فولاد ضد زنگ یا همان استیل، یک انتخاب محبوب برای ساخت ماشین آلات و تجهیزات دارویی است. به طور کلی، فولاد ضد زنگ با دوام است، در برابر بسیاری از مواد شیمیایی مقاوم است و همچنین برای واکنش های مبتنی بر گرما تحمل درجه حرارت بالایی دارد.

انواع مختلفی از استیل و کاربردهای مختلفی از آن در صنعت داروسازی وجود دارند.

برخی از کاربردهای استیل در صنعت داروسازی عبارتند از:

  • سبدهای شستشوی قطعات
  • پردازش و نگهداری نمونه های زیستی
  • پردازش و نگهداری محصولات بهداشتی
  • انجام آزمایش های سوختنی

اما سوال اینجاست که بهتر است از کدام نوع استیل برای ساخت ماشین آلات دارویی خود استفاده کنید؟ در ادامه به بررسی انواع مختلف استیل و نحوه ی استفاده از آن ها در صنایع دارویی می پردازیم.

کدام نوع استیل برای ساخت ماشین آلات و تجهیزات دارویی مناسب تر است؟

استیل ها معمولا به ۵ دسته تقسیم می شوند:

۱. فریتیک (Ferritic)

این فولادها آلیاژی از کروم با مقدار کمی کربن هستند که معمولاً مقدار کربن کمتر از ۰/۰۱ درصد است. این فولادها ساختار ریز مشابهی با استیل های کم آلیاژ کربن دارند. معمولاً استفاده از آنها به مقاطع نسبتاً نازک محدود می شود چرا که مقاومت کمی در برابر جوش دارند. با این حال، در مواردی که جوشکاری لازم نیست، می توان از این نوع استیل در طیف گسترده ای استفاده کرد اما با عملیات حرارتی نمی توان آنها را سخت کرد. فولادهای فریتیک نیز به دلیل مقاومت در برابر ترک خوردگی در برابر تنش مقاومتی انتخاب می شوند. شکل پذیری آنها به اندازه فولادهای زنگ نزن آستنیتی نیست و مغناطیسی هستند.

۲. آستنیتی (Austenitic)

این استیل ها متداول ترین نوع فولاد ضد زنگ هستند. ریزساختار آن ها از افزودن نیکل، منگنز و ازت حاصل شده است. ساختار این استیل مشابه با همان ساختاری است که در فولادهای معمولی در دمای بسیار بالاتر اتفاق می افتد. این ساختار، ترکیب مشخصی از قابلیت جوش پذیری و شکل پذیری را به فولاد ها می دهد. با افزودن کروم، مولیبدن و نیتروژن می توان مقاومت در برابر خوردگی را افزایش داد. با عملیات حرارتی نمی توان آنها را سخت کرد اما دارای خاصیت مفیدی هستند که می توانند تا سطوح مقاومت بالا سخت شوند در حالی که سطح مفید و انعطاف پذیری خود را حفظ می کنند. فولادهای آستنیتی استاندارد در برابر ترک خوردگی در برابر تنش آسیب پذیر هستند. فولادهای آستنیتی با مقدار نیکل بیشتر، مقاومت بیشتری در برابر ترک خوردگی در برابر تنش دارند. آنها عموما غیر مغناطیسی هستند اما معمولاً با توجه به ترکیب و نحوه ی سخت شدن فولاد، مقداری پاسخ مغناطیسی از خود نشان می دهند.

۳. مارتنزیتی (Martensitic)

این استیل ها از نظر پایه و مقدار کروم شبیه به فولادهای فریتی هستند اما دارای میزان کربن بالاتر تا حدود ۱ درصد هستند. این امر باعث می شود تا مانند فولادهای کربنی و کم آلیاژ سخت و معتدل شوند. از این نوع استیل در شرایطی استفاده می شود که نیاز به مقاومت بالا و مقاومت در برابر خوردگی داشته باشیم. از آن ها بیشتر در محصولاتی با ارتفاع بالا استفاده می شود و کمتر به شکل ورق و صفحه به کار می روند. به طور کلی قابلیت جوش پذیری و شکل پذیری کمی دارند. استیل های مارتنزیتی مغناطیسی هستند.

