دسترسی سریع به محتوای این مطلب
تفاوت ورق استیل 310 و 309 موضوعی کلیدی برای انتخاب درست در پروژه های حرارتی و صنعتی است. در نگاه ساده، هر دو از خانواده ورق استیل نسوز هستند، اما ترکیبات شیمیایی استیل و دمای کاری ورق استیل در این دو گرید فرق دارد. برای شروع خرید، فقط مشخصات فنی ورق استیل مهم نیست؛ بازار هم مهم است. تغییرات هزینه کل معمولاً به بهای مواد پایه گره می خورد، برای همین رصد دوره ای قیمت آهن کمک می کند دید واقع بینانه تری از بودجه داشته باشید و تصمیم های خرید عجولانه نگیرید.
این مقاله بر اساس استاندارد های ورق استیل و داده های عمومی تولیدکنندگان نوشته شده تا تصویر روشنی از مقاومت در برابر حرارت، خواص فیزیکی ورق استیل، کاربرد ورق استیل و تفاوت های قیمتی ارائه بدهد. در اجرا، علاوه بر قیمت ورق باید هزینه پوشش، برش، خم و حمل و نقل هم در نظر گرفته شود. در این مقاله به طور کامل به تفاوت ورق استیل نسوز 310 و 309 می پردازیم. تعریف ساده ای از هر دو گرید می آوریم و تفاوت ها را از نظر ترکیبات، روش تولید ورق استیل، استاندارد، دمای کاری و حوزه مصرف بیان می کنیم تا بتوانید انتخابی مطمئن و اقتصادی داشته باشید و سردرگم نشوید.
برای روشن شدن تفاوت ورق استیل 310 و 309 ابتدا به ترکیب آن ها نگاه می کنیم. استیل 310 معمولاً نیکل و کروم بیشتری دارد و در دمای بالاتر پایدارتر می ماند.
برای مقایسه سریع، قبل از ورود به جزئیات، به یاد داشته باشید که ضخامت و چگالی روی رفتار مکانیکی اثر می گذارند و رجوع به منابعی مثل جدول وزن ورق به برآورد صحیح وزن و هزینه حمل کمک می کند. جدول زیر، تفاوت های کلیدی این دو ورق را نشان می دهد. یادآوری: اعداد جدول تقریبی و رایج در برگه های فنی هستند و بسته به برند کمی فرق دارند.
| شاخص | استیل 309 | استیل 310 |
| خانواده | آستنیتی، مقاوم به حرارت | آستنیتی، مقاوم به حرارت |
| کروم (تقریبی) | ~23–24% | ~24–26% |
| نیکل (تقریبی) | ~12–15% | ~19–22% |
| کربن (نسخه L) | کم | کم |
| دمای کاری پایداری اکسیداسیون | حدود 1000°C | حدود 1100–1150°C |
| شوک حرارتی | متوسط | بهتر |
| کاربرد شاخص | دودکش، مبدل های متوسط دما | کوره، مشعل، قطعات دما-خیلی-بالا |
علاوه بر مشخصات فنی و کاربردها، شرایط بازار نیز مهم است؛ دسترسی و برند روی قیمت تمام شده اثر مستقیم دارد، به‌همین دلیل مقایسه و به روزرسانی مداوم قیمت ورق استیل در کنار موارد ذکر شده، تصویر واقع بینانه تری از سبد خرید می دهد.
تفاوت ورق استیل نسوز ۳۱۰ و ۳۰۹ از لحاظ ترکیبات شیمیایی ریشه بسیاری از اختلاف های کارکردی این دو گرید است. هر دو آستنیتی هستند و کربن کم تا متوسط دارند، اما مقدار کروم و نیکل در ۳۱۰ بالاتر است و همین ویژگی باعث ایجاد مقاومت بیشتر در برابر حرارت می شود. این تفاوت ترکیب روی پوسته اکسیدی، پایداری در دمای بالا و رفتار جوش نیز اثر می گذارد.
