انواع مختلف فولاد ساختمانی چیست و به چند دسته تقسیم میشود؟

فولاد یکی از بیشترین کاربردها را در ساختمان سازی دارد. چه ساختمان مسکونی و چه ساختمان تجاری. امروزه اغلب مهندسین به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد فولاد از آن به عنوان ماده اصلی در ساختمان سازی استفاده می‌کنند.

جنس فولاد ساختمانی:

برای تولید فولاد ساختمانی از آلیاژهای بسیار زیادی استفاده می‌شود. فلزاتی مثل نیکل، والادیوم، تیتانیوم و آلومینیوم عناصری هستند که بیشترین کاربرد را در تولید فولاد ساختمانی دارند. به اینها میکروآلیاژهای فولاد هم می‌گویند. معمولاً از اینها در پل سازی، کشتی سازی، لوله‌کشی های فولادی و... استفاده می‌شود.

مهم ترین ویژگی های فولاد:

مهمترین ویژگی‌های قابل کنترل این محصولات در تولید عبارتند از:

1- استحکام

2-اندازه

3-شکل

4-چگالی و وزن

5-ویژگی‌های سطحی

که مورد آخر در واقع مربوط به محلی است که قرار است از آن استفاده شود و مثلاً اگر محیط مرطوب باشد باید لایه نشانی برای آن انجام شود تا ضد زنگ باشد.

انواع فولاد ساختمانی بر اساس ویژگی‌های شیمیایی:

بعد از آهن، کربن مهمترین عنصر در تولید فولاد است. مقدار کربن نقش بسیار مهمی در ویژگی‌های فولاد از جمله شکنندگی و استحکام آن و یا انعطاف آن دارد. متدهای بسیار پیشرفته‌ای از جمله محاسبات عددی کامپیوتری برای بررسی میزان استحکام و انعطاف این مواد وجود دارد تا از کیفیت آنها اطمینان حاصل شود. این فولادها را می‌توان بر اساس ویژگی‌های شیمیایی دسته بندی کرد.

فولادهای کربن-منگنز

در این فولاد مواد اصلی تشکیل دهنده‌ی آن منگنز، آهن و کربن هستند. استحکام و انعطاف در این فولاد بالاست و به واسطه ی قیمت به صرفه‌ی آن بسیار محبوب است.

فولاد با استحکام بالا و آلیاژ کم

یکی از پیشرفت‌های اخیر تولید فولاد رسیدن به استحکام بالا از طریق آلیاژهای ساده است. در این روش ها آلیاژ به واسطه‌ی اضافه شدن مقدار بسیار کمی از عناصر مختلف ایجاد می‌شود.

فولاد ضد آتش

میزان ضد آتش بودن فولاد به نقطه‌ی ذوب آن بستگی دارد. باید دقیق محاسبه شود که یک فولاد تا چه دمایی باید بالا رود تا ویژگی‌های خود اعم از استحکام خود را از دست بدهد. برای ساختن یک ساختمان ضد آتش بسیار لازم است که فولادهای ساختمانی مقاوم سازی بیشتری در برابر آتش داشته باشند. فولاد به سرعت با گرم و سرد شدن منبسط و منقبض می‌شود. باید برای یک ساختمان ضد آتش تمامی این ویژگی‌ها در نظر گرفته شده و فولاد تا جای ممکن در برابر آنها مقاوم شود.

برای آشنایی بیشتر با دسته بندی فولاد از نظر فعالان بازار آهن و فولاد به لینک زیر مراجعه نمائید.

https://foolad24.com/fa/Types-building-steel

ورق آتشخوار یا مخزنی چیست؟

ورق آتشخوار مقاومت بالایی در برابر حرارت دارد، از ویژگی های شاخص ورق های آتشخوار، می توان به استحکام کششی بالا و درصد تطویل قابل قبول آن نیز اشاره نمود، در ادامه به مشخصات این نوع ورق و انواع آن می پردازیم.

