สแตนเลสกับสนิม

ความรู้พื้นฐานเรื่องสเเตนเลส เพื่อที่จะเลือกใช้ได้ถูกวัตถุประสงค์การใช้งาน
ให้ง่ายและสะดวกต่อการเลือกซื้อ

สแตนเลส คืออะไร?

สแตนเลส หรือเรียกอีกชื่อว่า เหล็กกล้าไร้สนิม (Stainless steel) คือ โลหะผสม (Alloy) ที่มีส่วนประกอบหลักคือ เหล็ก และโครเมียม อย่างน้อย 10.5% ของน้ำหนัก และต้องมีคาร์บอนน้อยกว่า 1.2% อาจมีการเติมสารชนิดอื่น ๆ เช่น นิเกิล แมงกานีส ทองแดง โมลิบดินั่ม อลูมิเนียม ฯลฯ เพื่อเพิ่มคุณสมบัติของสแตนเลสให้เหมาะกับการใช้งานแบบต่าง ๆ โดยคุณสมบัติหลักของสแตนเลสสตีล คือ ไม่เกิดสนิม ทนความชื้น ทนต่อการกัดกร่อน หรือวัสดุชนิดอื่น ๆ ค่าบำรุงรักษาต่ำ ง่ายต่อการเชื่อม และการขึ้นรูปโลหะ ระยะเวลาการใช้งานคุ้มค่ากับราคา และสามารถนำกลับมาใช้ได้ใหม่ทั้งหมด จึงทำให้สแตนเลส เป็นโลหะที่ทรงคุณค่า คุณสมบัติ และประโยชน์ใช้สอยที่ไร้ขีดจำกัด
 

โดยทั่วไปแล้วสเเตนเลสแบ่งออกเป็น 5 กลุ่มใหญ่ตามโครงสร้างการใช้งาน

ซึ่งประมาณได้ว่า 70 เปอร์เซนต์ของการผลิตสเเตนเลสในโลกนี้เป็นสเเตนเลส ตระกูลออสเทนนิติค (Austenitic) หรือที่รู้จักกันใน “ซีรี่ส 300” ก็คือ ตัวสเเตนเลสที่เราใช้กันทั่วไปเบอร์ 304

1. ออสเทนนิติค
   ตระกูลออสเทนนิติค (Austenitic) ประกอบด้วยคาร์บอนอย่างน้อย 0.15 เปอร์เซนต์ มีส่วนผสมของโครเมียมอย่างน้อย 16 เปอร์เซนต์ และ นิกเกิล หรือซึ่งช่วยปรับปรุง คุณสมบัติในการขึ้นรูปประกอบและเพิ่มความทนทานต่อการกัดกร่อน บางเกรดจะมีแมงกานีสผสมอยู่ด้วย โดยทั่วไปจะมีโครเมียม 18 เปอร์เซนต์ นิกเกิ้ล 10 เปอร์เซนต์ และมักเรียกกันว่า 18/10 ซึ่งคล้ายกับ 18/0 และ 18/8
    
2. เฟอร์ริติค
   ตระกูลเฟอร์ริติค (Ferritic) มีสมบัติดูดแม่เหล็ก มีโครเมียมเป็นธาตุผสมหลักระหว่าง 10.5-27 เปอร์เซนต์ บางเกรดผสมนิกเกิ้ลลงไปเล็กน้อย บางเกรดผสมโมลิบดินัม หรืออลูมิเนียม ไททาเนียม
    
3. ดูเพล็กซ์
   ตระกูลดูเพล็กซ์ (Duplex) เนื่องจากมีโครงสร้างผสมระหว่าง โครงสร้างเฟอร์ไรต์และออสตไนต์ จึงทำให้มีความแข็งแรงมากกว่าออสเทนนิติคและมีความทนทานต่อการกัดกร่อนชนิด รูเข็ม ซอกอับ มีโครเมียมเป็นธาตุผสมอยู่ระหว่าง 19 ถึง 28 เปอร์เซนต์ โมลิบดินัมสูงกว่า 5 เปอร์เซนต์ และมีนิกเกิลน้อยกว่าตระกูลออสเทนนิติคใช้งานมากในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์สูง
    
4. มาร์เทนซิติค
   ตระกูลมาร์เทนซิติค (Martensitic) เป็นตระกูลที่มีความต้านทานการกัดกร่อนน้อยกว่าออสเทนนิติค และเฟอร์ริติค แต่มีความทนทานและแข็งแรงมากกว่า มีคุณสมบัติดูดแม่เหล็ก โดยทั่วไปจะมีส่วนผสมของโครเมียม 14 เปอร์เซนต์ โมลิบดินัม 0.2-1 เปอร์เซนต์ มีนิกเกิ้ล 0-2 เปอร์เซนต์และมีคาร์บอนผสม อยู่ประมาณ 0.1-1 เปอร์เซนต์ ซึ่งสามารถชุบแข็งได้โดยการให้ความร้อนแล้วทำให้เย็นตัวอย่างรวดเร็วและอบคืนตัว โดยทั่วไปจะรู้จักกันใน “ซีรี่ส -00”
    
