یکی از مهم‌ترین اشکال استفاده از فلزات در صنعت و به‌ویژه صنعت ساختمان‌سازی، پروفیل یا قوطی است. یک مقطع توخالی یا باز که جنس فولادی آن بیشترین کاربرد را در صنعت دارد. این متریال به‌خودی‌خود در برابر رطوبت و خوردگی مقاومت چندانی ندارد و به همین دلیل لازم است که عملیات اضافه‌تری روی آن انجام شود که مهم‌ترین آنها گالوانیزاسیون است. پروفیل گالوانیزه علاوه بر اینکه مقاومت برشی، جوش‌پذیری و شکل‌پذیری بالایی دارد تا ده‌ها سال نیز بدون نیاز به مراقبت خاص، می‌تواند عمر کند.
اما پروفیل گالوانیزه چیست؟ چه انواع و کاربردهایی دارد؟ در این مقاله از فولادینو ضمن پاسخگویی به این سوالات، مشخصات، ویژگی‌ها، تاریخچه و روش تولید این محصول را نیز شرح می‌دهیم. با ما همراه شده و با یکی از اصلی‌ترین مواد اولیه در بسیاری از صنایع به‌خصوص ساختمان‌سازی آشنا شوید.
فهرست این مطلب
پروفیل گالوانیزه چیست؟
پروفیل گالوانیزه یک مقطع فولادی توخالی یا باز است که از ورق‌های فولادی تولید شده و با روش گالوانیزه در برابر خوردگی مقاوم سازی می‌شود. پروفیل‌های فولادی می‌توانند به شکل مربع، L، U، مستطیل، مثلث، دایره، متوازی‌الاضلاع یا اشکال دیگر باشند. شکل دایره‌ای این محصول نیز لوله نام دارد.
گالوانیزاسیون، فرآیندی است که به‌منظور افزایش مقاومت فولاد در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی روی آن انجام می‌شود. این فرآیند، شامل روی‌اندودکردن سطح فولاد در دمای حدود ۴۳۰ درجه سانتی‌گراد است. فلز روی یا زینک (Zink) تمام سطح مقطع فولادی را پوشش داده و در برابر عامل خورنده (اکسیداسیون یا هر ماده‌ی شیمیایی دیگری) پیش از فولاد فعال شده و اصطلاحا با فدا کردن خود، روند خوردگی را متوقف می‌کند.
پروفیل گالوانیزه ، مقاومت بالایی در برابر نیروهای برشی، خمشی و کششی داشته و بسته به آلیاژ به‌کاررفته در ساخت آن، قابلیت جوشکاری نیز دارد.
تاریخچه پروفیل گالوانیزه
سابقه‌ی ساخت پروفیل فولادی به بیش از ۲۰۰ سال می‌رسد. پس از انقلاب صنعتی در اروپا فولاد به محبوب‌ترین فلز در ساختمان‌سازی در این قاره تبدیل شد. در مسیر تولید مقاطع مختلف از فولاد، پروفیل یا قوطی در اوایل قرن ۱۹، توسط یک مهندس و مخترع انگلیسی به نام Whitehouse ابداع شد. پیش از آن و در قرن هجدهم نیز تکنیک گالوانیزه، توسط محقق ایتالیایی، لوییجی گالوانی، ابداع شده بود. بنابراین تقریبا از ابتدای پیدایش پروفیل، تولید پروفیل گالوانیزه نیز در دستور کار تولیدکننده‌های این محصول در آمریکا و اروپا قرار گرفت.
تا اوایل قرن بیستم، قوطی‌ها از برش ورق‌های روغنی به روش مولر تولید می‌شدند. اما رفته‌رفته تولید یکپارچه و سریع‌تر این محصول در دهه‌های ۳۰ و ۴۰ میلادی، جایگزین روش‌های قدیمی‌تر شد. در نیمه اول این قرن، اشکال متنوع‌تر پروفیل‌های فولادی مانند ذوزنقه، لوزی و غیره نیز به بازار آمد. در پنجاه سال گذشته، کشور آمریکا بیشترین نقش را در توسعه و بهبود کیفیت مقاطع فولادی از جمله پروفیل داشته است.
بیشتر بخوانید: پروفیل چیست؟
سابقه‌ی استفاده از پروفیل فولادی در کشور ما به دهه‌ی ۲۰ شمسی و سابقه‌ی تولید آن نیز به سال ۱۳۴۰ می‌رسد. در دهه‌ی ۱۳۶۰ نیز کارخانه‌ی فولاد مبارکه‌ی اصفهان، موفق به تولید ورق و پروفیل گالوانیزه در ایران شد.
انواع پروفیل گالوانیزه
پروفیل گالوانیزه بر اساس معیارهای متفاوت به انواع مختلفی تقسیم می‌شود. ازنظر وزن این محصول را به سه دسته زیر تقسیم می‌کنند:
- سبک با ضخامت کمتر از ۱٫۵ میلی‌متر. با کاربرد عمده در صنایع دکوراتیو و ظریف.
