جوشکاری ورق های کویل فولاد ضد زنگ

جوشکاری ورق های کویل فولاد ضد زنگ

مقدمه

هنگامی که مقاومت در برابر خوردگی مهم است، فولاد ضد زنگ یکی از محبوب ترین مواد است. مقادیر بالای کروم و سایر عناصر آلیاژی آن به همراه خواص ساختاری فولاد کربنی آن را به یک ماده بسیار مفید برای بسیاری از پروژه ها تبدیل کرده است. با این حال، همه فولادهای ضد زنگ به راحتی جوش داده نمی شوند و می توان ادعا کرد که برخی از گریدهای فولاد ضد زنگ اصلاً قابل جوشکاری نیستند. در این مقاله برخی از مهترین گریدهای فولاد زنگ نزن و قابلیت جوشکاری آنها مورد بررسی قرار گرفته است.

فولادهای زنگ نزن آستنیتی

فولادهای زنگ نزن آستنیتی را می توان با استفاده از فرآیندهای مختلف جوشکاری به یکدیگر متصل نمود. برخی از آنها بیشتر از سایرین برای جوشکاری ارجحیت دارند، مانند کویل فولاد زنگ نزن 304، 308، 316، 321 و 347 که همگی گریدهای آستنیتی هستند که قابل جوشکاری هستند.
البته لازم به ذکر است که این گریدها به دلیل میزان کربن نسبتاً بالایی که دارند می توانند در معرض خوردگی بین دانه ای قرار گیرند. خوردگی بین دانه ای زمانی اتفاق می افتد که کروم موجود در فولاد ضد زنگ به جای ایجاد یک لایه محافظ اکسید کروم با کربن ترکیب شود. این کاربیدهای کروم باعث می شوند که ناحیه اطراف جوش با گذشت زمان در معرض خوردگی قرار گیرد. برای مبارزه با خطر خوردگی بین دانه‌ای، آلیاژهای 304، 308 و 316 نیز به شکل کم کربن موجود هستند. این گریدها با پسوند "L" مانند L304 مشخص می شوند. مقدار کمتر کربن در این گریدها به کروم اجازه می دهد تا به جای اینکه با اتم های کربن گره بخورد، یک لایه اکسید کروم محافظ تشکیل دهد. گزینه های دیگر شامل درجه هایی مانند 321 یا 347 است که تثبیت شده اند. این بدان معناست که از افزودنی‌های تیتانیوم یا نیوبیم استفاده می‌شود تا کربن قبل از اینکه بتواند با کروم ترکیب شود با آنها ترکیب شود. این دو شکل جلوگیری از خوردگی بین دانه ای به فولادهای زنگ نزن آستنیتی اجازه می دهد تا با کاهش خطر شکست ناحیه متاثر از جوش، جوشکاری شوند.

فولادهای ضد زنگ فریتی

به طور کلی، فولادهای زنگ نزن فریتی، جوش‌پذیرترین فولادهای زنگ نزن هستند. در حالی که گریدهای فریتی هنوز دارای کروم و سایر عناصر آلیاژی هستند، مقدار کاهش یافته این عناصر در مقایسه با فولاد زنگ نزن آستنیتی باعث جوش پذیری بیشتر فولادهای زنگ نزن فریتی می شود. خوردگی بین دانه ای به دلیل مقادیر کمتر کروم در فولادهای زنگ نزن فریتی چندان نگران کننده نیست. این بدان معنی است که حفظ مقاومت در برابر خوردگی به احتمال زیاد در مقایسه با کاربردهایی که از درجه های آستنیتی استفاده می کنند، چندان نگران کننده نخواهد بود.
مقادیر کمتر عناصر آلیاژی نیز خطر ترک خوردگی داغ در طول فرآیند جوشکاری را کاهش می دهد. اگر حرارت ورودی بیش از حد در فرآیند جوشکاری استفاده شود، فولادهای زنگ نزن فریتی می توانند در معرض رشد بیش از حد دانه در ناحیه تحت تأثیر حرارت قرار گیرند. اگر این اتفاق بیفتد، از دست دادن چقرمگی و شکل پذیری رخ می دهد. فولادهای زنگ نزن فریتی مانند 407 و 430 گزینه های عالی برای فولادهای زنگ نزن فریتی در کاربردهای جوشکاری هستند.

فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی

جوشکاری فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی نسبت به فریتی یا آستنیتی به دلیل محتوای کربن بالاتر دشوارتر است. افزایش محتوای کربن در ارتباط با سایر عناصر آلیاژی موجود در فولادهای زنگ نزن احتمال تشکیل ریزساختار شکننده را افزایش می دهد. این می تواند باعث ترک خوردگی جوش شود. به منظور جلوگیری از ترک خوردن، باید اقدامات احتیاطی متعددی انجام شود. هیدروژن وارد شده به جوش از فرآیند جوشکاری باید به حداقل برسد تا خطر ترک خوردگی هیدروژنی کاهش یابد. همچنین برای کاهش شکنندگی محل اتصال جوش و ناحیه متاثر از حرارت باید از عملیات حرارتی قبل و بعد از جوشکاری استفاده شود.
گریدهای مارتنزیتی مانند 403، 410 و 420 تعدادی از گریدهایی هستند که در صورت انجام عملیات حرارتی مناسب و انتخاب فلزات پرکننده مناسب می توان آنها را جوش داد. با این حال، درجات مارتنزیتی از فولاد ضد زنگ موجود است که جوش دادن آنها تقریباً غیرممکن در نظر گرفته می شود. هنگام انتخاب فولاد ضد زنگ مارتنزیتی برای کاربرد جوشکاری باید مراقب این موارد بود.

