همه ما میدانیم تیرآهن‌های فولادی به چه شکلی هستند، اما آیا از نحوه تولید تیرآهن اطلاع دارید؟ شاید در نگاه اول، تولید تیراهن کار ساده‌ای به نظر برسد اما با کمی تأمل بیشتر متوجه خواهید شد که این تصور چندان هم درست نیست. اگر بدانید استفاده از تیرآهن با کیفیت در سازه تا چه اندازه‌ای مهم است، حتماً اطلاع از روش‌های ساخت، تکنیک‌ها و استانداردهای مورداستفاده، چگونگی سایزبندی و بسته‌بندی آن هم برایتان اهمیت ویژه‌ای خواهد داشت. قرار است در این مقاله با توضیح این نکات تصویری واضح از نحوه ساخت تیرآهن‌های فولادی را به شما نشان دهیم.
اهمیت تولید تیراهن باکیفیت
قبل از هر چیز باید بدانید تیرآهن چه کاربردی در سازه دارد؟ تیرآهن قرار است بار وارده به سازه را تحمل کند بنابراین هرچه محکم‌تر باشد سازه شما ایمنی بالاتری خواهد داشت. البته فراموش نکنید اگر تیرآهن بیش‌ازاندازه سنگین باشد نیز وزن سازه را بالا می‌برد که این مسئله هم مطلوب نیست؛ بنابراین توصیه ما به شما این است که حتماً راهنمای خرید تیرآهن را مطالعه کنید و در انتخاب خود چهار عامل کاربرد، کیفیت، وزن و قیمت را در نظر بگیرید. حالا که میدانیم نقش تیرآهن در سازه تا چه اندازه حیاتی است دقت و حساسیت ما در نحوه تولید آن چند برابر خواهد شد. از موضوع بحث خود دور نشویم و به سراغ روش‌های تولید تیرآهن برویم.
با فرایند تولید تیرآهن آشنا شوید!
اول‌ازهمه باید بدانید تولید تیراهن مرغوب بدون ابزار به‌روز و پیشرفته، تکنیک، تخصص و تجربه کافی امکان‌پذیر نخواهد بود.
ابزارها و تکنیک‌های مورداستفاده برای ساخت تیرآهن چیست؟
ازآنجایی‌که فناوری با سرعت بسیار بالایی در حال پیشرفت است، سازندگان مقاطع فولادی هم باید علاوه بر تجربه به‌صورت دوره‌ای آموزش ببینند تا بتوانند از جدیدترین ابزارها و تکنیک‌ها استفاده کنند. هر چه تولیدکنندگان تیرآهن از جدیدترین ابزارها و تجهیزات CNC استفاده کنند قادر خواهند بود محصول دقیق‌تر و با کیفیت بالاتری تولید کنند. از طرفی به‌کارگیری تکنولوژی و ابزارهای روز جوشکاری و تجهیزات کامپیوتری هم کار را برای تولیدکنندگان آسان‌تر می‌کند و می‌تواند قیمت تمام‌شده تیرآهن را نیز کاهش دهد.
روش‌های استاندارد تولید تیراهن چیست؟
اغلب استانداردهای مربوط به مقاطع فولادی متناسب با منطقه و کاربرد تعیین می‌شود در حال حاضر هم استانداردهای مختلفی برای انواع تیرآهن در ایران وجود دارد که تولیدکنندگان موظف به رعایت آن‌ها هستند.
در کل 4 نوع تیرآهن INP، IPE، IPB و CNP بر اساس استانداردهای جهانی تولید می‌شود که در ایران هم تاکنون برای تولید هریک از آن‌ها، استاندارد به خصوصی تدوین شده است.
1. تیرآهن معمولی INP مطابق با استانداردهای ملی با شماره 1791 و 16348
2. تیرآهن بال باریک شیب‌دار مطابق با استاندارد ملی به شماره 3277
3. تیرآهن‌های هاش مطابق با استانداردهای ملی با شماره 13779، 13781 و 14484
روش های تولید تیراهن به چه صورت است؟
اگر با این سؤال روبرو شوید که روش‌های تولید تیراهن چیست؟ شاید نورد گرم تنها روشی باشد که برای ساخت تیرآهن به فکر شما برسد.
اما اگر در این مقاله همراه ما باشید و اطلاعات جامعی از نحوه تولید تیرآهن داشته باشید میدانید که تولید تیراهن هم به شیوه نورد گرم و هم به شیوه نورد سرد با 4 روش نورد، اکستروژن، جوشکاری یا پرچ امکان‌پذیر است.
درمجموع تیرآهن‌های فولادی را می‌توان بر اساس روش ساخت به چهار طبقه تقسیم کرد:
1. تیرهای نورد شده
2. تیرهای اکسترود شده
3. تیرهای جوش داده شده
4. تیرهای پرچ شده
در فرایند تولید تیرآهن به دو روش اول ماده اولیه را گرم کرده (تا دمای 1100 درجه سانتی‌گراد) و آن را از طریق جک‌های هیدرولیکی به سمت غلتک‌های بزرگ فرستاده تا صاف شده و به شکل دلخواه درآیند. به این بخش مرحله نوردکشی تیرآهن گفته می‌شود. بعد از اینکه تیرآهن‌ها به شکل موردنظر دربیایند سطح آن‌ها را صاف و صیقلی کرده و درنهایت نیز به طول استاندارد برش می‌دهند.