- سنگین با ضخامت ۱٫۵ تا چهار میلی‌متر. با کاربرد عمده در ساختمان‌سازی.
- صنعتی یا کشاورزی با ضخامت بیش از چهار میلی‌متر. با کاربرد عمده در تولید ماشین‌آلات و سازه‌های شهری است.
مهم‌ترین عامل تعیین وزن پروفیل نیز ضخامت آن است که معمولا بین ۰٫۵ تا پنج میلی‌متر نوسان می‌کند.
ازنظر روش گالوانیزه نیز این محصول به دو دسته‌ی زیر تقسیم می‌شود:
- گالوانیزه گرم
- گالوانیزه سرد یا الکتروگالوانیزاسیون
معیار دیگر برای دسته‌بندی پروفیل گالوانیزه ، سطح مقطع آن است. بر این اساس، این محصول به دو نوع کلی زیر تقسیم می‌شود:
- پروفیل‌های با مقطع بسته: شامل پروفیل‌های با سطح مقطع بسته به یکی از اشکال هندسی مانند مربع، مستطیل، دایره و غیره. به این محصولات، قوطی گالوانیزه نیز گفته می‌شود.
- پروفیل‌های با سطح مقطع باز: شامل مقاطع فولادی باز مانند نبشی، ناودانی و تیرآهن
البته به‌طور معمول و در میان اهل صنعت، منظور از پروفیل، معمولا پروفیل بسته است.
بر اساس استانداردهای تولید نیز پروفیل‌های گالوانیزه‌ی باز را در انواع زیر در بازار می‌بینیم:
- پروفیل U48
- پروفیل C50
- پروفیل U100
- پروفیل C100
- پروفیل F47
- پروفیل L25
- پروفیل U70
- پروفیل C70
- پروفیل UH36
حروف U، L و C معرف شکل این محصولات هستند. پروفیل F47 نیز نوعی پروفیل U شکل با خاص خود است. این محصولات در مواردی مانند زاویه و اندازه‌ی اضلاع و نسبت آنها با یکدیگر، لبه‌ها و غیره با یکدیگر تفاوت‌هایی دارند.
کاربردهای پروفیل گالوانیزه
همانطور که قبلا هم گفتیم، مهم‌ترین کاربرد پروفیل‌های گالوانیزه در صنعت ساخت‌وساز است. تخمین زده می‌شود که در ۹۰ درصد سازه‌های فعلی در آمریکا از پروفیل استفاده شده است. این محصول در عین استحکام، سبک است و سبب کاهش وزن کل سازه و افزایش مقاومت آن در برابر زلزله و نیروهای خارجی مانند طوفان می‌شود. مهم‌ترین محل‌های کاربرد پروفیل فولادی در یک ساختمان عبارتند از:
- قاب درب و پنجره
- سقف کناف و سقف کاذب
- ناودان، لوله‌ها، اسکلت، ستون‌ها
- راه‌پله و نرده
- پارتیشن‌بندی بیرونی
- قاب سیستم تهویه هوا
پروفیل‌های فولادی در صنایع دیگر نیز کاربرد دارند که مهم‌ترین آنها عبارتند از:
- راه‌سازی
- دکوراسیون داخلی
- لوازم خانگی
- کابینت‌سازی
- مبل‌سازی
- ساخت قطعات پزشکی
- خودروسازی
- تولید ماشین‌آلات صنعتی و کشاورزی
- تابلوسازی
- ساخت المان‌های دکوراسیون شهری
مشخصات و ویژگی‌های پروفیل گالوانیزه
در تولید پروفیل‌های فولادی گالوانیزه از استانداردهای متعددی برای تعیین ابعاد و رواداری استفاده می‌شود که یکی از پرکاربردترین آنها، استاندارد اروپایی BS EN 10219 است. بر اساس این استاندارد، حداکثر ابعاد مهم‌ترین انواع قوطی گالوانیزه به شرح زیر است:
- قطر خارجی لوله‌های فولادی با مصارف ساختمانی: ۲۵ سانتی‌متر
- ابعاد پروفیل‌های مربعی: ۵۰ سانتی‌متر
- ابعاد پروفیل‌های مستطیلی: ۳۰ در ۵۰ سانتی‌متر
- ابعاد پروفیل‌های لوزی: ۲۴ در ۴۸ سانتی‌متر
همچنین نسبت ابعاد و وزن پروفیل فولادی نیز بر اساس جدول اشتال این مقاطع تعیین می‌شود که در تصویر زیر آن را برای قوطی‌های مربعی آورده‌ایم.