انواع دیگر فولاد ضد زنگ

فولاد ضد زنگ دوبلکس از نظر ترکیب بخشی آستنیتی و بخشی فریتی است. برای دستیابی به این آرایش هیبریدی، از ترکیبات شیمیایی پیچیده استفاده می شود. آنها به طور کلی نیکل کمتر و مقادیر بیشتری از کروم نسبت به سایر فولادهای ضد

زنگ دارند. آنها را می توان جوش داد، اما فلزات پرکننده مختلف باید برای انواع مختلف فولادهای ضد زنگ دوبلکس استفاده شود. به عنوان مثال، گرید 2205 باید با فلز پرکننده گرید 2209 جوش داده شود.
فولادهای زنگ نزن استحکام و سختی خود را از رسوبات بین فلزی می گیرند که از حرکت نابجایی در ریزساختار فولاد ضد زنگ جلوگیری می کنند. این رسوبات توسط فرم خاصی از عملیات حرارتی تشکیل می شوند. هنگامی که گرمای حاصل از جوشکاری به این مواد اعمال می شود، می تواند خواص مکانیکی اصلی فولاد ضد زنگ سخت کننده را به خطر بیندازد. این مواد باید پس از جوشکاری با رعایت دستورالعمل های سازنده مواد، دوباره عملیات حرارتی می شوند.

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی

.

چگونه ابعاد یک کویل فولادی را محاسبه کنیم؟

در خط تولید کویل فولادی تلاش می شود فرآیند تولید مداوم بوده و کاهش توقف خط و حداقل ضایعات را داشته باشیم.

مقدمه

فرآوری کویل فولادی روشی ساده و موثر برای معرفی مفاهیم تولید در ساخت ورق فلزی و کویل های فولاد زنگ نزن 304، 316، 309 و غیره است. در خط تولید کویل فولادی تلاش می شود فرآیند تولید مداوم بوده و کاهش توقف خط و حداقل ضایعات را داشته باشیم.

برنامه ریزی تولید کویل فلزی

چهار فرمول سریع به برنامه ریزی تولید کویل فلزی کمک می کند و به این سوالات ساده پاسخ می دهد:

- چگونه طول کویل را از قطر داخلی، قطر خارجی و ضخامت محاسبه کنیم؟

- چگونه زمان کار یک کویل فلزی را محاسبه کنیم؟

- چگونه طول کویل را از وزن، نوع مواد، عرض و ضخامت محاسبه کنیم؟

- چگونه وزن کویل را از عرض، قطر بیرونی و داخلی محاسبه کنیم؟

در این مقاله نشان داده خواهد شد که چگونه این فرمول ها به دست می آیند.

تعریف کویل فلزی

اول از همه، بیایید مشخص کنیم که کدام اطلاعات اولیه، یک کویل فلزی را تعریف می کنند. قطر داخلی کویل (ID اندازه گیری شده در mm) به نوع کویل و خط شکاف بستگی دارد. متداول ترین اندازه های سوراخ 508 میلی متر هستند، اما از 406 و 610 میلی متر نیز استفاده می شود.

قطر بیرونی کویل (OD با mm اندازه گیری می شود) به ظرفیت مرکز خدمات بستگی دارد. همچنین باید با مشخصات هندسی کویلری که در آن کویل فلزی پردازش می شود بررسی شود.

در محاسبات زیر، ضخامت (T) کویل فلزی به معنای ضخامت کل است. در مورد کویل های روکش دار، ضخامت رنگ می تواند بین 03/0 میلی متر تا 08/0 میلی متر باشد. توجه داشته باشید که برخی از تولید کنندگان کویل های روکش دار، فقط ضخامت فلز را روی برچسب های کویل نشان می دهند. ضخامت رنگ می تواند اندکی بر نتایج فرمول ها تأثیر بگذارد.

عرض کویل (W) بعد عرضی کویل است و همراه با اطلاعات قبلی امکان محاسبه طول کویل (L) را فراهم می کند، که یک داده مهم برای محاسبه است.

نوع ماده برای تعیین چگالی فلز مهم است (D) نیز یکی از پارامترهای مهم در مشخصه یابی کویل های فلزی است.

به عنوان مثال چگالی کویل های زیر داده شده است:

- فولاد کربنی، فولاد گالوانیزه: 7.85 کیلوگرم بر دسی متر مکعب

- فولاد ضد زنگ: 8 کیلوگرم بر دسی متر مکعب

- آلومینیوم: 2.71 کیلوگرم بر دسی متر مکعب

- سرب: 11.3 کیلوگرم بر دسی متر مکعب

با تعریف هندسه کویل ، محاسبه وزن کویل فلزی برحسب کیلوگرم آسان است.

چگونه طول کویل را از قطر داخلی، قطر خارجی و ضخامت محاسبه کنیم؟

اغلب در هنگام عرضه کویل های فلزی اطلاعاتی در مورد وزن کویل یا نوع مواد وجود ندارد. در این شرایط همچنان می‌توانیم طول کویل را از روی هندسه کویل محاسبه کنیم. تنها چیزی که نیاز داریم اندازه گیری قطر بیرونی کویل، قطر داخلی و ضخامت آن است. با این اطلاعات ابتدا حجم کویل فلزی را محاسبه کرده و برای به دست آوردن طول کویل باید نتیجه بر مقادیر تعیین شده توسط عرض و ضخامت کویل تقسیم گردد. به عنوان مثال، یک کویل با OD = 1600mm، ID = 508mm و T = 0.6mm دارای طول 3010 متر است.

این فرمول بسیار مفید است زیرا امکان محاسبه سریع ابعاد در حال اجرا روی یک کویل در حال پردازش را فراهم می کند. به عنوان مثال با یک سنسور لیزری که قطر کویل را می خواند و بنابراین با فرمول مربوط زمان کار دستگاه قابل محاسبه است.

چگونه زمان کار یک کویل فلزی را محاسبه کنیم؟

با شروع از طول کویل، تنها با دو زیر اطلاعات می توان میزان کارکرد دستگاه را محاسبه کرد. تنها چیزی که باید بدانیم طول قطعه و زمان چرخه است. برای این منظور کافی است طول کل ورق تولید شده به طول پیچیده شده هر کویل تقسیم گردد تا تعداد کویل ها محاسبه شود. حال به سادگی زمان تولید هر کویل در تعداد کویل های تولیدی ضرب می شود تا کل زمان تولید محاسبه گردد.

در برخی موارد، قطعات می توانند طول متغیر و زمان چرخه متغیر داشته باشند. در این مورد می توانیم انتخاب کنیم که از طول و زمان چرخه متوسط استفاده کنیم، یا زمان اجرا را از متر در دقیقه تولید شده توسط خط محاسبه کنیم.

