چرخه عمر استیل

امروزه با توجه به مسائل زیست محیطی، چرخه عمر استیل و بازیافت آن یکی از عوامل کلیدی در انتخاب این آلیاژ برای کاربردهای صنعتی، ساختمانی و مصرفی است. فولاد ضدزنگ به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی، دوام مکانیکی فوق‌العاده و قابلیت بازیافت بدون افت کیفیت، نه تنها طول عمر قابل‌توجهی دارد بلکه از نظر زیست‌محیطی نیز گزینه‌ای پایدار و اقتصادی به شمار می‌رود و با اهداف توسعه پایدار منطبق است. با بررسی چرخه عمر استیل، می‌توان شاهد ماندگاری، هزینه‌های نگهداری کم، مصرف انرژی و تأثیرات زیست‌محیطی آن در طول زمان بود. در این مطلب از استیل رخ قصد داریم، نگاهی کلی به عمر مفید استیل بیاندازیم و تاثیرات بازیافت آن را بر محیط زسیت بررسی کنیم.

چرا استیل گزینه‌ای اقتصادی محسوب می‌شود؟

استنلس استیل به‌خوبی با اقتصاد چرخشی (Circular Economy) سازگار است. بازیافت آن موجب صرفه‌جویی در مصرف منابع و انرژی می‌شود. علاوه بر این استنلس استیل تولید شده از مواد بازیافتی نیز همچنان به‌طور کامل قابل بازیافت است، بدون آن‌که کیفیت آن کاهش یابد.

این چرخه سبب می‌شود تا علاوه بر کاهش هزینه‌های تولید، آلودگی و آثار زیست محیطی ناشی از تولیدات استیل نیز به حداقل ممکن برسد. استفاده از استیل در تجهیزات و سازه‌ها سبب می‌شود تا عمر آن‌ها افزایش یابد و نیاز به تعمیر و نگهداری تا حد ممکن کاهش یابد. در واقع کاهش نیاز به تعمیرات و طولانی‌تر شدن عمر تجهیزات، سبب می‌شود تا نیاز به مواد اولیه برای تولید دوباره یا تعمیر این قطعات کاهش یابد. همین موارد در صنعت می‌تواند سبب کاهش میزان تولید آلاینده‌های زیست محیطی شود.

بازیافت و دوام استیل

مهم‌ترین و پرمصرف‌ترین مواد اولیه در صنعت، فولادهای کربنی و استنلس استیل هستند. با توجه به چرخه عمر استیل و قابلیت بازیافت آن، می‌توان مشاهده کرد که استفاده از استیل بازیافتی سبب صرفه‌جویی در منابع طبیعی می‌شود. چرا که نیاز به استخراج مواد معدنی و سنگ معدن جدید و همچنین منابع انرژی برای فراوری را کاهش می‌دهد. میانگین میزان مواد بازیافتی در تولیدات استنلس استیل شرکت Outokumpu بیش از 90% است. در سال ۲۰۲۲، این شرکت به رکوردی برابر با 94% محتوای مواد بازیافتی (شامل قراضه فولاد و پسماندهای تولیدی) دست یافت.

در چرخه عمر استیل، به غیر از قابلیت بازیافت، دوام نیز اهمیت بالایی برای حفاظت از محیط زیست دارد. ساخت یک قطعه تنها یک بار به جای دو یا سه بار طی یک بازه زمانی مشخص، قطعاً مصرف منابع را کاهش می‌دهد. استنلس استیل به افزایش طول عمر قطعات کمک می‌کند؛ برای مثال، در ساخت پل‌هایی که در معرض خوردگی هستند یا در قطعاتی مانند سیستم‌های اگزوز خودرو استفاده از استیل سبب افزایش عمر سازه‌ها و قطعات می‌شود.

هزینه‌ها در چرخه عمر استیل

چرخه عمر استیل نه تنها از نظر زیست‌محیطی، بلکه از نظر اقتصادی نیز حائز اهمیت است. این آلیاژ نیاز به نگهداری بسیار کمی دارد، که هم برای محیط ‌زیست و هم برای شرکت‌ها و سازمان‌ها سودمند است. ترکیب مقاومت به خوردگی و استحکام مکانیکی، طول عمر محصول و قابلیت سبک‌سازی را افزایش می‌دهد. در برخی موارد، استفاده از استیل سبب کاهش ۳۰ تا ۴۰ درصدی هزینه‌ها نسبت به مواد جایگزین است که عمدتاً ناشی از کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری است.

طول عمر استنلس استیل

پایان عمر مفید به مرحله‌ای در چرخه عمر یک محصول اشاره دارد که استفاده فعال از آن به پایان می‌رسد. اتفاقاتی که در این مرحله می‌افتد، از نظر بهره‌وری زیست‌محیطی اهمیت زیادی دارد. استنلس استیل را می‌توان بی‌نهایت بار بازیافت کرد و این کار هیچ‌گونه افت کیفیتی به‌همراه ندارد. در واقع نمی‌توان عمر مفید استیل را مشخص کرد، چرا که استیل همواره در حال بازیافت و استفاده است. اما طول عمر تجهیزات استیل بنا به شرایط محیطی و کاری در هر صنعت متفاوت است.

