ورق استیل ۳۰۹ چیست؟ انواع و کاربردها

ورق استیل ۳۰۹ نسوز چیست؟

ورق استیل ۳۰۹ (یا به انگلیسی Stainless Steel 309 Sheet) نوعی فولاد زنگ‌نزن آستنیتی (Austenitic) است که ترکیبی از نیکل (Ni) و کروم (Cr) در آن باعث ایجاد مقاومت عالی در برابر حرارت و اکسیداسیون می‌شود.

در این گرید معمولاً حدود ۲۲ تا ۲۴ درصد کروم و ۱۲ تا ۱۵ درصد نیکل وجود دارد. این ترکیب موجب می‌شود ورق استیل ۳۰۹ تا دمای حدود ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد استحکام خود را حفظ کند، بدون اینکه پوسته شود یا تغییر شکل دهد.

به همین دلیل از آن به‌عنوان یک استیل نسوز (Heat-Resistant Stainless Steel) یاد می‌شود.

خواص فیزیکی استنلس استیل ۳۰۹

این مقادیر نشان می‌دهد که آلیاژ ۳۰۹ در شرایط حرارتی شدید نیز ثبات ابعادی و ساختاری خود را حفظ می‌کند.

خواص مکانیکی استنلس استیل ۳۰۹

این ویژگی‌ها نشان‌دهنده‌ی استحکام بالا همراه با شکل‌پذیری مناسب هستند؛ دو خصوصیتی که باعث می‌شوند ورق استیل ۳۰۹ در فرایندهایی مانند نورد، خم‌کاری، یا کشش عمیق نیز عملکرد خوبی داشته باشد.

استانداردهای استنلس استیل ۳۰۹

ورق استیل ۳۰۹ بر اساس استانداردهای بین‌المللی زیر تولید می‌شود:

• ASTM A240 / A480 – برای ورق، صفحه و نوار

• UNS S30900 / S30908 – شناسه شیمیایی در استاندارد آمریکایی

• EN 1.4828 / 1.4833 – استاندارد اروپایی

• DIN X15CrNi22-12 / X12CrNi23-13 – معادل آلمانی

آگاهی از این استانداردها هنگام خرید و مقایسه ورق‌ها، به شناسایی کیفیت واقعی متریال کمک می‌کند.

خواص فولاد ضد زنگ آلیاژ ۳۰۹

آلیاژ ۳۰۹ از نظر ساختاری مشابه گرید ۳۰۴ است اما به‌دلیل درصد بیشتر کروم و نیکل، در دماهای بالا عملکرد بهتری دارد.

ویژگی‌های اصلی آن عبارت‌اند از:

• مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون و پوسته شدن در دمای بالا

• پایداری مکانیکی تا دمای ۱۰۰۰°C

• جوش‌پذیری و فرم‌دهی مناسب

• مقاومت نسبتاً پایین‌تر در برابر خوردگی کلریدی نسبت به ۳۱۶

• افت چقرمگی در دماهای خیلی پایین

ترکیب شیمیایی استیل ۳۰۹ و ۳۰۹S

استیل 309S (Low Carbon) نسخه‌ای با کربن کمتر از ۰.۰۸٪ است. این کاهش کربن از تشکیل کاربید کروم در زمان جوشکاری جلوگیری کرده و مقاومت در برابر ترک‌خوردگی بین‌دانه‌ای را افزایش می‌دهد.

موارد کاربرد استیل ۳۰۹

ورق استیل ۳۰۹ به دلیل مقاومت حرارتی بالا، در صنایع زیر استفاده می‌شود:

• قطعات کوره، سینی‌ها و مشعل‌ها

• دودکش‌ها و لوله‌های دمای بالا

• مبدل‌های حرارتی و دیگ‌های بخار

• صنایع پتروشیمی، گاز و سیمان

• تجهیزات فرآوری حرارتی فلزات

• سیستم‌های اگزوز صنعتی

• توربین‌ها و سینی‌های نسوز

مزایا و معایب استیل ۳۰۹

مزایا:

• مقاومت فوق‌العاده در برابر حرارت و اکسیداسیون

• دوام بالا در محیط‌های صنعتی و حرارتی

• جوش‌پذیری و قابلیت شکل‌دهی عالی

• حفظ استحکام در دماهای بالا

معایب:

• قیمت بالاتر نسبت به گریدهای رایج مثل ۳۰۴

• مقاومت کمتر در محیط‌های مرطوب یا اسیدی

• کاهش چقرمگی در دماهای پایین

علت استقامت بالا در استیل ۳۰۹

علت اصلی مقاومت بالا در استیل ۳۰۹، درصد بالای کروم و نیکل است.
کروم در تماس با هوا لایه‌ای نازک از اکسید کروم (Cr₂O₃) تشکیل می‌دهد که مانع از اکسیداسیون بیشتر می‌شود.
نیکل نیز ساختار آستنیتی فولاد را پایدار نگه می‌دارد و مانع شکنندگی در حرارت بالا می‌شود.

ترکیب این دو عنصر باعث می‌شود استیل ۳۰۹ حتی پس از ساعت‌ها کار در دمای ۱۰۰۰°C، استحکام خود را از دست ندهد.