مقاومت در برابر اکسیداسیون:
افزایش کروم، لایه نازک محافظ اکسید را پایدارتر می کند. در استیل ۳۱۰ به دلیل کروم و نیکل بیشتر، پوسته اکسیدی دیرتر جدا می شود و در چرخه های گرم و سرد دوام بالاتری می دهد. این یعنی در دمای بسیار بالا، سطح دیرتر پوسته می کند و عمر قطعه بیشتر است. در محیط های دارای بخار و اکسیژن، این مزیت بیشتر دیده می شود.
تفاوت در میزان کربن:
نسخه های حاوی کربن پایین (L)، جوش پذیری بهتر و خطر کربیدزایی کمتر دارند. در هر دو گرید می توان حالت L را دید، اما در پروژه های دارای جوش کاری زیاد، ۳۱۰L و ۳۰۹L انتخاب محتاطانه تری هستند. کربن بیشتر، سختی را بالا می برد اما ریسک حساس شدن در مرز دانه را هم بیشتر می کند.
میزان کروم و نیکل در ترکیبات:
به طور معمول ورق ۳۰۹ حدود ۲۳ الی۲۴ درصد کروم و ۱۲ الی ۱۵ درصد نیکل دارد، در حالی که ۳۱۰ حدود ۲۴ الی ۲۶ درصد کروم و ۱۹ الی ۲۲ درصد نیکل دارد. این افزایش نیکل، ساختار آستنیتی پایدارتر می دهد و تحمل شوک حرارتی را بهتر می کند. وجود عناصر جزئی مانند سیلیسیم نیز به پایداری پوسته کمک می کند.
نکته ساده: اگر پروژه شما جوش زیادی دارد و قرار است بعداً در دمای بالا کار کند، حالت های کم کربن خیالتان را راحت تر می کند. همچنین همیشه برگه آنالیز ذوب را ببینید تا مطمئن شوید عناصر در محدوده استاندارد هستند.
تفاوت ورق استیل ۳۱۰ و ۳۰۹ از لحاظ خواص فیزیکی کم است، چون هر دو آستنیتی هستند؛ با این حال، اختلاف جزئی در ترکیب باعث تفاوت های کوچک می شود. ضریب انبساط حرارتی هر دو نسبتاً بالاست، اما ۳۱۰ در چرخه های دمایی شدید پایداری بهتری نشان می دهد. این موضوع در قطعات بلند یا اتصالات ثابت اهمیت دارد و نیاز به درز انبساط یا طراحی نصب شناور را یادآوری می کند.
از نظر رسانایی حرارتی، هر دو پایین تر از فولاد ساده کربنی هستند، که برای نگهداری حرارت در کوره ها مفید است. مدول الاستیسیته (میزان شکل پذیری) آن ها هم تقریبا مشابه است، اما مقاومت خزشی ۳۱۰ در دمای خیلی بالا کمی بهتر گزارش می شود. چقرمگی ضربه ای در دمای محیط خوب است و در سرما نیز نسبت به فولادهای فریتی پایدارتر می ماند. اگر قطعه در معرض گرم و سرد شدن سریع است، از اتصالات نرم تر یا فاصله گذار استفاده کنید تا تنش جمع نشود. همچنین هنگام مونتاژ، قطعات را صاف و تراز قرار دهید تا از ایجاد فشار بر روی یک نقطه جلوگیری شود.
تفاوت ورق استیل 310 و 309 در استانداردهای ساخت بیشتر به شناسه های مواد و شکل های عرضه بر می گردد. در استانداردهای ورق معمولاً ASTM A240 یا EN 10088 مرجع است و شناسه های UNS شامل S30908/S30909 و S31008/S31009 هستند. این کدها روی فاکتور و گواهی تست درج می شود و نشان می دهد ورق مطابق با کدام مرجع تولید شده است. ورق استیل صنعتی در این گریدها به صورت کویل و شیت در ضخامت های گوناگون عرضه می شود. مشخصات فنی ورق استیل شامل آنالیز، گواهی تست و نتایج مکانیکی است که باید همراه محموله باشد.
