ارزیابی کیفیت ورق فولادی

ورق‌های فولادی از جمله مهم‌ترین تولیدات کارخانه‌های فولاد در داخل کشور به شمار می‌روند که در انواع و سطوح گسترده‌ای ایجاد و عرضه می‌شوند. در زمینه کنترل کیفیت ورق‌های فولادی، عوامل متعددی دخیل هستند که هر کدام از آن‌ها از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. در ادامه این مقاله انواع روش های کنترل کیفیت ورق فولادی از نظر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی جهت اطلاع بیشتر شما عزیزان آورده شده است.

دلایل اهمیت کنترل کیفیت ورق فولادی

کاربردهای مختلف، خواص و الزامات متفاوتی را لازم دارد. به‌عنوان‌ مثال، ورق‌هایی که در ساخت بدنه خودرو مورد استفاده قرار می‌گیرند، بایستی از استحکام، مقاومت به ضربه و نیز شکل‌پذیری بسیار خوبی برخوردار باشند. از طرفی دیگر، ورق‌های به‌کارگرفته در ساخت مخازن ذخیره و مخازن جدار نازک، باید که علاوه بر استحکام بالا، از مقاومت به خوردگی مطلوبی بهره‌مند باشند تا بدین وسیله با مواد موجود در آن‌ها واکنش ندهند. همچنین، برای بارگذاری‌های تناوبی و سیکلی یا کاربرد در دمای بالا، استحکام خستگی و مقاومت به خزش بسیار پراهمیت هستند.

بنابراین، باید ورق‌های فولادی را متناسب با خواصی که دارند، برای کاربرد موردنظر انتخاب کنیم. اما معیاری هم باید برای تعیین محدوده این خواص و نیز صحت سنجی آن‌ها وجود داشته باشد که در زمان مشاهده قیمت ورق و خرید این مقطع فولادی بتوانید انتخاب مناسبی داشته باشید.

چگونگی تشخیص کیفیت ورق فلزی

کنترل کیفیت ورق فولادی از طریق آزمون‌های مکانیکی و شیمیایی و همچنین بررسی‌های مخرب و غیرمخرب، دامنه خواص و محدوده قابل کاربرد انواع ورق را مشخص خواهد کرد.

پس از این که ورق‌ها تست‌های کنترل کیفی را پشت سر گذاشتند و نتایج آن‌ها مورد قبول واقع گرفت، گواهینامه کنترل کیفیت برای این ورق‌ها صادر می‌شود که تمامی تست‌های لازم و صورت گرفته بر روی محصول به همراه نتایج آن‌ها در آن ذکر شده است. این‌چنین، گفته می‌شود که ورق موردنظر استاندارد بوده و برای استفاده در کاربرد مدنظر شرایط مناسب را دارد.

تست لمینیشن ورق چیست؟

این آزمایش معمولاً با استفاده از روش‌های غیرمخرب مانند تست اولتراسونیک (UT) انجام می‌شود. در این روش، امواج فراصوتی به داخل ورق ارسال شده و بازتاب آن‌ها برای شناسایی عیوب داخلی بررسی می‌شود. تشخیص نواقصی مانند جدایش لایه‌ها و ترک‌های پنهان به کمک این تکنیک، امکان ارزیابی دقیق کیفیت ورق را فراهم می‌کند. وجود لمینیشن می‌تواند منجر به کاهش مقاومت مکانیکی شده و در فرآیندهایی مانند جوشکاری و شکل‌دهی، مشکلاتی نظیر ترک‌خوردگی یا تغییر شکل نامطلوب را به همراه داشته باشد.

انواع فرآیندهای کنترل کیفیت ورق فولادی

 کنترل کیفیت یک محصول در سه مرحله شامل کنترل کیفیت پیش از فرآیند تولید، در حین تولید و پس از تولید انجام می‌گیرد. اما آنچه در اینجا مورد بحث است، کنترل کیفیت ورق‌های فولادی پس از تولید است. صحت سنجی کیفیت ورق‌های فولادی از طریق یک سری آزمایش‌های خاص صورت خواهد گرفت که به دو دسته تقسیم می‌شوند. دسته اول بررسی‌های مخرب به شمار می‌روند که با اعمال تغییر شکل دائمی در قطعه تا مرحله رسیدن به شکست، کیفیت آن را ارزیابی کرده و دسته دوم، بررسی‌های غیر مخرب هستند که هیچ آسیب مکانیکی به قطعه تولیدی وارد نخواهند کرد.

