ساختار اتصالات فولادی فورج بر پایه قدیمی‌ترین تکنولوژی مقاوم‌سازی فرآورده‌های آهنی، و عملیات آهنگری فولاد کربنی شکل‌گرفته است. انواع اتصالات فولادی فورج از آلیاژ آهن و کربنی تولید میشود که تحت حرارت با ضربه و فشار زیاد فراوری میشود. به این نوع ساخت آلیاژ؛ عملیات فورجینگ میگویند.
روش ساخت آلیاژ فورج قدیمی‌ترین ساز‌وکار فراوری فلزات مختلف از گذشته‌های دور تا امروز است. فولاد آهنگری که تحت تکنولوژی مدرن چکش‌های هیدرولیکی و ماشین‌‌آلات نورد تخصصی تولید میشود؛ آلیاژی قدرتمند برای ساخت اتصالات فورج است.
با دانستنی‌های آهن نرخ به دنیای اتصالات فولادی فورج سفر می‌کنید و با مزایا و کاربردهای گسترده آنها بیشتر آشنا می‌شوید.
در این مقاله می‌خوانیم:
- نحوه ساخت اتصالات لوله فورج
- روش فرم دهی گرم در ساخت اتصالات لوله فورج یا اکستروژن Extrusion
- روش فرم دهی سرد در ساخت اتصالات لوله فورج
- چرا لوله و اتصالات فولادی فورج بهترین هستند؟
- مزایا و کاربردهای اتصالات فولادی فورج
- برترین کاربردهای اتصالات فولادی فورج
به اتصالات فولادی فورج، اتصالات فشار قوی نیز میگویند. متداول‌ترین ماده آهنگری که برای ساخت اتصالات لوله فولادی فورج استفاده میشود؛ فولاد کربنی است، زیرا استحکام و هزینه پایینی دارد. خصوصیات فولاد کربنی تا حد زیادی مشابه فولادهای دیگر است، اما درعین‌حال، خصوصیات منحصربه‌فرد و قابل‌توجهی ارائه می‌دهد. فولاد آهنگری دارای انواع و درجه‌بندی‌های مختلفی است، اما همه آنها خواص یکسانی دارند. آلیاژ فولاد کربن یک ماده همه‌کاره است که در بسیاری از فرایندها و کاربردها استفاده میشود.
نحوه ساخت اتصالات لوله فورج
موفقیت عملکرد هر سیستم لوله‌کشی صنعتی و تأسیسات ساختمانی، با انواع اتصالات لوله در آن سیستم ارتباط مستقیم دارد. اتصالات لوله فورج بخش‌هایی از سیستم لوله‌کشی هستند که مدیریت تنظیمات جریان مواد را از آغاز تا انتها بر عهده دارند. ساختار اتصالات فشار قوی به‌گونه‌ای طراحی شده است که اکثر کاربری‌های معمول در هر سیستم لوله‌کشی را به‌خوبی پوشش می‌دهد. اتصالات لوله فورج شامل همان اتصالات تبدیل، زانویی، سه‌راهی، انواع فلنج فلزی و… هستند که از فولاد کربنی به روش آهنگری تولید می‌شوند. روش‌های مختلف ساخت آلیاژهای فلزی و همچنین چگونگی فرم دهی و تولید از طریق تکنولوژی‌های مختلف، اتصالات لوله را با قابلیت‌های کاربری متفاوت ارائه می‌کنند. فرایند تولید قطعات آهنگری کاملاً با تولید از طریق ریخته‌گری متفاوت است.
استاندارد ساخت اتصالات فشار قوی
لوله و اتصالات لوله که با عملیات فورجینگ تولید می‌شوند دارای مزیت مهم دیگری نسبت به سایر روش‌های تولید (مانند ریخته‌گری و ماشین‌کاری) هستند. ویژگی اتصالات فشار قوی این است که آهنگری؛ خواص مکانیکی را با اصلاح ساختار دانه‌بندی مواد، سخت‌تر و قوی‌تر کرده است.
