การใช้งาน สเตนเลส สุดยอดวัสดุ ที่มีความคงทนในด้านการถูกกัดกร่อน

“สเตนเลส” เป็นวัสดุที่มีความสามารถในด้านการต้านทานการถูกกัดกร่อน ซึ่งถือว่าเป็นคุณสมบัติพิเศษ โดยสามารถทำให้ประสิทธิภาพความคงทนเพิ่มขึ้นได้ด้วยการใส่โครเมียมลงไปเป็นส่วนผสม รวมถึงแร่ธาตุอื่นๆ เช่น นิกเกล ไนโตรเจน และโมลิบดิบมัน เป็นต้น

อย่างไรก็ตาม สเตนเลสมีการจำแนกในธรรมชาติมากกว่า 60 ชนิด จึงนิยมนำเอามาใช้งานในหลายๆ ด้านเพราะคุณสมบัติที่สามารถตอบโจทย์การใช้งานได้ดี โดยเฉพาะความคงทนในด้านการถูกกัดกร่อนจนทำให้เกิดสนิม เมื่อเทียบกับวัสดุชนิดอื่น สามารถขึ้นรูปได้ง่ายจากการเชื่อม มีค่าบำรุงรักษาต่ำ มีระยะเวลาการใช้งานที่ยาวนานคุ้มค่ากับราคา อีกทั้งยังสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อีกด้วย เพราะเหตุนี้ มันจึงถือว่าเป็นประเภทของโลหะที่มีประสิทธิภาพในการใช้งานได้ครอบคลุม ให้ประโยชน์สูงสุดสำหรับการใช้งานที่เอาไปประยุกต์ได้หลากหลาย

สเตนเลสที่อยู่ในตระกูลออสเทนนิติค

สเตนเลสที่อยู่ในตระกูลนี้ นิยมใช้งานกันอย่างแพร่หลาย พบได้ตามครัวเรือนทั่วไป โดยเฉพาะอุปกรณ์เครื่องครัว เครื่องใช้บนโต๊ะอาหาร เครื่องใช้ไฟฟ้า งานที่ใช้ตกแต่งอาคาร และการนำไปประยุกต์ใช้กับโรงงานผลิตเบียร์ เครื่องดื่ม และอาหาร เพราะอุตสาหกรรมเหล่านี้จะต้องใช้เครื่องจักรในการผลิต ความสะอาดและอนามัยจึงเป็นสิ่งสำคัญ ด้วยคุณสมบัติของสเตนเลส จึงเอาไปใช้ในกระบวนการผลิตเครื่องมือในโรงพยาบาล เวชภัณฑ์ และผลิตภัณฑ์ที่ใช้กับเครื่องดื่มและอาหาร สเตนเลสใช้งานได้แม้จะอยู่ในอุณหภูมิติดลบหรืออุณหภูมิสูง ก็ไม่เกิดการเปลี่ยนรูปหรือหลอมเหลว

สเตนเลสตระกูลเฟอร์ริติค

ความน่าสนใจของสเตนเลสในกลุ่มนี้ มักนิยมใช้งานในด้านการตกแต่งภายใน งานตกแต่งทางด้านสถาปัตยกรรม อุปกรณ์ในครัวเรือน เช่น มีด ช้อน ส้อม อ่างล้างมือ เป็นต้น นอกจากนี้ยังใช้ในกระบวนการผลิตที่ต้องใช้เครื่องถ่ายความร้อน และอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับการผลิตนมและอาคาร เป็นส่วนประกอบอยู่ในถังปั่น เครื่องซักผ้า  และเครื่องล้างจาน ในส่วนที่ใหญ่ไปกว่านั้น ยังนำไปใช้ในการทำแผ่นดาดฟ้าเรือเดินสมุทร โซ่ในงานเคลื่อนย้ายสินค้า เครื่องดูดฝุ่นและควัน ไปจนถึงฝายน้ำล้นอีกด้วย

สเตนเลสในตระกูลมาร์เทนซิติค

เป็นการนำเอาคุณสมบัติที่โดดเด่นของสเตนเลสในตระกูลนี้มาใช้งาน โดยดึงเอาคุณสมบัติที่มีความทนทาน แข็งแรง ไปใช้เป็นอุปกรณ์เครื่องมือผ่าตัด ใบมีด หัวฉีด เพลา สปริง ตัวยึด และไปจนถึงกระสวยกันเลยทีเดียว ลักษณะการผลิตสเตนเลสในกลุ่มนี้ออกมา มักจะอยู่ในรูปแผ่น หรือท่อที่มีความแบน บางครั้งก็อยู่ในรูปของงานหล่อ อย่างเช่น สเตนเลสเกรดมาร์เทนซิติค นั่นเอง

