در فرایند تولید تیرآهن چه نکاتی اجرا میشود؟

فرایند تولید تیرآهن به روش نورد گرم است. اما فرایند نورد گرم تیرآهن چگونه انجام میشود؟ تیرآهن از مقاطع پرکاربردی است که در ساختمان سازی و صنعت مورد استفاده قرار میگیرد، شما تا چه حد با این پروفیل صنعتی و فرایند تولید تیرآهن آشنایی دارید؟ حتما میدانید که اصلی ترین المان سازه های فلزی تیرآهن است؟ اما آیا میدانید بدون وجود این مقطع فولادی، بسیاری از پروژه های عمرانی با شکست مواجه میشود؟

اصلا تا به حال به این موضوع فکر کرده اید که تیرآهن چگونه به شکلی که دیده ایم، در آمده است؟ پیش از استعلام قیمت تیرآهن بهتر است ابتدا نسبت به فرایند تولید تیرآهن اطلاعاتی بدست آورید. برای پاسخ به این سوال ها، ما مطالعه مقاله ذیل را به شما پیشنهاد میکنیم.

در مقاله ای که هم اکنون در حال مطالعه آن هستید، میخواهیم به بررسی فرایند تولید تیرآهن و استانداردهای موجود برای تولید آن ها بپردازیم. هم چنین یکی از تیرآهن های موجود در بازار آهن آلات را که تیرآهن لانه زنبوری نام دارد، مو شکافانه تر مورد بررسی قرار می دهیم. پس با آرتان پرس همراه باشید.

*** تیرآهن چگونه تهیه میشود ؟

از مشخصات مهم تیرآهن میتوان به ارتفاع آن اشاره کرد. ارتفاع تیرآهن را با h نشان میدهند. این متغیر در واقع فاصله بین بال ها بر روی محور عرضی جان است. به ارتفاع تیرآهن بر حسب سانتیمتر نمره تیرآهن هم گفته میشود. تیرآهن را به روش نورد گرم تولید میکنند. در خط تولید تیرآهن، بلوم یا شمشه ها به وسیله جک هیدرولیکی به درون کوره منتقل شده و بعد از رسیدن به دمای مشخصی، نورد و سپس به دقت خنک کاری میشوند. زیرا نحوه خنک کاری در میزان مقاومت و سختی تیرآهن تاثیر دارد. به این ترتیب تیرآهن های تولید شده را در طول های مشخصی برش کاری کرده و بعد از انجام بازرسی به بازار عرضه میکنند.

*** استاندارد تیرآهن

تیرآهن ها بر اساس نسبت بین بال و جان و نحوه اتصال جان به بال به استانداردهای مختلفی دسته بندی میشوند که در زیر آن ها را مورد بررسی قرار میدهیم.

*** تیرآهن IPE

ضخامت بال این نوع از تیرآهن معمولی، از ابتدا تا انتهای بال ثابت است. این تیرآهن بر اساس استاندارد ایران و اروپا تولید میشود و در ایران هم کاربرد بیشتری دارد. مقاومت کششی تیرآهن IPE در دو جهت آن متفاوت است. به تیرآهن IPE تیرآهن نیم پهن هم گفته میشود. طول این محصول ۱۶ – ۸ متر، ارتفاع آن ۶۰۰ – ۸۰ میلیمتر و عرض آن ۲۲۰ – ۴۶ میلیمتر است. تیرآهن های وارداتی IPE عمدتا محصول کشورهای لهستان، اسپانیا، آلمان و کره جنوبی هستند.

*** تیرآهن INP

INP نوع دیگری از انواع تیرآهن معمولی است که برخلاف نوع قبل، ضخامت بال در آن ثابت نیست. ضخامت بال در این تیرآهن با فاصله گرفتن از محل تقاطع بال و جان، با شیب ملایمی کاهش پیدا میکند. همچنین ضخامت جان در این تیرآهن بیشتر از نوع IPE است. این تیرآهن طبق استاندارد کشور چین و روسیه تولید و به بازار عرضه میشود. طول تیرآهن INP نیز ۱۶ – ۸ متر، ارتفاع آن ۶۰۰ – ۸۰ میلیمتر و عرض آن ۲۱۵ – ۴۲ میلیمتر است.

