فولاد ضد زنگ در ساخت و ساز: مروری بر تحقیقات، کاربردها

فولاد ضد زنگ دارای ویژگی های منحصر به فردی است که می توان از آن در انواع مختلفی از کاربردها
در صنعت ساختمان بهره برد. این مقاله بررسی می کند که چگونه فعالیت های تحقیقاتی طی 20 سال گذشته
بر استفاده از فولاد ضد زنگ در ساخت و ساز تأثیر گذاشته است. پیشرفتهای چشمگیر فناوری
در پردازش مواد منجر به توسعه فولادهای ضد زنگ دوبلکس با خواص مکانیکی عالی شده است.
همچنین پیشرفت های مهمی در بهبود اتمام سطح برای کاربردهای معماری حاصل شده است.

قیمت قوطی

برنامه های تحقیقاتی سازه ای در سراسر جهان زمینه را برای توسعه مشخصات، کدها و استانداردهای ملی و
بین المللی فراهم کرده است که شامل مراحل طراحی، ساخت و نصب است. در مورد فعالیت های
تحقیقاتی با هدف غلبه بر موانع استفاده گسترده از فولاد ضد زنگ در ساخت و سازها توصیه هایی
ارائه شده است. فرصت های جدید برای فولاد ضد زنگ ناشی از تغییر به سمت توسعه پایدار، از جمله
استفاده از آن در سازه های مهار هسته ای، روکش دیواره های نازک و سیستم های کف کامپوزیت بررسی می شود.

فولاد ضد زنگ تحقیق کاربردها سازه ها پایداری

1. مقدمه

فولاد ضد زنگ دارای ویژگی های مطلوب بسیاری است که می تواند در طیف گسترده ای از کاربردهای
ساختمانی مورد بهره برداری قرار گیرد. مقاوم در برابر خوردگی و ماندگاری بالا است، ساختارهای نازک تر
و با دوام تر را امکان پذیر می کند. این معماران دارای بسیاری از امکانات شکل، رنگ و فرم هستند،
در عین حال سخت، بهداشتی، سازگار و قابل بازیافت است.

مصرف سالانه فولاد ضد زنگ طی 20 سال گذشته با سرعت رشد مرکب 5 درصد افزایش یافته است و
از رشد سایر مواد پیشی گرفته است. سرعت رشد فولاد ضد زنگ مورد استفاده در ساخت و ساز حتی
سریعتر بوده است، این مهم به دلیل توسعه سریع در چین نیست. تخمین زده می شود که در
سال 2006 ، تقریباً 4 میلیون تن فولاد ضد زنگ در سراسر جهان برای مصارف ساختمانی مورد استفاده قرار گرفت
که 14٪ کل مقدار مصرف شده است. سهم فولاد ضدزنگ که در ساخت و ساز مورد استفاده قرار می گیرد
تفاوت قابل توجهی بین کشورهای مختلف وجود دارد. در چین بیش از 20٪ به ساخت و ساز
می رسد، در حالی که در آلمان این رقم کمتر از 7٪ است.

کاربرد فولاد ضد زنگ

از دهه 1920 به طور سنتی از فولاد ضد زنگ برای نما و بام استفاده می شد. همچنین نمونه های اولیه
استفاده از آن از نظر ساختاری وجود دارد، به عنوان مثال در سال 1925 یک زنجیره تقویت کننده برای
تثبیت گنبد کلیسای جامع سنت پل، لندن نصب شد. امروزه از فولاد ضد زنگ در طیف وسیعی از
عناصر سازه ای و معماری استفاده می شود، از ریخته گری های لعاب کوچک اما پیچیده گرفته تا
تیرهای تحمل بار و قوس در پل ها.

در این مقاله سعی شده است به طور خلاصه پیشرفت های اخیر فن آوری در صنعت فولاد ضد زنگ که
بر استفاده از فولاد ضد زنگ در ساخت و ساز تأثیر داشته است را شرح دهد.

برنامه های جدیدی که طی 20 سال گذشته ظهور کرده اند، توصیف می شوند. زمینه های تحقیق مورد
نیاز برای پاسخگویی به چالش های فعلی بازار و خرید مورد بحث قرار گرفته است. سرانجام، فرصت های
جدید ناشی از تغییر جهت توسعه پایدار شرح داده شده است.

