌های استیل 316 را از جنبه‌های مختلف شامل ترکیب شیمیایی، ویژگی‌ها، استانداردها، انواع، روش تولید، کاربردهای صنعتی، مقایسه با سایر گریدها، نکات مهم انتخاب و قیمت بررسی می‌کنیم. این مقاله یک راهنمای کامل برای مشتریان، صنعتگران، مهندسان، پیمانکاران ساختمانی و خریداران صنعتی است. در این مقاله میتوانید مطالبی را در این مورد مطالعه کنید تا محصول خود را به بهترین نحو انتخاب کنید. فهرست مطالب به شرح زیر است.

1-استیل 316 چیست؟
2-چرا استیل 316 در صنایع حساس استفاده زیادی دارند؟
3-انواع پیچ و مهره استیل 316؟
4-استاندارد های استیل 316
5- مراحل و روش تولید پیچ مهره های استیل 316
6-کاربرد استیل 316 در صنایع
7- مقایسه استیل 316 با متریال های دیگر
8-نکات مهم هنگام خرید

استیل 316 چیست؟

استیل 316 (Stainless Steel 316) یک فولاد ضد زنگ آستنیتی است که به دلیل وجود 2 تا 3 درصد مولیبدن، مقاومت فوق‌العاده‌ای در برابر خوردگی، به ‌خصوص خوردگی ناشی از کلریدها، دارد.تقریبا میتوان گفت بهترین آلیاژمقاوم دربرابر خوردگی و استفاده به میزان انبوه همین آلیاژ استنلس استیل 316 میباشد. این موضوع باعث شده بزرگ‌ترین کاربرد این گرید در صنایع دریایی، پتروشیمی و غذایی باشد. برخی دیگر از خواص این آلیاژ میتواند مقاومت الکتریکی پایین، انتقال حرارت بالا و خاصیت فنریت باشد. استیل 316 به استیل نگیر نیز معروف است زیرا خاصیت مغناطیسی ندارد.

ترکیب شیمیایی دقیق استیل 316

•    کروم (Cr): 16 تا 18 درصد – ایجاد خاصیت ضد زنگ
•    نیکل (Ni): 10 تا 14 درصد – افزایش مقاومت در برابر حرارت و خوردگی (بیشترین دمای قابل استفاده 800 درجه است اما توجه داشته باشید این متریال نباید به میزان زیادی در این دما بماند و در دمای بالا از متریال های زد خزش استفاده میشود.)
•    مولیبدن (Mo): 2 تا 3 درصد – عنصر کلیدی برای مقاومت در برابر کلریدها است و همچنین باعث مقاومت بیشتر میشود.
•    کربن (C): کمتر از 0.08 درصد – جلوگیری از شکنندگی
•    منگنز (Mn): حدود 2 درصد – افزایش قابلیت شکل‌پذیری
•    سیلیسیم (Si): حدود 1 درصد – افزایش استحکام
•    فسفر و گوگرد در حدود بسیار کم

تفاوت استیل 316 با استیل 304

این دو آلیاژ از خوانواده استنلس استیل ها بیشترین بازار مصرف را دارند اما بنا به شرایط موجود در محیط مصرف باید به نکات زیر توجه کرد.
1.    مقاومت بیشتر در برابر خوردگی – به دلیل وجود مولیبدن
2.    تحمل بهتر محیط‌های نمکی و دریایی
3.    توانایی بیشتر در مقابل دماهای بالا
4.    قیمت بالاتر، به دلیل وجود مولیبدن و نیکل بیشتر  معمولاً محصولات 316، 60% گرانتر از محصولات 304 میباشند.
5.    ماندگاری طولانی‌تر، در پروژه‌های صنعتی به دلیل مقاومت در برابر خوردگی بهتر

چرا استیل 316 در صنایع حساس کاربرد بسیاری دارد؟

در ابتدای مقاله برخی از خواض استیل 316 را برسی کردیم. علت اصلی محبوب شدن این آلیاژ همان خاصیت مقاومت زیاد در برابر خوردگی میباشد. البته برای محیط هایی که سایش اتفاق می افتد و دما بالاتر است (و همچنین نیاز کمتری به مقاومت در برابر خوردگی داشته باشیم) از استنلس استیل 410 استفاده میشود.

