کاربرد انواع ورق فولادی در صنایع دریایی

به گزارش گروه بازار خبرگزاری علم و فناوری آنا، در بین انواع مقاطع فولادی، ورق‌ها بیش از همه در مصارف صنعتی و حساس همچون خودروسازی، کشتی‌سازی، هوافضا، پتروشیمی‌ها و پالایشگاه‌ها مورداستفاده قرار می‌گیرند. دلیل این امر تنوع فراوان در گرید، خواص منحصربه‌فرد، قابلیت جوشکاری و شکل‌پذیری بسیار خوب آن‌هاست. ازآنجایی‌که در صنایع یادشده عوامل محدودکننده مختلفی مانند درجه حرارت بالا، محیط خورنده، عوامل ساینده و... وجود دارد، عملکرد برخی ورق‌ها ممکن است تحت تأثیر قرار گیرد. مثلاً در صنایع دریایی، باید از ورق‌هایی استفاده شود که علاوه بر استحکام مناسب، از قابلیت مقاومت به خوردگی بسیار خوبی برخوردار باشند. در همین راستا، به بررسی کاربرد انواع ورق فولادی در صنایع دریایی می‌پردازیم.

دلایل استفاده از ورق فولادی در کاربردهای دریایی

ازجمله دلایل کاربرد ورق در صنایع دریایی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• استحکام و دوام
• مقاومت به خوردگی
• چقرمگی و مقاومت به ضربه
• شکل‌پذیری و جوش‌پذیری
• مقرون‌به‌صرفه بودن

برخورداری ورق‌های فولادی از مجموعه خواص یادشده، سبب مقرون‌به‌صرفه بودن انتخاب آن‌ها برای کاربردهای دریایی می‌شود. چراکه عملکرد آن‌ها در شرایط محیطی سخت دریا برای طولانی‌مدت تضمین می‌شود. بااین‌حال، بهتر است قبل از خرید ورق برای مصارف دریایی خود، حتماً قیمت روز ورق آهن در کارخانه و بازار را بررسی کنید.

موارد مصرف انواع ورق در صنایع دریایی

مناسب بودن وزن ورق آهن، دوام و مقاومت این ورق‌ها در برابر سایش و ضربه و همچنین استحکام بالای آن‌ها، این محصولات را برای انواع مصارف دریایی ایده‌آل کرده است. البته باید دقت کنید که برای هر کاربرد، باید از گرید مخصوص به آن استفاده کرد. در ادامه به مهم‌ترین مصارف ورق فولادی در صنایع دریایی اشاره می‌کنیم.

• در ساخت بدنه و روسازه کشتی‌ها
• ساخت سکوهای نفتی
• ساخت اسکله و بنادر
• تجهیزات و اجزای سازه‌ای دریایی
• ساخت انواع لوله‌های انتقال

از چه ورق‌هایی در صنایع دریایی استفاده می‌شود؟

تمامی ورق‌هایی که برای مصارف دریایی انتخاب می‌شوند باید مقاومت به خوردگی بسیار خوبی داشته باشند. اما میزان استحکام، شکل‌پذیری و قابلیت جوش‌پذیری آن‌ها با توجه به کاربرد می‌تواند متفاوت باشد. بر همین اساس، می‌توان از ورق‌های مختلفی ازنظر جنس و متریال در چنین کاربردهایی استفاده کرد.

ورق آهن

پرکاربردترین ورق‌های مورداستفاده در صنایع دریایی، ورق آهنی یا ورق‌های پایه فولادی هستند. این دسته از ورق‌ها طیف وسیعی از محصولات را شامل می‌شوند که عبارت‌اند از:

• ورق سیاه یا ورق نورد گرم
• ورق کورتن (Cor-Ten)
• ورق گالوانیزه
• ورق استیل یا ضد زنگ
• ورق‌های فولادی کم آلیاژ استحکام بالا (HSLA)

در بین موارد یادشده، ورق استیل بهترین انتخاب برای مصارف دریایی است. چراکه علی رقم برخورداری از استحکام بالا، مقاومت به خوردگی شگفت‌انگیزی نیز دارد. از این نوع ورق در کاربردهایی که مستقیماً با آب دریا برای طولانی‌مدت در تماس هستند استفاده می‌شود.

ورق سیاه بیشترین کاربرد را در کشتی‌سازی دارد. این محصول به دلیل قیمت ارزان، استحکام مناسب و جوش‌پذیری بسیار خوب گزینه‌ای مناسب برای ساخت بدنه کشتی تا ساخت انواع تیر، ستون و مهاربند است. به دلیل استفاده فراوان از برخی گریدهای ورق سیاه در کاربردهای دریایی، به آن‌ها ورق دریایی نیز گفته می‌شود. ورق سیاه گرید A36 نمونه‌ای بسیار پرکاربرد از ورق دریایی است.

ورق آلومینیوم 

وزن سبک ورق‌های آلومینیومی، مقاومت مطلوب آن‌ها در برابر خوردگی و قابلیت شکل‌پذیری بسیار خوب موجب استفاده از این محصولات در مصارفی همچون ساخت بدنه قایق، عرشه و روبناها می‌شود. برای چنین مصارفی، از ورق‌های آلومینیوم سری 5000 و 6000 استفاده می‌شود.

ورق‌های سوپر آلیاژ

یکی از بهترین مواد برای کاربردهای دریایی، ورق‌های سوپر آلیاژ در گریدهای اینکونل و مونل هستند. سوپر آلیاژها به دلیل برخورداری از مقاومت به خوردگی استثنایی و استحکام بسیار بالا در ساخت تجهیزاتی همچون اجزای موتور کشتی‌ها، سوپاپ‌های احتراق، محفظه‌های توربین، مبدل‌های حرارتی، شفت‌ها و اتصال‌دهنده‌ها و... استفاده می‌شوند.

