تفاوت ورق استیل ۳۱۰ و ۳۰۹ | مقایسه کامل فنی و کاربردی

شناخت تفاوت ورق استیل ۳۱۰ و ۳۰۹ یکی از مباحث مهمی است که برای خرید تجهیزات پرمصرف صنایع باید به آنها توجه داشت. اگرچه هر دو گرید نسوز هستند؛ اما از نظر ترکیب شیمیایی استیل و دمای کاری باهم متفاوت‌اند. در این مقاله از استیل تک به بررسی انواع ورق استیل و تفاوت گرید ۳۱۰ و ۳۰۹ می‌پردازیم.

معرفی ورق‌های استیل ۳۰۹ و ۳۱۰

برای درک تفاوت ورق استیل ۳۱۰ و ۳۰۹ باید با این گریدها آشنا شویم. این ورق‌های استیل در گروه فولادهای زنگ‌نزن آستنیتی مقاوم به حرارت قرار می‌گیرند. ساختارشان به‌گونه‌ای است که برای محیط‌هایی با دمای بالا کاربردی‌اند. از مهم‌ترین ویژگی آنها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

• ساختار آستنیتی پایدار به دلیل وجود نیکل؛
• غیر مغناطیسی بودن در حالت آنیل؛
• چقرمگی بالا حتی در دماهای پایین نسبت به فولادهای فریتی؛
• مقاومت قابل توجه در برابر اکسیداسیون در دمای بالا.

این موارد جزء شباهت‌های ورق استیل ۳۱۰ و ۳۰۹ نیز به شمار می‌روند. قبلاً در مطلبی به شرح مفصل بررسی کردیم که «ورق استیل 309 چیست؟» مطالعه این مطلب برای شناخت این گرید مفید است.

ورق استیل ۳۰۹ برای کار مداوم در دماهای بالا طراحی شده، اما برای تماس مستقیم با شعله مناسب نیست. این گرید در تجهیزاتی مانند دودکش‌ها، مبدل‌های حرارتی و بخش‌هایی از کوره‌های گازی استفاده می‌شود. ترکیب آن طوری تنظیم شده که بین مقاومت حرارتی، جوش‌پذیری و هزینه تعادل ایجاد کند.

در مقابل، استیل ۳۱۰ برای شرایط سخت‌تر و دماهای بسیار بالا ساخته شده است. درصد بالاتر کروم و نیکل باعث پایداری بیشتر ساختار در حرارت شدید و مقاومت بالاتر در برابر پوسته‌شدن اکسیدی می‌شود. به همین دلیل در قطعات در معرض شعله مستقیم و سیکل‌های حرارتی شدید انتخاب مطمئن‌تری است. برای آشنایی دقیق با این محصول مطلب ورق استیل ۳۱۰ چیست را بخوانید؛ همچنین برای کمک در انتخاب بهتر در ادامه درباره تفاوت ورق استیل ۳۱۰ و ۳۰۹ خواهیم گفت.

جدول مقایسه کامل استیل ۳۱۰ و ۳۰۹

برای خرید ورق استیل باید گریدهای مختلف را شناخت. کسب اطلاعات کافی زمانی سودمند است که درباره تفاوت‌ گریدهای مختلف بدانید. در جدول زیر به مقایسه کامل استیل ۳۰۹ و ۳۱۰ می‌پردازیم.

تفاوت ترکیب شیمیایی استیل ۳۱۰ و ۳۰۹

تفاوت ورق استیل ۳۱۰ و ۳۰۹ از دل ترکیب شیمیایی آن‌ها شروع می‌شود. هر دو آستنیتی هستند، اما میزان کروم و نیکل در ۳۱۰ بیشتر است. درصد نیکل و کروم موجود در این دو گرید به شرح زیر است:

استیل ۳۰۹ دارای حدود ۲۳ تا ۲۴ درصد کروم و ۱۲ تا ۱۵ درصد نیکل

استیل ۳۱۰ دارای حدود ۲۴ تا ۲۶ درصد کروم و ۱۹ تا ۲۲ درصد نیکل

افزایش نیکل در ۳۱۰ باعث پایداری بیشتر فاز آستنیت در دماهای بالا می‌شود. در دماهای بالا و سردوگرم شدن دائم ورق ۳۱۰ دچار ترک نشده و مقاوم است. همچنین درصد بالا کروم در آن موجب تشکیل لایه اکسید کروم متراکم و پایدار روی سطح فلز می‌شود. بااین‌اوصاف استیل ۳۱۰ در مواجهه با بخار آب و اکسیژن نیز آسیب‌پذیر نیست.

در مورد کربن، هر دو گرید در نسخه‌های کم‌کربن با پسوند S یا L عرضه می‌شوند. بنابرین برای پروژه‌هایی که جوشکاری زیاد دارند مناسب‌ترند. زیرا احتمال تشکیل کاربید کروم در مرز دانه و حساس‌شدگی را کاهش می‌دهند. در کاربردهای حرارتی همراه با جوشکاری گسترده، انتخاب 309S یا 310S تصمیم فنی بهتری است.