*** تیرآهن IPB

تیرآهن هاش که دارای بال و جان مساوی است، نقش مهمی را در خنثی کردن حرکت های ساختمان ناشی از رانش زمین و … بر عهده دارد. این تیرآهن غالبا تولید داخل کشور است. سطح مقطع تیرآهن هاش به شکل H و ارتفاع آن ۱۰۰۰ – ۱۰۰ میلیمتر است و به آن تیرآهن عریض هم گفته میشود. برخلاف تیرآهن IPE مقاومت کششی تیرآهن بال پهن در دو جهت آن یکسان است. ضخامت بال تیرآهن هاش ثابت و طول آن از نوع معمولی بیشتر است. وزن این تیرآهن نیز از دو نوع قبلی کمتر است. فرایند تولید تیرآهن های بال پهن از نظر وزنی به سه دسته تقسیم میشوند که تیرآهن سبک (IPBL)، تیرآهن با وزن متوسط (IPB) و تیرآهن سنگین (IPBV) نام گذاری شده اند.

تفاوت هاش سبک و سنگین در اختلاف ضخامت بال آنهاست. لذا همین اختلاف ضخامت باعث اختلاف در وزن و قیمت تیرآهن هاش نیز میگردد. از پر مصرف ترین تیرآهن های هاش، میتوان به تیرآهن های سایز ۱۶۰، ۱۸۰ و ۲۰۰ اشاره کرد. کارخانه تیرآهن و میلگرد ذوب آهن اصفهان به عنوان معروف ترین کارخانه تولید تیرآهن هاش، این تیرآهن ها را با کیفیت مطلوبی تولید و عرضه میکند و به تیرآهن ذوبی نیز معروف میباشد. از دیگر تولید کنندگان تیرآهن هاش میتوان به فایکو اشاره کرد. اما برندهای خارجی مطرحی همچون کره جنوبی، ترک، اوکراین و اسپانیا به تولید تیرآهن هاش میپردازند.

*** چهار تفاوت تیر سبک و سنگین هاش

• فاصله لبه های بال تا محل تلاقی جان و بال، در تیر سبک کمتر از تیر سنگین است.
• تیر سنگین ضخامت بیشتری نسبت به تیر سبک دارد.
• تیر سنگین توانایی تحمل بار بیشتری نسبت به تیر سبک دارد.
• تیر سنگین به دلیل سطح مقطع بزرگ تر خود، تحت تنش کم تری قرار میگیرد و در ستون ها گزینه مناسب تری است.

*** بازرسی تیرآهن چگونه است؟

مانند هر محصول دیگری تیرآهن ها را بعد از ساخت تحت آزمون هایی قرار میدهند. یکی از این آزمون ها تعیین درصد ترکیبات تشکیل دهنده مقطع تیرآهن است. از آزمون های دیگری که مقطع تیرآهن را بررسی میکند، میتوان به آزمون کشش و خمش اشاره کرد. به این ترتیب میتوان طبق استانداردهای ملی و جهانی میزان تحمل بار کششی و خمشی آن ها را اندازه گیری کرد. تیرآهن تولید شده باید سطح صافی داشته باشند. همچنین آن ها باید عاری از هر گونه ترک، ناخالصی، زنگ زدگی و … باشند. در صورتی که این عیوب ناچیز باشند، میتوان با سنگ زنی آن ها را از بین برد.