ورق تیتانیم

ورق تیتانیم در کنار ورق‌های سوپر آلیاژ، گران‌ترین ورق‌ها برای صنایع دریایی هستند. اما مشخصه‌های ساختاری و کاربردی آن‌ها نظیر وزن سبک، استحکام بالا و مقاومت مطلوب در برابر خوردگی، استفاده از ورق‌های تیتانیم را در چنین مصارفی مقرون‌به‌صرفه جلوه می‌دهد. چراکه دوام و طول عمر قطعات ساخته‌شده از آن‌ها بسیار بالا خواهد بود.

بهترین گریدهای انواع ورق برای مصارف دریایی

پس از مشخص شدن اهمیت استفاده از ورق‌های مختلف در صنایع دریایی، این سؤال پیش می‌آید که چه گریدهایی از این ورق‌ها باید انتخاب شوند؟ در ادامه به مهم‌ترین گریدهای انواع ورق برای مصارف دریایی اشاره می‌کنیم.

بهترین گریدهای ورق فولادی در کاربردهای دریایی عبارت‌اند از:

• فولاد AISI 1040 با استحکام تسلیم86 ksi و استحکام کششی113 ksi در حالت عملیات حرارتی شده
• فولاد AISI 1080 با استحکام تسلیم142 ksi و استحکام کششی190 ksi در حالت عملیات حرارتی شده
• فولاد HY-80 با استحکام تسلیم 80 تا 100 ksi و استحکام کششی 103 ksi در حالت کوئنچ و تمپر شده
• فولاد HY-100 با استحکام تسلیم 100 تا 105 ksi و استحکام کششی 110 تا 118 ksi در حالت کوئنچ و تمپر شده
• فولاد HSLA با استحکام تسلیم 40 تا 60 ksi و استحکام کششی 60 تا 80 ksi در حالت آنیل شده
• فولاد مارایجینگ 300 با استحکام تسلیم 295 تا 303 ksi و استحکام کششی 297 تا 306 ksi در حالت عملیات حرارتی شده

بهترین گریدهای ورق استیل در کاربردهای دریایی عبارت‌اند از:

• ورق استیل 302 با استحکام تسلیم 75 ksi و استحکام کششی 125 ksi در حالت یک‌چهارم سخت شده
• ورق استیل 303 با استحکام تسلیم 75 ksi و استحکام کششی 110 ksi در حالت کار سرد
• ورق استیل 304 با استحکام تسلیم 75 ksi و استحکام کششی 110 ksi در حالت کار سرد
• ورق استیل 316 با استحکام تسلیم 30 تا 42 ksi و استحکام کششی 80 تا 90 ksi در حالت آنیل شده
• ورق استیل 17-4 PH با استحکام تسلیم 178 تا 185 ksi و استحکام کششی 200 ksi در حالت سخت شده
• ورق استیل 410 با استحکام تسلیم 140 تا 145 ksi و استحکام کششی 180 تا 190 ksi در حالت عملیات حرارتی

بهترین گریدهای ورق آلومینیوم در کاربردهای دریایی عبارت‌اند از:

• ورق آلومینیوم 5052 با استحکام تسلیم 31 ksi و استحکام کششی 38 ksi در حالت H34
• ورق آلومینیوم 6061 با استحکام تسلیم 40 ksi و استحکام کششی 45 ksi در حالت T6
• ورق آلومینیوم 7075 با استحکام تسلیم 50 ksi و استحکام کششی 55 ksi در حالت Full Hardened

بهترین گریدهای سوپر آلیاژ در کاربردهای دریایی عبارت‌اند از:

• مونل 400 با استحکام تسلیم 90 تا 130 ksi و استحکام کششی 100 تا 140 ksi در حالت Full Hardened
• اینکونل 625 با استحکام تسلیم 201 ksi و استحکام کششی 219 ksi در حالت 70% کار سرد شده
• اینکونل 825 با استحکام تسلیم 35 تا 45 ksi و استحکام کششی 85 تا 101 ksi در حالت کشش سرد

بهترین گریدهای تیتانیم در کاربردهای دریایی عبارت‌اند از:

• تیتانیم غیر آلیاژی با استحکام تسلیم ماکزیمم 90 ksi و استحکام کششی ماکزیمم 100 ksi در حالت کار سرد
• تیتانیم Ti6Al4V با استحکام تسلیم 155 ksi و استحکام کششی 165 تا 170 ksi در حالت پیرسازی شده

جمع‌بندی

کاربردهای مربوط به صنایع دریایی ازآن‌جهت که با خطر خوردگی ناشی از آب‌شور دریا و تنش‌های دینامیکی امواج دریا همراه‌اند، نیازمند استفاده از مواد با مشخصه‌های مطلوب برای ساخت تجهیزات هستند. برای این منظور، ورق‌های فلزی بهترین انتخاب هستند. این محصولات با برخورداری از استحکام بالا، مقاومت به خوردگی بسیار خوب، جوش‌پذیری مناسب، شکل‌پذیری خوب و... برای استفاده در مصارف دریایی ایده‌آل هستند. ورق‌های فولادی، استیل، گالوانیزه، آلومینیومی، سوپر آلیاژها و برخی آلیاژهای تیتانیم ازجمله ورق‌های مناسب برای صنایع دریایی هستند