مصارف پزشکی ورق استیل 316

مقدمه

برای تولید ورق های استیل با خواص متفاوت، آلیاژهای مختلفی به فولاد افزوده می شود. فولاد ضد زنگ گرید دریایی که با نام ورق استیل 316 شناخته می شود، یکی از انواع ورق های استیل (فولادی) است که در محیط های خورنده تاب آوری قابل قبولی دارد. انواع مختلفی از این ورق استیل وجود دارد که با نام های مختلفی نظیر 316L، 316H، 316F، 316N شناخته می شوند که هر کدام درصد آلیاژهای متفاوتی دارند. در این مقاله ابتدا با این محصول بیشتر آشنا می شویم و سپس در مورد کاربردهای ورق استیل 316 در ساخت تجهیزات پزشکی، اطلاعاتی ارائه می دهیم.

معرفی ورق استیل 316

ورق استیل گرید 316 یک آلیاژ محبوب فولاد ضد زنگ با محدوده ذوب 2500 تا 2550 درجه فارنهایت است که به عنوان یک آلیاژ فولاد ضد زنگ آستنیتی، دارای ویژگی هایی مانند استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی و غلظت بالای کروم و نیکل است. این آلیاژ دارای استحکام کششی 579 مگاپاسکال و حداکثر دمای استفاده در حدود 1472 درجه فارنهایت است. علاوه بر این، گرید 316 مولیبدن را در فرمول خود اضافه کرده است که مقاومت آلیاژ را در برابر اسیدها، قلیاها و حفره های کلرید بهبود می بخشد؛ در واقع گرید 316، یک ورق استیل ضد اسید محسوب می‌شود.

بررسی کیفیت ورق استیل 316

استفاده از گرید 316 همانند ورق استیل گرید 304 در صنایع غذایی رایج است؛ در حالی که ورق استیل 316 مقاومت بهتری در برابر خوردگی از خود نشان می دهد و در دماهای بالا، قوی‌ تر است. همچنین این ورق استیل با عملیات حرارتی سخت نمی شود و می توان آن را به راحتی شکل داد و کشید. آنیل کردن ورق های استیل ضد زنگ 316 و 316L  (روشی برای کاهش سختی و افزایش شکل‌ پذیری یا توانایی پذیرش تغییر شکل پلاستیک) قبل از خاموش شدن سریع نیاز به عملیات حرارتی بین 1900 تا 2100 درجه فارنهایت دارند.

کاربردهای ورق استیل 316

همانطور که اشاره شد ورق استیل گرید 316 و گرید 304 بسیار شبیه به هم هستند و خواص فیزیکی و مکانیکی مشابهی دارند؛ طوری که تشخیص تفاوت بین این دو با چشم غیرمسلح تقریبا غیرممکن است. ترکیبات متمایز کننده موجود در آلیاژ 316 عبارتند از: 16 درصد کروم، 10 درصد نیکل و 2 درصد مولیبدن.
افزایش محتوای نیکل و گنجاندن مولیبدن باعث شده است تا قیمت ورق استیل 316 کمی گرانتر از گرید 304 در هر اونس ماده باشد. اما برتری اصلی گرید 316، افزایش مقاومت آن در برابر خوردگی است؛ به ویژه در برابر کلریدها، محلول های کلردار و محلول های اسیدی. این امر باعث می شود که ورق استیل ضد زنگ 316 برای کاربردهایی که به علت قرار گرفتن در معرض نمک یا سایر مواد خورنده قوی مشکل ساز است، مطلوب باشد.
برخی از کاربردهای رایج برای گرید 316 عبارتند از: استفاده در سبدهای استیل ضد زنگ، قطعات دریایی، محفظه های الکتریکی در فضای باز، ابزارهای پزشکی-جراحی، تجهیزات دارویی و تجهیزات شیمیایی، ساخت منیفولدهای اگزوز، قطعات کوره، مبدل های حرارتی، قطعات موتور جت، تجهیزات عکاسی، قطعات شیر و پمپ، مخازن و اوپراتورها و... همچنین در پردازش خمیر کاغذ، کاغذ و نساجی و برای هر قسمتی که در معرض محیط های دریایی قرار دارد نیز استفاده می شود.

دلایل استفاده از ورق استیل 316 در ساخت تجهیزات پزشکی

در تجهیزات پزشکی از آنجایی که وسیله باید به طور مستقیم با بدن انسان در تماس باشد، مهم است که از موادی که حساسیت زا نیستند، استفاده شود. ورق استیل 316 یک ورق استیل کم حساسیت است که همین ویژگی باعث محبوبیت آن در تولید تجهیزات پزشکی شده است. گرید L316 نیز به علت کمتر بودن کربن در آن، درجه حساسیت کمتری ایجاد می کند.
شکل پذیری بسیار خوب ورق استیل 316 نیز دلیل دیگری است برای اینکه از این آلیاژ در ساخت تجهیزات پزشکی و جراحی استفاده شود. به دلیل افزودن مولیبدن، ورق استیل ضد زنگ 316 نسبت به آلیاژهای مشابه مانند ورق استیل ضد زنگ 304، در برابر خوردگی مقاوم‌ تر است. این موضوع باعث کاهش ایجاد حفره از محیط های شیمیایی می شود و به ورق استیل ضد زنگ گرید 316 اجازه می دهد تا در محیط های بسیار اسیدی و سوزاننده، استفاده شود؛ بدون اینکه فلز آسیب ببیند. به عنوان مثال، فولاد ضد زنگ گرید 316 می تواند در برابر محلول های سوزاننده و کاربردهای خورنده مانند چربی زدایی بخار یا بسیاری از فرآیندهای تمیز کردن قطعات دیگر مقاومت کند.
این خواص همچنین فولاد ضد زنگ گرید 316 را برای کاربردهای دارویی و پزشکی ایده آل می کند. از آنجایی که فرآیندهای استریلیزاسیون در این صنایع برای جلوگیری از آلودگی، هم با ضدعفونی کننده های قوی و هم با دماهای بالا ترکیب می شوند، آلیاژ مقاومی مانند گرید 316 ایده آل است.
البته باید توجه شود که قیمت ورق استیل 316 به طور قابل توجهی نسبت به گریدهای 303 و 304 بالاتر است. بنابراین اگر محصول پزشکی مورد نظر قرار نیست با بدن انسان به صورت مستقیم ارتباط داشته باشد، می توان از گریدهای ارزان تر استفاده نمود.

جمع بندی و نتیجه گیری

در این مقاله با ورق استیل 316 آشنا شدیم. دیدیم که این ورق استیل، ضد زنگ و ضد اسید است، مقاومت دمایی بالایی دارد و می توان به راحتی آن را تغییر شکل داد. همین ویژگی‌ ها به ما اجازه می دهد تا بتوانیم تجهیزات پزشکی متنوعی را با استفاده از این محصول تولید کنیم. البته با توجه به قیمت بالای این ورق استیل بهتر است فقط در مواقع ضروری از آن استفاده شود. در شرایط معمولی‌ تر که میزان اسیدی بودن و خورندگی محیط کمتر است، آلیاژ گرید 304 جایگزین مناسبی برای ورق استیل 316 محسوب می‌شود.