بررسی کاربرد آهن در صنایع مادر و وابسته + بررسی جامع

-
دسته بندی
-
تاریخ انتشار۱۴۰۴/۰۴/۰۴
-
تاریخ بروزرسانی۱۴۰۴/۰۴/۰۴
-
بازدید93
-
دیدگاه ها0 دیدگاه
امروزه آهنآلات و مقاطع فولادی، به عنوان بخش جداییناپذیر در صنایع مختلف جهان محسوب میشوند. در پروژههای گوناگون، از زیرساختهای عمرانی گرفته تا تجهیزات پیشرفته صنعتی و معماری، کاربرد آهن و مقاطع فولادی بطور گسترده قابل مشاهده است. فلز آهن به دلیل ویژگیهای ذاتی خود مانند شکلپذیری، مقاومت بالا، طول عمر زیاد و همچنین قیمت متعادل، در اغلب صنایع محبوبیت دارد. این فلز، در دنیای امروز با دانش و تکنولوژیهای خاص، به محصولاتی از قبیل میلگرد، تیرآهن، ورق فولادی و پروفیل تبدیل میشود که هر کدام کاربرد مناسب خود را دارند. در ادامه این مقاله از آهن صد، کاربرد یکایک آهنآلات و مقاطع فولادی در صنایع مختلف، با جزئیات کامل مورد بررسی قرار میگیرد.
دستهبندی کلی آهنآلات و مقاطع فولادی
بطور کلی، آهنآلات مجموعه متنوعی از مقاطع فولادی را شامل میشود که هر کدام، از ویژگیها و انواع مختلفی برخوردارند. در ادامه، مهمترین و پرکاربردترین مقاطع فولادی به تفکیک مورد بررسی قرار میگیرند تا نسبت به آنها شناخت کافی پیدا کنید.
- میلگرد: یکی از محصولات فولادی که تقریباً در همه پروژههای عمرانی و ساختمانسازی نیاز به آن وجود دارد، میلگرد است. از میلگردها معمولاً برای افزایش مقاومت بتن و یا مسلحکردن آن در سازه استفاده میشود. میلگردها بر اساس استانداردها و گریدهای مختلف، در انواع ساده و آجدار(مارپیچ، جناغی و مرکب)، تولید میشوند که هر کدام، ویژگیها و کاربردهای مخصوص به خود را دارند. این مقطع فولادی، از سایز ۸ تا ۴۰ میلیمتر و با طول ۱۲ متر قابل تولید است که در برخی کارخانجات، بصورت میلگرد نرمال (با طول کمتر یا بیشتر از ۱۲) تولید میشود. کارخانجات فولادی، میلگردهای نسبتاً ضخیم را بصورت شاخهای و میلگردهای سایز کوچک را به شکل کلاف تولید میکنند. قیمت میلگرد، همواره تأثیر زیادی بر هزینه پروژههای ساختمانسازی دارد؛ اما با توجه به عواملی مانند ضخامت، ابعاد، گرید و کارخانه تولیدکننده آن، متغیر خواهد بود.
- تیرآهن: تیرآهن به عنوان یکی از اجزای اصلی در سازههای بزرگ به شمار میرود که در انواع IPB ،INP ،IPE (هاش) و لانهزنبوری قابل تولید است. ضخامت این مقطع بر اساس نوع کاربرد آن متغیر خواهد بود اما معمولاً سایزهای رایج آن، 12، 14، 16، 18 و 20 سانتیمتر هستند. طول استاندارد تیرآهن، ۱۲ متر است اما در موارد خاص، بصورت سفارشی تحت عنوان تیرآهن نرمال نیز تولید میشود. از تیرآهنهای فولادی بیشتر برای اسکلت سازهها، پلها و سولهها استفاده میشود؛ چرا که از مقاومت و استحکام فوقالعادهای برخوردارند. همواره یکی از چالشهای جدی در پروژههای بزرگ، قیمت تیرآهن و هزینههای خرید یا نگهداری آن بوده است؛ چرا که فرآیند خرید، حملونقل، انبارداری و حتی نصب این مقطع فولادی، در مقایسه با سایر آهنآلات دشوارتر است.