• بازرسی چشمی

در برخی از موارد، ظاهر مواد با چشم غیرمسلح هم قابل مشاهده خواهد بود که در این گونه موارد، آزمایش کنترل چشمی توسط افراد ماهر و مجرب صورت می‌گیرد. این نواقص شامل ترک، پیچش شدید، تاب داشتن، چاک داشتن و باز بودن هستند که هر کدام به صورت جداگانه مورد بررسی قرار خواهند گرفت.

• بررسی های زیرساختاری و میکروسکوپی

این نوع بررسی‌ها که عموماً توسط پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ‌های نوری، SEM و غیره انجام می‌گیرند، نوعی آزمایش متالورژیکی به شمار می‌روند که فازها و ساختارهای بلورین مواد را مشخص می‌کنند. همچنین، میزان دانه‌بندی در ساختار فولاد مورد استفاده در ورق فولادی نیز از این طریق قابل‌محاسبه خواهند بود. هرچه اندازه دانه‌ها بیشتر باشد، ساختار ریزدانه‌تر بوده و سختی و استحکام ورق فولادی بیشتر است. برای مشاهده موارد گفته‌شده بایستی از بزرگنمایی‌های بالا استفاده کرد. برگه آنالیز شیمیایی ورق فولادی که شامل عناصر موجود در ترکیب شیمیایی آن است، از این روش حاصل می‌شود.

• تست سختی و سختی پذیری ورق فولادی

یکی از روش‌های کنترل کیفیت ورق‌ فولادی، آزمایش سختی‌پذیری به شمار می‌رود که میزان توزیع و عمق سختی طی فرآیند خنک‌سازی و کوئنچ را مشخص خواهد کرد. کوئنچ به آزمایش استاندارد مورد استفاده جهت تعیین کنترل کیفیت ورق سیاه و ورق فولادی گفته می‌شود. در این آزمایش، ورقی با عرض ۳ سانت و طول ۱۰ سانت، به صورت یکنواخت تا رسیدن به دمای آسترزدایی گرم می‌شود. بعد از این مرحله، ورق را از روی کوره برداشته و دو قطعه به صورت موازی روی آن قرار خواهند گرفت. فولادهای کربنی روی سطح ورق سخت، از قسمت هسته آن است، ولی فولادهای آلیاژی عمق بیشتری از سختی را دارا بوده که یکی از ویژگی‌های منحصر به فرد آن‌ها محسوب می‌شود.

• تست کشش، مهم‌ترین تست در کنترل کیفیت ورق فولادی

آزمایش کشش مانند آزمایش سختی، به‌منظور سنجش خصوصیات و ویژگی‌های مکانیکی است که در آن، نمونه آماده شده بر روی دستگاه آزمایش قرار گرفته و بار محوری از طریق سیستم بارگذاری هیدرولیکی بر روی نمونه وارد خواهد شد. از آزمایش کشش جهت تعیین و سنجش میزان مقاومت و تسلیم مواد در برابر تغییر شکل و همچنین مقاومت نهایی در برابر کشش یا شکستن مورد استفاده قرار می‌گیرد. گفتنی است که تست کشش مهم‌ترین تست در کنترل کیفیت ورق‌های فولادی به حساب می‌آید.

• تست فشرده سازی

این آزمایش معمولا بر روی نوارهای کوچک، بلوک‌ها و … به‌منظور تعیین میزان مقاومت آن‌ها در برابر تحمل تغییر شکل از جمله چکش‌ خوردن، فشار و نیروهای صنعتی مانند نورد یا اکسیژن صورت می‌گیرد. در این آزمایش نمونه‌ها بین صفحات فشار قرار گرفته و فشرده‌سازی خواهند شد.

• تست خستگی

پدیده خستگی در اثر وجود تنش‌های سیکلی و تناوبی صورت می‌گیرد و منجر به تغییر شکل پلاستیک یا دائمی در مواد شده که درنهایت به شکست قطعه منتهی خواهد شد. برای برآورد استحکام خستگی قطعات، از آزمایش خستگی استفاده می‌گردد. پتانسیل خستگی یا حد تحمل خستگی، تعداد چرخه‌هایی است که ورق فولادی می‌تواند در هر بارگذاری کششی و یا فشاری تا انتهای فرآیند و رسیدن به شکست، تحمل نماید. گفتنی است که آزمایش خستگی با توجه به شرایط سرویس، در انواع حالت‌های خستگی خوردگی، خستگی حرارتی و غیره قابل انجام خواهد بود.

• تست ضربه

نحوه انجام این آزمایش بدین گونه است که برخورد مواد و ورق‌های فولادی و سیاه ( هنگام کشش یا پیچ خوردن و خم شدن ) را مورد بررسی قرار می‌دهند و باتوجه به نتایج آن، کیفیت ورق‌ها در زمان ضربه خوردن توسط آونگ چرخشی با وزن ثابت و ارتفاع استاندارد را مورد سنجش قرار خواهند داد.