پرداخت سطحی می تواند اسیدشویی، براش، یا براق باشد که روی ظاهر و تمیزی اثر دارد. در سفارش، ابعاد، ضخامت، رواداری و نوع سطح را روشن بنویسید. شماره ذوب (Heat No.) روی بسته ها برای ردیابی مهم است. اگر پروژه ممیزی دارد، گواهی آزمون مانند تست نمک پاشی یا آنالیز شیمیایی را درخواست کنید. همچنین اگر قطعه در تماس با غذاست، مستندات سازگاری با بهداشت را بررسی کنید. اگر پروژه بین المللی است، معادل های استاندارد را کنار هم بنویسید تا جایگزینی ساده باشد. برای جلوگیری از اشتباه، کد گرید، وضعیت سطح و ضخامت را در سفارش تکرار کنید. چک لیست پذیرش:
تفاوت استیل 310 و 309 از نظر دمای کاری روشن است: ۳۰۹ برای دماهای بالا تا حدود ۱۰۰۰ درجه مناسب است، در حالی که ۳۱۰ می تواند تا حدود ۱۱۰۰–۱۱۵۰ درجه در اکسیداسیون پایدارتر بماند. این اعداد تقریبی اند و به جو گاز، سرعت جریان و شوک حرارتی بستگی دارند. هرچه اکسیژن و بخار بیشتر باشد، نقش کروم بالاتر در ۳۱۰ پررنگ تر می شود.
اگر کوره سوخت فسیلی با اکسیداسیون شدید دارید، ۳۱۰ انتخاب ایمن تری است. برای دودکش ها و مبدل های دمای متوسط، ۳۰۹ اقتصادی تر است و نیاز را برآورده می کند. در هر دو حالت، طراحی نصب باید انبساط حرارتی را ببیند تا تاب برندارد یا جوش ها دچار تنش نشوند.
برای کارکرد طولانی، علاوه بر عدد دما، مدت زمان در دمای اوج و تعداد دفعات خاموش/روشن شدن را یادداشت کنید. چرخه های زیاد می تواند به خستگی حرارتی منجر شود. در تنش های موضعی، شکل دهی نرم و شعاع گوشه مناسب کمک می کند ترک های ریز شکل نگیرد. در قطعاتی که یک سمت داغ تر از سمت دیگر است، اختلاف دما باعث خمشدگی می شود. با انتخاب ضخامت مناسب و نصب با لقی کنترل شده، این اثر مدیریت می شود. عایق کاری درست نیز به کاهش تنش های حرارتی کمک می کند. اگر حسگر دما نصب می کنید، ثبت داده های واقعی به شما کمک می کند گرید مناسب را با عدد و رقم انتخاب کنید. در توقف های اضطراری، خنک کردن ناگهانی می تواند تنش زیادی بسازد. برنامه خاموشی کنترل شده و خنک سازی تدریجی، عمر ورق را بالا می برد.
تفاوت ورق استیل 310 و 309 از لحاظ کاربرد از همان دمای کاری و مقاومت در برابر حرارت می آید. ۳۰۹ در دودکش ها، محفظه های احتراق متوسط دما و قطعات تماس با گازهای داغ به خوبی جواب می دهد. ۳۱۰ در مشعل، لوله های کوره، توری های دمای بسیار بالا و قطعاتی که تماس مستقیم با شعله دارند بهتر است. در پروژه های بازسازی، ترکیب این دو نیز رایج است؛ بخش های داغ تر با ۳۱۰ و سایر بخش ها با ۳۰۹.
در صنایع شیمیایی، هر دو بسته به سیال و دما کاربرد دارند. برای خطوطی که خوردگی گوگردی یا نیتریداسیون مطرح است، بررسی دقیق سازگاری لازم است. در صنایع غذایی، تمیزی سطح و قابلیت شست و شو مهم است و انتخاب پرداخت مناسب به نظافت کمک می کند.