از ورق آتشخوار که در دو حالت شیت و رول عرضه می شود، برای ساخت دیواره به صورت خم و عدسی که در مخازن صنایع نفت و گاز و پتروشیمی کاربرد فراوان دارد، استفاده می شود. ورق آتشخوار یکی از انواع ورق های آلیاژی محسوب می شود که توسط کارخانجات داخلی از جمله فولاد مبارکه اصفهان تولید می گردد. همچنین این ورق توسط کشورهای دیگر از جمله کره و چین هم تولید، و به کشور ما وارد می شود.

 

مشخصات ورق آتشخوار یا مخزنی:

ورق آتشخوار در گریدهای مختلف تولید و به بازار عرضه می شود. تفاوت گریدهای مختلف ورق آتشخوار در میزان تحمل فضا و دما، قابلیت عدسی شدن، تست کشش و ضربه می باشد. هرچقدر گرید بالا رود، قابلیت های مذکور در ورق های آتشخوار افزایش پیدا می کند. فاکتوری که ورق های فولادی را با یکدیگر متفاوت می کند ترکیب ساختاری آن ها است. ترکیب شیمیایی ورق آتشخوار نیز، آن را منحصر بفرد کرده است و باعث شده ورق های آتشخوار بتوانند حرارتی از ۵۸۵ تا ۱۲۵۰ درجه سانتیگراد را تحمل کنند و در نتیجه این ورق آلیاژی می تواند مایعات و گازها را با درجه حرارت خیلی بالا عبور دهد. ورق آتشخوار A516 و ۱۷mn4 از مهمترین و پرکاربردترین ورق های آتشخوار است. ورق آتشخوار A516 Gr 60 و ورق A516 Gr 70 بیشترین استفاده را در صنایع، بخصوص مخزن سازی دارند. لازم به ذکر است ورق آتشخوار A516 Gr 70 در مقایسه با A516 Gr 60 کیفیت، خواص جوشکاری و برشکاری و همچنین انعطاف پذیری بالاتری دارد.

کاربرد ورق های مخزنی:

ورق های مخزنی در صنایع مخزن سازی دیگ های بخار کاربرد بسیاری دارد. همچنین از دیگر موارد استفاده این ورق ها می توان به مخازن تحت فشار، اتصالات و مبدل های تحت فشار، مخازن کروی و تجهیزات انرژی های تجدید پذیر اشاره کرد.

آیا شما با استاندارد های ورق های مخزنی آشنایی دارید؟ تا چه اندازه با انواع ورق های مخزنی و ویژگی های هر ورق و تولید کنندگان آن ها آشنایی دارید؟ شما می توانید با مراجعه به مقاله ورق آتشخوار یا مخزنی در سایت فولاد24 اطلاعات تکمیلی را بدست آورید.

https://foolad24.com/fa/steel-sheet-metal

چرخه تولید فولاد به روش احیای مستقیم

برای آشنایی بیشتر با چرخه تولید فولاد خام از سنگ معدن آهن به روش احیای مستقیم و چهار مرحله‌ی اصلی آن‌که عبارت است از: گندله‌سازی، احیا، کوره ذوب و درنهایت ریخته‌گری ما را در این مطلب همراهی کنید.

 

چرخه‌ی احیای مستقیم فولاد

چرخه‌ی احیای مستقیم فولاد برای به تولید و بهره‌برداری رساندن سنگ‌آهن دارای پیچیدگی‌ها و نکات ظریف زیادی است که پرداختن به همه‌ی آن از حوصله این مطلب خارج است. پس در بهترین حالت تنها به مهم‌ترین این مراحل می‌پردازیم.

در فرآیند تولید فولاد به روش احیای مستقیم که تکنولوژی جدیدتری نسبت به روش احیای غیرمستقیم (کوره بلند) محسوب می‌شود، چهار مرحله‌ی اصلی وجود دارد تا به شمش خام فولاد جهت استفاده در واحد نورد برسیم.

1. گندله سازی
2. احیای مستقیم
3. کوره ذوب
4. ریخته‌گری مداوم

واحد گندله‌سازی

گندله عبارت است از کنستانتره آهن (سنگ‌آهن خورد شده) که با سایر مواد افزوده‌شده و توسط حرارت از حالت خام به حالت پخته درآمده است. گندله تولیدی در این مرحله جهت استفاده در کوره بلند و یا واحدهای احیای مستقیم تولید آهن و یا فولاد بکار می‌رود.