- نبشی و ناودانی: نبشیها به دو نوع بال مساوی و بال نامساوی تقسیم شده و در سایزهای ۲۰×۲۰ تا ۱۰۰×۱۰۰ میلیمتر تولید میشوند؛ طول آنها ۶ یا ۱۲ متر و ضخامتشان معمولاً ۲ الی ۱۰ میلیمتر است. نبشی در ساخت چهارچوبها، اتصالات فلزی، سازههای سبک و ماشینآلات صنعتی کاربرد زیادی دارد. ناودانیها نیز با طول ۶ یا ۱۲ متر تولید میشوند، اما ضخامتشان معمولاً از ۴ الی ۱۸ میلیمتر متغیر خواهد بود؛ لازم به ذکر است که سایز ناودانی، با ارتفاع جان آن سنجیده میشود و هرچه این ارتفاع بیشتر باشد، سایز بزرگتری دارد. در بیشتر موارد، از ناودانی برای انتقال آب سقف به پایین ساختمانها استفاده میشود.
- پروفیل یا قوطی: پروفیلها، از جمله مقاطع فولادی خاص و پرکاربرد به شمار میروند که در انواع مختلف مانند آبرو، زد، سپری، لنگهدری، چهارچوب، قوطی مربع و یا مستطیل قابل تولید هستند. ابعاد پروفیلها از ۱۰×۱۰ تا ۵۰۰×۵۰۰ میلیمتر و ضخامتشان بین ۰/۵ تا ۱۰ میلیمتر متغیر خواهد بود؛ طول معمول آنها نیز ۶ یا ۱۲ متر است. برای ساخت درب و پنجره، نرده، اسکلتهای فلزی سبک، ماشینآلات یا تجهیزات صنعتی و موارد دیگر، از انواع مختلف پروفیل یا قوطی استفاده میشود. قیمت پروفیل، همواره با توجه به نوع و ابعاد آن، قابل تغییر است؛ اما میتواند تأثیر مستقیم روی هزینههای نهایی پروژه و صنعت داشته باشد.
- ورقهای فولادی: ورقهای فولادی بخش قابل توجهی از آهنآلات را شامل میشوند که در صنایع و پروژههای مختلف کاربرد گسترده دارند. یکی از معروفترین ورقهای فولادی، ورق سیاه یا نورد گرم است که بیشتر در صنایع قطعهسازی، خودروسازی و ساختمانسازی مورد استفاده قرار میگیرد. این ورق، معمولاً ضخامتی بین ۱/۵ تا ۱۰۰ میلیمتر دارد و ابعاد آن بسته به سفارش مشتری قابل تغییر است. از ورقهای فولادی، میتوان به ورق روغنی یا نورد سرد اشاره کرد که با ظاهر صاف و براق خود، در بدنه خودروها، لوازم خانگی و قطعات بسیار دقیق مورد استفاده قرار میگیرد. این ورق با ضخامتی بین ۰/۳ تا ۳ میلیمتر در ابعاد متنوع توسط کارخانجات فولادی تولید میشود. ورق گالوانیزه هم یکی از ورقهای فولادی محسوب میشود که با وجود پوششی از عنصر روی، در برابر زنگزدگی مقاوم است. این ورق در ضخامتهای ۰/۳ تا ۴ میلیمتر تولید شده و برای کاربردهایی مانند سقفهای شیروانی، تابلوهای برق، کانال تهویه و کابینت مناسب است. از دیگر ورقهای فولادی میتوان به ورق آلیاژی، ورق رنگی، ورق کرکره یا ورق سوله اشاره کرد که هر کدام مشخصات و کاربرد خاصی دارند. تمامی این ورقها، بصورت رول یا شیت در عرضهای استاندارد ۱۰۰۰، ۱۲۵۰ و ۱۵۰۰ میلیمتر تولید میشوند. بطور کلی، قیمت ورق به میزان ضخامت، ابعاد، برند، جنس و حتی رول یا شیت بودن آن بستگی دارد؛ به همین دلیل، شناخت انواع مختلف ورق فولادی برای خریداران و مجریان پروژهها، لازم و ضروری است.