สเตนเลสในตระกูลดูเพล็กซ์

ตระกูลดูเพล็กซ์มักจะถูกนำเอาไปใช้สำหรับการทำแผงและอุปกรณ์ต่างๆ ที่ใช้แลกเปลี่ยนความร้อน ถึงเก็บความดันในบรรยากาศที่มีคลอไรด์ความเข้มข้นสูง อุปกรณ์สำหรับขนย้ายวัสดุ อุปกรณ์หล่อเย็นด้วยน้ำทะเล การใช้เป็นวัสดุประกอบในกระบวนการกลั่นน้ำทะเลให้สามารถดื่มได้ ใช้ในงานอุตสาหกรรมหมักดองอาหาร เหมืองฉีดน้ำ และอุตสาหกรรมแก๊สและน้ำมันอีกด้วย

การเปรียบเทียบคุณสมบัติของสเตนเลสในแต่ละเกรด

1. สแตนเลส 304 – จะใช้สำหรับงานทั่วไป มีคุณสมบัติหลักคือไม่เป็นสนิม จึงสามารถทนต่อการกัดกร่อนได้สูง ปรับขึ้นรูปได้ด้วยความเย็น และเชื่อมเข้ากันได้ง่าย
2. สแตนเลส 304L – เน้นสำหรับใช้งานเชื่อมต่อที่ดีกว่าแบบแรก เหมาะสำหรับใช้ในงานแท้งค์
3. สแตนเลส 316 – มีความคงทนต่อการกัดกร่อนได้สูง จึงใช้ในงานที่ต้องสัมผัสกับกรด สารเคมี โดยอาจจะมีปฏิกิริยากับกรดบ้าง แต่เกิดขึ้นเพียงเล็กน้อยเท่านั้น
4. สแตนเลส 316L – เน้นใช้กับงานที่สัมผัสกับกรดที่มีความเข้มข้นสูงมากกว่าแบบแรก ทนทานต่อสารเคมีมากกว่า แน่นอนว่าปฏิกิริยาที่เกิดกับกรด จะมีน้อยมาก
5. สแตนเลส 420 (มาตรฐานอเมริกา) และสแตนเลส 420J (มาตรฐานญี่ปุ่น) – เป็นสแตนเลสที่ใช้งานสำหรับการชุบแข็ง ในเกรดนี้เมื่อนำไปชุบแข็งแล้ว จะมีความแข็งขึ้นราว 58 HRC
6. สแตนเลส 431 – เป็นสแตนเลสที่มีการเคลือบผิวให้แข็งมาเรียบร้อย ใช้ในงานชุบแข็งได้ ซึ่งจะอยู่ที่ 50-55 HRC น้อยกว่าในเกรด 420
7. สแตนเลส 301 – เน้นใช้งานในการทำสายพานลำเลียง งานคอนแทค และงานสปริง
8. สแตนเลส 310 /310S – เน้นใช้ในงานทนความร้อนสูง ราว 1,150 องศา อย่างในงานเตาอบ เตาหลอม อีกทั้งยังใช้เป็นนวัสดุกั้นความร้อน และฉนวน
9. สแตนเลส 309/309S – ใช้งานในด้านทนความร้อนเช่นเดียวกัน แต่จะสามารถทนได้ในระดับ 900 องศา
10. สแตนเลส 409/409S – นิยมใช้ในการผลิตท่อไอเสีย และชิ้นส่วนผนังท่อที่เกี่ยวกับการเป่าลมร้อนต่างๆ
11. Duplex Plate 2205 – เป็นเกรดของสแตนเลสที่มีคุณสมบัติที่เหมาะสำหรับใช้งานด้านการขุดเจาะแก๊สและน้ำมัน ในงานอุตสาหกรรมเคมี ปิโตรเลี่ยม ในอุตสาหกรรมกระดาษและเยื่อ
12. SUS304Cu – เป็นการเพิ่มธาตุ Cu เข้ามา เพิ่มคุณสมบัติในการขึ้นรูปให้ดีเยี่ยมมากกว่าเดิม จึงนิยมใช้กับการขึ้นรูปที่มีความลึก เช่น เป็นอุปกรณ์เครื่องใช้ในบ้าน อย่างกระติกน้ำร้อนแบบสุญญากาศ อ่างอาบน้ำ และอ่างในห้องครัว เป็นต้น
13. SUS304Ni9 – เป็นการเพิ่ม Ni เข้าไป ซึ่งคุณสมบัติคือการขึ้นรูปลึกได้ดีเช่นเดียวกันกับแบบ SUS304Cu และนิยมนำไปใช้ในกระบวนการผลิตคล้ายๆ กัน