چگونه طول کویل را از وزن، نوع مواد، عرض و ضخامت محاسبه کنیم؟

در برنامه ریزی تولید، گاهی اوقات لازم است بدون داشتن کویل فیزیکی برای انجام اقدامات، تصمیم گیری شود. برای مثال، ممکن است فقط اطلاعاتی در مورد وزن کویل، عرض و ضخامت مواد داشته باشیم. با ضرب کردن چگالی کویل در حجم هر کویل می توان وزن آنرا محاسبه نمود. حال با دانستن ضخامت ورق پیچیده شده به سادگی طول ورق قابل محاسبه است.

نتیجه گیری

پردازش کویل به دلیل مفاهیم اولیه که بلافاصله در کارگاه معرفی می شود محبوبیت پیدا کرده است. علاوه بر این، کویل‌های فلزی برنامه‌ریزی تولید را آسان‌تر می‌کنند، طول عمر طولانی خطوط فرآوری را تضمین می‌کنند و اغلب هزینه کمتری در هر تن نسبت به ورق‌های فلزی دارند.

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی

.

مارتمپرينگ

 مارتمپرينگ نوعي از كوئنچ است كه به صورت منقطع در حمام نمك و در دمايي بالاتر از تشكيل مارتنزيت انجام مي‌شود، بعد از قرارگيري در حمام نمك و يكنواخت شدن دماي كل قطعه، در هوا يا روغن خنك مي‌شود و اين فرآيند انجام مي‌شود آستنيت با كوئنچ كردن مرحله اي، با سرعت كافي براي جلوگيري از تشكيل فريت، پرليت يا بينيت، به مارتنزيت تبديل مي شود.

اين فرآيند به نام كوئنچ پله‌اي نيز شناخته مي‌شود. بخواهيم دقيق‌تر درباره‌ي اين فرآيند صحبت كنيم در فرآيند مارتمپرينگ ، قسمت فلزي آستنيته در حمام با دمايي درست بالاتر از دماي شروع مارتنزيت غوطه ور مي شود.

با استفاده از كوئنچ پله اي، خنك‌سازي در نقطه اي بالاتر از ناحيه تبديل مارتنزيت متوقف مي‌شود تا زمان كافي براي خنك شدن مركز تا دماي سطح ايجاد شود.

سپس قسمت فلزي از حمام خارج مي شود و در هوا تا دماي اتاق خنك مي شود تا آستنيت به مارتنزيت تبديل شود.

فرآيند مارتمپرينگ روشي است كه به وسيله آن مي توان تنش ها و كرنش هاي ايجاد شده در هنگام كوئنچ كردن يك قطعه فولادي را كنترل كرد. در فرآيند مارتمپرينگ، فولاد تا بالاتر از محدوده بحراني گرم مي‌شود تا تمام آن آستنيت شود.
 

مزاياي مارتمپرينگ

 اين روش ريسك ترك خوردگي ناشي از تنش حرارتي و كاهش تنش پسماند و اعوجاج را كاهش مي دهد زيرا گراديان حرارتي در طول كوئنچ كردن را كاهش مي دهد و استحاله ي مارتنزيتي نسبتا يكنواخت است.

معايب مارتمپرينگ

 1- سطح دماي بالاتر

 2- مارتمپرينگ قطعات بزرگ دشوار است.

مراحل مارتمپرينگ

1- آستنيته كردن

2- سرد كردن در حمام نمك در دماي بالاي استحاله مارتنزيتي

3- نگهداري در حمام نمك تا دماي قطعه به يك سطح برسد

4- سرد كردن در هوا يا روغن

5- بازپخت به منظور افزايش چقرمگي.

كاربردهاي مارتمپرينگ

مارتمپرينگ ، تنش حرارتي پسماند را كاهش مي دهد و براي قطعات فولادي با هندسه پيچيده، وزن هاي متنوع و تغييرات مقطع مناسب است.

عمليات مارتمپرينگ ، مخصوصاً براي ياتاقان‌ها، چرخ دنده‌ها و شفت‌ها مناسب است، كه ساخت قطعات گران تر است و به ابعاد نزديك‌تر ساخته مي‌شوند. 

از جمله فولادهايي كه تحت مارتمپرينگ قرار مي‌گيرند عبارتند از:

90Mn4 / 1.1273 / AISI 109042CrMo4 / 1.7225 / AISI 4140100Cr6 / 1.3505 / SAE 5210044SMn28 / 1.0762 / SAE 114450CrMo4 / 1.7228 / AISI 415034CrNiMo6 / 1.6511 / AISI 434043CrNiMo6 / 1.6582 / 300M, 4340M46Cr2/ 1.7006 / AISI 464041Cr4/ 1.7035 / AISI514050CrV4 / 1.8159 / AISI 615030NiCrMo2 / 1.6545 / AISI 8630NiCrMo2 / 1.6546 / AISI 8740

.

دستورالعملي براي گازهاي كمكي برش ليزر

برش با كمك ليزر يكي از روش‌هاي ايده‌آل براي برش فلزات محسوب مي‌‌شود. در فرايند برش ليزر بايد از گازهاي كمكي برش ليزر استفاده كرد. اين گازها نقش بسيار مهمي در ايجاد يك برش با كيفيت مناسب و دقيق ايفا مي‌كنند.

پرتو ليزر يك نوع منبع حرارتي به شمار مي‌آيد و با كمك پرتو ليزر مواد ذوب شده يا مي‌سوزند. چنانچه از گاز كمكي براي دستگاه برش ليزري استفاده نشود،‌ بخش‌هاي ذوب شده قطعه‌كار در محل برش باقي‌مانده و پس از سرد شده دوباره به هم متصل خواهند شد.

گاز كمكي با خارج كردن مذاب فلز از محل دقيقاً جلوي همين امر را مي‌گيرد.

 از جمله متداول‌ترين گازهاي كمكي مي‌توان به اكسيژن، نيتروژن، گاز تركيبي و هواي فشرده اشاره كرد. گازهاي ديگري مانند آرگون نيز قبلاً مورد استفاده قرار مي‌گرفتند.