1 مقاومت زیاد در برابر خوردگی
این پیچ و مهره‌ها در محیط های آب شور ، محیط های که کلرید های زیادی دارند(مانند انواع نمک ها)، اسید های ضعیف، هوای مرطوب و شرجی میباشد. پیچ و مهره‌های استیل 316 حتی در محیط با اسید متوسط و بسیار خورنده، می‌توانند بیش از 30 تا 50 سال عمر کنند.همچنین در تماس با فلزاتی که در جدول EMF بالاتر هستند(اکسنده تر هستند). جدول EMF جدولیست که خاصیت کاهندگی و اکسندگی مواد را مشخص میکند.
2 مناسب برای صنایع بهداشتی و غذایی
در صنایع بهداشتی و غذایی یکی از مسائل بسیار مهم واکنش ندادن فلزات و قطعات با مواد میباشد زیرا منجر به تولید سم یا بهم ریختن ترکیبات شیمیایی آن میشوند.
 3 نیاز به پوشش ندارد
در حالی که پیچ‌های آهنی نیاز به گالوانیزه گرم یا سرد دارند، پیچ و مهره 316 ذاتاً ضدزنگ است.
 4 ظاهر زیبا، براق و همیشگی
این موضوع باعث استفاده گسترده آن درصنایع تزئینی شده است. (البته در مواردی که تولید به روش فورج گرم باشد باید تغییراتی اعمال شود.

انواع پیچ و مهر استیل 316

محصولات استیل 316 در انواع مختلف تولید می‌شوند و هر کدام کاربرد ویژه‌ای دارند. توجه داشته باشید که در تمام مصارف ذکر شده محیط خورنده است و در غیراین صورت استفاده از استیل 316 صرفه اقتصادی ندارد.

انواع پیچ‌ها

1.    پیچ شش گوش استیل 316 – کاربرد در سازه‌ها و اتصالات صنعتی
2.    پیچ آلنی استیل 316 – مناسب دستگاه‌ها و ماشین‌آلات
3.    پیچ خودکار استیل 316 
4.    پیچ سرخزینه استیل 316 – مناسب برای مصارفی که تزئینات و ظاهر کار نیز اهمیت دارد.
5.    پیچ متری استیل 316 – کاربرد گسترده در تجهیزات صنعتی
6.    پیچ چوب استیل 316 – برای فضای باز و محیط‌های مرطوب
7.    پیچ سرگرد استیل 316 – مناسب تجهیزات ورزشی و پزشکی

انواع مهره‌ها

1.    مهره شش گوش استیل 316
2.    مهره باریک استیل 316
3.    مهره کاسه‌نمدی استیل 316
4.    مهره قفلی استیل 316 (Nyloc Nut)
5.    مهره واشردار

واشرها

•    واشر تخت استیل 316
•    واشر فنری 316
•    واشر پخ‌دار
•    واشر های کوپل (واشر هایی مناسب برای اتعاش بسیار زیاد که به آن ها واشر های NordLock هم گفته میشود.

استاندارد های استیل 316

استانداردهای مهم متریال شامل:
•    ISO 3506 - استاندارد بین‌المللی استیل ضدزنگ 
•    ASTM A240,ASTM A240M - استاندارد آمریکایی پیچ و مهره استیل
همچنین میتوان با عدد 1.4401 استیل 316 را معرفی کرد.

همچینی استاندارد های مهم ابعادی که با توجه به آنها محصول نهایی تولید میشود، شامل:
•    DIN931,DIN933 -  استاندارد پیچ شش گوش
•    DIN 934  - مهره شش گوش 
•    DIN125,DIN127 - واشرهای تخت و فنری 

گریدهای مقاومت
منظور از مقاومت مقاومت کششی و درواقع حداقل استحکام تسلیم متریال میباشد.
•    A4-70 -  مقاومت 700 مگاپاسکال
•    A4-80 -  مقاومت 800 مگاپاسکال