14. SUS304L – มีความสามารถทนต่อการกัดกร่อนรอบเกรนได้ดีขึ้น ด้วยการลดปริมาณธาตุคาร์บอนลงไป จึงมักใช้ในกลุ่มเครื่องจัก เครื่องมือที่อยู่ในโรงงานเคมี และชิ้นส่วนที่ต้องทนรับความร้อนในการเผาไหม้เชื้อเพลิงในโรงงานปิโตรเคมี
15. SUS316 – ทนต่อการผุกร่อนและความร้อนได้สูง เหมาะสำหรับใช้งานในสภาวะที่มีความกัดกร่อนจากกรดสูง แม่เหล็กไม่สามารถดูดติดได้ มีเวิร์คฮาร์ดเดนนิงเพียงเล็กน้อย นิยมนำไปใช้เป็นส่วนประกอบในเครื่องมือทดสอบน้ำทะเล โรงงานทำสีย้อมผ้า โรงงานเคมี โรงงานที่มีการผลิตกรดสมุนไพร การผลิตเครื่องจักรกลด้านการเกษตร และเครื่องใช้ตามชายฝั่งทะเล เป็นต้น
16. SUS316L – มีการลดปริมาณของคาร์บอนลงมา ส่งผลให้มีความทนทานต่อการกัดกร่อนรอบขอบเกรนได้ดี ใช้งานในสภาวะที่มีความกัดกร่อนสูง การนำไปประยุกต์ใช้งาน เช่นเดียวกันกับ SUS316
17. SUS321 – มีการเพิ่มธาตุ Ti ลงไป จึงทนต่อการกัดกร่อนรอบเกรน ทนต่อความร้อน และยังทนต่อการเกิดออกไซด์ในอุณหภูมิสูงๆ ได้อีกด้วย จึงนิยมนำไปใช้ในการผลิตภาชนะที่ทนความร้อน เครื่องบิน ท่อระบาย ยานยนต์ เครื่องมือที่สัมผัสกับเคมีโดยตรง เครื่องมือแลกเปลี่ยนความร้อน และฝาครอบหม้อน้ำ เป็นต้น
18. SUS301 – มีโครเมียมและนิกเกิลต่ำกว่าเกรด 304 เน้นใช้งานเพิ่มความแข็งแรงในงานที่มีความเย็น เช่น รถไฟ สายพาน สปริง เครื่องบิน เป็นต้น
19. SUS301L – ส่วนประกอบจะมีคาร์บอนต่ำ สามารถเพิ่มความแข็งแรงได้ด้วยการทำงานเย็น ทนต่อการกัดกร่อนของกรดรอบเกรนได้ดีเยี่ยมกว่า จึงใช้งานในการผลิตกรอบรถไฟ และงานประดับในกลุ่มงานสถาปัตยกรรม
20. SUH409L – ทนต่อการเกิดออกไซด์ได้สูงถึง 800 องศาเซลเซียส สามารถใช้งานดัดแปลงได้ง่าย นิยมนำไปผลิตเป็นปล่อยท่อไอเสียรถยนต์
21. SUH410L – เป็นสแตนเลสที่มีความเหนียวมาก สามารถเชื่อมเข้ากันได้ง่าย เปลี่ยนรูปและหักพับได้ดี มีความคงทนต่อความร้อน และการเกิดออกไซด์ ไม่เหว้นแม้กระทั่งบริเวณแนวเชื่อม จึงเน้นใช้ผลิตในงานหม้อน้ำ หัวเตา และท่อไอเสีย เป็นต้น
22. SUS430 – เมื่อโดนความร้อนจะขยายตัวเพียงเล็กน้อย มีความคงทนต่อความร้อน สามารถดัดแปลงได้ง่าย นิยมใช้ในการผลิตเครื่องครัว และอ่างล้างจานภายครัวเรือน เป็นต้น
23. SUS436L – มีการเพิ่ม Mo Ti Nb ลงไปด้วย จึงเพิ่มคุณสมบัติทำให้คงทนต่อการกัดกร่อนได้ดีมาก อีกทั้งยังเชื่อมและขึ้นรูปง่าย นิยมใช้ในการผลิตหม้อน้ำ และระบบของท่อไอเสียรถยนต์
24. SUS444 – มีการเพิ่ม Mo Ti Nb ลงไปด้วย สามารถทนต่อการกัดกร่อนจากความเค้นได้มากกว่าเกรด 316 เน้นใช้งานในการผลิตถังน้ำ ระบบจ่ายน้ำ และท่อไอเสียรถยนต์
25. SUS420J2 – มีคุณสมบัติด้านความแข็งแรงทนทานสูงภายหลังการชุบแข็ง จึงใช้ในระบบเครื่องจักร์ วาร์ว และเข็มฉีด