اكسيژن

 اكسيژن يكي از مهم‌ترين گازهاي كمكي برش ليزر به شمار مي‌آيد كه علاوه بر عملكرد تخليه ذرات مذاب به جهت افزودن حرارت به فرايند برش نيز مورد استفاده قرار مي‌گيرد. وقتي كه از اكسيژن استفاده مي‌شود، يك واكنش اكسيداسيون گرمازا رخ مي‌دهد.

واكنش‌ گرمازا بدان معناست كه مقداري انرژي حرارتي يك فرايند شيميايي آزاد مي‌شود. ليزر همچنانان منبع اصلي گرما است و اكسيژن موجب تقويت اين منبع حرارتي خواهد شد. در طبقه بندي گازهاي كمكي، اكسيژن اهميت بسياري دارد.

 گاز اكسيژن براي برش ورق در فرايند‌هاي برش فولادهاي معمولي ولي ضخيم كاربرد دارد. به منظور برش ورق فولادي ضخيم به حرارت بسيار زيادي نياز است.

منبع گرمايي اصلي يعني ليزر با گازهاي خنثي نمي‌توانند چنين حرارت بالايي را ايجاد كند. تنها گزينه مناسب در اين زمينه ليزر با گاز كمكي اكسيژن است.

بر اساس نحوه عملكرد گاز كمكي برش ليزر، يك دستگاه دو هزار واتي براي برش بالاي 3 ميلي‌متر ضخامت نياز به استفاده از اكسيژن دارد؛ اما در يك دستگاه هشت هزار وات حتي تا ضخامت 10 ميلي‌متر نيز استفاده از اكسيژن ضرورت ندارد.
 

كيفيت برش ليزر در فولاد معمولي با گاز كمكي اكسيژن داراي يك سري مسائل مختص به خود است. در واقع مهم‌ترين مسئله براي ايجاد يك برش مناسب تنضيمات متعادل پارامتر‌هاي مختلف است كه از جمله اين موارد مي‌توان به ميزان فشار اكسيژن، قدرت ليزر، سرعت برش و … اشاره كرد.

استفاده از اكسيژن براي اپراتورهاي كم‌تجربه تا حدودي چالش‌برانگيز خواهد بود، البته امكان آموزش و انتقال تجربه وجود دارد.

نبايد فراموش كنيد كه استفاده از اكسيژن به عنوان يكي از گازهاي كمكي برش ليزر موجب ايجاد يك لايه اكسيد مي‌شود. با توجه به مشكلاتي كه لايه اكسيد براي برخي عمليات توليدي ديگر ايجاد مي‌كند، اين لايه بايد سريعاً پاكسازي شده و از بين برود.

نيتروژن

از برش با نيتروژن (مناسب ترين گاز كمكي) به عنوان يكي از گازهاي كمكي برش ليزر با نام برش تميز نيز ياد مي‌كنند.

نيتروژن حالتي برعكس اكسيژن دارد و يك گاز خنك‌كننده به شمار مي‌آيد. نيتروژن يك گاز بي‌اثر بوده و قابل اشتعال نيست.

برش با هر گازي از جمله گاز نيتروژن موجب ايجاد يك واكنش گرماگير مي‌شود. نيتروژن نيز مانند اكسيژن با خروج ذرات مذاب از محل برش از به هم چسبيدن يا جوش خوردن قطعات برش داده شده جلوگيري مي‌كند.

به دليل اينكه نيتروژن واقعاً حرارتي اضافي ايجاد نمي‌كند، كل حرارت موردنياز از طريق پرتو ليزر به دست خواهد آمد؛ به همين دليل ميزان برش رابطه مستقيمي با قدرت دستگاه ليزر مورد نظر دارد.

به‌عنوان‌مثال هرچه دستگاه توان بيش‌تري داشته باشد، امكان برش موادي با ضخامت بالاتر نيز وجود دارد. به طور عمومي در دستگاه‌هايي كه ميزان فشار موردنياز بسيار بالا باشد، بايد به سراغ بررسي نقش گاز كمكي در دستگاه ليزر رفت.

البته فرايند برش با گاز نيتروژن نيز داراي اشكالات خاص خود است. وقتي كه از نيتروژن استفاده مي‌كنيد،‌ ميزان مصرف كلي گاز افزايش مي‌يابد. در واقع ميزان مصرف نيتروژن حدوداً پنج تا ده برابر اكسيژن است.

همين موضوع موجب مي‌شود تا ميزان هزينه مربوطه با برش نيتروژن به عنوان يك گاز برش ليزر بيش از برش اكسيژن باشد، البته امروزه حتي با توجه به اين هزينه‌هاي عملياتي در بسياري از موارد همه كاربران به سراغ نيتروژن مي‌روند.
 

گازهاي تركيبي

يكي ديگر از مواردي كه در زمينه گازهاي كمكي برش ليزر بايد به آن اشاره كنيم، گازهاي تركيبي است. در اين سيستم از يك ميكسر به منظور تركيب كردن گاز اكسيژن و گاز نيتروژن استفاده مي‌شود.

در واقع بخش مهم اين فرايند خريداري ميكسر و تركيب دو گاز مدنظر است. در حال حاضر اين گزينه بيش‌ترين هزينه را در بين كليه روش‌هاي استفاده از گازهاي كمكي به خود اختصاص داده است.

اين هزينه بالا در زمينه خدمات برش ليزر با گاز داراي يك سري مزاياي خاص بوده، به ويژه اگر به دنبال برش آلومينيوم باشيد. گاز تركيبي موجب برش بهتر آلومينيوم مي‌شود.

در واقع اين نوع برش موجب ايجاد براده و پليسه خاصي بر روي لبه‌هاي آلومينيم نخواهد شد كه واقعاً يك ويژگي‌ فوق‌العاده است. علاوه بر اين، سرعت برش آلومينيوم با استفاده از اين گاز دستگاه برش ليزر ده تا پانزده درصد افزايش مي‌يابد.

امكان خريد گاز تركيب شده در مراكز خاصي نيز وجود دارد، البته اين امر خود موجب افزايش بيشتر هزينه‌ها مي‌شود.