مراحل و روش های تولید پیچ و مهره استنلس استیل 316

1.    برش اولیه: اولین مرحله تولید سایز کردن مفتول میباشد که اصولاً به روش کشش انجام میشود اما متریال استیل 316 قابلیت کشش ندارد.
2.    تراش کاری در صورت نیاز برای رسیدن به قطر مورد نظر
3.    فورج سرد یا گرم (در بیشتر موارد به علت مصارف کمتر نسبت به آلیاژ های دیگربه روش فورج گرم انجام میشد.)
4.    ایجاد رزوه با دستگاه رولینگ
5.    عملیات حرارتی (در گریدهای خاص)
6.    پولیش نهایی
7.    کنترل کیفی
8.    بسته‌بندی صنعتی
این روش ها معمولاً برای تولید پیچ و مهره از این متریال میباشد. توجه داشته باشید که آلیاژ استیل 316 زمانی که به صورت خام تولید شده سختی بیشتری از برخی آلیاژ های دیگر به صورت خام دارد همین امر باعث شده عملیات های سوراخ کاری و تراش کاری و حتی فورج به روش فورج سرد کمی دشوار تر از دیگر فلزات باشد. وهمینطور عمر قرقره دستگاه های رولینگی که استیل را رزوه میکنند کمتر است و رزوه کردن استیل استحلاک بیشتری دارد.

کاربرد استیل 316 در صنایع

همانطور که گفته شد دلیل اصلی استفاده از استیل 316 مقاومت در برابر خوردگی میباشد و در محیط هایی استفاده میشود کهن خوردگی در این محیط ها زیاد است.

صنایع دریایی

یکی از این محیط ها صنایع دریایی میباشد. در دریا ها میتوان انواع مختلفی از نمک ها را پیدا کرد و این نمک ها توانایی خوردگی فلزات را دارند به همین علیت از استیل 316 استفاده میشود تا عمر سازه های دریایی افزایش یابد. برای مثال از این پیچ و مهره ها در اسکله ها، تجهیزات کشتی سازی و در برخی نقاط خود کشتی، سکو های نفتی و همچنین شناور و یدک کش ها استفاده میشود.

صنایع نفت، گاز و پتروشیمی

در این صنایع انواع مختلفی از مواد شیمیایی وجود دارد که علاوه بر انواع نمک هات برخی اسید ها هم وجود دارد و به دلیل مقاومت عالی استیل 316 در محیط هایی با اسید ضعیف از آنها نیز استفاده میشود. البته استیل 314 با مقاومت پایینتر در برابر خوردگی نیز در این صنایع کاربرد دارد. برای مثال در خطوط لوله ، اتصالات در مناطق مرطوب و برخی مخازن از جمله مخازن اسیدی استفاده میشود.

صنایع غذایی و دارویی

همانطور که بالاتر نیز اشاره شد یکی از عوامل بسیار مهم در این صنایع این میباشد که قطعات خط تولید با مواد تولیدی واکنش شیمیایی نداشته باشند و دچار خوردگی نشوند زیرا اگر این اتفاق بی افتد برخی مواد سمی وارد ترکیبات شده یا اگر هم سمی نشوند باعث تغییراتی در ترکیبات مواد میشوند پس نیاز داریم تا از موادی استفاده کنیم تا مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی داشته باشند مانند استیل 316. برای مثال دستگاه های پرکن ، تجهیزات استریل خط تولید، قسمت هایی از خط تولید که با مواد تولیدی در تماس هستند و ماشین آلات بسته بندی استفاده میشوند.

تجهیزات پزشکی

در صناع بهداشتی و پزشکی یکی از مهم ترین عوامل برای استریل بودن قطعات و همچنین بهداشتی بود مقاومت در برابر خوردگی میباشد. تصور کنید اگر تیغ جراحی آهنی باشد زنگ میزند و زنگ آهن وارد خون بیماران میشود پس زد زنگ بودن استیل 316 یک خاصیل کاملاً حیاتی میباشد و تمامی ابزار آلات پزشکی باید این خاصیت را داشته باشند. البته این نکته قابل ذکر است که از استنلس استیل ها نمیتوان به عنوان ایمپلنت های خاص (مانند ایمپلنت هایی که برا استخوان میسازند و از جنس پلاتین میباشد) استفاده کرد.