تفاوت مقاومت حرارتی و دمای کاری استیل ۳۰۹ و ۳۱۰

اگر بخواهیم تفاوت ورق استیل ۳۱۰ و ۳۰۹ را در یک جمله خلاصه کنیم، باید بگوییم:
۳۱۰ برای دماهای بالاتر طراحی شده است. دمای کاری پیوسته ۳۰۹ حدود ۹۰۰ تا ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد گزارش شده و دمای کاری پیوسته ۳۱۰ حدود ۱۱۰۰ تا ۱۱۵۰ درجه سانتی‌گراد است.

در سرویس‌های متناوب (خاموش و روشن شدن مکرر)، استیل ۳۱۰ پایداری بهتری نشان می‌دهد. علت این پایداری قدرت بالای تحمل شوک حرارتی، مقاومت لایه اکسیدی و مقاومت خزشی در دماهای بالا است.

 بنابراین در کوره‌هایی که تماس مستقیم با شعله وجود دارد، یا در مشعل‌ها و پیش‌گرم‌کن‌ها، انتخاب ۳۱۰ معقولانه‌تر است. اما در دودکش‌ها، کانال‌های گاز داغ و مبدل‌های حرارتی با دمای متوسط، ورق استیل ۳۰۹ کاربرد دارد.

تفاوت کاربردهای صنعتی استیل ۳۰۹ و ۳۱۰

کاربرد هر گرید باتوجه‌به شرایط عملیات متفاوت است. در جدول زیر می‌توانید تفاوت‌های کاربردی این دو ورق نسوز را بخوانید.

در بسیاری از پروژه‌های بزرگ، ترکیبی از هر دو گرید استفاده می‌شود. بخش‌های داغ‌تر از ۳۱۰ و نواحی با تنش حرارتی کمتر از ۳۰۹ ساخته می‌شوند. بدین طریق هزینه تولید کاهش یافته و ایمنی بیشتر می‌شود.

تفاوت خواص مکانیکی و عملکرد عملیاتی استیل ۳۰۹ و ۳۱۰

از نظر استحکام کششی و تسلیم، اختلاف این دو گرید چشمگیر نیست. اما استیل ۳۱۰ در دمای بالا مقاومت خزشی بهتری داشته و پایداری ریزساختار آن در دمای بسیار بالا بیشتر است.

همچنین در سیکل‌های حرارتی شدید، ترک‌های ریز حرارتی در ۳۱۰ کمتر مشاهده می‌شود. هر دو گرید غیرمغناطیسی هستند و قابلیت شکل‌دهی و جوشکاری دارند. البته در عملیات نصب برای جلوگیری از تاب‌برداشتگی باید درز انبساط و تلرانس مناسب را در نظر داشت.

تفاوت قیمت و دسترسی در بازار استیل ۳۰۹ و ۳۱۰

قیمت ورق‌های استیل نسوز به دو عامل مهم ترکیبات گرید و بازار جهانی وابسته است. ازآنجایی‌که مقدار نیکل موجود در ۳۱۰ بیشتر است، قیمت آن نیز در مقایسه با ۳۰۹ گران‌تر است. البته برای بررسی قیمت باید عواملی مانند حمل‌ونقل و هزینه‌های جانبی برش و… را نیز در نظر داشت.

توصیه می‌کنیم برای خرید تجهیزات صنعتی جای تمرکز بر قیمت، مواردی مانند کیفیت و کاربردی بودن محصولات را مدنظر قرار دهید. چنانچه برای خرید ورق‌های نسوز از استیل تک اقدام کنید، نگرانی از این بابت نخواهید داشت.

جمع‌بندی

 در این مطلب گفتیم که تفاوت ورق استیل ۳۱۰ و ۳۰۹ در ظاهر به چند درصد اختلاف کروم و نیکل خلاصه می‌شود. اما در عمل این اختلاف مستقیماً روی رفتار آلیاژ در دمای بالا اثر دارد. استیل ۳۰۹ برای شرایط دمایی بالا با تنش کنترل‌شده طراحی شده است. در مقابل، استیل ۳۱۰ به دلیل درصد بیشتر نیکل و کروم، در دماهای بالا مانند تماس با شعله مستقیم و اتمسفرهای اکسید کننده پایدار است.

انتخاب بین این دو گرید نباید صرفاً بر اساس قیمت انجام شود. دمای واقعی کار، نوع گاز محیط، تعداد سیکل‌های حرارتی و میزان جوشکاری، همگی در تصمیم نهایی نقش دارند. حال می‌توانید با خیالی آسوده و آگاهی کامل برای خرید گرید دلخواه‌تان اقدام کنید.