سيستم‌هاي هواي فشرده يا هواي با فشار بالا

در ابتدا از سيستم‌هاي هواي فشرده به عنوان منبع گازهاي كمكي برش ليزر با استفاده از كمپرسور 150 تا 200 psi كمك گرفته مي‌شد.اين ميزان فشار محدود بود و ظرفيت برش را حد اكثر تا ضخامت 3 ميلي‌متر تقليل مي‌داد.

امروزه استفاده از سيستم‌هاي 400 تا 500 psi مرسوم شده كه ميزان فشار نيتروژن در آن‌ها بسيار بالا است. در اين سيستم‌ها هوا وارد شده و فشرده مي‌شود تا يك فشار بسيار مناسب ايجاد شود.

شايد در نگاه اول خريد اين سيستم‌هاي گازهاي كمكي برش ليزر كمي گران قيمت به نظر برسد؛ اما نبايد فراموش كنيد كه با سرمايه‌گذاري اوليه مناسب و خريد تكنولوژي بهينه ديگر خيالمان از بابت تهيه چنين گازهايي كاملاً راحت خواهد بود.

در واقع شما سيستم اختصاصي توليد گازهاي كمكي خود را به دست خواهيد آورد. يكي ديگر از مواردي كه موجب افزايش محبوبيت اين موارد شده، كاهش هزينه‌ها پس از خريد است.

وقتي كه اين سيستم را به كار گيريد، ديگر نيازي به بستن يك قرارداد با تأمين‌كنندگان گازهاي كمكي وجود ندارد و هزينه‌هاي بعدي به شدت كاهش خواهد يافت.

با استفاده از اين سيستم‌ها مي‌توان آلومينيوم را نيز برش داد، در واقع اين سيستم‌ها براي برش آلومينيوم عالي هستند.

فولاد ضدزنگ نيز از جمله اقلامي به شمار مي‌آيد كه امكان برش آن با استفاده از سيستم‌ گازهاي كمكي برش ليزر وجود دارد؛ اما ممكن است لبه برش كمي خاكستري رنگ‌ شود.

همه اين موارد به نوع فلز مدنظر شما بستگي دارد.

.

مزيت اتصالات استيل نسبت به پلاستيكي

شناخت مزيت اتصالات استيل به‌احتمال زياد براي اكثر افراد جالب است؛ چراكه اين تجهيزات بسيار پركاربرد هستند. اين اتصالات اغلب در لوله‌كشي و بخصوص خطوط لوله صنعتي مورداستفاده قرار مي‌گيرند كه از وظايف آنها هدايت و انتقال جريان سيالات است.

از وظايفي كه اين مسيرهاي لوله‌كشي به عهده دارند جهت‌دادن به حركت سيال است. از خصوصيات بي‌نظير اين اتصالات مي‌توان به تعويض و تعمير آسان آن در صورت خرابي اشاره كرد. 

 
تاريخچه‌اي كوتاه از استفاده اتصالات

 جالب است بدانيد اولين خط لوله از جنس هيدروكربن كه در تاريخ به ثبت رسيد به حدود 500 سال پيش از ميلاد در چين برمي‌گردد. جنس اين خطوط لوله متفاوت و بيشتر از بامبو بود و در طول زمان پيشرفت‌هايي در حوزه فناوري صورت گرفت كه اين ساخته دست بشر به طور چشمگيري تكامل پيدا كرد.

در آمريكا نيز اولين خط لوله نفت در سال 1862 در پنسيلوانيا ساخته شد، در سراسر اين كشور امروزه بيشتر از 4.2 ميليون كيلومتر خطوط لوله وجود دارد.

 
زماني كه صنايع مختلف تصميم به انتخاب خطوط لوله براي صنعت دارند به موادي كه داخل اين خطوط لوله جريان دارند و شرايط سيال دقت مي‌كنند. جنس اين لوله‌ها اغلب از فولاد ضدزنگ، آلياژهاي نيكل، پلاستيك و… است.

جالب است بدانيد فولاد ضدزنگ بهترين انتخاب براي سكوهاي نفتي و سيستم‌هاي لوله‌كشي در صنعت نفت و پتروشيمي است. همچنين استنلس استيل انتخاب اول در صنايع غذايي، لبني، دارويي و شيميايي است.

مزاياي استفاده از لوله‌ها و اتصالات استيل

استفاده از اتصالات و  لوله‌استيل باتوجه ‌به جنسي كه دارند مزايايي را براي استفاده‌كننده فراهم مي‌كنند. جنس استيل با درنظرگرفتن مرغوبيتي كه دارد از بهترين انتخاب‌ها براي لوله و اتصالات محسوب مي‌شود.

مقاومت بي نظير در برابر خوردگي

زماني كه جريانات مايع و گاز در لوله‌ها برقرار مي‌شود باعث ايجاد فرسايش و خوردگي داخلي در لوله‌ها مي‌شود. بزرگ‌ترين دغدغه در اغلب صنايع بزرگ، خوردگي لوله‌هاي نفت و گاز است كه با انتخاب لوله و اتصالات استيل اين مشكل بر طرف مي‌شود.

باتوجه‌به اقتصاد ايالات متحده متوجه مي‌شويم كه در سال 9 ميليارد دلار براي اين‌گونه مشكلات هزينه مي‌شود. استفاده از اتصالات با جنس استلنس استيل مي‌تواند از مشكلات خوردگي جلوگيري كند. در واقع اين اتصالات بهترين انتخاب براي فلنج و اتصالات لوله هستند.

قدرت و استحكام كافي

ديگر مزيت اتصالات استيل قدرت و استحكام بالاي آن‌هاست. با وجود موادي مانند تيتانيوم و موليبدن استحكام كششي در اين محصولات افزايش پيدا مي‌كند و از تاب برداشتن يا تغيير شكل آنها در هنگام نصب جلوگيري مي‌شود.

گاهي از ساير آلياژهاي رنگين به‌عنوان جايگزين استفاده مي‌شود كه اين مواد نرم بوده و در دما يا فشار بالا كارايي لازم را ندارند.

تحمل زياد آنها براي فشار و دماي بالا

از ديگر خصوصياتي كه بايد در انتخاب لوله‌ها به آن دقت شود قدرت تحمل آنهاست. جالب است بدانيد استحكام اتصالات فولادي مانند فلنج باتوجه ‌به مواد به‌كاررفته در آلياژ آن‌ها مشخص مي‌شود. هرچه مواد به‌كاررفته كيفيت بهتر داشته باشند تحمل فشار و دماي بيشتري دارند.