علت تبدیل سنگ‌آهن به گندله اشکالاتی است که در استفاده از کنستانتره خام در کوره‌های بلند و واحدهای احیا به وجود می‌آورد و مهم‌ترین تغییری که سنگ‌آهن در این مرحله می‌کند، تبدیل‌شدن به گوی‌های با تخلخل و هندسه یکنواخت است.

سنگ‌آهن خردشده به همراه بنتونیت (یا سایر چسب‌های مجاز) مخلوط می‌شوند و پس از بخاردهی به آن روانه‌ی دیسک‌های تشکیل گندله خام می‌شوند.

در این دیسک‌های گردان، مخلوط تهیه‌شده به گوی‌هایی با قطر ۸ تا ۱۶ میلی‌متر تبدیل‌شده و پس‌ازآن گندله خام تهیه‌شده خشک، پخته، خنک و آماده احیا می‌شود.

واحد احیای مستقیم

تنها دو روش برای احیای مستقیم در دنیا مورداستفاده قرار می‌گیرد که به روش‌های میدرکس (midrex) و HYL معروف‌اند و در ایران تاکنون تنها روش میدرکس مورداستفاده قرارگرفته است.

در روش میدرکس منواکسید کربن و گاز طبیعی گرم و ریفرم شده (در واحد reform) با دمیده شدن در میان گندله‌های تولیدی در مرحله‌ی قبل، با اکسیژن موجود در اکسید آهن واکنش شیمیایی نشان داده و این اکسیژن را به خود جذب می‌کند.

اکسید آهن با از دست دادن اکسیژن به آهن تبدیل‌شده و اصطلاحاً احیا می‌شود. محصول به‌دست‌آمده از این فرآیند که عیار و خلوص بالایی دارد را آهن اسفنجی گویند.

آهن اسفنجی تولیدشده در این واحد به همراه آهن‌قراضه، خوراک کوره‌های قوس الکتریکی و یا کوره‌های القایی جهت ذوب شدن و تبدیل به فولاد است.

واحد کوره‌ی ذوب

مهم‌ترین کوره‌های ذوب در واحدهای احیای مستقیم فولاد به دو نوع کوره‌های قوس الکتریکی و کوره‌های القایی تقسیم می‌شوند.

کوره قوس الکتریکی

در کوره‌های قوس الکتریکی که در فولاد مبارکه (بزرگ‌ترین واحد صنعتی ایران) از این روش استفاده می‌شود، با استفاده از ایجاد قوس الکتریکی میان دو الکترود، به دمایی در حدود ۴۰۰۰ درجه سانتی‌گراد (که مناسب ذوب کردن آهن است) دست خواهیم یافت.

در این روش ابتدا آهن‌قراضه به کوره اضافه می‌شود و فرآیند ذوب آغاز می‌شود. براثر قوس الکتریکی ایجادشده توسط ترانسفورماتورها، قراضه‌ها ذوب‌شده و هنگام اضافه شدن آهن اسفنجی فرامی‌رسد.

پس از ذوب شدن ‌آهن قراضه، آهن اسفنجی از سیلوهای ذخیره به کوره اضافه می‌شود. میزان شارژ آهن اسفنجی نسبت به قراضه در حدود سه برابر در هر ذوب است.

کوره القایی

در کوره‌های القایی که به‌طور مثال در فولاد کویر دامغان استفاده می‌شود، عبور جریان الکتریکی با فرکانس بسیار بالا از یک کویل مسی و ایجاد میدان مغناطیسی شدید اطراف فلز (آهن) باعث ذوب آن‌ می‌شود.

نحوه و نسبت بارگیری و شارژ قراضه و آهن اسفنجی در کوره‌های القایی تفاوت چندانی با کوره‌های قوس الکتریکی ندارد و در انتها فولاد مذاب در بوته‌ی هر دو کوره جمع می‌شود و به پاتیل‌ها هدایت می‌شود.

واحد ریخته‌گری مداوم

فولاد مذاب تهیه‌شده در مرحله قبل به واحد ریخته‌گری مداوم رسیده و در آنجا پس از آنالیز شیمیایی، توسط پاتیل به درون قالب‌های شمش فولاد ریخته می‌شود.