5. เหล็กกล้าชุบแข็งแบบตกผลึก
   ตระกูลเหล็กกล้าเพิ่มความแข็งโดยการตกผลึก มีความต้านทานการกัดกร่อนเทียบเคียงกับตระกูลออสเทนนิติค มีความแข็งแรงมากกว่าตระกูลมาร์เทนซิติค เกรด 17-4H ที่รู้จักกันทั่วไป มีโครเมียมผสมอยู่ 17 เปอร์เซนต์และมีนิกเกิล 4 เปอร์เซนต์ ทองแดง และไนโอเบียม ผสมอยู่ด้วย เนื่องจาก สเเตนเลสชนิดนี้สามารถชุบแข็งได้ในคราวเดียว จึงเหมาะสำหรับทำแกน ปั๊มหัววาล์ว และส่วนประกอบของ อากาศยาน
    

หลักการในเกิดสนิมของสเเตนเลส

เหล็กเป็นสนิมนั้นเกิดจากการทำปฏิกิริยาระหว่างเหล็กกับออกซิเจนในอากาศ สเเตนเลสกลับกันกับเหล็กแบบด้านตรงกันข้ามเลยทีเดียว กล่าวคือ สเเตนเลส ยิ่งโดยออกซิเจน ยิ่งดี ไม่เกิดสนิม แต่กลับกันหากมีการขูดขีด จนเกิดการเป็นสนิมที่เกิดจากการแลกเปลี่ยนถ่ายกระแสไฟฟ้าสถิตย์ระหว่างสเเตนเลส กับเหล็ก และการลามของสนิมแบบสเเตนเลสจะเป็นการกินลงไปจากจุดเดียวจนเป็นโพรงลึก ต่างจากแบบเหล็กที่กินที่ละชั้นของเหล็ก
 

5 ประเภทของอัลลอยล์

การแบ่งมาตรฐานของสเเตนเลส เกิดจากการผสมของธาตุหลากหลายชนิดรวมกัน จนเกิดคุณสมบัติที่ต่างกันไปตามองค์ประกอบที่ผสม อาจจะยกตัวอย่างมาตรฐาน และองค์ประกอบที่ผสมกันได้ดังนี้

1. สแตนเลส 304 /304L
   นิยมใช้ในงานทั่วไป มีคุณสมบัติไม่เป็นสนิม ทนต่อการกัดกร่อนสูง สามารถขึ้นรูปเย็น และสามารถใช้ในงานเชื่อมได้ดี
    
2. สแตนเลส 316 /316L
   นิยมใช้ในงาน ที่เกี่ยวกับการใช้กรด หรืองานสารเคมี ทำปฏิกิริยากับกรดน้อย
    
3. สแตนเลส 301
   นิยมใช้ทำสปริง คอนแทค สายพานลำเลียง เนื่องจากมีความยืดหยุ่นได้ดี
    
4. สแตนเลส 310 /310S VS สแตนเลส 309/309S
   ใช้กับงานทนความร้อนสุง งานเตาอบ เตาหลอม ฉนวนกั้นความร้อน โดยทั้ง 2 รุ่น ต่างกันที่ระดับความทนร้อน
    
5. สแตนเลส 409/409S
   ใช้กับงานอุปกรณ์ท่อไอเสีย ชิ้นส่วนผนังท่อเป่าลมร้อนต่าง ๆ
    

สเเตนเลส ยังมีอีกหลายมาตรฐาน และอีกหลายเกรด ตัวอย่างที่กล่าวมาเป็นเพียงส่วนหนึ่งเพียงเท่านั้น เพื่อต้องการให้เห็นภาพว่า สเเตนเลสก็เป็นสนิมได้ ถ้าใช้งานไม่ถูกวิธี หวังว่าหลังจากนี้ ท่านที่อ่านบทความของเราคงได้เห็นภาพว่า ทำไม สเเตนเลส 304 ถึงเป็นสนิม
 

วิธีการเลือกใช้หรือซื้อสแตนเลส

คุณในฐานะผู้บริโภคควรมีความรู้พื้นฐานเรื่องสเเตนเลสสักเล็กน้อยเพื่อที่จะเลือกใช้ได้ถูกวัตถุประสงค์การใช้งาน ให้ง่ายและสะดวกต่อการเลือกซื้อ

• ความรู้เกี่ยวกับวัสดุ ความรู้จะช่วยการตัดสินใจไม่เกิดปัญหาผิดพลาด และประหยัดราคา
• ความรู้เรื่องเกรดของวัสดุ เลือกใช้เกรดวัสดุถูกต้อง ลดความเสี่ยง ช่วยลดหรือประหยัดจากการใช้วัสดุราคาแพงได้
• ความรู้ในการออกแบบ การออกแบบที่ดีจะช่วยลดค่าใช้จ่ายในการประกอบ
• ความรู้ในการตกแต่งผิว การตกแต่งผิวทำให้ดู สวยงาม และมีราคาเพิ่มขึ้น
• การประยุกต์ใช้ในงานตกแต่งหรืองานเครื่องใช้ภายในบ้าน ใช้เป็นอุปกรณ์เครื่องใช้ในบ้านจะช่วยลดค่าใช้จ่ายในการซ่อมบำรุงหรือแก้ไข
• การใช้การวางแผนการผลิต การวางแผนการผลิตจะช่วย ประหยัดค่าใช้จ่ายและเพิ่มคุณภาพผลิตภัณฑ์

สนิมเกิดขึ้นกับผิวสเตนเลสได้ไหม?

หลักการในเกิดสนิมของ สเตนเลส

เหล็กเป็นสนิมนั้นเกิดจากการทำปฏิกิริยาระหว่างเหล็กกับออกซิเจนในอากาศ สเตนเลสกลับกันกับเหล็กแบบด้านตรงกันข้ามเลยทีเดียว กล่าวคือ สเตนเลส ยิ่งโดยออกซิเจน ยิ่งดี ไม่เกิดสนิม แต่กลับกันหากมีการขูดขีด จนเกิดการเป็นสนิมที่เกิดจากการแลกเปลี่ยนถ่ายกระแสไฟฟ้าสถิตย์ระหว่างสเตนเลส กับเหล็ก และการลามของสนิมแบบสเตนเลสจะเป็นการกินลงไปจากจุดเดียวจนเป็นโพรงลึก ต่างจากแบบเหล็กที่กินที่ละชั้นของเหล็ก
 

สาเหตุที่ 1: คลอไรด์สามารถทำให้เกิดการกัดกร่อนได้

โดยปกติแล้ว โลหะผสมสแตนเลสหลายชนิดจะทนต่อการกัดกร่อนมาก แต่เมื่อสเตนเลสได้ถูกสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่เต็มไปด้วยคลอไรด์ (เช่น เกลือ) ก็จะเกิดการกลัดกล่อนที่ตัวเนื้อโลหะได้ ยกตัวอย่างให้เห็นภาพชัดเจน คือ สเตนเลสเบอร์ 304 การใช้ในกองทัพ หรือใช้ในการประมงที่มีการออกแดดเจอน้ำทะเล ความเค็มของน้ำทะเลหรือลมทะเลก็จะทำการกัดกร่อนเสียหาย

อีกสาเหตุที่พบกันบ่อยมากในการเกิดสนิมบนสเเตนเลส คือการใช้น้ำยาทำความสะอาดที่มีส่วนผสมของ Chloride เช่น น้ำยาล้างห้องน้ำ น้ำยาเช็ดกระจก น้ำยาขัดพื้นบางชนิด ที่จะมีสารที่เป็นกรด (ยกตัวอย่าง Hydrochloric acid [H+(aq) Cl−(aq) or H3O+ Cl−] ที่เป็น aqueous solution of hydrogen chloride) หากมีการปนเปื้นสารเคมีที่มีส่วนผสมของ Cl สนิมอาจจะค่อยๆก่อตัวขึ้น กัดลงไปในผิวจนไม่สามารถแก้ไขได้ โดยเฉพาะสแตนเลสสี

และถ้าเป็นน้ำยาทำความสะอาดที่ผสมกรดแร่เข้มข้นและคีแลนต์ (Chelant) นอกจากสารเคมีที่เป็นกรดแล้ว ยังมักเติมสารลดแรงตึงผิวและสารป้องกันสนิมลงไปอีกด้วย เช่น น้ำยาล้างห้องน้ำ น้ำยาล้างจาน น้ำยาทำความสะอาดทั่วไป อุปกรณ์เสริมสารสถานะเป็นกรด ที่ช่วยลดสนิมสแตนเลสอย่าง เบกกิ้งโซดา , น้ำส้มสายชู และน้ำมะนาวและเกลือ สำหรับสแตนเลสสีให้ปรึกษาเราอีกครั้ง

วิธีแก้ คือ การเปลี่ยนจากเกรดเบอร์ 304 เป็น 316 ที่ทนคลอไรด์ได้ดีกว่า หรือจะเสริมความทนทานด้วยสารเคลือบพิเศษ ป้องกันคลอไรด์ก็ทำได้
 

สาเหตุที่ 2: การกัดกร่อนแบบไบเมทัลลิก-กัลวานิกจากการเชื่อมสแตนเลสที่ไม่เหมือนกัน

เนื่องจากเมื่อโลหะสองชนิดที่มีคุณสมบัติต่างกันเชื่อมต่อกัน อาจมีกระแสไฟฟ้าไหลจากวัสดุหนึ่งไปยังอีกวัสดุหนึ่ง จะกลายเป็น "ขั้วบวก" และเริ่มสึกกร่อนเร็วขึ้น

ความเร็วของการกัดกร่อนนี้จะเปลี่ยนแปลงไปตามปัจจัย อุณหภูมิแวดล้อมและความชื้น และพื้นผิวทั้งหมดของโลหะที่สัมผัสกัน

วิธีแก้สำหรับการกัดกร่อนแบบไบเมทัลลิก คือ การงดการเชื่อมโลหะสองชนิดที่ไม่เหมือนกัน ละอีกอย่าง คือ การเพิ่มสารเคลือบ เพื่อป้องกันการเกิดสนิม
 

สาเหตุที่ 3: เศษละอองเหล็กธรรมดาหรือเหล็กกล้าไร้สนิม

เพื่อใช้งานบางอย่าง ด้วยอนุภาคเหล็กหรือเหล็กกล้าธรรมดาเหล่านี้สามารถทำลายชั้นป้องกันออกไซด์ของชิ้นงานสแตนเลส ซึ่งทำให้เกิดการกัดกร่อนของสเตนเลสเป็นสนิมได้

วิธีแก้ คือ การทำความสะอาดและเตรียมอุปกรณ์อย่างทั่วถึงเมื่อเปลี่ยนไปใช้วัสดุใหม่เป็นสิ่งสำคัญ อุปกรณ์บางอย่าง เช่น แปรงเหล็ก ไม่ควรใช้ร่วมกันระหว่างโลหะประเภทอื่น
 

สาเหตุที่ 4: การใช้อุณหภูมิที่สูงเกินไปกับสเตนเลส

โลหะผสมสแตนเลสมักจะมีจุดหลอมเหลวสูงมาก แม้ว่าโลหะจะไม่ละลายที่อุณหภูมิสูง แต่ก็อาจพบการเปลี่ยนแปลงอื่นๆ ที่ส่งผลต่อความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อนของโลหะ 

นอกจากนี้ อุณหภูมิที่ร้อนจัดอาจทำให้โลหะผสมสแตนเลสแบบสัมผัสสูญเสียชั้นป้องกันออกไซด์ไปชั่วขณะหนึ่ง ซึ่งเพิ่มความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนจนกว่าชั้นออกไซด์จะก่อตัวขึ้นใหม่ได้

วิธีแก้ เพื่อป้องกันการกัดกร่อนจากการปรับขนาดหรือปัญหาอื่น ๆ โดยการใช้ความร้อนอุณหภูมิที่มากเกินไป สิ่งสำคัญคือต้องตรวจสอบอุณหภูมิในการทำงาน
 

สาเหตุที่ 5: สิ่งแวดล้อม

สาเหตุนี้ซึ่งนอกเหนือการควบคุม เนื่องจากเราไม่สามารถควบคุมสภาพอากาศได้ ในการเลือกสแตนเลสเพื่อใช้ทำลวดหรือโลหะแผ่นตามสั่ง ควรพิจารณาปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมให้ได้มากที่สุด หรือหลีดเลี่ยงสภาพแวดล้อมที่ปนไปด้วยความเค็มของเกลือ เช่น ลมทะเล หรือสภาพแวดล้อมที่เต็มไปด้วยความชื้น
 

หรือถ้าหากคุณไม่มีความรู้แต่ต้องการใช้งานรวดเร็วต่อการเลือกซื้อ สามารถสอบถามผู้เชี่ยวชาญของเราได้ บจก. พี แอนด์ เอส สเตนเลสสตีล เซ็นเตอร์ ผู้ให้บริการ จำหน่ายสินค้าสแตนเลสแผ่น คิ้วสแตนเลส กรุยเชิงสแตนเลส ป้ายอักษรโลหะ รับตัดเลเซอร์ Punching ตัดพลาสม่า พับ ม้วนโลหะแผ่นและโลหะขึ้นรูปทุกชนิด
 

ติดต่อสอบถามรายละเอียดเพิ่มเติม หรือสั่งซื้อสินค้าได้ที่
บริษัท พี แอนด์ เอส สเตนเลสสตีลเซ็นเตอร์ จำกัด
Tel : 081-618-0778, 081-615-4296, 082-782-8654, 02-753-7753
Fax : 02-753-7770
Email : pands_stainless@yahoo.com
LINE : @psmetal
Facebook : @psstainlesssteel