لوله‌هاي استاندارد  ASTM، API  يا ANSI  كه جنس آنها از استيل است به راحتي قادر به تحمل دماي 500 تا 800 درجه سانتي‌گراد هستند.

پايداري قابل‌توجه

يكي ديگر از مزيت اتصالات استيل پايداري و مقاومت اين مواد به شرايط سخت محيطي است. با وجود لايه محافظ طبيعي و ظريفي كه روي سطح اين فلز تشكيل مي‌شود، امكان محافظت از فلنج‌ها فراهم شده و ديگر نياز به پوشاندن آن‌ها با آستر يا رنگ نيست.

از ديگر ويژگي‌هاي اين آلياژها در درازمدت، سازگاري با محيط‌زيست و 100 درصد قابل بازيافت بودن است. حدود 50 درصد از اتصالات فولادي كه توليد مي‌شوند از ضايعات استنلس استيل به دست مي‌آيد كه قابل بازيافت هستند.

تعميرات و تميزكردن آسان اين‌گونه فلزها

آساني در تميزكردن و تعمير يكي از خصوصيات استيل است كه آن را در رده بهترين فلزها قرار مي‌دهد. باتوجه‌به وجود لايه محافظ براق و ضدزنگ در اين اتصالات تميزكردن آن‌ها آسان خواهد بود.اين ويژگي باعث مي‌شود كه در زمان و هزينه صرفه‌جويي شود.

زماني كه تصميم به خريد اتصالات فلزي داريد حتماً بايد به جنس آن دقت كنيد. استلنس استيل يك فلز قوي، بادوام و مقاوم در برابر خوردگي است.

مقاومت ايده‌آل براي انواع آب

لوله و اتصالات استيل باتوجه‌به مقاومت و قابليت‌هاي منحصربه‌فردي كه دارند بهترين انتخاب براي راه‌اندازي لوله و اتصالات آب‌هاي آشاميدني و صنعتي هستند؛ چرا كه برخي گريدهاي آن مثل استيل 316 حتي داراي دوام كافي در برابر كلريدها و شريط سخت ساحلي و دريايي هستند.

مقاومت كافي آنها در مقابل نمك و كلريدها، مزيت اتصالات استيل است كه موردتوجه اغلب خريداران قرار مي‌گيرد. بعد از اينكه استلنس استيل عمر مفيد خود را سپري كرد قابل بازيافت است و فروش آن در مقابل فولاد معمولي ارزش بالاتري دارد. 

آشنايي با كاربردهاي اتصالات استيل

1- در سيستم‌هاي آب‌رساني مسكوني و تجاري كه در معرض فشار و تنش‌هاي متفاوت قرار مي‌گيرند به‌كرات از اين اتصالات استفاده مي‌شود.

2- براي انتقال انواع سيالات شيميايي به دليل مقاومت كافي به كار مي‌روند.

3- قابل‌استفاده براي سيستم هاي لوله كشي صنعتي كه در شرايط سخت كاري هستند.

لوله ها و اتصالات استيل امكان استفاده براي پروژه هاي متنوع صنعتي و تجاري را دارند. بكارگيري اين اتصالات مزايايي را براي استفاده‌كننده به دنبال دارد.

از اين مزايا مي‌توان مقاومت بالا در برابر خوردگي، تحمل فشار و دما، تعميرات و تميزكردن آسان و… را  بيان كرد.

.

رايج ترين سطوح پاياني استيل را بشناسيد

مقدمه

براي توليد كويل فلزي، لازم است سطح آلياژهاي توليد شده تحت عمليات سطحي مناسب قرار گيرند. از طريق روش هاي مختلف پردازش نورد سرد و پردازش مجدد سطح پس از نورد، روكش سطح ورق استيل 304 مي تواند در انواع مختلفي توليد شوند. پردازش سطح كويل هاي فولادي ضد زنگ داراي رده هاي NO.1، 2B، شماره 4، HL، شماره 6، شماره 8، BA، TR سخت، رول شده سبك 2H، پرداخت هاي براق و ديگر سطوح است. در اين مقاله به بررسي انواع آماده سازي سطحي پرداخته شده است.

انواع آماده سازي سطحي كويل

شماره 1

سطح شماره 1 به سطحي اطلاق مي شود كه با عمليات حرارتي پس از نورد گرم نوار فولادي ضد زنگ به دست مي آيد. اين فرآيند براي حذف مقياس اكسيد سياه توليد شده در هنگام نورد گرم و عمليات حرارتي يا روش هاي مشابه است. سطح شماره 1 سفيد نقره اي و مات است. به طور عمده در صنايع مقاوم در برابر حرارت و مقاوم در برابر خوردگي كه نيازي به براق شدن سطح ندارند، مانند صنعت الكل، صنايع شيميايي و ظروف بزرگ استفاده مي شود.

2B

 سطح 2B با سطح 2D متفاوت است زيرا با يك غلتك صيقلي صاف مي شود، بنابراين از سطح 2D روشن تر است. مقدار زبري سطح Ra اندازه گيري شده توسط دستگاه μm 0.5-0.1 است كه رايج ترين نوع پردازش است. اين نوع سطح نواري از جنس استنلس استيل همه كاره ترين نوع آماده سازي سطحي است و مناسب براي اهداف عمومي بوده كه به طور گسترده در صنايع شيميايي، كاغذ، نفت، پزشكي و ساير صنايع استفاده مي شود و همچنين مي تواند به عنوان ديوار نماي ساختمان استفاده شود.

TR Hard Finish

 فولاد ضد زنگ TR را فولاد سخت نيز مي گويند. گريدهاي فولادي نماينده آن 304 و 301 هستند، آنها براي محصولاتي كه به استحكام و سختي بالايي نياز دارند، مانند وسايل نقليه راه آهن، تسمه نقاله، فنرها و واشرها استفاده مي شوند. اصل اين است كه از ويژگي هاي سخت كاري فولاد زنگ نزن آستنيتي براي افزايش استحكام و سختي ورق فولادي با روش هاي سرد كاري مانند نورد استفاده شود. ماده سخت از چند درصد تا چند ده درصد از نورد ملايم براي جايگزيني صافي ملايم سطح پايه 2B استفاده مي كند و پس از نورد هيچ بازپختي انجام نمي شود. 