قالب‌ها توسط جریان آب در دیواره خنک می‌شوند و باعث تشکیل پوسته‌ی اولیه شمش اطراف مذاب تخلیه‌شده می‌شوند و درنهایت پاشش آب بر روی سطح شمش‌های خام، آن‌ها را به‌طور کامل منجمد می‌کند.

در این زمان تولید شمش خام فولادی به پایان رسیده و این شمش خوراک واحد نورد برای تولید انواع پروفیل‌های فولادی می‌باشد.

منبع: تیم تأمین محتوای فولاد ۲۴

دستگاه برش واتر جت

دستگاه واتر جت یکی از انواع دستگاه برش CNC است که، امروزه در صنعت کاربرد بسیار بالایی دارد. واترجت ها برای برش مواد سخت‌تر مانند فلزات و سنگ‌ها به مواد مصرفی‌ای نیاز دارند که بتوانند جسم موردنظر را راحت‌تر و با دقت بیشتری برش دهند.

 

واتر جت

دستگاه واتر جت یکی از انواع دستگاه برش CNC است که، امروزه در صنعت کاربرد بسیار بالایی دارد. یکی از دلایلی که باعث شده دستگاه واتر جت محبوبیت بیشتری در بین صنعتگران پیدا کند و از سال ۲۰۰۲-۱۹۹۷ استفاده آن ۱.۹ درصد رشد کند، ارزان و به صرفه بودن آن نسبت به دستگاه‌های برش لیزری است. واتر جت یکی از جدیدترین دستگاه‌های حوضه صنعت است که درزمینهٔ برش انواع فلزات، سنگ‌ها، چوب‌ها و ... کاربرد دارد.
 

دستگاه واتر جت یا (Abrasive WaterJet machine) وسیله‌ای است که با استفاده از قدرت و فشار آب، قطعات فلزی و غیرفلزی (عمدتاً  سنگ‌ها) را برش می‌دهد. ازآنجایی‌که واتر جت‌ها دارای تنظیم فشار آب هستند می‌توان به‌وسیله آن‌ها هر جسم سخت و یا نرمی را برش داد. واترجت هر مادهای را با هر ضریب سختی برش می‌دهد، به همین دلیل می‌توان گفت تنها ابزار برش سوپر آلیاژها و تیتانیوم است، برخی مواد که در اثر حرارت دود سمی تولید می‌کنند را با این روش می‌توان برش داد، چون ماهیت این برش سرد است.

ساز و کار واتر جت

اگر بخواهیم به‌صورت کلی درباره نحوه کار واترجت توضیح دهیم می‌توانیم بگوییم که واترجت وسیله‌ای است که با یک پمپ بسیار قوی آب را با فشار زیاد به داخل یک نازل با قطر خیلی کم هدایت می‌کند، سپس آب سرعتی در حدود ۰۹۹ متر بر ثانیه پیدا می‌کند، سپس مادۀ ساینده‌ای به نام ابرسیو (abrasive) به‌منظور برش مواد سخت به این آب تزریق می‌شود، این مخلوط آب و مواد ساینده که با فشار ۰۹۹۹ تا ۰۰۹۹ بار (بسته به قدرت پمپ) از نازل خارج می‌شود طرح را بر روی قطعه موردنظر برش می‌دهد.
 

مواد به کار رفته در برش واترجت

درست است که نام این دستگاه بر اساس نوع کار آن است اما واترجت ها فقط برای مواد نرم فقط از آب استفاده می‌کنند و برای برش مواد سخت‌تر مانند فلزات و سنگ‌ها به مواد مصرفی‌ای نیاز دارند که بتوانند جسم موردنظر را راحت‌تر و با دقت بیشتری برش دهند این مواد عبارت‌اند از ابزار برش، آب خالص یا آب به همراه مواد ساینده.
 

