สเตนเลส ทำไมยังเกิดสนิมได้
สเตนเลสต้องไม่ขึ้นสนิม เป็นความเข้าใจของคนส่วนใหญ่ และหากสเตนเลสเกิดสนิมขึ้นอาจทำให้คิดว่าสเตนเลสที่ใช้งานอยู่นั้นไม่ใช่สเตนเลสแท้ หรือเป็นของไม่ดี ไม่มีคุณภาพ ปกติหากนึกถึงสเตนเลสในชีวิตประจำวันส่วนมากเราจะคุ้นชินในอุปกรณ์ครัว เช่น หม้อ กะละมัง ถาด กระป๋อง ถังเก็บน้ำ ช้อน และภาชนะอื่นๆ เพื่อให้เกิดความเข้าใจความรู้พื้นฐานของสเตนเลสว่าคืออะไร มีมาตรฐานอย่างไรบ้าง รวมถึงการป้องกันดูแลรักษา จะทำให้เราเลือกใช้ผลิตภัณฑ์ได้อย่างมั่นใจ
สเตนเลสคืออะไร และมีมาตรฐานที่นิยมใช้อะไรบ้าง
สเตนเลส คือ เหล็กกล้าไร้สนิม เป็นเหล็กที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำ(น้อยกว่า 2%)ของน้ำหนัก มีส่วนผสมของโครเมียม อย่างน้อย 10.5% มีความต้านทานการกัดกร่อน โดยโครเมียมทำหน้าที่สร้างฟิล์มบาง ๆ ขึ้น เพื่อต้านทานการกัดกร่อนและจะสร้างฟิล์มขึ้นใหม่ได้เอง นักวิทยาศาสตร์ยังได้ค้นพบวิธีการเติมธาตุผสมอื่น ๆ เช่น นิเกิล โมบิดินัม ไททาเนียม ไนโอเนียม หรือโลหะอื่นแตกต่างกันไปตามชนิด เพื่อเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนและเสริมความแข็งแกร่งให้มากยิ่งขึ้น
มาตรฐานหรือเกรดของสเตนเลสเป็นที่นิยมในปัจจุบันมีดังนี้
เกรด 201 เป็นเกรดพื้นฐาน ใช้สำหรับผลิตเครื่องใช้ในครัวเรือน เช่น ตะแกรง ถาด กะละมัง
เกรด 302 ใช้สำหรับผลิตภาชนะ เครื่องครัว อุปกรณ์เฟอร์นิเจอร์ วัสดุตกแต่งงานสถาปัตยกรรม และตกแต่งภายใน
เกรด 304 ใช้สำหรับอุตสาหกรรมอาหารและยา ภาชนะเครื่องครัว อุปกรณ์ห้องน้ำ ที่เก็บน้ำ อุปกรณ์มือจับประตูทั่วไป
เกรด 316 ใช้สำหรับอุตสาหกรรมเคมี เครื่องมือแพทย์ อุปกรณ์เรือเดินทะเล อาคารที่ติดทะเลหรือบนเกาะ
ประเภทของสเตนเลส
ออสเตนิติก (Austenitic) แม่เหล็กดูดไม่ติด นิยมใช้อย่างกว้างขวางมากที่สุด ใช้ในส่วนประกอบของเตาหลอม ท่อนำความร้อน และแผ่นกันความร้อนในเครื่องยนต์ จะเรียกว่า เหล็กกล้าไร้สนิม ชนิดทนความร้อน (Heat Resisting Steel) สามารถทนการเกิดออกซิไดซ์ได้ที่อุณหภูมิสูง ส่วนผสมของโครเมียม และนิเกิล ตามสัดส่วนที่เหมาะสม
เฟอร์ริติก (Ferritic) แม่เหล็กดูดติด มีส่วนผสมของคาร์บอนต่ำ และมีโครเมียมเป็นส่วนผสมหลัก
มาร์เทนซิติก (Martensitic) แม่เหล็กดูดติด จะมีโครเมียมผสมคาร์บอนในระดับปานกลาง ใช้ทำส้อม มีด เครื่องมือตัด และเครื่องมือวิศวกรอื่นๆ คุณสมบัติเด่นด้าน การต้านทานการสึกกร่อน และ ความแข็งแรงทนทาน
ดูเพล็กซ์ (Duplex) แม่เหล็กดูดติด มีเฟอร์ไรต์ผสมกับออสเตไนต์ มีโครเมียมผสมนิเกิล ใช้งานที่มีคลอรีนสูงเพื่อป้องกันและช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน มีส่วนผสมของโครเมียม นิเกิล ทองแดง และไนโอเบียม สามารถชุบแข็งได้ในคราวเดียว จึงเหมาะสำหรับทำแกน ปั้ม หัววาล์ว และส่วนประกอบของอากาศยาน
สเตนเลสสตีล ที่นิยมใช้ทั่วไป คือประเภทออสเตนิก และเฟอร์ริติก ถึง 95%ของเหล็กกล้าไร้สนิมที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบัน
คุณสมบัติทางกายภาพของสเตนเลส
สเตนเลสมีค่าความหนาแน่นสูงมีความสามารถทนความร้อนได้ 3 ประการ คือ
- มีจุดหลอมเหลวสูง เมื่อเทียบกับเซรามิก ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 1000 องศา C°
