ورق استیل از فلزات بسیار پرکاربرد برای ساخت تجهیزات دریایی و زیردریایی است؛ چراکه این فلز در مجاورت با آب دریا مقاومت بسیار بالایی دارد و می‌تواند نقش مهمی در افزایش طول عمر تجهیزات دریایی و زیردریایی ایفا کند. آب دریا حاوی املاح کلریدی بوده که این املاح می‌توانند در طی زمان سبب فرسودگی و خوردگی تجهیزات دریایی چون کشتی‌ها و… شوند. امروزه از انواع ورق‌های استیل مقاوم چون ورق استیل 316 و 317 در صنعت حمل‌ونقل دریایی استفاده می‌کنند تا سبب افزایش طول عمر و مقاومت سازه‌های دریایی و زیردریایی شوند.
فلزات پرکاربرد در سازه های دریایی و زیر دریایی
پروژه‌های دریایی به دلیل تولید هیدروکربن و تشکیل 30% از نفت خام جهان، اهمیت بسیار زیادی دارند. بنابراین به دلیل شور بودن آب دریا و وجود املاح گوناگون در آن باید برای ساخت تجهیزات دریایی مثل سکوهای دریایی و زیرساخت‌ها از فلزات مقاوم با توجه با استانداردهای لازم استفاده کرد. معمولاً برای ساخت تجهیزات دریایی از فولادهای کربنی استفاده می‌کنند که این فولادها مقاومت ایده‌آلی در برابر خوردگی ندارند. فولادهای ضد زنگ می‌توانند مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی داشته باشند و گزینه مناسبی برای استفاده در صنعت حمل‌ونقل دریایی خواهند بود.
کشتی از سازه‌های دریایی است که به دلیل تماس زیاد با آب دریا، در معرض اکسیداسیون قرار دارد. برای ساخت کشتی از فلزاتی استفاده می‌کنند که مقاومت بالایی در برابر اکسیداسیون و خوردگی داشته باشد. استنلس استیل از فلزات مقاوم و پرکاربرد برای ساخت سازه‌های دریایی چون کشتی است. البته از این فلز برای ساخت کل اجزای کشتی استفاده نمی‌شود؛ بلکه استیل برای ساخت اجزای مختلف کشتی مانند بدنه آن کاربرد دارد. یکی از دلایلی که از استیل برای ساخت کل اجزای کشتی استفاده نمی‌کنند، هزینه بالای آن است. در واقع با انجام این کار، هزینه‌های ساخت سازه بسیار بالا می‌رود. برای کاهش هزینه‌های ساخت، برخی از اجزای آن از مقاطع فولاد ضدزنگ به‌جای استیل ساخته می‌شوند.
کاربرد های ورق استیل در حمل و نقل دریایی
استفاده از ورق استیل برای ساخت تجهیزات دریایی می‌تواند سبب افزایش عمر و دوام آن‌ها شود. سیستم حمل‌ونقل دریایی به‌گونه‌ای است که به مرور زمان می‌تواند سبب فرسوده شدن تجهیزات و سازه‌های دریایی و زیردریایی شود. از عواملی که سبب فرسوده شدن تجهیزات دریایی می‌شوند می‌توان به آب دریا، رطوبت هوا با یون کلر و… اشاره کرد. برای جلوگیری از فرسودگی تجهیزات در صنعت حمل‌ونقل دریایی از ورق‌های استیل استفاده می‌کنند. ورق استیل مقاومت بسیار بالایی در برابر عوامل مخرب و خوردگی دارد؛ بنابراین استفاده از این فلز سبب افزایش دوام تجهیزات دریایی و افزایش مقاومت آن‌ها در برابر رطوبت هوا و آب دریا می‌شود. از کاربردهای ورق استیل در ساخت سازه‌های دریایی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- سیستم‌های تصفیه آب و فاضلاب
- ساخت اجزای سازه‌های دریایی چون مخازن ذخیره‌سازی، پمپ، کابل‌ها، پله‌ها، راهروها و کولرهای نفتی و گازی
- ساخت تجهیزات عرشه چون لنگر و قلاب و…
- ساخت پایه‌های چراغ در تجهیزات ساحلی
- ساخت لوله‌هایی با ضخامت کم
- ساخت بالابرهای مخصوص برای سکوهای دریایی
- کاربردهای ساحلی: از ورق استیل در مناطق ساحلی برای ساخت تجهیزاتی چون نردبان، حفاظ‌ها، راه‌پله‌ها، نما، نرده‌ها و… استفاده می‌کنند. استیل 316 به دلیل داشتن مقاومت بسیار بالا در برابر خوردگی حفرهای که ناشی از رطوبت هوا به همراه یون کلرید است، در ساخت تجهیزات دریایی موجود در مناطق ساحلی کاربرد بالایی دارد.
