استنلس استیل که با نام ورق استیل یا استیل ضدزنگ نیز شناخته می‌شود، با داشتن ۱۲% کروم مقاومت زیادی در برابر زنگ‌زدگی از خود نشان می‌دهد. از ویژگی‌های ورق استیل می‌توان به مقاومت بالای آن در برابر حرارت اشاره کرد. دوام و عمر زیاد استیل و قابلیت جوشکاری و همچنین امکان شکل‌دهی آن موجب شده تا در صنایع مختلف کاربردهای زیادی داشته باشد. علاوه‌بر آن با داشتن ویژگی‌هایی همچون بهداشتی بودن و خاصیت ضدعفونی‌کنندگی و استحکام و دوام بالا، مقاومت در برابر اکسید شدن و خوردگی و… با وجود هزینه زیاد، ورق استیل همچنان در سیستم تهویه مطبوع و هواساز و مبدل به وفور کاربرد دارد.
هواساز و تهویه مطبوع
تهویه مطبوع با کنترل سرما و گرمای محیط و همچنین تنظیم رطوبت از طریق خشک کردن و ایجاد رطوبت، در ایجاد هوای سالم و پاک نقش بسیار مهمی را ایفا می‌کند. از ورق استیل با ویژگی‌های منحصر‌به‌فردی که داشته در رگولاتورها، داکت‌ها و کانال‌های هوا و سایر قسمت‌های سیستم تهویه مطبوع مورد استفاده قرار می‌گیرد. از فلزات و آلیاژهایی مانند فولاد، آلومینیوم، ورق استیل و گریدهای آن و همچنین مس در ساخت سیستم تهویه استفاده می‌شود. از بین این عناصر ورق استیل و مس در عملکرد سیستم سرمایشی و گرمایشی کاربرد بیشتری دارند.
اجزای هواسازها یا سیستم تهویه مطبوع
سیستم تهویه مطبوع از اجزای سازنده‌ای تشکیل شده که این قطعات با همکاری هم بر عملکرد صحیح تهویه مطبوع تاثیرگذار هستند. اواپراتور، کمپرسور و شیر انبساط از مهم‌ترین اجزای یک سیستم تهویه مطبوع محسوب می‌شوند.
اواپراتور: یکی از اجزای تهویه مطبوع اپراتور است که به‌عنوان یک مبدل حرارتی عمل می‌کند. در این قطعه یک سیال سرد یا گاز مبرد ویژه‌ای وجود دارد که در اثر ورود هوای گرم به این مبدل، هوا خنک و سرد شده و به محیط بازمی‌گردد. وجود فن در این قطعه سبب می‌گردد تا هوای خنک شده در محیط پخش و پراکنده شود.
کمپرسور: در بخش کمپرسور سیستم تهویه مطبوع که بسیار گرم است؛ این تجهیز سیال را با فشار زیاد به سمت کندانسور هدایت می‌کند.
کندانسور: در کندانسور مبرد از حالت گاز به مایع تبدیل می‌شود.
شیر انبساط: این بخش که در بین اواپراتور و کمپرسور قرار داشته، وظیفه کنترل مقدار مایع وارد شده به اپراتور را برعهده دارد. گاز مبرد وارد شده به اواپراتور به‌دلیل افت زیاد به گاز تبدیل می‌شود.
در مجموع در این روند از اواپراتور، سیال گرم خارج شده و مجدداً طی مراحلی با سرعت زیاد سرد می‌شود. سرما و گرمای موجود در عملکرد صحیح تهویه مطبوع، نیازمند لوله‌هایی از جنس استیل است که با وجود تبدیل گرما و سرما و تغییر حالت گاز به مایع، کاملاً مقاوم باشد.
گریدهای استیل مورد استفاده در ساخت هواساز
انواع گریدهای ورق استیل با خواص و عناصر متفاوتی در صنعت تولید می‌شوند که همه آن‌ها با وجود تفاوت در عناصر به‌کار رفته‌اند که البته از ویژگی‌های خوبی برخوردار هستند. گریدهای ۲۰۰،۳۰۰، ۳۰۱،۳۰۲،استیل ۳۰۴، ۳۰۵، ۳۰۸، ۳۰۹، استیل ۳۱۰، استیل ۳۱۶ و… از جمله گریدهای ورق استیل به‌شمار می‌روند. در این میان گریدهای ۳۰۴ و ۳۱۶ بیشترین استفاده را در ساخت سیستم تهویه مطبوع و هواساز دارند.
گرید ۳۰۴ در برابر خوردگی و اکسیدشدگی مقاومت بالایی دارد. از این گرید در صنعت برای تولید لوازم پزشکی و بهداشتی، آشپزخانه و ساختمان‌سازی و… استفاده می‌شود. گرید ۳۱۶ نیز در برابر خوردگی و خورندگی مقاومت بالایی از خود نشان می‌دهد. مقاومت گرید ۳۱۶ در برابر مواد کلریدی از گرید ۳۰۴ بیشتر است. مقدار مولیبدن موجود علاوه‌بر نیکل و کروم، موجب شده تا گرید ۳۱۶ در برابر ترک‌خوردگی مقاوم باشد.