- لوله فولادی: لولههای فولادی در انواع مختلف درزدار، بدون درز (مانیسمان)، گالوانیزه و آلیاژی تولید میشوند. قطر آنها از ۱/۲ اینچ تا ۲۴ اینچ و ضخامتشان از ۲ تا ۲۵ میلیمتر متغیر است. طول استاندارد لولههای فولادی ۶ یا ۱۲ متر بوده و معمولاْ در خطوط انتقال آب، گاز، سیالات صنعتی، گلخانهها، ساخت نرده، سازههای سبک و پالایشگاهها مورد استفاده قرار میگیرند. از آنجا که قیمت لوله فولادی، در هزینه نهایی بسیاری از پروژهها مانند ساخت گلخانه تأثیر جدی میگذارد، پیمانکاران و خریداران این محصول، همواره به دنبال خریدی مقرون به صرفه هستند.
- محصولات مفتولی و توری: این دسته آهنآلات، مفتولهای ساده، گالوانیزه، سیاه، سیم خاردار، توری حصاری، توری گابیون و مش را شامل میشود. قطر مفتولهای فولادی از ۱ تا ۶ میلیمتر متغیر است و معمولاً در کلافهای ۵۰ کیلویی به مشتریان عرضه میشوند. مش یا توریهای فولادی نیز بهصورت شبکهای در ابعاد ۲×۱ یا ۶×۲ متر تولید میشوند. این محصولات در قالببندی بتن، دیوارکشی، حصارکشی، صنعت دامداری و تولید توریهای صنعتی کاربرد گسترده دارند.
کاربرد آهن و فولاد در صنایع مختلف
همانطور که گفته شد، به دلیل ویژگی های منحصر به فرد آهن، حجم قابل توجهی از مقاطع و محصولات آن در صنایعی نظیر ساختمانسازی یا خودروسازی مورد استفاده قرار می گیرند. در ادامه، صنایعی که از آهنآلات و مقاطع فولادی بیشترین استفاده را میکنند، معرفی و به تفکیک بررسی میشوند.
کاربرد آهن در صنعت ساختمانسازی و عمران
در صنعت ساختمان و پروژههای عمرانی، بیش از هر چیز، مقاطعی مانند میلگرد، پروفیل، تیرآهن، نبشی و ناودانی مصرف میشوند. این مقاطع برای اسکلت سازه، بتنریزی، اتصالات و تقویت فونداسیون استفاده شده و مقاومت سازه را به خوبی افزایش میدهند. علاوه بر این مقاطع، ممکن است ورقهای فولادی نیز برای پوشش کف یا دیوارههای سازه بکار گرفته شوند.
کاربرد آهن در صنعت خودروسازی
در صنعت خودروسازی، از ورقهای آلیاژی، روغنی و گالوانیزه برای ساخت بدنه، سقف و شاسی خودرو استفاده میشود؛ چرا که وزن سبک و مقاومت بالایی در برابر خوردگی و ضربه دارند. همچنین، برای ساخت موتور، سیستم اگزوز، گیربکس، ستونها و دیگر قطعات خودرو، از ورق سیاه، پروفیل و لولههای فولادی بسیار دقیق و مقاوم استفاده میشود.
کاربرد آهن در صنعت کشتیسازی و صنایع دریایی
برای ساخت کشتی یا تجهیزات و سازههای دریایی، آهنآلاتی مورد نیاز است که علاوه بر وزن سبک، مقاومت بالایی در برابر فشار آب، نمک دریا، ضربات بیرونی و زنگزدگی داشته باشند. در اسکلتبندیها طبق معمول از تیرآهن فولادی با سایز بزرگ استفاده میشود. برای ساخت بدنه کشتی یا سازههای دریایی نیز بهترین گزینه ورق آلیاژی خواهد بود؛ زیرا به عنوان مقاومترین و مستحکمترین ورق فولادی شناخته میشود و اساساً برای کاربردهای صنعتی بزرگ و سنگین طراحی شده است. علاوه بر اینها، صنعت کشتیسازی برای شبکه انتقال آب و گاز خود، به لولههای فولادی درزدار یا بدون درز و لولههای آلیاژی نیازمند است.