- سازه‌های زیردریایی: از کاربردهای ورق استیل برای ساخت سازه‌های زیر آب می‌توان به ساخت تجهیزاتی چون خطوط لوله‌های انتقال نفت و سیالات، تجهیزات متصل به بدنه کشتی و قایق‌ها، بالابرهای سکوهای نفتی، مبدل‌های حرارتی برای کشتی‌ها، مبدل حرارتی برای نیروگاه ساحلی و… اشاره کرد.
گریدهای مورد استفاده برای سازه های دریایی و زیر دریایی
هنگام انتخاب گرید مناسب برای ورق‌های استیل جهت ساخت سازه‌های دریایی و زیردریایی باید به فاکتورهای مختلفی توجه داشت. صنایع دریایی مدت طولانی در تماس با آب دریا که حاوی املاح کلرید است، قرار می‌گیرند. بدین ترتیب می‌توانند در زمان کوتاهی دچار خوردگی حفرهای و فرسودگی شوند. همچنین بالا بودن میزان رطوبت هوا در مناطق ساحلی و وجود یون کلر در فضای ساحل می‌تواند بر کاهش عمر تجهیزات دریایی تأثیر بگذارد. از بهترین گریدهای استیل جهت ساخت تجهیزات دریایی مقاوم در برابر این عوامل مخرب می‌توان به استیل 316 و 317 اشاره کرد. این دو استیل به دلیل داشتن ترکیبات شیمیایی زیر مقاومت بسیار بالایی در برابر یون کلریدهای موجود در آب دریا و رطوبت در فضای ساحل دارند:
- 10 الی 14 درصد نیکل
- 2 الی 3 درصد مولیبدن
- 16 الی 18 درصد کروم
وجود ترکیباتی چون کروم در ساخت انواع استیل می‌تواند سبب تشکیل لایه اکسید کروم شود. این لایه در برابر خوردگی‌ها غیرفعال و مقاوم است و می‌تواند از خوردگی تجهیزات دریایی جلوگیری کند. مولیبدن موجود در استیل‌های 316 و 317 نیز می‌تواند در بهبود ترک‌خوردگی استیل تاثیرگذار باشد و ترک‌خوردگی‌های حفرهای و تنشی استیل را بهبود ببخشد. تمامی ترکیبات شیمیایی ورق‌های استیل در کنار هم می‌توانند سبب افزایش مقاومت و دوام این فلز در برابر عوامل تنش‌زا در مجاورت با کلر شوند.
هزینه های ساخت تجهیزات دریایی با ورق استیل و نگهداری آن ها
یکی از فاکتورهای بسیار مهم برای محاسبه هزینه‌های نگهداری ورق استیل و استفاده از آن برای ساخت تجهیزات دریایی، میزان خوردگی این فلز است. به طور کل میزان خوردگی ورق‌های استیل در مناطق ساحلی و دریایی صفر نخواهد بود. حتی اگر از ورق‌های استیل بسیار مقاوم برای ساخت تجهیزات دریایی استفاده شود، پس از گذشت مدتی طولانی، شاهد رخداد اکسیداسیون در ورق استیل یا سایر قطعات تجهیزات زیردریایی و دریایی خواهید بود. نوسانات بازار، تنوع در نوع ورق‌های استیل، ابعاد سازه، نوع سازه، عمر سازه، کاربردهای تجهیز و… از عواملی هستند که در میزان هزینه ورق‌های استیل تأثیر می‌گذارند؛ ازاین‌رو نمی‌توان برای هزینه ساخت و نگهداری ورق‌های استیل قیمت ثابتی را بیان کرد. ناگفته نماند که تفاوت قیمت ورق‌های استیل از دیگر عوامل تأثیرگذار بر هزینه راه‌اندازی و ساخت تجهیزات دریایی هستند. برای مثال ورق استیل 316 در مقایسه با فولادهای ضدزنگ 304 یا استیل‌های فریتی قیمت بالاتری دارد.