مواد ساینده در واترجت ها مواد به خصوصی هستند که این مواد عمدتاً سیلیکون کارباید، سیلیس یا لعل است که بسته به جنسی که باید ماشین‌کاری شود در نظر گرفته می‌شود. این مواد پس از مصرف قابل بازیافت نمی‌باشند و اندازه ذرات ساینده معمولاً بین ۱۵۰ تا ۱۰۰۰ است. نسبت مخلوط حجمی آب و ذرات ساینده مرز و نقطه‌ای دارد که اگر مقدار نسبت حجمی کمتر یا مساوی آن باشد راندمان بالاتری خواهد داشت و با بیشتر شدن نسبت ذرات ساینده در آب راندمان پایین می‌آید.
 

مزیت های دستگاه واترجت

همان‌طور که در اول مقاله گفته شد دستگاه واترجت وسیله‌ای بود که، در سالیان اخیر رشد چشمگیری داشته و در میان صنعتیان محبوبیت به خصوصی پیداکرده است. این محبوبیت و رشد بر اساس مزیت‌های این دستگاه است که، مزیت‌های آن نیز بسیار فراوان است. مزیت‌های دستگاه واترجت به شرح زیر است.

• توانایی برش بالا که اصطلاحاً به آن (Cuts virtually any material) نیز گفته می‌شود.
• کاربرد آسان دستگاه نسبت به سایر دستگاه‌های دیگر
• پایین بودن هزینه‌های مصرفی دستگاه
• پایین بودن هزینه‌های انرژی دستگاه
• ایجاد آلودگی بسیار کم
• دقت بالای برش (تلرانس ۰٫۰۰۵ اینچ)
• عدم ایجاد تنش حرارتی در قطعه کار یا به‌اصطلاح ( Cold cutting )
• نیاز کم به نگه‌دارنده ( Minimal Fixturing required )
• سرعت برش بالا (Faster than many conventional cutting tools )
• عدم ایجاد تنش حرارتی
• امکان اجرای طرح‌های پیچیده
• برش فولاد تا ۰۵۹ میلی‌متر و برخی مواد دیگر تا ۵۹۹ میلی‌متر

معایب دستگاه واترجت

اما این دستگاه چندان هم بی‌عیب و نقص نیست و معایبی نیز دارد که، همین معایب است که نتوانسته نظر برخی از صنعتیان را به خود جلب کند عمده این معایب به شرح زیر است.

• زمان برش نسبتاً زیاد ( Cutting Time )
• ایجاد سوراخ‌های باکیفیت نسبتاً پایین
• دقت کم در ضخامت‌های زیاد

منبع: گروه تامین محتوای فولاد ۲۴

نگهداری و تعمیرات پیش‌گویانه (PDM)

نگهداری و تعمیرات پیش‌گویانه (PDM)

نگهداری و تعمیرات پیش‌گویانه (PDM) ‪(Predictive Maintenance)‬ شیوه‌ای از نت است که به‌وسیله چک کردن پارامترهایی نظیر آنالیز روغن، حجم صدای دستگاه، میزان ارتعاشات و مواردی ازاین‌دست، به ‌پیش‌بینی خرابی‌های تجهیزات قبل از وقوع می‌پردازد.

متخصصان حوزه‌ی نت معتقدند که هر دستگاه در حال کار تا رسیدن به خرابی، علائمی از خود نشان می‌دهد که در صورت آنالیز وضعیت موجود (Condition Monitoring) می‌توان زمان خرابی آن را پیش‌بینی و از آن جلوگیری کرد.

با مشاهده‌ی علائم خرابی و تشخیص به‌موقع آن، زمان خرابی‌ها تشخیص داده‌شده و نسبت به تعمیر یا تعویض قطعه یا قطعات فرسوده قبل از اینکه به سایر قطعات آسیب برساند، تصمیم‌گیری می‌شود.

اهداف نگهداری و تعمیرات پیش‌گویانه (PDM)

1. به حداقل رساندن خرابی‌های پیش‌بینی‌نشده و حوادث ماشین‌آلات
2. بالا بردن میزان راندمان کلی تولید و بهره‌برداری از ماشین‌آلات
3. به حداقل رساندن زمان تعمیرات ماشین‌آلات و هزینه‌های ناشی از آن
4. بالا بردن میزان کیفیت تولیدات و خدمات

آنالیز وضعیت موجود (Condition Monitoring) چیست؟

در آنالیز وضعیت موجود که یکی از مهم‌ترین کارهایی است که در نت پیشگیرانه انجام می‌شود در فواصل مختلف (که به نوع دستگاه بستگی دارد) وضعیت دستگاه را موردبررسی قرار می‌دهند.