۴. دوبلکس (Duplex)

این استیل ها دارای ریزساختاری هستند که تقریباً ۵۰ درصد فریتی و ۵۰ درصد آستنیتی است. این ویژگی به آنها مقاومت بالاتری نسبت به فولادهای فریتی یا آستنیتی می دهد. آنها در برابر ترک خوردگی در برابر تنش مقاوم هستند. استیل هایی که به اصطلاح به صورت “lean duplex” ساخته شده اند دارای مقاومت در برابر مشابهی با استیل های آستنیتی هستند اما مقاومت بیشتری در برابر ترک خوردگی در برابر تنش دارند. فولادهای “Superduplex” در مقایسه با فولادهای آستنیتی، مقاومت بیشتری در برابر انواع خوردگی از خود نشان می دهند. این نوع استیل ها قابل جوش هستند اما در انتخاب مواد مصرفی جوشکاری و حرارت ورودی نیاز به دقت دارند. شکل پذیری متوسطی دارند. مغناطیسی هستند اما به دلیل ۵۰ درصد فاز آستنیتی که دارند خاصیت مغناطیسی شان به اندازه ی استیل های فریتی، مارتنزیتی و PH بالا نمی باشد.

۵. PH (Precipitation hardening)

این استیل ها می توانند با افزودن عناصری مانند مس، نیوبیوم و آلومینیوم، مقاومت بسیار بالایی داشته باشند. با یک عملیات حرارتی مناسب، ذرات بسیار ریز در ماتریس فولاد تشکیل می شوند که مقاومت را ایجاد می کنند. این فولادها را می توان به اشکال کاملاً پیچیده ای ماشین کاری کرد. عملیات حرارتی استفاده شده در روند ساخت این استیل ها مشابه سخت شدن و تعدیل متداول در فولادهای مارتنزیتی است. ویژگی مقاومت در برابر خوردگی این نوع استیل مشابه با استیل های آستنیتی استاندارد 304 است.

حالا می رویم سراغ پاسخ سوال اصلی مان. کدام نوع استیل برای ساخت ماشیین آلات و تجهیزات دارویی مناسب تر است؟

بهترین ماده ی مصرفی در تولید ماشین آلات دارویی کدام است؟
بهترین ماده ی مصرفی در تولید ماشین آلات دارویی کدام است؟

استیل های فریتی و مارتنزیتی در ساخت ماشین آلات و تجهیزات دارویی محبوبیت کمتری نسبت به انواع آستنیتی مانند استیل 304 و 316 دارند. این امر بیشتر به دلیل محتوای نیکل پایین آنها در مقایسه با آلیاژهای استیل آستنیتی است (که آنها را در معرض خوردگی مستعدتر می کند).

علاوه بر این، آلیاژهای فریتی مغناطیسی هستند، که ممکن است برای برخی تجهیزات مشکلی ایجاد کند (اگرچه ممکن است برای فرایندهای خاصی نیز مطلوب باشد).

اما در نهایت بیشترین مصرف در عرصه ی تولید ماشین آلات دارویی متعلق به استیل های آستنیتی است. این استیل ها حاوی کروم و نیکل با محتوای کربن بسیار کم هستند. آنها غیر مغناطیسی هستند، اما در اثر سرما می توانند کمی مغناطیسی شوند. سرما همچنین قدرت آنها را افزایش می دهد. فولادهای ضد زنگ آستنیتی مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی دارند. شکل پذیری خوب، قابلیت جوشکاری خوب و خواص مکانیکی عالی در طیف وسیعی از دما سبب کاربرد گسترده ی این فولاد ضد زنگ در این صنعت شده است. علاوه بر این، این استیل ها به راحتی تمیز می شوند، که همین مورد سبب پرطرفدار شدن آن ها در موارد بهداشتی و دارویی شده است. انواع مختلفی از استیل های آستنیتی وجود دارند که ما در ادامه به بررسی دو نوع پرطرفداتر و کاربردی تر این فولاد زنگ نزن می پردازیم.