در نیروگاه و پتروشیمی، در نواحی پیش گرم و مسیر گازهای داغ، این گریدها بسیار دیده می شوند. در سکوهای ساحلی، رطوبت و نمک هوا پررنگ است و معمولاً ۳۱۰ انتخاب امن تری است. همیشه کنار انتخاب گرید، طرح نگهداری و بازرسی دوره ای را هم بنویسید. در کوره نانوایی یا سفال، انتخاب درست گرید باعث می شود صفحه ها تاب برندارند و عمرشان زیاد شود. در کارخانه های بازیافت، تماس با گازهای داغ و خورنده وجود دارد و ۳۱۰ بیشتر به کار می آید. در صنایع شیشه و سرامیک هم این گریدها کاربرد دارند؛ چون تغییرات دما زیاد است و ورق باید پایدار بماند.
تفاوت ورق استیل نسوز ۳۱۰ و ۳۰۹ در روش تولید زیاد نیست و مسیر کلی یکی است. ریخته گری، نورد گرم، اسیدشویی و نورد سرد برای رسیدن به ضخامت نهایی انجام می شود. در پایان معمولاً آنیل انجام می شود تا تنش ها آزاد شود و شکل پذیری بهتر گردد.
تفاوت اصلی، کنترل دقیق ترکیبات و دمای عملیات حرارتی است تا ساختار آستنیتی پایدار شود. در گرید ۳۱۰ به علت نیکل بالاتر، کنترل دمایی حساس تر است تا بافت یکنواخت بماند. در خط تولید، آزمون آنالیز ذوب و کنترل ضخامت در چند ایستگاه انجام می شود تا مشخصات در محدوده باقی بماند.
در کارخانه، صاف بودن کویل و یکنواختی ضخامت اهمیت دارد تا در برش لیزر یا گیوتین، لبه ها تمیز درآید. سطح باید عاری از خط و خال باشد؛ چون در سرویس داغ، ناپیوستگی سطحی می تواند نقطه شروع پوسته ایجاد کند. پس از نورد سرد، آنیل کنترل شده باعث یکنواختی دانه و شکل پذیری بهتر می شود. اگر سطح نهایی باید تمیز بماند، ورق با کاغذ محافظ یا فیلم بسته بندی می شود تا خط و خش در حمل ایجاد نشود. لبه برش ها نیز باید بدون پلیسه باشد تا در مونتاژ سریع، مشکلی پیش نیاید. در سفارش های حساس، نمونه گیری از هر کویل و ثبت نتایج آزمایش، کیفیت یکنواخت را تضمین می کند. مانیتورینگ تختی ورق پیش از برش، دوباره کاری را کم می کند. کنترل رطوبت انبار نیز مهم است تا زنگ سطحی به ویژه در حمل و نقل روی کویل ننشیند.
تفاوت ورق استیل 310 و 309 از نظر قیمت معمولاً به ترکیب و بازار بستگی دارد. از آنجایی که قیمت ورق استیل وابسته به بازار جهانی نیکل است، ورق 310 به دلیل نیکل بالاتر، اغلب گران تر از 309 است. اما عرضه، برند و هزینه تبدیل نیز اثرگذار است. هزینه های جانبی مانند برش، خم و حمل و نقل را هم باید در برآورد دید. برای تصمیم درست، به جای آن که فقط بر روی قیمت تمرکز کنید، بهتر است هزینه چرخه عمر را بسنجید. اگر ۳۱۰ عمر بیشتر در دمای خیلی بالا بدهد، گاهی قیمت بالاتر توجیه می شود. مقایسه چند تأمین کننده و بررسی گواهی کیفیت، خطر خرید نامناسب را کم می کند.