استنلس استیل بازیافتی، ماده‌ای ارزشمند است و بازار بازیافت آن در مقیاس وسیع، فعال و سودآور است. مزایای زیست‌محیطی و پایداری حاصل از بازیافت مانند حفظ منابع غیرقابل تجدید، صرفه‌جویی در مصرف انرژی، کاهش انتشار آلاینده‌ها و کاهش پسماند کل جامعه را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

میانگین نرخ بازیافت در پایان عمر مفید استیل بیش از 80% است. در برخی صنایع مانند معماری و ساخت‌وساز و ماشین‌آلات صنعتی، این نرخ به بیش از ۹0% می‌رسد؛ در حالی که در بخش‌های دیگر ممکن است حدود ۶0% باشد. این نرخ‌های بخشی (recovery ratios) نشان می‌دهند که صنعت استنلس استیل در مسیر افزایش بهره‌وری بازیافت قرار دارد. یکی از راه‌های بهبود پایداری یک محصول، طراحی بهینه آن برای بازیافت در پایان دوره استفاده است و بر این پایه فنون طراحی برای بازیافت (Design for Recycling) مورد توجه ویژه‌ای قرار گرفته است.

چرخه عمر استیل

برای بررسی چرخه عمر استیل و بازیافت آن، بهتر است مراحل تولید اولیه و شکل‌دهی استیل را نیز در نظر بگیریم. در ابتدا سنگ آهن به آهن اسفنجی تبدیل می‌شود. پس از آن مراحل خالص سازی آن صورت می‌گیرد. پس از رسیدن به خلوص کافی و کاهش کربن تا حد مورد نیاز، آلیاژ سازی شروع می‌شود.

عناصر آلیاژی مورد نیاز هر گرید، مانند کروم، نیکل، مولیبدن و … با ترتیب خاص به مذاب افزوده می‌شوند و پس از آن فرآیندهای ریخته گری انجام می‌شود. محصولات به دست آمده برای تکمیل فرآیندهای تولید مانند نورد و فورج به کارخانجات دیگری ارسال می‌شوند. هرچند باید توجه داشت مقدار زیادی از تولید استیل، از بازیافت حاصل می‌شود که در ادامه آن را توضیح خواهیم داد.

در نهایت محصولات استنلس استیل که در بازار رایج هستند، مانند ورق استیل و لوله استیل و … به بازار عرضه می‌شوند. این قسمت را می‌توان مرحله پیشین بازیافت استیل در نظر گرفت. حال، استیل تولید شده وارد چرخه صنعت می‌شود و در بخش‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.

از استفاده استنلس استیل در صنایع پتروشیمی گرفته تا صنایع هوافضا و صنایع غذایی، محصولات مختلف استیل نقش بسیار مهمی را ایفا می‌کنند. عمر آلیاژهای استیل در صنایع با توجه به کاربرد آن‌ها متفاوت است. برای مثال ممکن است استیل برای کاربردهای دکوراتیو بتواند تا 30 سال بدون آسیب استفاده شود. اما در صنایع دیگر ممکن است لوله‌ای از جنس استنلس استیل که در شرایط سخت به کار می‌روند عمر کمتری داشته باشد. اما نکته مهم بازگشت آن به چرخه تولید است.

پس از پایان عمر قطعات استیل در صنعت، آن‌ها برای بازیافت به چرخه تولید بازمی‌گردند. همانطور که اشاره شد، در کنار تولید از آهن و  عناصر آلیاژی، استفاده از ضایعات سهم بزرگی در تولید استیل دارد. در این مرحله مواد بازیافتی باید با توجه به میزان آلودگی‌ها و گریدهایشان دسته بندی و ذوب شوند. در هنگام بازیافت، مقداری از عناصر آلیاژی اکسید می‌شوند و گاهی نیز ناخاصلی‌هایی وارد ترکیب شیمیایی می‌شوند. در هنگام بازیافت استیل باید به این موارد توجهی ویژه داشت و با روش‌های دقیق نسبت به فراوری آلیاژ اقدام نمود.

سخن آخر

چرخه عمر استیل، از تولید تا مصرف و در نهایت بازیافت، نشان از مزیت‌های متعدد این آلیاژها دارد. استیل با مقاومت بالا در برابر خوردگی، طول عمر بسیار زیاد و قابلیت بازیافت صد درصدی، نقش مهمی در کاهش هزینه‌های نگهداری، صرفه‌جویی در منابع و کاهش اثرات زیست‌محیطی ایفا می‌کند. به همین دلیل، استنلس استیل تنها یک ماده مهندسی نیست، بلکه سرمایه‌ای پایدار برای آینده‌ای ایمن‌تر و کارآمدتر است. انتخاب آن در صنایع مختلف، نشان از درک عمیق نسبت به مفاهیم توسعه پایدار، کیفیت و ارزش طولانی‌مدت دارد.