البته شما علاوه بر هزینه باید به کاربردهایی که این ورق استیل در ساخت سازه‌های دریایی ارائه می‌دهد توجه نمایید. وجود ترکیبات شیمیایی چون مولیبدن، نیکل و کروم سبب افزایش قیمت ورق استیل 316 در مقایسه با سایر فلزات شده است. همچنین هنگام نصب و ساخت تجهیزات دریایی، مبحث کاهش وزن تاسیسات می‌تواند در هزینه کلی تاثیر بگذارد. با توجه به تحقیقاتی که اخیرا در حوزه ساخت سازه‌های دریایی و زیردریایی انجام شده است می‌توان گفت که ورق استیل در مقایسه با دیگر فلزات و آلیاژها برتری دارد. برای مثال ورق‌های استیل سوپر دوبلکس در کاهش 20 درصد وزن کلی لوله‌ها و تعداد لوله‌ها کاربرد دارند و می‌توانند هزینه راه‌اندازی و ساخت تجهیزات دریایی را تا 38 درصد کاهش دهند.
میزان مقاومت انواع ورق استیل در برابر خوردگی
ترک‌خوردگی تنشی به پدیده‌ای گفته می‌شود که در آن فلزها در مقابل شرایط خورنده و استرس فیزیکی ترک قرار می‌گیرند. محیط‌های استرس‌زا و خورنده می‌توانند سبب ترک‌خوردگی فلزات شوند. برخی از فلزها در برابر این عوامل مقاومت بالایی دارند و به همین دلیل انتخاب خوبی برای محیط‌های خورنده چون مناطق ساحلی و دریایی هستند. ورق‌های استیل از بهترین فلزات و مقاوم‌ترین آن‌ها در برابر ترک‌خوردگی تنشی شناخته شده‌اند. ورق استیل دارای انواع مختلفی است که هر کدام میزان مقاومت متفاوتی دارند. انواع ورق استیل به شرح زیر هستند:
- ورق استیل آستنیتی: ورق استیل آستنیتی حاوی ترکیبات شیمیایی چون نیکل با درصد بالا است؛ به همین دلیل مقاومت بسیار ایده‌آلی در برابر ترک‌خوردگی در محیط‌های غیرکلریدی دارد. ورق‌های آستنیتی در محیط‌های کلریدی می‌توانند بسیار آسیب‌پذیر باشند. این نوع ورق استیل برای استفاده در محیط‌های ساحلی و دریایی مناسب نخواهد بود.
- ورق استیل فریتی: از دیگر ورق‌های استیل مقاوم در برابر ترک‌خوردگی می‌توان به ورق استیل فریتی اشاره کرد. این نوع ورق استیل مقاومت ایده‌آلی در انواع محیط‌ها دارد و می‌تواند راندمان بالاتری در محیط‌های کلریدی داشته باشد؛ بنابراین از ورق استیل فریتی می‌توان به تجهیزات دریایی استفاده کرد. البته ورق استیل فریتی در مقایسه با ورق استیل دوبلکس عمر کوتاه‌تری دارد و مقاومت آن در برابر خوردگی ناشی از املاح دریایی قابل مقایسه با ورق استیل دوبلکس نیست.
- ورق استیل دوبلکس: ورق استیل دوبلکس از بهترین فلزات و مقاوم‌ترین آن‌ها در بازار است. این نوع فلز مقاومت بسیار بالایی در برابر عوامل مخرب در محیط‌های غنی از کلرید دارد. برای مشاهده میزان مقاومت ورق استیل دوبلکس تنها کافیست به شماره معادل مقاومت حفرهای آن (PREN) نگاهی بیندازید. این ورق‌های استیل معمولاً میزان pren بالاتر از 35 دارند.
برای کاربردهای دریایی ورق استیل 304 بهتر است یا ورق استیل 316؟
ورق‌های استیل 304 و 316 هردو برای کاربردهای دریایی چون ساخت تاسیسات مختلف در محیط‌های ساحلی و دریایی گزینه مناسبی هستند و هر کدام ویژگی‌ها، کاربردها و مزایای خاصی دارند. شما با توجه به نیازهای پروژه می‌توانید از این دو ورق استیل برای ساخت تجهیزات دریایی استفاده کنید. ویژگی‌های هر کدام از آن‌ها به شرح زیر است:
- ورق استیل 316: استیل‌های 316 از فولادهای ضدزنگ هستند که از ترکیبات شیمیایی چون 2 الی 3 درصد مولیبدن، 10 الی 14 درصد نیکل و 16 الی 18 درصد کروم تشکیل شده‌اند. این نوع استیل‌ها مقاومت بسیار بالایی در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی دارند و می‌توانند برای استفاده در ساخت تجهیزات در دریای شور مناسب باشند. از کاربردهای مختلف این استیل می‌توان به ساخت تجهیزات نفتی و گازی، ساخت تجهیزاتی دریایی و ساخت سازه‌های پلتفرمی اشاره کرد.
- ورق استیل 304: ورق‌های استیل 304 از نوع محبوب فولادهای ضدزنگ هستند که از ترکیبات شیمیایی آن‌ها می‌توان به 18 الی 20 درصد کروم و 5.8 الی 10 درصد نیکل اشاره کرد. استیل‌های 304 استحکام بسیار خوبی دارند که از آن‌ها برای ساخت تجهیزات دریایی مثل بدنه کشتی یا اجزای مختلف آن، تجهیزات بندری و لوله‌های انتقالی استفاده می‌شود.
بهترین نوع ورق استیل برای محیط های دریایی
انتخاب بهترین ورق استیل برای ساخت سازه‌های دریایی به فاکتورهایی چون شرایط محیطی، بودجه مالی، نیازهای خاص، کاربرد سازه، نوع استفاده و… بستگی دارد. به‌طور کلی از بهترین استیل‌ها برای محیط‌های دریایی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- استیل ضدزنگ: استیل‌های ضدزنگ به دلیل داشتن مقاومت عالی در برابر خوردگی و فرسودگی یا زنگ‌زدگی از محبوب‌ترین و پرکاربردترین استیل‌ها برای محیط دریایی شناخته شده‌اند. معمولا برای ساخت این نوع استیل‌ها از ترکیباتی چون نیکل و کروم استفاده می‌کنند.
- کربن استیل: این نوع استیل‌ها از اقتصادی‌ترین ورق‌های استیل برای ساخت تجهیزات دریایی هستند. البته کربن استیل برای مقاومت بالا در برابر عوامل محیطی نیاز به روکش‌های ضدزنگ خواهد داشت. از کربن استیل‌ها معمولا برای ساخت تجهیزات در محیط‌هایی مثل دریاهای با آب شور استفاده می‌شود.
- استیل آلیاژی: استیل‌های آلیاژ از ترکیب مولیبدن، وانادیوم و کروم تشکیل می‌شوند. این ترکیبات شیمیایی تاثیر بسزایی در افزایش مقاومت ورق‌های استیل آلیاژی دارند.
- استیل مقاوم در برابر ضربه: از این نوع فولادهای ضدزنگ برای ساخت و افزایش مقاومت سازه‌های دریایی که تحت فشار و ضعیف هستند، استفاده می‌شود.
سخن پایانی
استفاده از ورق‌های استیل می‌تواند راه‌حلی برای افزایش مقاومت سازه‌های دریایی و زیردریایی و جلوگیری از تخریب آن‌ها در برابر عوامل مخربی چون رطوبت هوا در فضای ساحلی، آب دریا به دلیل وجود املاح کلرید و… باشد. امروزه از انواع ورق‌های استیل به‌خصوص ورق‌های استیل 317 و 316 برای ساخت تجهیزاتی چون سکوهای نفتی، نردبان، وسایل حمل‌ونقل دریایی به‌خصوص کشتی‌ها، مبدل‌های حرارتی برای نیروگاه‌ها، لوله‌های انتقال نفت و سیالات، حفاظ‌ها و… استفاده می‌کنند.