برای کنترل هزینه، زمان خرید را با پروژه هماهنگ کنید؛ خرید خارج از پیک مصرف صنعتی گاهی تخفیف می آورد. اگر ضخامت خاص یا عرض سفارشی می خواهید، زمان تحویل و قیمت بیشتر می شود. مقایسه چند نقل قول و توجه به هزینه حمل تا محل پروژه تصویر کامل تری می دهد. گاهی خرید کویل و برش در محل، نسبت به خرید شیت آماده ارزان تر درمی آید؛ این را با تأمین کننده چک کنید. همچنین قرارداد قیمت گذاری شناور بر پایه شاخص نیکل می تواند ریسک نوسان بازار را کم کند. بررسی ابعاد استاندارد بازار و تطبیق طراحی با آن ها، دورریز را کم و قیمت تمام شده را پایین می آورد. برش بهینه دورریز را کاهش می دهد و هزینه نهایی را پایین می آورد.
نکات مهم در انتخاب ورق استیل 310 و 309 ساده است: ابتدا دمای کاری واقعی، جو گاز و شوک حرارتی را بنویسید. اگر دما خیلی بالا و اکسیداسیون شدید است، ۳۱۰ امن تر است؛ اگر دما متوسط است، ۳۰۹ اقتصادی تر است. در کاربردی که نیاز به تماس با شعله دارد، ۳۱۰ اولویت دارد. سپس به استاندارد، ضخامت، نوع سطح و قابلیت جوشکاری نگاه کنید. برای جوش زیاد، نسخه L با کربن پایین انتخاب بهتری است. در پایان، موجودی بازار و زمان تحویل را هم چک کنید تا پروژه معطل نشود.
اگر قطعه نیاز به شکل دهی زیاد دارد، نمونه کوچک را خم یا کشش بدهید تا مطمئن شوید ترک نمی خورد. برای پیچ و مهره های در تماس با دمای بالا، جنس مناسب را هماهنگ کنید تا اختلاف انبساط مشکل ساز نشود. در پایان، یک چک لیست ساده بسازید و هر خرید را با آن تطبیق دهید. اگر محیط شما خورنده شیمیایی است، فهرست مواد شیمیایی و دما را یادداشت کنید و با جدول سازگاری مواد تطبیق دهید.
برای تعمیرات آینده، دسترسی به همان گرید و ضخامت را بررسی کنید تا یکسان سازی ساده باشد. برای کاهش ریسک، یک جدول ساده تصمیم بسازید: دما، محیط، بودجه، زمان تحویل و نتیجه انتخاب. این کار گروه فنی و خرید را هم نظر می کند. در پروژه های تکراری، تجربه گذشته بهترین و سریع تر راهنمای واقعی است. اگر زمان تحویل مهم است، قبل از طراحی نهایی از تأمین کننده درباره موجودی واقعی هر دو گرید بپرسید.
کدام ورق استیل بهتر است؟ 310 یا 309؟ پاسخ کوتاه: بستگی دارد. اگر بالاترین مقاومت در برابر حرارت و اکسیداسیون می خواهید، ۳۱۰ انتخابی معقول و مناسب است. اگر بودجه مهم تر است و دما کمتر است، ۳۰۹ منطقی تر است. در بسیاری از پروژه ها ترکیبی کار می کنند؛ برای قسمت های خیلی داغ ۳۱۰ و برای سایر قسمت ها از ۳۰۹ استفاده می کنند.
به زبان ساده، ۳۱۰ برای کوره های داغ و دماهای بسیار بالا و ۳۰۹ برای دماهای تقریبا بالا استفاده می شوند. برای انتخاب نهایی، داده واقعی پروژه را مبنا بگذارید، نه فقط نام گرید. تهیه یک نمونه و تست دمایی کوتاه، خیال شما را راحت تر می کند.
یادتان باشد که هر دو گرید در گروه ورق استیل نسوز قرار می گیرند و اگر طراحی درست باشد، هر دو سال ها کارایی خواهند داشت. بنابراین به جای بحث بهتر و بدتر باید به این نکته توجه کنید که کدام یک با شرایط شما هم خوانی بیشتری دارد. این نگاه واقع گرا هزینه را کنترل و دوام را بیشتر می کند. اگر هنوز مردد هستید، هزینه یک خرابی ناخواسته را با تفاوت قیمت دو گرید مقایسه کنید. گاهی پرداخت کمی بیشتر امروز، از توقف تولید و هزینه بزرگ فردا جلوگیری می کند. در نهایت، هر دو گرید قابل اعتمادند؛ فقط جای درستشان فرق دارد. با سنجش شرایط واقعی به نتیجه ای می رسید که هم فنی درست است و هم اقتصادی.