کاربرد استیل در تهویه مطبوع
در سیستم سرمایشی و گرمایشی رطوبت، گاز و سیالات و همچنین دمای هوا بسیار زیاد است. به همین دلیل در صنعت برای ساخت تهویه مطبوع از قطعاتی از جنس استیل استفاده می‌کنند؛ زیرا نسبت به رطوبت و دمای بالا بسیار مقاوم بوده این ورق استیل در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی دوام و مقاومت زیادی دارد. از ویژگی‌هایی که موجب شده تا استیل را برای ساخت تهویه مطبوع انتخاب کنند می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.
- استحکام بالا
- قابلیت بازیافت
- طول عمر و دوام بالا
- مقاومت در برابر خوردگی
- قابلیت شکل‌دهی و شکل‌پذیری
- مقاومت در برابر تنش‌های حرارتی
مهم ترین کاربرد استیل در تهویه مطبوع
یکی از مهم‌ترین کاربردهای ورق استیل، ساخت تهویه مطبوع و هواساز است. از هواساز علاوه‌بر ایجاد هوای پاک در منازل، بیمارستان، آزمایشگاه، صنایع مختلف، در ساخت اتاق تمیز نیز استفاده می‌شود. اتاق تمیز یا cleanroom به اتاقی گفته می‌شود که میزان آلودگی‌های میکروبی و گردوغبار در آن به صفر رسیده یا ناچیز است. این اتاق بهداشتی بوده و برای انجام تحقیقات علمی و آزمایش و پژوهش تعبیه شده است.
علاوه‌بر آن تحقیقات آزمایشگاهی و داروسازی که به آلودگی حساس هستند، در اتاق تمیز انجام می‌گیرند. انجام این فعالیت‌ها در اتاق تمیز که از سیستم تهویه مطبوع پاک برای آن استفاده شده، مرهون وجود ورق استیل استنلس بوده؛ به این دلیل که استیل از قابلیت ضدعفونی‌کنندگی و استریل کردن برخوردار است.
استیل و مبدل حرارتی
مبدل حرارتی قطعه یا سیستمی در تهویه مطبوع و هواساز است که وظیفه انتقال حرارت به سیالات را برعهده دارد. در سیستم سرمایشی و گرمایشی، دیواره‌ای از جنس ورق استیل وجود دارد که مانع از اختلاط سیالات می‌شود. مبدل حرارتی نه‌تنها در سیستم تهویه مطبوع کاربرد داشته، بلکه در سیستم‌های برودتی دیگر مانند یخچال، نیروگاه، کارخانه مواد شیمیایی، پالایشگاه نفت، تصفیه فاضلاب و… نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. از جمله مبدل‌های حرارتی می‌توان موتور احتراق را نام برد. در این سیستم سیالی وجود دارد که با حرکت خود در مسیر سیم‌پیچ‌های رادیاتور و با جریان هوا موجب خنک کردن موتور خودرو می‌گردد.
همچنین هیت سینک نیز یک نوع مبدل حرارتی غیرفعال است که با وارد کردن نیروی الکتریکی یا مکانیکی به سیالات و عبور جریان هوا منجر به خنک شدن سیالات می‌شود. براساس نوع جریان در سیالات، مبدل‌های حرارتی به ۳ دسته تقسیم می‌شوند که در زیر به آن‌ها پرداخته شده است.
مبدل جریان موازی: در این نوع مبدل، دو سیال به موازات هم حرکت کرده و در یک انتها وارد مبدل می‌شوند. پس از آن به‌طور موازی در طول مسیر مبدل حرکت می‌کنند.
مبدل جریان مخالف: در این نوع مبدل دو سیال با دمای متفاوت که یکی سرد و دیگری گرم است، از دو جهت مخالف وارد مبدل می‌شوند و همچنین در خلاف جهت یکدیگر در مسیر مبدل حرکت می‌کنند.
مبدل جریان متقاطع: در این نوع مبدل که نسبت به دو نوع دیگر بهتر است، در طول جریان اختلاف دمای آن بیشتر خواهد بود. در مبدل متقاطع، گرمای زیادی بین دو سیال منتقل می‌شود. جهت حرکت سیالات در این مبدل به‌صورت عمود برهم است. در این نوع سیالات به‌دلیل وجود دمای زیاد، خاصیت خورندگی زیادی نیز در مبدل وجود دارد. ورق استیل با خاصیت ضدخوردگی و مقاومت زیاد در برابر حرارت، انتخاب خوبی برای ساخت دیواره‌ای است که مانع از اختلاط سیالات می‌شود. از بین گریدهای استیل، گریدهای ۳۰۹ و ۳۱۰ برای ساخت مبدل حرارتی بسیار مناسب هستند. معمولاً در مبدل‌های حرارتی دو سیال که یکی گرم و دیگری سرد بوده، بدون این‌که با یکدیگر در تماس باشند، تبادل حرارتی را انجام می‌دهند.
