کیفیت ورق آهن

عوامل مختلفی در هنگام خرید یک محصول، مورد توجه خریداران قرار می‌گیرند. یکی از این فاکتورهای مهم، کیفیت محصولات است. طبیعی است که یک محصول باکیفیت که قیمت بالاتری دارد، نسبت به محصولی ارزان‌تر اما با کیفیت نه‌چندان خوب، بهتر است. در واقع می‌توان گفت، یک محصول با کیفیت پایین، مشکلاتی به همراه دارد که خود، هزینه‌بردار است. این موضوع برای صنایع تولیدی و ساخت‌وساز اهمیت زیادی دارد. ورق آهن از جمله محصولاتی است که کنترل کیفیت و بازرسی آن از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. برای صنایعی مانند خودروسازی یا دیگر صنایع مربوطه، کیفیت مطلوب ورق آهنی بسیار اهمیت دارد. از همین رو قصد داریم تا در این مقاله، به طور کامل به بررسی ارزیابی ورق فولادی بپردازیم.

علت اهمیت کنترل کیفیت ورق آهن

قبل از آنکه درباره چگونگی کنترل کیفیت ورق فلزی صحبت کنیم، بهتر است بدانیم که اصلا کنترل کیفیت ورق آهنی چه اهمیتی دارد؟ کاربرد ورق آهن در انتخاب کیفیت آن موثر است. ورق‌های آهنی بسته به کاربردشان، خواص و الزامات متفاوتی دارند. به عنوان مثال در صنایع خودروسازی، ورق‌هایی مورد نیاز هستند که از شکل‌پذیری خوبی برخوردار باشند و همچنین در برابر ضربه‌ها از خود مقاومت نشان دهند.

مثال دیگر در مورد ورق‌های آهنی است که در ساخت مخازن ذخیره به کار برده می‌شوند. این ورق‌ها باید علاوه بر داشتن استحکام بالا، از مقاومت خوبی در برابر خوردگی برخوردار باشند. بنابراین باید برای خواص مورد نیاز، ورق‌های فلزی متناسب را مورد استفاده قرار داد. از طرفی، برای بررسی این خواص و صحت آن‌ها باید محدوده‌ای تعیین شود. در همین راستا، با کمک آزمون‌های مکانیکی و شیمیایی، دامنه خواص و محدوده کاربرد انواع ورق‌های فلزی را مشخص می‌کنند.

معیارهای تشخیص کیفیت ورق فلزی چیست؟

کنترل کیفیت ورق فلزی بر اساس معیارهای مختلفی انجام می‌گیرد که از جمله آن‌ها می‌توان به ضخامت، سطح ظاهری فولاد و کیفیت رنگ‌پذیری اشاره کرد. یکی دیگر از مهم‌ترین معیارها، کنترل خواص مکانیکی ورق فلزی است. خواص مکانیکی خود به عوامل زیر بستگی دارد که باید مورد بررسی قرار گیرند:

• کنترل درجه حرارت پاس آخر نورد
• کنترل درجه حرارت کلاف‌پیچی
• کنترل درجه حرارت پیش گرم‌کردن تختال در کوره
• زمان حرارت دادن تختال در کوره
• ترکیب شیمیایی فولاد
• میزان کاهش ضخامت در آخرین پاس نورد

انواع روش‌های کنترل کیفیت ورق آهنی

کنترل کیفیت دارای سه مرحله است که این مراحل، شامل کنترل کیفیت قبل از فرایند تولید، در حین تولید و بعد از تولید می‌شود. ارزیابی کیفیت ورق‌های آهنی توسط مجموعه‌ای از آزمایش‌های خاص انجام می‌گیرد که به دو دسته بررسی‌های مخرب و بررسی‌های غیرمخرب تقسیم‌بندی می‌شوند. در بررسی‌های مخرب از طریق تغییر شکل دائمی در محصول تا رسیدن آن به مرحله شکست، کیفیت قطعه را مورد بررسی قرار می‌دهند؛ در حالی که در بررسی‌های غیرمخرب، هیچ آسیب مکانیکی به قطعه وارد نمی‌کنند.

بازرسی چشمی

اولین مرحله کنترل کیفیت ورق آهنی بازرسی چشمی آن است که در آن، عیب‌های ظاهری قطعه را مشخص می‌کنند. این آزمایش را افراد باتجربه انجام می‌دهند و در آن پیچش شدید قطعه، تاب‌دار بودن ورق، ترک‌های سطحی و موارد دیگر مورد بررسی قرار می‌گیرند.

بررسی‌های ریزساختاری و میکروسکوپی

از آزمایش‌های متالوژیکی مانند پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ‌های نوری، SEM و موارد دیگر برای تعیین فازها و ساختارهای بلورین ماده استفاده می‌کنند. برای محاسبه میزان دانه‌بندی ساختار فولاد از این آزمایش‌ها کمک می‌گیرند. هر چقدر اندازه دانه‌ها بیشتر باشد، ساختار ریزدانه‌تر است و فولاد سختی و استحکام بیشتری دارد.

تست سختی و سختی‌پذیری ورق آهنی

سختی را بر اساس تغییر شکل پلاستیکی در اثر اعمال فشار توسط یک فرو رونده و یا ایجاد خراش روی سطح تعریف می‌کنند. در مواردی که مقاومت به سایش اهمیت داشته باشد، بررسی سختی قطعه بسیار مهم است. سختی مواد را با استفاده از روش‌های برینل، راکول و ویکرز تعیین می‌کنند. سختی‌پذیری با قابلیت سخت‌شدن یک قطعه در ارتباط است و آن را با ضخامت لایه سخت‌شده می‌سنجند. برای بررسی این مسئله، از آزمایش جومینی استفاده می‌کنند.