Rerolled Bright 2H

 اين نوع آماده سازي سطحي پس از فرآيند نورد انجام مي گيرد. نوارهاي فولادي ضد زنگ با بازپخت براق پردازش مي شوند. نوار را مي توان به سرعت توسط خط بازپخت مداوم خنك كرد. سرعت حركت نوار فولادي ضد زنگ روي خط حدود 60 تا 80 متر در دقيقه است. 

شماره 4

 سطح شماره 4 يك سطح صيقلي ريز است كه از سطح شماره 3 براق تر است. همچنين از صيقل دادن صفحه فولاد ضد زنگ نورد سرد فولادي ضد زنگ با سطح 2D يا 2B به دست مي آيد. سطح ورق فولادي با تسمه ساينده با دانه بندي 150-180 سطح ماشينكاري مي شود. مقدار زبري سطح Ra اندازه گيري شده توسط دستگاه μm 0.2-1/5 است. سطح NO.4 به طور گسترده در تجهيزات رستوران و آشپزخانه، تجهيزات پزشكي، دكوراسيون معماري، ظروف و غيره استفاده مي شود.

HL

 سطح HL معمولاً به پايان خط نيز معروف است. استاندارد JIS ژاپن تصريح مي كند كه از تسمه ساينده 150تا240 براي صيقل دادن توسط سطح ساينده پيوسته استفاده مي شود. در استاندارد GB3280 چين، مقررات نسبتاً مبهم هستند. پوشش سطح HL بيشتر براي دكوراسيون ساختمان مانند آسانسور، پله برقي و نما استفاده مي شود.

شماره 6

 سطح شماره 6 بر اساس سطح شماره 4 بوده و با برس Tampico يا مواد ساينده با اندازه ذرات W63 مشخص شده توسط استاندارد GB2477 پرداخت مي شود. اين سطح داراي درخشندگي فلزي خوب و عملكرد نرم است. در اين نوع آلياژ انعكاس ضعيف است و تصوير را منعكس نمي كند. با توجه به اين خاصيت خوب براي ساخت ديوارهاي پرده ساختمان و تزئينات حاشيه ساختمان بسيار مناسب است و به عنوان ظروف آشپزخانه نيز كاربرد فراواني دارد.

BA

سطحي است كه با عمليات حرارتي روشن پس از نورد سرد به دست مي آيد. اين پروسه شامل عمليات حرارتي سبك و بازپخت تحت يك اتمسفر محافظ است كه تضمين مي‌كند كه سطح براي حفظ براقيّت سطح نورد سرد اكسيد نمي‌شود و سپس از يك رول صاف‌كننده با دقت بالا براي تراز كردن نور براي بهبود روشنايي سطح استفاده مي شود. اين سطح نزديك به يك روكش آينه اي است و مقدار زبري سطح Ra اندازه گيري شده توسط دستگاه  0.05-0.1μmاست. سطح BA كاربردهاي گسترده اي دارد و مي توان از آن به عنوان ظروف آشپزخانه، لوازم خانگي، تجهيزات پزشكي، قطعات خودرو و تزئينات استفاده كرد.

شماره 8

 شماره 8 سطح آينه كاري شده با بالاترين انعكاس بدون دانه هاي ساينده است. صنعت پردازش عميق فولاد ضد زنگ نيز صفحات 8K ناميده مي شود. به طور كلي، مواد BA به عنوان مواد اوليه براي تكميل آينه فقط از طريق سنگ زني و پرداخت استفاده مي شود. پس از تزيين آينه، سطح آن هنري است، بنابراين بيشتر در دكوراسيون ورودي ساختمان و دكوراسيون داخلي استفاده مي شود.

گردآورنده: سيدرحيم كياحسيني

.

كويل برشي استنلس استيل 316

هنگامي كه كويل اصلي به عرض هاي باريك تر بريده شد، مي توان از آن در بسياري از صنايع و به روش هاي مختلف استفاده كرد. تفاوت اصلي در كاربرد بر اساس عيار يا نوع فولاد مورد استفاده است.

لبه هاي كويل فولاد ضد زنگ 304 چيست؟

.

انواع كوره هاي صنعتي

كوره صنعتي از كوره هاي خاص براي تكميل فرايند ريخته گري مي باشد. اين كوره ها با شكل خاصي مورد استفاده قرار مي گيرند و در صنايع مختلف كاربردي شناخته مي شوند. كوره هاي صنعتي از ظرفيت بالايي برخوردار بوده و ظرفيتي بين ۱۵ تا ۲۰ ليتر دارند. اين كوره ها براي توليد مواد مذاب و انجام فرايند ريخته گري مدنظر مي باشند.
كوره ها انواع مختلفي دارند و هر كدام داراي مكانيزم عملكردي خاص خود هستند. نقطه مشترك اين است كه در همه آن ها، هدف ايجاد حرارت براي ذوب كردن فلز است. اما براي رسيدن به اين هدف، هر نوع كوره، مكانيزم هاي خاص خود را دارد. در هر كارخانه بايد تصميم گيري شود كه از چه كوره يا كوره هايي در خط توليد استفاده كنند.

انواع كوره ها

۱_كوره هاي بوته اي (crucible furnace)

 كوره بوته اي از جمله كوره هاي صنعتي مي باشد. اين كوره از قدمت قابل توجهي برخوردار است و از نظر ساختار با مكانيزم بسيار ساده اي مورد استفاده قرار مي گيرد.

براي كوره بوته اي از مواد نسوز استفاده مي شود. اين مواد نسوز براي ظرف كوره صنعتي بوته اي مدنظر قرار مي گيرد. شمش هاي فلز درون محفظه اين ظرف نسوز قرار مي گيرند. براي شعله ور سازي كوره بوته اي از سوخت هاي فسيلي استفاده مي شود. هر كوره بوته اي با قيمت مناسب عرضه مي شود.
كوره صنعتي بوته اي كاركرد بسيار ساده اي دارد و به همين خاطر هر فردي مي تواند كار كردن با آن را بياموزد. كوره صنعتي بوته اي با معايبي نيز همراه است.