• تست سایش

یکی از آزمایش‌های کنترل کیفیت ورق‌های فولادی در راستای تعیین میزان مقاومت آن نسبت به سایش، انجام آزمایش سایش است که طی چندین روش انجام خواهد گرفت. یکی از این روش‌ها، روش پین روی دیسک است که یک پین به دیسک ماده مورد آزمایش انتقال داده می‌شود.

• تست خوردگی

به فرآیند خراب‌شدن مواد به وسیله فرآیندهای شیمیایی، الکتروشیمیایی یا متالورژی بین محیط و مواد خوردگی گفته می‌شود. در این آزمایش یک لایه پوششی از فلز روی بر روی سطح آن قرار خواهد گرفت تا بدین وسیله از ورق در محیط بار در برابر خوردگی محافظت به عمل آید.

• آزمایش خزش

این نوع آزمایش که نوعی آزمون کششی به شمار می‌رود که جهت مشخص نمودن تغییر شکل مواد در دمای بسیار بالا یا ثابت و زمانی که ماده فشار زیادی را تحمل می‌کند، مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ به عبارتی باید بگوییم که آزمایش خزش تحت عنوان روند کند و آهسته تغییر شکل پلاستیکی تحت فشار ثابت در صنعت تولید مقاطع فولادی شناخته می‌شود.

• تست ماشین‌کاری ورق فولادی

تمامی قطعات صنعتی، نیازمند پرداخت‌کاری هستند تا یک سطح باکیفیت و صاف و عاری از پستی‌وبلندی را عرضه نمایند. قابلیت ماشین‌کاری مواد با درصد بیان می‌شود. به‌عنوان‌ مثال، قابلیت ماشینکاری فولاد AISI1112، برابر با 100 درصد در نظر گرفته خواهد شد. فلزاتی که قابلیت ماشینکاری آن‌ها دشوار است، با میزان کمتر از 100 درصد درجه بندی شده و آن‌هایی که راحت‌تر ماشین‌کاری می‌شوند، دارای درجه‌بندی بالای 100 درصد خواهند بود.

• تست رادیوگرافی

همان گونه که از نام آن پیداست، در این آزمایش از اشعه ایکس یا گاما جهت کنترل کیفیت ورق‌ فولادی بهره گرفته خواهد شد؛ چرا که اشعه ایکس با طول موج‌ کوتاه می‌تواند از فلزاتی با ضخامت زیاد عبور نماید و وجود یا عدم وجود خلأهای کوچک در اتصالات جوش و ریخته‌گری را مشخص کند.

• تست ذرات مغناطیسی ورق فولادی

در این آزمایش که ذرات مغناطیسی مواد به‌منظور بررسی پارگی، ترک، درز و غیره در آهن، فولاد و ورق‌های سیاه سنجیده می‌شود، مگنافلوکس گفته می‌شود. این تست خطاها و نواقصی که با چشم غیرمسلح هم دیده نمی‌شود را می‌تواند به خوبی تشخیص دهد و حتی ناپیوستگی‌های زیر سطح را مشخص خواهد کرد. به این صورت که نمونه در ابتدا مغناطیسی شده و سپس با پودر آهن ریز پوشیده خواهد شد.

یکی دیگر از راه‌ها جهت کنترل کیفیت ورق‌ فولادی و بالا بردن سطح آن، فرآیند نورد کنترل شده در تولید ورق‌های فولادی است که بر کیفیت این محصول تاثیر بسزایی دارد. ورق‌های فولادی تولیدشده با این روش، علاوه‌بر استحکام بالا و قابلیت جوش‌پذیری و فرم‌گرفتن در سطح گسترده‌ای از فرآیندهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. باتوجه به آنچه تاکنون گفته شد، می‌توان نتیجه گرفت که کنترل کیفیت، پایه ثابت تمام پروژه‌های تولیدی از جمله ورق‌های فولادی محسوب می‌شود تا محصول را از نظر تمام پارامترها و استانداردهای کیفی و تولیدی بررسی کنند.

• تست اولتراسونیک ورق فولادی

ناخالصی‌های موجود در اسلب ها، ممکن است در فرآیندهای تولید ورق فولادی به روش نورد گرم، عیوب و نواقصی را ایجاد کنند که به آن‌ها تورق یا lamination می‌گویند. برای شناسایی این عیوب در ورق‌های فولادی از تست اولتراسونیک (UT) استفاده خواهد شد.