آشنایی با ویژگی‌های ورق استیل ۳۰۹S

ورق 309S همان استیل ۳۰۹ با مقدار کربن کمتر است.
این تغییر کوچک باعث می‌شود:

• جوشکاری آسان‌تر انجام شود

• احتمال ترک‌خوردگی حرارتی کمتر شود

• مقاومت به خوردگی بین‌دانه‌ای بیشتر شود

در نتیجه 309S برای قطعات جوش‌خورده و تجهیزات تحت فشار انتخاب بهتری است.

ویژگی‌های Stainless Steel 309

• مقاومت در برابر اکسیداسیون تا حدود ۱۰۹۰°C

• مناسب برای محیط‌های اکسیدکننده

• پایداری در دماهای متناوب

• قابل استفاده در قالب ورق، لوله، میلگرد و سیم

جوشکاری ورق استیل ۳۰۹

ورق استیل ۳۰۹ به‌راحتی با روش‌های TIG، MIG یا قوس الکتریکی (Arc Welding) جوشکاری می‌شود.
برای جوش‌های باکیفیت بالا، فیلر ER309L یا ER310 توصیه می‌شود.

نکات مهم هنگام جوشکاری:

• از حرارت بیش از حد جلوگیری شود.

• در صورت امکان پس از جوش، عملیات تنش‌زدایی انجام شود.

• از 309S در پروژه‌هایی که جوش زیاد دارند استفاده کنید.

نحوه ارزیابی وزن ورق استیل ۳۰۹S

برای محاسبه‌ی وزن ورق استیل، از فرمول زیر استفاده می‌شود:

وزن (کیلوگرم) = طول × عرض × ضخامت × چگالی / ۱,۰۰۰,۰۰۰

مثال:
یک ورق با ابعاد ۲۰۰۰×۱۰۰۰ میلی‌متر و ضخامت ۲ میلی‌متر:
وزن = 2000 × ۱۰۰۰ × ۲ × ۷.۹ / ۱,۰۰۰,۰۰۰ = 31.۶ کیلوگرم

این محاسبه برای تعیین قیمت و انتخاب ورق در پروژه‌های صنعتی کاربرد زیادی دارد.

جمع‌بندی

ورق استیل ۳۰۹ یکی از آلیاژهای مقاوم و پرکاربرد در دسته‌ی فولادهای نسوز است.
مقاومت حرارتی تا ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد، پایداری ساختاری بالا و قابلیت جوشکاری مناسب باعث شده این گرید در صنایع حرارتی و پتروشیمی جایگاه ویژه‌ای پیدا کند.

اگرچه قیمت آن از گریدهایی مانند ۳۰۴ یا ۳۱۶ بالاتر است، اما در محیط‌هایی با دمای بالا و شرایط اکسیدکننده، عملکرد آن به‌مراتب بهتر و اقتصادی‌تر خواهد بود.
برای دماهای بیش از ۱۰۰۰°C، گرید ۳۱۰ یا 310S انتخاب مناسب‌تری است.

سوالات متداول

۱. ورق استیل ۳۰۹ چیست و چه تفاوتی با سایر گریدها دارد؟
ورق استیل ۳۰۹ آلیاژی آستنیتی با درصد بالای کروم و نیکل است که برای دمای بالا طراحی شده است. نسبت به ۳۰۴ و ۳۱۶ مقاومت حرارتی بالاتری دارد.

۲. تفاوت بین استیل ۳۰۹ و ۳۱۰ چیست؟
گرید ۳۱۰ دارای کروم و نیکل بیشتری است و تا دمای حدود ۱۱۰۰°C مقاومت دارد، اما گران‌تر از ۳۰۹ است.

۳. تفاوت ۳۰۹ و 309S چیست؟
309S مقدار کربن کمتری دارد و برای جوشکاری و مقاومت بین‌دانه‌ای مناسب‌تر است.

۴. آیا استیل ۳۰۹ در برابر خوردگی مقاوم است؟
در برابر اکسیداسیون مقاوم است، اما برای محیط‌های مرطوب یا کلریدی بهتر است از گرید ۳۱۶ استفاده شود.

۵. آیا ورق ۳۰۹ قابلیت جوشکاری دارد؟
بله، با روش‌های TIG، MIG و قوس الکتریکی جوش‌پذیر است.

۶. کاربردهای صنعتی ورق استیل ۳۰۹ چیست؟
در ساخت کوره‌ها، مبدل‌های حرارتی، دودکش‌ها، سیستم‌های اگزوز و تجهیزات پتروشیمی کاربرد دارد.

۷. آیا می‌توان از استیل ۳۰۹ در صنایع غذایی استفاده کرد؟
به‌صورت محدود بله، ولی برای محیط‌های اسیدی یا نمکی گرید ۳۱۶ مناسب‌تر است.

۸. ضخامت‌های رایج ورق استیل ۳۰۹ چقدر است؟
از ۰.۵ تا ۵۰ میلی‌متر در بازار موجود است؛ ضخامت‌های ۲ تا ۶ میلی‌متر برای صنایع حرارتی رایج‌تر هستند.

۹. قیمت ورق استیل ۳۰۹ چگونه تعیین می‌شود؟
وابسته به درصد نیکل و کروم، ضخامت، برند تولیدکننده و نرخ ارز است.

۱۰. از کجا ورق استیل ۳۰۹ اصل تهیه کنیم؟
از تأمین‌کنندگان معتبر فولاد ضدزنگ با گواهی متریال (Mill Test Certificate) خرید کنید.