از جمله اينكه كوره بوته اي از دقت دمايي بي بهره است و همين موضوع باعث تفاوت دما در نواحي مختلف آن مي گردد. تفاوت دما در بخش هاي مختلف كوره، امكان بهره مندي از دماي يكسان را در كوره از بين مي برد.

در نتيجه شرايط ذوب يكسان در كوره وجود نخواهد داشت. سوخت مصرفي كوره بوته اي از نوع فسيلي است و اين موضوع آلودگي زيست محيطي زيادي به همراه دارد.

 

۲_كوره هاي مقاومتي (Resistance furnace)

 نوع ديگر از كوره هاي صنعتي، كوره مقاومتي مي باشد. براي گرم كردن كوره مقاومتي از جريان برق استفاده مي شود. كوره ها براي كاركرد نياز به حرارت دارند.

اين حرارت با نيروي برق تامين گردد. انرژي برق از درون المنت هاي گرمايشي عبور كرده و شرايط مطلوب براي توليد حرارت و گرما را فراهم مي آورد. كوره صنعتي در نوع مقاومتي با دقت دمايي قابل توجهي عرضه مي شود. در واقع دماي كوره را مي توان به شكل منظم و دلخواه تنظيم كرد.

كوره هاي الكتريكي با صرف انرژي بالايي همراه هستند. در نتيجه با استفاده از كوره هاي مقاومتي ناچار به پرداخت هزينه بالا براي مصرف انرژي خواهيد بود.
نكته مهم ديگر در مورد كوره هاي الكتريكي مقاومتي اين است كه آن ها براي ذوب فلزات نياز به زمان طولاني دارند. از اين رو كوره هاي مقاومتي براي ذوب كردن فلزات اهميت چنداني ندارند. اين در حالي است كه كوره ها مقاومتي براي نگهداري مواد مذاب كارايي بيشتري دارند.
 

۳_ كوره هاي القايي (induction furnace)

كوره صنعتي القايي با يك محفظه خاص معرفي مي گردد. براي محوطه اين محفظه از سيم پيچ استفاده شده است. مواد مذاب درون محوطه كوره مقاومتي قرار مي گيرند. اين سيم پيچ براي محفظه كوره، ميدان مغناطيسي به وجود مي آورد.

زماني كه جهت جريان تغيير داده شود، ميدان مغناطيسي نيز تغيير خواهد كرد. چنين پروسه اي به شكل مداوم و با سرعت بالا انجام مي شود. در نتيجه اين فرايند، مولكول هاي فلز به حركت در مي آيند. با اين اتفاق شرايط براي تغيير حالت فلز از جامد به مايع فراهم مي گردد.

براي تهيه مواد مذاب مي توان از كوره القايي بهره مند شد. با تغيير جهت جريان مغناطيسي مي توان شرايط مطلوب براي حركت و تغيير مواد مذاب را فراهم آورد.
با اين اتفاق مواد درون محفظه به حالت به هم خورده و هم زده در مي آيند. در واقع كوره القايي براي زماني مناسب است كه شما قصد اضافه كردن آلياژهاي مختلف را داريد. هم خوردن مواد مذاب با كوره صنعتي القايي فراهم مي گردد.

در نتيجه شرايط مناسب براي تركيب مواد و آلياژ مختلف ايجاد خواهد شد. تركيب مواد مذاب با هم مي تواند مشكلاتي نيز به همراه داشته باشد. با ادغام مواد مذاب در هم، شرايط فرو بردن اكسيدهاي توليدي، عناصر يا غبارهاي سطح مواد به درون آن وجود دارد. اين موضوع بر كيفيت نهايي فلز بسيار تاثيرگذار مي باشد.

۴_ كوره قوس الكتريكي (electric arc furnace)

كوره قوس الكتريكي به عنوان يك كوره صنعتي معرفي مي شود. اين كوره براي توليد مواد مذاب از الكترود استفاده مي كند. الكترودها بر ناحيه فوقاني فلزي كه قصد ذوب كردن آن را داريم، قرار مي گيرند.

اين الكترودها در ناحيه ديگر به خود فلز متصل مي شوند. برقراري جريان الكتريكي در كوره قوس الكتريكي سبب بالا رفتن دما در ناحيه اتصال فلز و الكترود شده و در نتيجه شرايط ذوب شدن فلز فراهم مي گردد.
كوره قوس الكتريكي را با نام كوره صنعتي جوشكاري نيز مي شناسند. كوره هاي قوس الكتريكي شرايط ذوب مواد را با سرعت بيشتري فراهم مي كنند.

اين كوره ها در كارخانه و صنايع بزرگ بسيار كاربردي مي باشد. از اين كوره ها نمي توان براي ذوب هر فلزي استفاده كرد. علت آن نيز دماي بالاي كوره جوشكاري مي باشد. برخي از فلزات مانند منيزيم يا آلومينيوم شرايط ذوب با دماي پايين تر را تجربه مي كنند.

به همين علت كوره قوس الكتريكي براي ذوب آلومينيوم و منيزيم مناسب نيست. تيتانيوم و فولاد براي ذوب به دماي بالا نياز دارند. بنابراين كوره قوس الكتريكي براي ذوب فلزات فولاد و تيتانيوم گزينه اي مطلوب و كاربردي به حساب مي آيد.

كوره هاي صنعتي در چه صنايعي مورد استفاده قرار مي گيرد؟

كوره صنعتي از سري كوره هاي است كه از آن براي تكميل فرايند ريخته گري استفاده مي كنند. اين كوره ها در صنايع مختلف و با شكل هاي خاصي مورد استفاده قرار مي گيرند و از ظرفيت بسيار بالايي برخوردار مي باشند و تقريبا ظرفيتي بين ۱۵ تا ۲۰ ليتر دارند.

از اين كوره ها براي توليد كردن مواد مذاب و انجام دادن فرايند ريخته گري هم استفاده مي شود. دماي مورد استفاده براي اين كوره هاي صنعتي چيزي بين ۱۵۰۰ درجه سانتي گراد مي باشد.

.