کاربرد آهن در صنعت نفت، گاز و پتروشیمی
در صنعت نفت و گاز هم ورق آلیاژی بهترین و مناسبترین گزینه برای پوشش سازهها خواهد بود؛ چرا که مقاومت فوقالعادهای در برابر فشار گاز و حرارت بالا دارد. اما در این صنعت، مهمترین کاربرد آهن، عبارت است از لولهکشی و ساخت تجهیزات فولادی برای پالایشگاهها؛ لولههای فولادی بدون درز (مانیسمان) و آلیاژی، در حقیقت برای انتقال بهینه گاز یا مایعات با حرارت بالا طراحی شدهاند تا خطر سوراخی و نشت را به حداقل برسانند.
کاربرد آهن در صنعت نیروگاهها و انرژی
نیروگاههای برقی، آبی، بادی و خورشیدی، برای تجهیزات، پنلها، سازهها و لولهکشیهای خود، به مقاطع فولادی بسیار دقیق و مستحکم نیاز دارند. در صنایع نیروگاهی، معمولاً میلگردها، تیرآهنها و پروفیلهایی با گرید خاص و مقاوم در برابر فشار مورد استفاده قرار میگیرند. این مقاطع فولادی، برای نصب در نیروگاهها باید ضخامت و ابعاد بزرگی داشته و مطابق استانداردهای رسمی و حرفهای تولید شده باشند. برای مثال در نیروگاههای خورشیدی، باید پنلهایی ساخته شوند که در مدت زمان طولانی و شرایط محیطی خاص، کمترین آسیب را داشته باشند؛ این پنلها نیاز به پروفیل، میلگرد و انواع ورق فولادی شامل آلیاژی، سیاه و گالوانیزه با مقاومت بالا دارند. یا برای ساخت دکلهای برق در نیروگاه، به تیرآهنهای مستحکم و مقاوم به شرایط جوی (باد، طوفان و…) نیاز است.
کاربرد آهن در صنایع ماشینسازی و ابزارآلات صنعتی
در صنایع ماشینسازی و تولید ابزارآلات صنعتی، معمولاً از سوی تولیدکنندگان، حساسیتهای خاصی وجود دارد؛ برای تولید دستگاههای صنعتی پیچیده مانند: موتورها، جرثیلها، ماشینهای تراش و دیگهای بخار، به مقاطع فولادی با مقاومت مکانیکی و دقت ابعادی بسیار بالایی نیاز است. در این صنعت، از انواع ورق فولادی گرفته تا نبشی، میلگرد و پروفیل، برای تولید ابزارآلات خاص مورد استفاده قرار میگیرند؛ به همین دلیل برای بکارگیری آنها، حساسیت و دقت بالایی لازم است.
کاربرد آهن در صنعت حملونقل ریلی
ریل، اصلیترین نیاز صنعت حملونقل ریلی است که برای تجهیز و ساخت خطوط قطار یا مترو مورد استفاده قرار میگیرد. از آنجا که احتمال خطرآفرینی در این صنعت زیاد است، مهندسان و مجریان پروژههای ریلی، برای انتخاب ریل مناسب، همواره به کیفیت، استانداردها، کارخانه تولیدکننده و گرید آن توجه خاصی دارند. مقاومت تیرآهنهای ریلی باید به گونهای باشد که فشار و ضربات سنگین را به خوبی تحمل کرده و از طول عمر نسبتاً بالایی برخوردار باشد.
کاربرد آهن در صنعت لوازم خانگی و تجهیزات اداری
یکی دیگر از کاربردهای مهم آهن، صنعت لوازم خانگی است که تنوع بسیار زیادی در آن وجود دارد. از بدنه یخچال و ماشین لباسشویی در آشپزخانه گرفته تا قفسههای فلزی در ادارات، نیازمند مقاطع فولادی هستند. انواع مختلف پروفیل، نبشی و لوله در این صنعت کاربرد دارند، اما از ورقهای فولادی بهویژه ورق روغنی (به دلیل زیبایی ظاهری) استفاده بیشتری میشود. ورقهای فولادی به دلیل وزن سبک و مقاومت بالا، برای ساخت تجهیزات و لوازم خانگی گزینه بسیار مناسبی هستند.