- มีค่านำความร้อนระดับปานกลาง เหมาะกับงานที่ทนความร้อนได้ เช่น คอนเทนเนอร์ หรือใช้คุณสมบัตินำความร้อนได้ดีมาใช้ประโยชน์ เช่น เครื่องถ่ายความร้อน
- มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวระดับปานกลาง จึงสามารถใช้ความยาวมากๆได้ โดยใช้ตัวเชื่อมน้อย เช่น ทำหลังคา
คุณสมบัติเชิงกลของ
สเตนเลสโดยทั่วไปจะมีส่วนผสมของเหล็กประมาณ 70-80% จึงมีคุณสมบัติของเหล็กที่สำคัญอยู่ 2 ประการ คือ ความแข็งและความแกร่ง สเตนเลสให้ค่าที่เป็นกลางของทั้งความแข็ง ความแกร่ง และความเหนียว เนื่องจากมีส่วนผสมของธาตุเหล็กอยุ่มาก และจะมีเพิ่มขึ้นอีกในชนิดออสเตนิติก มีค่าความแข็งแรงสูงสุด (Ultimate Tensile Strength) ไม่ว่าจะชนิดที่อ่อนตัวง่าย ซึ่งสามารถทำให้ขึ้นรูปเย็นได้ดี เช่น การขึ้นรูปลึก (Deep Drawing) จนถึงชนิดความแข็งแรงสูงสุด ซึ่งได้จากการขึ้นรูปเย็นหรือการทำให้เย็นตัวโดยเร็ว (Quenching) หรือชนิดชุบแข็ง แบบตกผลึก (Preciptation Hardening) ซึ่งเหมาะใช้ทำสปริง
ปัจจัยอะไรบ้างที่ทำให้สเตนเลสเกิดสนิม
1. น้ำบาดาล เนื่องจากน้ำบาดาลมีส่วนผสมของหินปูน และแร่ธาตุจำนวนมาก รวมทั้งสนิมเหล็กที่ปะปนอยู่ในน้ำ
2. ฝุ่นละอองจากปูนซีเมนต์สามารถทำให้เกิดคราบสนิมได้ ในกรณีที่บ้านอยู่ใกล้สถานที่ก่อสร้าง หรือโรงงานผลิตปูนซิเมนต์
3. ไอเกลือจากทะเล ด้วยคุณสมบัติการกัดกร่อนจากแร่ธาตุในน้ำทะเลจึงทำให้เกิดสนิมได้
4. กรดไฮโดรคลอริก เช่น น้ำยาทำความสะอาดห้องน้ำ กรดไฮโดรคลอริกเป็นสารประกอบเคมีประเภทกรดละลายในน้ำมีความเข้มข้นสูง เป็นของเหลวที่มีพลังในการกัดกร่อนสูง สเตนเลสที่ใช้ในบ้านเรือนทั่วไปไม่สามารถทนทานต่อการกัดกร่อนจาก กรดไฮโดรคลอริกได้
จึงควรหลีกเลี่ยงสารทำความสะอาดที่มีส่วนผสมของ “ กรดไฮโดรคลอริก “ ในการทำความสะอาดผลิตภัณฑ์สเตนเลสทุกชนิด ทั้งการใช้งานโดยตรงรวมถึงไอระเหยขณะใช้น้ำยาทำความสะอาดราดไว้บนพื้น หรือหากจำเป็นควรใช้น้ำสะอาดล้างทำความสะอาดออกโดยเร็วที่สุดไม่ควรปล่อยทิ้งไว้เป็นเวลานาน เพราะจะทำให้ผิวสเตนเลสถูกทำลายและเกิดสนิมได้
ประโยชน์ของการใช้งานสเตนเลส
- ทนต่อสภาพแวดล้อมที่ง่ายต่อการกัดกร่อนได้ (Corrosive Environment)
- สำหรับงานที่ต้องใช้อุณหภูมิเย็นจัด ป้องกันการแตกเปราะ
- สำหรับงานอุณหภูมิสูง (High temperature) ป้องกันการเกิดคราบออกไซด์ และยังคงความแข็งแรง
- มีความแข็งแรงสูงเมื่อเทียบกับมวล (High strength vs. mass)
- ลักษณะงานที่ต้องดูแลเรื่องสุขอนามัย (Hygienic condition) ต้องการความสะอาดสูง
- งานด้านสถาปัตยกรรม (Aesthetic appearance) ที่เน้ยคุณสมบัติไม่เป็นสนิมง่าย และต้องการเผยผิวเนื้อวัสดุจึงไม่นิยมทาสีทับ
- ต้านทานการขัดถูแบบเปียก (Wet abrasion resistance)
เพื่อช่วยให้ตัดสินใจเลือกใช้วัสดุสเตนเลส ช่วยในการวางแผนการใช้งาน ความรู้ขั้นพื้นฐานดังกล่าว ไม่ว่าจะเป็นเรื่องเกรดมาตรฐาน ลักษณะการใช้งานในแต่ละพื้นที่ ความรู้ด้านการออกแบบโดยเฉพาะเรื่องควบคุมการติดตั้ง พิจารณาเรื่องความคงทน การนำมาใช้ตกแต่งผิวในงานตกแต่งภายใน สร้างสถานที่ที่สวยงามและสร้างมูลค่าเพิ่มขึ้นได้ หรือเป็นอุปกรณ์เครื่องใช้ในบ้านจะช่วยลดค่าใช้จ่ายเรื่องการซ่อมบำรุงได้ เป็นต้น อีกทั้งยังป้องกันไม่เกิดปัญหาผิดพลาดและประหยัดราคา
- เรื่อง : Urawan Rukachaisirikul
- ภาพ : ภาพประชาสัมพันธ์