اتصالات فولادی فورج عموماً مطابق با استانداردهای ASME که معیاری جهانی برای تعیین کیفیت آلیاژهای فولادی است تولید می‌شوند. اتصالات لوله آهنگری معمولاً از فولاد کربنی A۱۰۵ تولید می‌شوند، و از ۲۰۰۰ تا ۹۰۰۰ بار فشار را پوشش می‌دهند. این اتصالات فشار قوی از آلیاژ فولاد ضدزنگ نیز تولید می‌شوند که قوی‌تر و ضخیم‌تر هستند و برای مصارف صنعتی سنگین استفاده می‌شوند.
روش فرم دهی گرم در ساخت اتصالات لوله فشار قوی یا اکستروژن Extrusion :
ساخت اتصالات فولادی فورج با اکستروژن گرم، یک روش قالب‌گیری است که با تزریق شمش فولاد آهنگری داغ از طریق دهانه قالب انجام میشود. برای فرم دهی به فولاد گرم در میان قالب، از نیروی فشار زیاد و ضربه‌های مداوم استفاده میشود تا اتصالات فشار قوی به شکل قالب درآیند. فورج گرم به طور معمول بهترین انتخاب برای آهنگری اتصالات لوله فولادی است، و برای قطعات پیچیده که نیاز به شکل‌پذیری بالایی دارند به کار می‌رود.
مزایای کلیدی فورج گرم در اتصالات فشار قوی شامل ساختار دانه‌ای همسان، سختی کاری کم، افزایش شکل‌پذیری و کاهش ناسازگاری‌های شیمیایی است. از معایب آهنگری گرم می‌توانیم به کاهش تلورانس‌های دقیق، امکان تاب برداشتن در طول سرد شدن و احتمال واکنش نامطلوب بین فلز و محیط اطراف اشاره کنیم. عملیات فـورجینگ گرم می‌تواند خواص انقباضی، میزان تخلخل، ساختار دانه‌بندی و ترکیب یکنواخت مواد را بهبود دهد. به‌طورکلی خواص مکانیکی ساختار اتصالات فولادی فورج طی عملیات فورجینگ ارتقا پیدا می‌کند.
روش فرم دهی سرد در ساخت اتصالات لوله فشار قوی:
ساخت اتصالات فشار قوی به روش آهنگری سرد در دمای معمولی و حالتی انجام میشود که فلز ماهیت نرم‌تری دارد. این فرایند آهنگری سرد معمولاً هزینه کمتری نسبت به آهنگری گرم دارد و پس از فرم دهی، محصول کمی به پرداخت نهایی نیاز دارد. گاهی اوقات، هنگامی که اتصالات لوله به‌صورت سرد آهنگری میشود و به شکل دلخواه درمی‌آیند، عملیات حرارتی برای استحکام بیشتر نیاز است. رایج‌ترین فلزات در کاربردهای آهنگری سرد، برای اتصالات فولادی فورج معمولاً فولادهای استاندارد یا آلیاژ کربنی هستند.
یکی از متداول‌ترین انواع آهنگری سرد، فرایندی است که در آن فولاد کربنی میان قالبی قرار می‌گیرد که به سندان متصل است. سپس فلز در اثر فرود آمدن یک چکش، با فشار وارد قالب میشود و شکل قالب را به خود می‌گیرد. به‌این‌ترتیب بسته به نوع اتصالات فشار قوی ممکن است چکش بارها و در یک توالی بسیار سریع بر روی فلز رها شود. در روش فرم دهی سرد، عملیات فورجینگ از طریق تکنیک‌های آهنگری سرد شامل نورد، پرس، کشش، هدینگ و اکسترودینگ انجام میشود. فرم دهی سرد نیز یکی از مقرون‌به‌صرفه‌ترین روش‌های آهنگری در بازار امروزی است که برای تولید بعضی اتصالات فولادی فورج استفاده میشود.
چرا لوله و اتصالات فولادی فورج بهترین هستند؟
اگر در سیستم‌های لوله‌کشی به دنبال لوله مانیسمان یا لوله بدون درز با طول عمر طولانی و کاربردی هستید؛ لوله‌های فورج اولویت شما است. اتصالات فشار قوی بهترین خروجی عملکرد طی سال‌های طولانی را در سیستم‌های لوله‌کشی ساختمانی و صنعتی برای شما به ارمغان می‌آورند. برای مصارف خاص لوله‌کشی در صنایع غذایی، صنایع دارویی، و یا سیالات با خوردگی بالا، لوله فولادی ضدزنگ انتخاب مناسبی است. اما در موارد غیر ویژه، استفاده از اتصالات لوله فولاد نیکل، برای به‌دست‌آوردن نتایج مشابه به دلیل نسبت هزینه به کیفیت، قابل‌قبول نیست. اتصالات لوله نیکل یک گزینه عالی است، اما آنها گران‌تر از اتصالات فولادی فورج هستند، و هزینه‌های پروژه را افزایش می‌دهند.