جمع بندی
تفاوت ورق استیل نسوز 310 و 309 بیشتر از هر چیز به مقدار نیکل و کروم و در نتیجه به مقاومت در برابر حرارت و اکسیداسیون بر می گردد. ۳۱۰ با نیکل و کروم بالاتر، در دمای بسیار بالا پایدارتر است و برای کوره ها و شعله مستقیم مناسب تر به نظر می رسد؛ ۳۰۹ در بسیاری از کاربردهای دمای بالا جواب می دهد و از نظر قیمت معمولاً به صرفه تر است. برای انتخاب درست، شرایط واقعی سرویس را دقیق بنویسید: دما، نوع جو، چرخه های خاموش/روشن و نیاز به جوش. سپس استاندارد و گواهی آنالیز را بررسی کنید و وزن، ابعاد و تلرانس را با طراحی هماهنگ کنید.
در نهایت، به جای تمرکز صرف بر قیمت، هزینه چرخه عمر، توقف تولید و موجودی بازار را هم وارد محاسبه کنید. اگر ابهام دارید، از تأمین کننده بخواهید یک برگه داده و نمونه کوچک بدهد. اگر پروژه تازه شروع شده و زمان دارید، یک قطعه نمونه را در شرایط واقعی داغ کنید و تغییر شکل یا پوسته شدن را ببینید. این کار ساده، تصمیم شما را روشن می کند، جلوی هزینه های پنهان را می گیرد، هماهنگی بین طراحی و خرید را بیشتر می کند و زمان تحویل را کوتاه می سازد. در کل، ریسک توقف تولید کم می شود و کیفیت خروجی بسیار یکنواخت تر خواهد بود.
سوالات متداول
۳۱۰ معمولاً کروم و نیکل بیشتری نسبت به ۳۰۹ دارد (ورق ۳۰۹ حدود ۲۳ الی۲۴ درصد کروم و ۱۲ الی ۱۵ درصد نیکل دارد، در حالی که ۳۱۰ حدود ۲۴ الی ۲۶ درصد کروم و ۱۹ الی ۲۲ درصد نیکل دارد). این تفاوت ترکیب، ساختار آستنیتی پایدارتر و مقاومت بهتر در دمای بسیار بالا به ۳۱۰ می دهد.
به دلیل کروم/نیکل بالاتر، ۳۱۰ پوسته اکسیدی پایدارتر می سازد و در دماهای خیلی بالا دیرتر پوسته می کند. در نتیجه برای شعله مستقیم یا اکسیداسیون شدید مناسب تر است.
بسته به جو و طراحی، ۳۰۹ معمولاً تا حدود ۱۰۰۰°سانتی گراد و ۳۱۰ تا حدود ۱۱۰۰–۱۱۵۰°سانتی گراد در اکسیداسیون پایدار می مانند. این اعداد تقریبی هستند و باید با شرایط واقعی تطبیق داده شوند.
مسیر تولید کلی یکی است: ذوب، ریخته گری، نورد گرم، اسیدشویی، نورد سرد و آنیل. کنترل دقیق آنالیز و عملیات حرارتی برای یکنواختی بافت در هر دو ضروری است؛ در ۳۱۰ به علت نیکل بیشتر حساس تر است.
اگر دما بسیار بالا و اکسیداسیون شدید است، ۳۱۰ انتخاب امن تر است. اگر دما پایین تر و بودجه مهم است، ۳۰۹ کار را راه می اندازد. همیشه شرایط واقعی، استاندارد و هزینه چرخه عمر را مبنا بگذارید.