تست کشش، مهم‌ترین تست در کنترل کیفیت ورق فولادی

این تست در فرایند کنترل کیفیت ورق فولادی بسیار اهمیت دارد و در آن استحکام کششی، استحکام تسلیم و میزان تغییر طول تحت بارگذاری را بررسی می‌کنند.

تست فشرده‌سازی

در آزمایش فشرده سازی، مقاومت قطعات در برابر تغییر شکل‌های پلاستیکی بزرگ مورد بررسی قرار می‌گیرد.

تست خستگی

وجود تنش‌های سیکلی و تناوبی منجر به پدیده خستگی می‌شود که در آن تغییر شکل پلاستیک یا دائمی باعث شکست قطعه خواهد شد. حد تحمل خستگی، تعداد چرخه‌هایی است که قطعه می‌تواند در هر بارگذاری کششی و یا فشاری تا رسیدن به شکست تحمل کند.

تست ضربه

در این آزمایش، رفتار ورق را تحت بارگذاری ضربه‌ای و دینامیکی مورد بررسی قرار می‌دهند. استحکام ضربه مواد را با آزمایش ضربه شارپی اندازه‌گیری می‌کنند. در این آزمایش با یک آونگ چرخشی به نمونه ضربه می‌زنند.

تست سایش

از طریق آزمایش پین روی دیسک، سایش مواد مختلف را اندازه‌گیری می‌کنند. در این آزمایش، یک پین را با یک نیروی مشخص روی قطعه در یک مسیر دایره‌ای حرکت می‌دهند و با تحلیل نمودار آن، میزان مقاومت به سایش ورق را اندازه می‌گیرند.

تست خوردگی

در برخی کاربردهای خاص لازم است تا ورق‌های فولادی از مقاومت خوبی در برابر خوردگی برخوردار باشند و با موادی که با آن‌ها در تماس هستند، واکنش ندهند. برای مقاومت در برابر خوردگی، ورق‌های فولادی را با گالوانیزه یا ورق‌های استیل می‌پوشانند که به این فرآیند گالوانیزاسیون می‌گویند.

آزمایش خزش

به تغییر شکل پلاستیک مواد تحت بار ثابت و دمای بالا در زمان‌های طولانی خزش گفته می‌شود. برای کنترل این پارامتر از مواد تک کریستال استفاده می‌کنند. این مواد به دلیل داشتن مرزدانه کم در دماهای بالا دچار شکست‌های مرزدانه‌ای نمی‌شوند. تست خزش نوعی تست کشش محسوب می‌شود که آن را در نیرو  و دمای ثابت انجام می‌دهند. درصد کشیدگی قطعه، میزان خزش آن را تعیین می‌کند.

تست ماشین‌کاری ورق آهن

همه قطعات صنعتی به پرداخت‌کاری نیاز دارند تا سطحی صاف و بدون پستی‌وبلندی داشته باشند. قابلیت ماشین‌کاری مواد را با درصد بیان می‌کنند. فلزاتی که قابلیت ماشین‌کاری دشواری دارند، کم‌تر از 100 درصد درجه‌بندی می‌شوند و فلزات با قابلیت ماشین‌کاری راحت‌تر، درجه‌بندی بالای 100 درصد دارند.

تست رادیوگرافی ورق آهن

این آزمایش در دسته تست‌های غیرمخرب قرار دارد و در آن قطعه را تحت شکست و یا تغییر شکل پلاستیک قرار نمی‌دهند. برای بررسی این مسئله از اشعه‌های ایکس و گاما استفاده می‌کنند. با کمک اشعه‌های الکترومغناطیس عیوب ساختاری قطعه مانند تخلخل‌ها و حفرات گازی تعیین می‌شود.

تست ذرات مغناطیسی ورق آهن

در این تست عیب‌هایی مانند ترک، پارگی، درز و به‌طورکلی ناپیوستگی‌ها مورد بررسی قرار می‌گیرند. در این تست ابتدا نمونه را مغناطیسی می‌کنند و آن را با پودر آهن ریز می‌پوشانند. این ذرات شکل حدودی نقص را نشان می‌دهند و عیب‌های سطحی و زیرسطحی شناسایی می‌شود.

تست اولتراسونیک ورق آهن

ناخالصی‌هایی که در اسلب‌ها وجود دارند، ممکن است باعث ایجاد عیوبی در تولید ورق آهن به روش نورد گرم شود که به آن‌ها نورد گرم می‌گویند. تست اولتراسونیک به شناسایی این عیوب کمک می‌کند.

جمع بندی

کنترل کیفیت ورق‌های فولادی برای صنایع حساس بسیار اهمیت دارد، چرا که محصولات تولیدی آن‌ها باید از کیفیت خوبی برخوردار باشند. تست‌های متنوعی بعد از تولید ورق فولادی بر روی آن انجام می‌شود تا پارامترهای مختلف مانند کشش، مقاومت و موارد مختلف را اندازه‌گیری کنند. این تست‌ها در دو دسته مخرب و غیرمخرب قرار می‌گیرند که آن‌ها را در بخش‌های قبلی مورد بررسی قرار دادیم.