ค่าการนำความร้อนในสแตนเลส

ไม่ว่าจะเป็นสแตนเลสชนิดไหน ก็จะมีค่านำความร้อนที่ต่ำกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนเป็นอย่างมาก ในเกรดที่ผสมโครเมียมล้วน จะมีค่าการนำความร้อน +-1/3 ส่วนในเกรดออสเทนนิติกจะมีค่าการนำความร้อน +-1/4 ของเหล็กกล้าคาร์บอน จึงทำให้มีผลต่อการควบคุมปริมาณความร้อนในระหว่างเชื่อมชิ้นงาน และจำเป็นต้องให้ความร้อนนานขึ้น กรณีใช้ในงานขึ้นรูปร้อน

สัมประสิทธิ์การขยายตัวของสแตนเลส

หากเป็นสแตนเลสที่มีส่วนผสมของโครเมียมเพียงอย่างเดียว จะพบสัมประสิทธิ์การขยายตัวใกล้เคียงเหล็กกล้าคาร์บอน ส่วนในเกรดออสเทนนิติก จะให้สัมประสิทธิ์การขยายตัวสูงกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนประมาณ 1 1/2 เท่า ด้วยเหตุที่มีค่านำความร้อนค่ำ แต่ขยายตัวสูง จำเป็นต้องการวิธีป้องกันเพื่อลดความเสี่ยงต่อการเสียหายที่จะตามมาในภายหลัง ไม่ว่าจะเป็น การใช้ปริมาณความร้อนในการเชื่อมต่ำ, การกระจายความร้อนออกไปบ้างด้วยแท่งทองแดง ไปจนถึงการจับยึดเพื่อลดการบิดงอ เป็นต้น

คุณสมบัติทั่วไปและคุณสมบัติทางกายภาพ

คุณสมบัติทางกายภาพของสแตนเลส หากเทียบกับวัสดุอื่นๆ ค่าความหนาแน่นสูงของสแตนเลสจะต่างจากวัสดุอื่นอย่างเห็นได้ชัด ส่วนคุณสมบัติที่เกี่ยวกับความร้อน จะสังเกตได้ว่าระดับการทนความร้อนจะมีจุดหลอมเหลวสูง เมื่อเทียบกับเซรามิกที่ 1000 องศาเซลเซียส มีค่านำความร้อนและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวในระดับปานกลาง

คุณสมบัติเชิงกลของสแตนเลส

โดยทั่วไปจะมีส่วนผสมของเหล็กอยู่ราว 70-80 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งช่วยให้มีคุณสมบัติที่สำคัญคือ ความแข็งแรง และความแกร่งในระดับค่าที่เป็นกลาง เนื่องจากมีส่วนผสมของธาตุเหล็กนั่นเอง

ลักษณะของสแตนเลสแท้

ค่ามาตรฐานของสแตนเลสแท้ ควรมีค่านิกเกิลตั้งแต่ 8 เปอร์เซ็นต์ขึ้นไป หรือจัดอยู่ในเกรด 304 ขึ้นไป เพื่อช่วยให้การใช้งานมีปัญหาน้อยที่สุด เพราะฉะนั้นก่อนตัดสินใจซื้อสแตนเลสสักชิ้น ควรถามก่อนว่าเป็นเกรด 304 หรือไม่

ความน่าสนใจในสแตนเลสเกรด 304 และ 316

สแตนเลส 304 เป็นสแตนเลสธรรมดาที่พบได้ทั่วไป แต่ในเกรด 316 จะมีความพิเศษตรงที่ความทนทานต่อกรดและด่าง หมดกังวลเรื่องสนิม ดังนั้นการใช้งานในสภาวะที่เสี่ยงต่อการกัดกร่อนได้ง่าย จึงควรเป็นเกรด 316

นอกจากนี้คุณสมบัติของสแตนเลสยังสามารถเพิ่มความทนทานด้วยการขึ้นรูปเย็น มีรูปทรงความสวยงามตามลวดลายของพื้นผิวให้เลือกมากมาย และยังมีความปลอดภัยสูง เพราะมีความเป็นกลาง ไม่ดูดซึมสารและรสใดๆ เข้าไป จึงกลายเป็นวัสดุที่ใช้ในงานที่ต้องการสุขลักษณะอนามัยที่ดี ไม่ว่าจะโรงพยาบาลหรือในครัวเรือน โดยไม่ต้องกังวลถึงปัญหาที่จะตามมา