با اتصالات فورج شده می‌توانید:
- سطح بالایی از دوام
- اتصالات بدون نشتی
- اثربخشی هزینه
را در اختیار داشته باشید.
اتصالات فشار قوی در ابعاد گسترده برای مصارف صنعتی و ساختمانی تولید میشود و به شکل مقرون‌به‌صرفه در دسترس هستند. اتصالات لوله فولادی فورج مانند اتصالات جوش سوکت یا اتصالات رزوه‌ای موجود هستند. با دسترسی به یک تأمین‌کننده مناسب، مشکلی برای یافتن قطعات سیستم لوله‌کشی مقرون‌به‌صرفه نخواهید داشت.
مزایا و کاربردهای اتصالات فولادی فشار قوی
- اتصالات لوله فورج ساخته شده از فولاد آهنگری؛ مقاومت فوق‌العاده‌ای در برابر شرایط جوی دارند و همچنین استحکام استثنایی از خود نشان می‌دهند.
- اتصالات فشار قوی نسبت به اتصالات لوله ریخته‌گری در مقاومت به‌سختی ۳۷ درصد بهبودی نشان می‌دهند.
- این در حالی است که ساختار اتصالات فشار قوی نوعی عایق‌بندی در سیستم لوله‌کشی شما ایجاد می‌کنند و در نتیجه از خطرات نشتی جلوگیری می‌کنند.
- اتصالات فورج شده مقاومت فوق‌العاده‌ای در برابر شرایط آب‌و‌هوایی از خود نشان می‌دهند و همچنین از استحکام قابل‌توجهی برخوردارند.
- فولاد آهنگری بسیار قوی است، بنابراین اغلب در سازه‌های پشتیبانی مورداستفاده در ساختمان‌ها، لوله و اتصالات فشار قوی استفاده میشود.
- به دلیل ساختار اتصالات فشار قوی در مقایسه با بسیاری از مواد دیگر، دچار خوردگی کمتری می‌شوند.
- فولاد فورج ماده اولیه فوق‌العاده‌ای برای ساخت محفظه‌های نسوز، تأسیسات ضد طوفان، ضد گردباد و ضد زلزله است.
- اتصالات فشار قوی به محیط‌زیست آسیب نمی‌رسانند. بازیافت فولاد کربنی به نسبت سایر فولادها، سریع‌تر و امکان‌پذیرتر است.
- اتصالات فشار قوی مقرون‌به‌صرفه هستند. ساخت لوله‌های فولادی کربنی ارزان‌تر است، و فراوری و عملیات فورجینگ با هزینه کم‌تر امکان‌پذیر است.
- فولاد کربنی نسبت به مواد آلومینیومی از مقاومت بالاتری برای فرورفتگی و خراشیدگی برخوردار است، بنابراین در صنایع غذایی کاربردی بسیار مفید دارد.
برترین کاربردهای اتصالات فولادی فورج:
- در تجارت ساختمان، لوله و اتصالات فشار قوی گزینه مناسبی برای حمایت و تقویت از سازه، چه در بخش ساختمان و چه در تأسیسات هستند.
- صنعت خودروسازی یکی دیگر از بازارهای اصلی اتصالات فشار قوی است. اغلب به‌عنوان قطعات محافظتی و نگهدارنده وسایل نقلیه استفاده می‌شوند، زیرا در مقابل استرس مقاومت خوبی دارند و درعین‌حال سبک‌وزن هستند.
- لوله و اتصالات فولادی فورج که از استیل A۱۰۵ ساخته می‌شوند، در بخش‌های مختلفی از جمله صنایع شیمیایی، پتروشیمی، تولید برق استفاده میشود.
- از کاربردهای دیگر فولاد فورج استفاده در شرایط لرزشی، فشار بالا و شرایط بسیار خورنده است. همچنین سینک‌ها و دوش‌ها نمونه‌های خوبی از کاربرد اتصالات فشار قوی هستند.