در صورت تغییر در این پارامترها، می‌توان خرابی دستگاه را پیش‌بینی کرده و از توقف ناخواسته‌ی آن جلوگیری نمود. پارامترهایی که در نت پیشگیرانه موردبررسی و آنالیز قرار می‌گیرند به شرح زیر است:

آنالیز روغن و ذرات فرسایشی

در آنالیز روغن و ذرات فرسایشی، به نتایج جالبی دست می‌یابیم که می‌توان آن را به آزمایش خون در انسان تشبیه کرد که می‌تواند سلامتی، بیماری‌ها و یا امراض را نشان دهد.

مانند آزمایش خون، درصد ذرات موجود در روغن تا اندازه‌ی زیادی به ما نشان می‌دهد که دستگاه مربوطه سالم است یا نه و یا در آینده ممکن است چه ایراداتی پیدا کند.

آنالیز ارتعاشات

آنالیز ارتعاشات را معمولاً برای دستگاه‌هایی که در آن‌ها حرکت دوار وجود دارد استفاده می‌کنند و به این صورت است که با سنجش دوره‌ای میزان ارتعاشات یک دستگاه و تغییرات در آن می‌توان ایرادات آن را پیش‌بینی کرد.

آنالیز صدا

حتماً شما هم مکانیک‌هایی را دیده‌اید که با گوش کردن به صدای موتور اتومبیل ایراد آن را تشخیص می‌دهند. تغییرات در حجم و نوع صداها یکی از مهم‌ترین منابع برای کشف ایراد و اشکالات دستگاه‌ها به‌حساب می‌آید.

حرارت سنجی (ترموگرافی)

ترموگرافی یا حرارت سنجی یکی دیگر از مواردی است که در تشخیص خرابی دستگاه‌ها به ما کمک می‌کند.

به‌طور مثال باوجود ایراد در بلبرینگ یک دستگاه، میزان حرارتی که آن بلبرینگ ایجاد می‌کند افزایش قابل‌ملاحظه‌ای خواهد داشت و آنالیزور را از وجود ایراد در آن ناحیه آگاه می‌کند.

مزایای نت پیش‌گویانه (PDM)

یک سیستم نگهداری و تعمیرات پیش‌گویانه شامل مزایای بسیار زیادی می‌شود که برخی از مهم‌ترین آن به شرح زیر است:

• کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیرات تا ۵۰%
• کاهش ۵۵% از خرابی‌های اضطراری
• سفارش قطعات یدکی با توجه به نیاز
• کاهش زمان تعمیرات و اورهال تا ۳۰%
• به حداکثر رسیدن عمر ماشین‌آلات
• کاهش حجم تعمیرات به دلیل پیش‌بینی خرابی‌ها و عدم خسارت به سایر قطعات

معایب نت پیش‌گویانه (PDM)

نت پیش‌گویانه هم مانند بسیاری از روش‌های نگهداری و تعمیرات، دارای ایراداتی است که با توجه به مزایای بسیار زیادی که در آن وجود دارد می‌توان از این معایب صرف‌نظر کرد.

این معایب شامل هزینه‌های بالای آنالیزها و همچنین هزینه‌ی آموزش‌های لازم برای کارکنان و تیم‌های نگهداری و تعمیرات است که در برخی از صنایع ایراد بزرگی محسوب می‌شود.

نتیجه‌گیری

در انتها و با توجه به توضیحاتی که در بالا مطرح شد می‌توان به این نتیجه رسید که نگهداری و تعمیرات پیش‌گویانه در صنایع و کارخانجاتی که دستگاه‌هایی با حساسیت بسیار بالا دارند می‌تواند بسیار سودمند باشد.

اما به نظر می‌رسد در صنایعی قدیمی و با حساسیت پایین، این روش مورد استقبال کارفرمایان نباشد، چراکه هزینه‌های بالایی در بر خواهد داشت و برای کارفرمایان توجیه اقتصادی ندارد.

منبع: تیم تأمین محتوای فولاد ۲۴