نحوه تولید پروفیل گالوانیزه
ماده اولیه در تولید پروفیل‌های فولادی ورق فولادی است. تولید ورق نیز به دو روش نورد گرم یا سرد انجام می‌شود. روش نورد گرم، شامل عبور شمش‌های فولادی از بین غلطک‌های مختلف در دمایی بالاتر از دمای تبلور فولاد (حدود ۹۲۷ درجه سلسیوس) است. در این روش، فولاد در حالت گداخته قرار داشته و پس از رسیدن به ضخامت موردنظر، سرد می‌شود. در نورد سرد اما شمش‌های فولادی در دمایی پایین‌تر از دمای تبلور تحت فشار غلطک‌ها قرار گرفته و به ضخامت موردنظر می‌رسند. پس از تولید ورق با ضخامت مناسب، پروفیل فولادی به یکی از روش‌های زیر تولید می‌شود.
تولید مستقیم پروفیل فولادی
به این روش که بدون نیاز به جوشکاری انجام می‌شود، رول فرمینگ نیز گفته می‌شود. تولید پروفیل‌های باز به این روش، شامل شکل‌دهی مستقیم ورق است. رول فرمینگ، شامل مراحل صافکاری ورق توسط غلطک‌ها، پانچینگ، شکل‌دهی، پرداخت‌کاری، برش، انجام تست غیرمخرب و تست مکانیکی است.
تولید غیرمستقیم پروفیل فولادی
از این روش که شامل چند مرحله جوشکاری به یکی از روش‌های القایی، مقاومتی (ERW) یا زیرپودری (SAW) است؛ عموما برای تولید پروفیل‌های بسته استفاده می‌شود. مراحل تولید غیرمستقیم پروفیل فولادی به شرح زیر است:
- باز کردن رول ورق
- جوشکاری درز ورق
- جمع کردن ورق
- پرداخت لبه‌ها
- فرم‌دهی با غلطک
- جوشکاری القایی
- فشرده‌سازی با غلطک
- هموارسازی خط جوش
- فرم‌دهی مجدد
- تست غیرمخرب
- برش
- تست مکانیکی
گالوانیزاسیون پروفیل فولادی نیز به دو روش گرم و سرد انجام می‌شود که در ادامه هریک را شرح می‌دهیم.
تولید پروفیل فولادی با گالوانیزاسیون گرم
در این روش، مقطع فولادی اعم از قوطی، پروفیل باز، میلگرد، ورق و غیره را در درون وانی از فلز روی مذاب در دمای ۴۱۹ تا ۴۷۰ درجه‌ی سانتی‌گراد فرو می‌برند. البته پیش از آن، عملیات چربی‌زدایی و اسیدشویی روی ورق انجام می‌شود تا کیفیت گالوانیزه بالا برود. این فرآیند، گاهی نیز در درون سیلندرهای چرخان انجام می‌شود. پس از تکرار غوطه‌وری در وان مذاب به دفعات کافی، مقطع موردنظر در معرض هوا یا طی عملیات ویژه‌ی خشک کردن، خشک می‌شود. به‌این‌ترتیب، لایه‌ی فلز روی نشسته بر آن با اکسیژن هوا و سپس کربن فولاد زیر خود واکنش داده و یک لایه‌ی مقاوم به خوردگی تشکیل می‌دهد.
تولید پروفیل فولادی با گالوانیزاسیون سرد
یک روش نوین گالوانیزه قطعات فولادی، الکتروگالوانیزاسیون است. در این روش، مقطع فولادی درون مایعی الکترولیتی به‌عنوان کاتد قرار می‌گیرد. سوی دیگر این محلول نیز ورقی از فلز روی به‌عنوان آند است. با برقراری جریان الکتریکی، لایه‌ای از فلز روی به‌طور یکنواخت بر سطح فولاد می‌نشیند. نام سنتی این روش در کشور ما آبکاری است. روشی که برای پوشش‌دهی قطعاتی که ازنظر هندسی پیچیدگی دارند، مناسب‌تر از گالوانیزه گرم و مقرون‌به‌صرفه‌تر است. شکل ظاهری پروفیل فولادی پس از گالوانیزه با این روش، براق‌تر از پروفیل‌های تولیدشده به روش گالوانیزه گرم است.
قیمت پروفیل گالوانیزه
در سال‌های اخیر، قیمت مقاطع فولادی در کشور ما نوسانات زیادی به خود دیده است. موضوعی که سبب ورود محصولات غیراستاندارد توسط تولیدکننده‌های متفرقه به بازار نیز شده است. از این رو، خرید این محصولات از فروشنده‌ای با قیمت‌های منطقی و ضمانت اصالت کالا اهمیت ویژه‌ای دارد. وب‌سایت فولادینو با ارائه‌ی گزارش به‌روز و ساعتی از قیمت انواع پروفیل فولادی با برندهای معتبر ایرانی و خارجی، خرید آسان، مطمئن، مقرون‌به‌صرفه و بدون محدودیت این محصول را میسر کرده است.