خصوصیات و کاربردهای استیل 304/304L

استیل 304L یکی از رایج ترین فرمولاسیون های فولاد ضد زنگ در بازار است. به دلیل مقاومت زیاد در برابر خوردگی شیمیایی، اغلب از آن در کاربردهای شستشوی قطعات استفاده می شود.

این نوع فولاد ضد زنگ همچنین برای ابزارهای جراحی استفاده می شود و به دلیل توانایی مقاومت در برابر اکسید شدن و تمیز کردن و استریل کردن آسان آن، “فولاد ضد زنگ جراحی” نامیده می شود.

موارد استفاده ی استیل 304/304L:

  • ساخت ماشین آلات دارویی
  • ساخت تجهیزات آزمایشگاهی
  • مخزن ها
  • ظروف، کارد و چنگال
  • محصولات معماری
  • سینک ظرفشویی
  • ظروف نگهدارنده ی غذا و نوشیدنی
  • صنایع معدنی
  • صنایع شیمیایی
  • ساخت لوله برای مایعات خورنده

خصوصیات و کاربردهای استیل 316/316L:

ماده ی بعدی مورد استفاده در سری 300، استیل ها آستنیتی 316 است. این نوع استیل حاوی نیکل و مولیبدن بیشتری نسبت به استیل 304L است که به افزایش مقاومت فلز در برابر خوردگی حفره ای ناشی از قرار گرفتن در معرض کلریدها (مانند نمک) کمک می کند.

به طور کلی، از استیل 316 در ظروف آشپزی و صنایع دریایی استفاده می شود و در صنایع دارویی تقریباً برای هر کاربردی می توان از آن استفاده کرد. معمولاً در مواردي كه محلولهاي نمكي يا مواد شيميايي نمكي مشابه با فلز تماس داشته باشند، از این نوع استیل استفاده می شود.

برای فرآیندهای شیمیایی و بهداشتی در دمای بالا نیز مفید است، زیرا حداکثر دمای استفاده ی مداوم آن در حدود ۸۰۰ درجه سانتیگراد (۱۴۷۲ درجه فارنهایت) است؛ که این دمای کافی برای از بین بردن عوامل میکروبی و ضد عفونی کردن سطح استیل می باشد.

یک نوع از این استیل، 316L نام دارد. استیل 316L یک آلیاژ کم کربن است که مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارد و به دلیل مقاومت کششی بیشتر، قابلیت جوشکاری بهتری دارد. در بسیاری از کاربردهای تولیدات ماشین آلات دارویی، استیل 316L به استیل 316 ترجیح داده می شود.

بهترین ماده ی مصرفی در تولید ماشین آلات دارویی کدام است؟
بهترین ماده ی مصرفی در تولید ماشین آلات دارویی کدام است؟

بهبود کارایی استیل برای کاربردهای دارویی

در حالی که استیل با یک پایان طبیعی برای کاربردهای دارویی مفید است، اما اغلب ترجیح داده می شود که فولاد را الکتروپولیش کنیم. الکتروپولیش کردن استیل، لایه های سطحی آن را از بین می برد، نقص های کوچک را برطرف می کند و یک سطح صاف و بی نقص بر جای می گذارد.

با جلا دادن انواع مختلف استیل، می توان میزان بهداشت فولاد را بهبود بخشید. سطح صاف فولاد الکتروپولیش شده، پیوستن میکروب ها به فولاد را مشکل تر می کند، در نتیجه تمیز کردن آن آسان تر می شود.

پاسخ بدهید