*** روش ساخت و فرایند تولید تیرآهن لانه زنبوری

جان این تیرآهن دارای حفراتی مانند شش ضلعی است که بعد از برش و جوش دادن به این شکل درآمده است. برای ساخت این تیرآهن، روی جان تیرآهن معمولی با شابلون شش ضلعی هایی رسم میشود. ترسیم این حفرات با روش پانیر یا لیتسکا انجام میگیرد. سپس برای پیشگیری از کمانش تیر، با اعمال خال جوش آن را روی یک شاسی افقی سوار کرده و با استفاده از دستگاه برش برنول یا کوپال پروفیل را دو قسمت میکنند.

سپس دو قسمت را به اندازه یک دندانه جابجا کرده و در نهایت از جوش قوسی نیمه اتوماتیک برای متصل کردن آن ها استفاده میشود. به طوری که حفرات به شکل شش ضلعی ایجاد شوند. در روش برنول (گرم) برش کاری به وسیله شعله حاصل از احتراق گاز استیلن و اکسیژن و در روش کوپال (سرد) به وسیله قطع کن سنگین مجهز به گیوتین انجام میگیرد.

*** مزایای تیرآهن لانه زنبوری

• افزایش ارتفاع، مدول مقطع، ممان اینرسی و مقاومت خمشی تیر به دلیل فشردگی کمتر
• سبک شدن سازه به دلیل وجود حفرات و در نتیجه ایمن شدن آن
• افزایش ارتفاع تیر
• کاهش ارتفاع سقف
• تسهیل عبور لوله های برق و تاسیسات از حفرات و به دنبال آن منظم شدن ظاهر سازه
• انتقال بهتر بار به سایر عناصر سازه
• کاهش مصرف فولاد و مقرون به صرفه بودن به دلیل زاویه دار بودن برش مقاطع

*** معایب تیرآهن لانه زنبوری

• جوشکاری سراسری تیر برای یکپارچه کردن آن و به دنبال آن افت خواص فولاد
• ضعیف شدن جان تیر به واسطه کاهش سطح آن
• کاهش استحکام برشی به واسطه وجود حفرات
• تمرکز تنش در گوشه های حفرات
• احتمال وقوع انواع گسیختگی
• ایمنی و ضریب اطمینان پایین تر
• احتمال لهیدگی جان در بخش های برش خورده در اثر تمرکز تنش
• احتمال انتقال نامطلوب بار در صورت وجود اشکالاتی در اتصالات

*** تقویت تیر‌آهن لانه زنبوری به وسیله ورق

تیرآهن ها در ناحیه حفرات استحکام برشی پایینی دارند. بنابراین با توجه به منحنی نیروی برشی،‌ حفرات را با ورق های فولادی تقویتی توسط جوشکاری پر میکنند. در نوعی از تیرآهن های لانه زنبوری، برای بریدن قطعات بالا و پایین، ورق واسطه اضافه میکنند. این ورق بین دندانه ها جوشکاری میشود. این تیرآهن‌ ها از نوع بدون ورق واسطه مستحکم تر هستند. قیمت ورق فولادی واسط در هزینه نهایی تیرآهن لانه زنبوری موثر خواهد بود.

*** تقویت تیرآهن لانه زنبوری به وسیله بتن

در تیرآهن های لانه زنبوری علاوه بر تنش های خمشی اصلی، تنش های خمشی دیگری نیز به دلیل برش در مقطع ایجاد میشوند. این تنش ها ممکن است از تنش های خمشی اصلی بزرگ تر هم باشند. برای جلوگیری از افت کارایی تیرآهن، محل هایی که تنش های ثانویه زیاد هستند، با بتن پر میشوند.

*** چهار نکته کاربردی در مورد تیرآهن لانه زنبوری

• در باد بندها از تیرآهن لانه زنبوری استفاده نکنید.
• در تیرهای خمشی از تیرآهن لانه زنبوری استفاده نکنید.
• بهترین مورد مصرف تیرآهن لانه زنبوری در تیرهای مرکب است.
• ‌در تیرآهن ‌های لانه زنبوری دوبل حفرات نباید مقابل یکدیگر قرار بگیرند. بلکه باید در مقابل قسمت بسته تیر دیگر قرار بگیرند.

منبع: آرتان پرس