کاربرد آهن در صنعت هوافضا و نظامی
در صنایع نظامی و هوافضا، از مقاطع فولادی خاص با مقاومت بشدت بالا استفاده میشود. در این صنایع، از ورقهای گرم و آلیاژی، تیرآهن، لوله و پروفیل فولادی برای ساخت بدنه هواپیما، تانک و موشکها، استفاده میشود. این مقاطع، باید از مقاومت زیادی در برابر حرارت یا ضربه مستقیم برخوردار باشند؛ به همین دلیل با شرایط خاص و روشهای تخصصی تولید میشوند.
کاربرد آهن در صنایع هنری، معماری و طراحی داخلی
در صنایع هنری، معماری و طراحی داخلی نیز، کاربرد آهن و مقاطع آن بسیار گسترده و رایج است. در این صنایع، دو مسئله مهم وجود دارد که عبارتاند از زیبایی ظاهری و طول عمر بالا؛ در نتیجه معمولاً ورقهای رنگی، کرکره و پروفیلهای شکلدار برای بکارگیری انتخاب میشوند. این مقاطع، جهت استفاده در پارتیشنها، نردهها، دکور و سقفهای شیروانی بسیار مناسب هستند؛ چرا که از دوام بسیار بالا و ظاهر جذابی برخوردار هستند.
بررسی فاکتورهای انتخاب نوع آهنآلات برای هر صنعت
انتخاب نوع مناسب آهنآلات برای هر صنعت، وابسته به مجموعهای از فاکتورها و پارامترهای فنی یا اقتصادی است. اولین و مهمترین معیار، کیفیت یا مقاومت مکانیکی آهنآلات است؛ به این معنا که مقطع فولادی باید بتواند نیروهای کششی، خمشی و فشار بالا را به خوبی تحمل کند. در صنایعی که شرایط سخت یا محیطهای آسیبزا وجود دارد، مقاومت در برابر خوردگی نیز نقش مهمی خواهد داشت. از سوی دیگر، قابلیت شکلدهی و جوشپذیری مقاطع در پروژههایی که نیاز به ساخت اشکال خاص یا اتصالات پیچیده دارند، مهم است. همچنین، در پروژههای بزرگ یا دارای محدودیت بودجه، قیمت آهنآلات نیز باید جزء فاکتورهای اصلی لحاظ شود. در مجموع، همه این عوامل باید متناسب با نیاز و شرایط پروژه در نظر گرفته شوند.
روند رشد تقاضا برای آهنآلات در صنایع مختلف
آمارها نشان میدهند که صنعت ساختمانسازی، طبق معمول بیشترین مصرف آهن را در اختیار دارد، اما صنایع بزرگی مانند نفت و گاز، که مقاطع خاص را تهیه میکنند، حجم بیشتری از پول و هزینههای بازار آهن را به خود اختصاص میدهند. در سال گذشته، تقاضا برای خرید میلگرد و ورقهای فولادی در بازار ایران و جهان بیش از ۱۵ درصد رشد داشته که نشان از گسترش فعالیتهای عمرانی و صنعتی دارد. بطور کلی، انسانها در جهت استفاده هرچه بیشتر از آهن و فولاد برای توسعه صنایع و زیرساختهای خود حرکت میکنند.
جمعبندی و نتیجهگیری
با توجه به نقش حیاتی آهنآلات در صنایع مختلف، میتوان گفت که مقاطع فولادی به عنوان پایه و اساس اغلب پروژههای صنعتی و زیرساختی به شمار میروند. عمده صنایع از ساختمانسازی گرفته تا هوافضا و کشتیسازی، با توجه به نیازهای خود، نوع خاصی از آهنآلات را مورد استفاده قرار میدهند. شناخت دقیق ویژگیهای فنی آهن مانند مقاومت، شکلپذیری یا استانداردهای تولیدی آن، به پیمانکاران و مجریان پروژهها کمک میکند تا انتخابی مناسب و بدون نقص داشته باشند.
پرسشهای متداول درباره کاربرد آهن در صنایع مختلف: