مقدمه
فولادهای زنگ نزن (استنلس استیل) در صنعت غذا و دارو از محبوبیت بسیار بالایی برخوردار هستند به طوری که بسیاری از تجهیزات و ماشین آلات فعال در این صنایع از این آلیاژها ساخته می شوند. دلیل این امر این است که این فولادها با معیارها و الزامات واجب الاجرا در صنایع غذایی و دارویی مطابقت دارند. معمولا متریالی که می خواهد در ساخت تجهیزات صنایع دارویی استفاده شود باید دارای مقاومت بالایی در برابر خوردگی باشد زیرا برای ضد عفونی کردن محصولات دارویی از مواد شیمیایی استفاده می شود بنابراین می بایست بتواند در مقابل این مواد مقاومت کند. همچنین می بایست در برابر حرارت نیز مقاوم باشد چرا که بسیاری از فرایندهایی که در داروسازی انجام می شود مبتنی بر حرارت می باشد. یکی دیگر از ویژگی هایی که در انتخاب متریال برای تجهیزات دارویی اهمیت دارد این است که به راحتی تمیز شده بدون اینکه ذراتی از سطح ماده جدا شده و با مواد دارویی ترکیب شود. سهولت در پروسه تولید نیز از دیگر مواردی است که هنگام انتخاب آلیاژ برای ساخت تجهیزات دارویی در نظر گرفته می شود. در بین مواد مختلف، استنلس استیل ها معدود متریالی هستند که حد بهینه ای از این خواص را تامین کرده و به همین دلیل در صنایع دارویی استفاده می شوند. معمولا گریدهای 304 و 316 شناخته ترین فولادهای زنگ نزن مورد استفاده در صنایع دارویی بوده اما یکی دیگر از گریدهایی که در این زمینه استفاده می شود ورق استیل 321 می باشد. از این گرید در ساخت مخازن ذخیره و فرآوری مواد دارویی، پمپ ها، مبدل های حرارتی، کوره ها، اتصالات و شیرآلات مورد استفاده در داروسازی ها استفاده می شود. این فولاد زنگ نزن ترکیب نزدیکی به استیل 304 داشته منتهی حاوی تیتانیم نیز می باشد. به همین دلیل قیمت ورق استیل 321 به خاطر دارا بودن تیتانیم در ترکیب شیمیایی خود از استیل 304 گران تر است. به طور کلی بهای ورق استیل ارتباط مستقیمی با عناصر آلیاژی موجود در ترکیب شیمیایی آن دارد.
دلایل استفاده از استیل 321 در ساخت مخازن دارویی
گرید 321 در ساخت بسیاری از تجهیزات داروسازی همچون مخازن ذخیره و فرآوری استفاده می شود. زیرا بسیاری از فرایندهای داروسازی تحت حرارت بالا، فشار و شرایط خورنده انجام می شود و نیاز به ماده ای است که تحت این شرایط دوام بیاورد. فولاد زنگ نزن 321 نیز معمولا تا دمای ( C ° ) 900 خواص خوبی از خود نشان می دهد. عمده ترین دلیل توسعه استنلس استیل 321 مقاومت این گرید در برابر خوردگی دانه ای بوده است. خوردگی بین دانه ای یکی از معضلاتی است که اکثریت استیل های آستنیتی سری 300 با آن مواجه هستند. این پدیده که ناشی از رسوب زایی کاربید کروم می باشد معمولا حین جوشکاری و بکارگیری طولانی مدت در محدوده دمایی ( C ° ) 860 – 425 به قوع می پیوند. در حالی که استیل 321 به خاطر دارابودن تیتانیم در ترکیب شیمیایی خود در برابر این پدیده مقاوم تر است. زیرا تیتانیم موجود در فولاد زنگ نزن 321 با کربن ترکیب شده و بدین ترتیب از تشکیل رسوبات کاربید کروم و همچنین از مصرف کروم ساختار که مهمترین عامل در تشکیل لایه پسیو و مقابله با خوردگی است جلوگیری می شود. اگر چه قیمت ورق استیل 321 در مقایسه با گریدهایی همچون 304 بالاتر بوده اما بهای بالاتر آن نسبت به مزیت هایی که دارد از نظر اقتصادی توجیه پذیر است. معمولا جهت ساخت مخازن دارویی ورق استیل در ابعاد مشخصی برش داده می شود و تحت فرایندهای شکل دهی همچون نورد شکل نهایی را به خود می گیرد.
چرا مسئله خوردگی در مخازن دارویی مهم است؟
در صنعت داروسازی خوردگی می تواند کل پروسه تولید دارو را با مشکل مواجه کند. زیرا اگر خوردگی یکی از تجهیزات داروسازی همچون مخازن ذخیره سازی مواد دارویی دچار خوردگی شود مواد دارویی آلوده شده و می بایست همه آنها را دور ریخت.
خوردگی در تجهیزات صنایع دارویی چگونه بر اقتصاد یک کشور تاثیر می گذارد؟
از نظر اقتصادی وقوع خوردگی در تجهیزات داروسازی همچون مخازن دارویی یک مسئله پر هزینه بوده به گونه ای که اگر جهت مقابله آن اقداماتی نشود می تواند خسارت های مالی فراوانی را وارد کند. به عنوان مثال مجموع هزینه های مستقیم خوردگی در صنایع تولید مواد دارویی و شیمیایی، تولید و پالایش نفت، صنایع غذایی و کشاورزی در آمریکا سالانه مبلغی حدود 17.6 میلیارد دلار تخمین زده شده است. این رقم اعلام شده فقط مربوط به هزینه های خوردگی در تولیدات حاصل از این صنایع می باشد و هزینه های خوردگی ناشی از نگهداری و شرایط اوپراتوری بیشتر است که برآورد این هزینه ها نیاز به مطالعات دقیق تری دارد.
در ایران نیز هزینه های ناشی از خوردگی در صنایع، تاثیر مستقیمی بر اقتصاد دارد. به عنوان مثال هزینه های ناشی از نادیده گرفتن مسئله خوردگی در کشور 3 الی 5 درصد از تولید ناخالص داخلی کشور است. بر طبق گزارش خبرگذاری ایسنا هر ایرانی در سال 187 دلار برای خوردگی هزینه می کند. بنابراین می بایست در جهت کاهش هزینه های ناشی از خوردگی در صنایع مختلف من جمله داروسازی گام های مهمی برداشت. یکی از اقدامات موثر در این زمینه انتخاب آلیاژ مناسب می باشد. زیرا هرچه ماده انتخابی در برابر خوردگی مقاوم تر باشد هزینه های مقابله با این پدیده کاهش می یابد.