صنعت ساختمان

استیل 316 مصارف ساختمانی بسیار کمی نیز میتواند داشته باشد اما به صورت کلی توصیه نمیشد تنها علت استفاده میتواند زیبایی آن باشد و در موارد کمی میتواند به علت خواصیت مقاومت در برابر خوردگی آن باشد. برای مثال استفاده های معدود برای نرده های استیل و برخی اتصالات آسانسور و نمای مدرن.   

مقایسه خواص استیل 316 با متریال های دیگر

316 در برابر 304

به صورت کلی استیل 316 خواصیت مقاومت در برابر خوردگی بیشتری نسبت به استنلس استیل 304 دارد با این که هردو عضوی از خوانواده Stainless Steal ها میباشند. به همین علت در محیط های دریایی به جای استفاده از استیل 304 از استیل 316 استفاده میکنند. همچینین به دلیل ترکیبات دیگر استیل 316 استحکام بیشتر و خاصیت فنری بیشتری نسبت به استیل 304 دارد. عناصر موجود در آلیاژ 316 سبب شده تا این آلیاژ قیمت بیشتری نسبت به استیل 304 داشته باشد. استیل 316 با نزدیک کردن آهنربا، به آن نمیچسبد و خاصیت مغناطیسی ندارد ولی استیل 304 توسط آهنربا جذب میشود و مغناطیسی میباشد.

316 در برابر پیچ خشکه

پیچ های خشکه با پوشش های گالوانیزه گرم، گالوانیزه سرد، زاج کاری (اکسید سیاه) و داکرومات استفاده میشوند. ایراد اصلی اینم پوشش ها این است که اگر پوشش خراشیده شود قطعه دچار خوردگی میشود اما استیل 316 ذاتاً زد زنگ است و در اثر خراشیدگی اکسید نمیشود و به همین علت نیازی به پوشش ندارد. همین اکسید نشدن باعث میشود تا طول عمر قطعات به مقدار چشم گیری افزایش یابد و تنها دلیل تعویض قعطات سایش باشد.

316 در مقابل آهن گالوانیزه

پیچ های آهنی مقاومت بسیار پایینی دارند و به صرعت اکسید میشوند. مقاومت استیل 316 بسیار بیشتر از آهن میباشد. گالوانیزه سرد ظاهر بسیار زیبایی دارد اما پپیچ های گالوانیزه گرم سطح زیبایی ندارند. جنس پوشش گالوانیزه از جنس روی میباشد و در اثر اکسید شدن روی پوشش آهنهای گالوانیزه پوست پوست میشوند.

نکات مهم هنگام خرید استیل 316

اولین نکته در هنگام خریدن این پیچ که بسیار مهم است سعی کنید برگه ازمایش متریال را دریافت کنید تا از کالای خود مطمئن شوید زیرا هزینه خود این پیچ ها در مقابل خرابی و هزینه هایی که ممکن است به بار بیاورند بسیار ناچیز است. نکته بعدی حتماً توجه کنید که برای مصرف مورد نظر چه گریدی از این استیل را نیاز دارید و برای اطمینان میتواند از تست کشش استفاده کنید. در زمانی که امکانات نیست با آهن ربا میتوان فهمید که استیل از چه جنسی میباشد(استیل 316 استیل نگیر است) اما قابل اطمینان نیست. استیل 316 نسبت به استیل 304 ظاهری براق تر و شفاف تر دارد پس به ظاهر آن هم توجه داشته باشید. نکته بعدی که بسیار اهمیت دارد این است که اگر پیچ استیل 316 میخواهید حتماً برای مهره و واشر آن هم باید از استیل 316 استفاده کند در غیر این صورت دچار مشکل میشوید.

در نهایت پیچ و مهره استیل 316 یکی از مقاوم‌ ترین، بادوام‌ ترین پیچ و مهره ها در جهان است که کاربرد گسترده آن در صنایع خاص مانند دریایی، غذایی، پتروشیمی، پزشکی و ساختمان نشان داده شده.این پیچ و مهره ها بهترین انتخاب و اقتصادی ترین انتخاب برای محیط های خاص میباشند. عمر طولانی، مقاومت بالا و عدم نیاز به نگهداری باعث شده است هزینه کلی محصول (هزینه تعویض و هزینه اولیه) به صورت کلی مقرون به صرفه باشد.