سیال سرد گرما را از سیال گرم گرفته و دمای آن افزایش می‌دهد و سیال گرم با از دست دادن گرما و انتقال آن، سرد می‌شود. در این حالت گرما و سرمای به‌دست آمده کاملاً برابر است. به‌عنوان مثال رادیاتور از این قاعده پیروی می‌کند. آب به‌عنوان سیال گرم در رادیاتور گرمای خود را به محیط سرد داده و ضمن گرم کردن محیط، خود سرد می‌شود و این چرخه همچنان ادامه دارد. ساخت مبدل‌های حرارتی به گونه‌ای انجام گرفته که مقاومت جریان سیالات در داخل مبدل کاهش یابد؛ از طرفی موجب می‌گردد تا سطوح بین سیالات افزایش پیدا کند. علاوه‌بر آن با قرار دادن پره‌ها یا موج‌هایی درون سیالات، می‌توان بازدهی و عملکرد مبدل را تغییر داد.
همچنین با انجام این ترفندها می‌توان شاهد افزایش سطوح مشترک بین سیالات و سرعت تلاطم نیز بود. ساده‌ترین و پرکاربردترین مبدل‌های حرارتی، مبدل‌های دو لوله‌ای هستند که هم از نظر قیمت ارزان‌تر بوده و هم تعمیر و نگهداری آن‌ها بسیار ساده و بی‌دردسر است؛ اما استفاده از این نوع مبدل، نیاز به فضای زیادی دارد، ضمن این‌که از راندمان بسیار پایینی نیز برخوردار است. از مبدل‌های حرارتی برای آموزش طراحی آن‌ها نیز استفاده می‌شود. در ساخت این نوع مبدل‌ها تمامی استانداردهای مربوطه رعایت شده‌اند. نوع جریان سیالات و ساختار آن در یک مبدل حرارتی بر طبق فاکتورهای زیر تعیین می‌شود.
- اندازه‌های مبدل
- مشخصات سیالات در سیستم
- دما و فشار وارد شده در سیستم
- مقدار نشتی مجاز سیستم مبدل
- رطوبت و شرایط آب‌و‌هوایی محل
- خورندگی، جرم و سازگار بودن سیالات با دیواره‌های آن یا سایر قسمت‌ها
عوامل موثر بر قیمت ورق استیل
قیمت ورق استیل در بازار متغیر است. عوامل و فاکتورهایی بسیاری بر قیمت ورق استیل تاثیرگذار هستند. از جمله این عوامل می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.
قیمت نیکل: نیکل یکی از مهم‌ترین عناصر به‌کار رفته در ورق استیل است؛ بنابراین قیمت نیکل می‌تواند یکی از عوامل تعیین‌کننده قیمت ورق استیل باشد. با افرایش قیمت نیکل، به‌طور قطع قیمت ورق استیل نیز افزایش خواهد یافت.
میزان عرضه و تقاضا: اگر مقدار ورق استیل تولید شده بیشتر از نیاز باشد، قیمت استیل کاهش یافته و اگر میزان تولید کمتر از تقاضا باشد، قیمت با افزایش روبه‌رو خواهد شد.
از سوی دیگر مسائل سیاسی و اقتصادی، نوسانات ارز، میزان تعرفه، ضخامت ورق، خواص مکانیکی، مقاومت‌های آن، میزان عناصر به‌کار رفته و… نیز بر قیمت استیل تاثیرگذار هستند.
ویژگی ها و خواص ورق استیل 316
ورق استیل 316 با کاربردهای بسیاری خود، دارای ویژگی‌های خاصی نیز است که در زیر بیان شده‌اند.
- مقاومت در برابر خوردگی حتی در محیط‌های آبی
- مقاومت در برابر حرارت و اکسید شدن
- قابل استفاده در محیط‌های سرد و گرم
- برخورداری از قابلیت ماشین‌کاری یا برش دادن
- دارای قابلیت جوشکاری
سخن پایانی
یکی از پرکاربردترین و پرمصرف‌ترین فلزات در صنعت، ورق استیل است. مقاومت در برابر خوردگی و خورندگی، استحکام بالا، شکل‌پذیری، مقاومت در برابر حرارت و… از جمله ویژگی‌های ویژه استیل استنلس هستند. از استیل در مبدل‌های حرارتی و سیستم سرمایشی و گرمایشی، رادیاتور، شوفاژ و… به‌دلیل مقاومت زیاد ورق استیل در برابر تغییرات دمایی زیاد و خوردگی، استفاده می‌شود. تهویه مطبوع از اجزای متفاوتی مانند اواپراتور، کمپرسور، کندانسور و شیر انبساط تشکیل شده است. سیال در هر بخش از تهویه مطبوع دچار تغییراتی می‌شود؛ اما به‌طور کلی این سیال پس از ورود به اواپراتور گرم شده و پس از آن با مایع شدن گاز، مجدداً سرد خواهد شد و این روند به‌طور مداوم تکرار می‌شود.