در شکل زیر می‌توانید با خط تولید تیرآهن آشنا شوید:
می‌توان از فرایند جوشکاری برای تولید تیرآهن استفاده کرد به‌این‌ترتیب که ابتدا ورق‌های فلزی در اندازه‌های مشخص بریده شده و سپس با استفاده از ابزارهای جوشکاری صنعتی به هم جوش می‌خورند. تیرآهن‌ها را می‌توان با روش پرچ نیز ساخت. برای این کار ابتدا سوراخ‌هایی روی ورق‌های فلزی بریده‌شده ایجاد کرده و سپس این قطعات را به یکدیگر پرچ می‌کنند. اما روش تولید تیرآهن لانه‌زنبوری کمی متفاوت است که در بخش بعد بیشتر با آن آشنا می‌شویم.
نحوه تولید تیرآهن لانه‌زنبوری و برش آن چگونه است؟
در سال‌های اخیر مهندسان حوزه فولاد به دنبال معرفی مقاطعی بودند که وزن کمتر و کارایی بالاتری داشته باشند. یکی از این محصولات تیرآهن لانه‌زنبوری بود که از ایجاد حفره‌هایی روی جان تیرآهن معمولی آن را ساختند. همچنین می‌توان طرح حفره‌ها را مستقیم با استفاده از دستگاه‌های برش مخصوص روی تیرآهن ایجاد کرد. اما در ایران اغلب برای تولید تیرآهن لانه‌زنبوری یک برش خطی با الگوی مشخص که دارای دوره تناوب خاصی است روی جان تیرآهن ایجاد می‌شود. سپس تیر را در راستای آن خط به دو نیم تقسیم کرده و این دو قسمت تیرآهن را با تفاوت یک دوره تناوب روبروی یکدیگر قرار می‌دهند. به این صورت می‌توانیم با ثابت نگه‌داشتن وزن تیرآهن عرض جان آن را افزایش دهیم. همین امر سبب می‌شود که این محصول استحکام، مقاومت خمشی، مقاومت اینرسی و انعطاف بالاتری نسبت به تیرآهن معمولی داشته باشد.
فرایند سایزینگ تیراهن
فرایند سایزینگ تیراهن یکی از مراحل مهم تولید است. در هر خط تولید از همان ابتدا باید ابعاد تیراهن مانند عرض جان، ضخامت و ارتفاع بال‌ها مشخص باشد. جان قسمت میانی تیرآهن و بال‌ها دو لبه‌ی موازی تیرآهن هستند. تیرآهن‌ها اغلب در سایزهای 30، 27، 4، 22، 20، 18، 16، 14، 12، 10 تولید می‌شوند. هرچه دقت این ابعاد بالاتر باشد محصول نهایی شرایط بهتری خواهد داشت و روی قیمت تیرآهن تأثیرگذار خواهد بود. درنهایت هم باید محصول را به طول‌های دلخواه برش زد؛ اما ببینیم تیرآهن‌ها به چه روش‌هایی برش زده می‌شوند؟
انواع روش برش تیرآهن
مطابق با استانداردهای تولید تیراهن روش‌های برنول و کوپال برای برش این محصول به کار برده می‌شوند:
روش گرمایی برنول
در این روش دستگاه برنول شعله‌ای بنفش از گاز اکسیژن و استیلن تولید کرده که می‌تواند تیرآهن را برش دهد.
روش کوپال
در روش کوپال از یک دستگاه قطع کن برای ایجاد برش استفاده می‌شود. این برش را با نام برش گیوتین نیز می‌شناسند.
مرحله کنترل و بسته‌بندی تیرآهن
مرحله کنترل و بسته بندی تیرآهن آخرین مرحله از تولید است. پس از تولید مقاطع فولادی باید آن‌ها را ازلحاظ کیفی، فنی، ظاهری و تلورانس ابعادی مورد ارزیابی و بررسی قرار داد تا مطابق با استانداردهای موردنظر باشند. درنهایت هم اگر محصول موردنظر مشکلی نداشته باشد تیرآهن‌ها را بسته‌بندی کرده و در بندیل‌های مشخص که حاوی برگه مشخصات و شناسه محصول است در بازار عرضه می‌کنند.
اولین بار که در قرن نوزدهم تیرآهن فولادی در انگلستان معرفی شد، به دلیل بالا بودن هزینه‌های تولید استقبال چندانی از آن نشد و سال‌ها بعد با پیشرفت‌هایی که در نحوه تولید تیرآهن صورت گرفت استفاده از این مقطع فولادی رواج یافت. قیمت آهن به‌خودی‌خود بالاست و باید روش‌هایی را در تولید تیراهن و دیگر مقاطع فولادی به کار گرفت که قیمت تمام‌شده آن‌ها مقرون‌به‌صرفه باشد. به همین دلیل است که طی سالیان گذشته روش‌های مختلفی برای ساخت تیرآهن معرفی شده است. البته ساخت تیراهن با هر یک از این روش‌ها می‌تواند ویژگی‌های خاصی به محصول نهایی بدهد؛ بنابراین شما به‌عنوان مصرف‌کننده باید با انواع روش‌های تولید تیرآهن موردنظر خود آشنایی داشته باشید تا بتوانید انتخاب درست‌تری انجام دهید.