2. فعالیت های تحقیق و توسعه اخیر امکان استفاده گسترده تر از فولاد ضد زنگ در ساخت و ساز را فراهم می کند

تولید و ساخت

تولیدکنندگان فولاد ضد زنگ به طور مستمر با هدف کاهش هزینه ها، کاهش تولید گازهای گلخانه ای،
کوتاه شدن زمان سرب و بهبود کیفیت، فرآیند های تولید خود را توسعه می دهند. این پیشرفت ها
به کنترل هزینه های فولادهای ضد زنگ در محدودیت های ایجاد شده توسط وابستگی به مواد
اولیه کمک کرده است.
شاید مهمترین پیشرفت اخیر در بخش ساخت و ساز استفاده از گریدهای دوبلکس برای کاربردهای
سازه ای باشد که ترکیبی از مقاومت بالاتر از آستنیتیک (و همچنین اکثریت بزرگ فولادهای کربنی) با
مقاومت در برابر خوردگی مشابه یا برتر را ارائه می دهند.

دوبلکس ها

دوبلکس ها پتانسیل فوق العاده ای برای گسترش امکانات طراحی سازه در آینده دارند، که امکان
کاهش اندازه های بخش به ساختارهای سبک تر شایان ذکر است که اگرچه انعطاف پذیری
خوبی دارند، اما مقاومت بالاتر آنها در مقایسه با مواد آستنیتیک شکل پذیری محدودتری دارد.

مقاومت در برابر خوردگی درجه دوبلکس 1.4362 مانند 1.4401 است. بیشتر آلیاژ 1.4462 مقاومت در
برابر خوردگی را به ویژه در برابر ترک خوردگی در برابر فشار نشان می دهد. قیمت بالای نیکل اخیراً
منجر به تقاضای دوبلکسهای لاغر با محتوای نیکل کم شده است، مقاومت در برابر خوردگی درجه
1.4162 بین مقاومت 1.4301 و 1.4401 است. در حال حاضر هزینه آن کمی کمتر از درجه 1.4301 است.

اگرچه معمولاً در ساختمانها به طور داخلی استفاده می شود، برخی از گریدهای فریتیک
تولید شده اند که برای پاکت ساختمان و محصولات ساختاری مناسب هستند. به عنوان مثال، طی 10 سال گذشته،
درجه 1.4510 به طور گسترده ای در فرانسه در یک سیستم سقف با روکش قلع استفاده شده است. این
لایه با روکش قلع با گذشت زمان، به تدریج به یک پتینه خاکستری مات تبدیل می شود.

فن آوری پردازش و تکمیل مواد

در طول 20 سال گذشته، پیشرفت های چشمگیری در فن آوری پردازش و تکمیل مواد رخ داده است،
که اغلب به دلیل نیازهای دقیق معماری برای پروژه های خاص انجام می شود. محدوده اتمام سطح
گسترش یافته است، از مات تا براق، صاف تا بسیار خشن، با ترکیباتی که با کنار هم قرار دادن پایان،
افزودن رنگ و غیره امکان پذیر است. پایان های بیشتری در دسترس هستند شامل پوشش های فلزی
و آلی ، الکترولیتی و PVD (رسوب فیزیکی بخار) فرآیندهای پوشش یا عملیات عبور پوست.

آنها موقعیت رقابتی فولاد ضد زنگ را در مقایسه با سایر مواد بام فلزی با حجم بالا مانند روی، آلومینیوم،
مس و حتی فولاد کربن بهبود بخشیده اند. همچنین عملکرد نازک کاری های ضد زنگ نیز به منظور
برآورده ساختن نیازهای دقیق بهداشت و نظافت بهبود یافته است. فرآیندهای بهبود یافته منجر به
سازگاری بیشتر پایان سطح، هم در یک ورق و هم از دسته ای به دسته دیگر شده است. اکنون
محصولات نیز قادر به تحمل فشار دقیق تر هستند.

به طور سنتی لوله های جوش داده شده از فولاد ضد زنگ توسط جوشکاری گاز بی اثر تنگستن (TIG)
تولید می شدند. با این حال، با ظهور منابع قدرت لیزر قابل اعتماد و پرقدرت، فرآیند جوشکاری پرتو لیزر
(LBW) به سرعت به سمت تولید لوله های جوش داده شده طولی از جنس استنلس استیل حرکت کرده است.
غلظت انرژی رسیده در نقطه متمرکز یک پرتو لیزر بسیار شدید است و قادر به تولید جوش های
نفوذ عمیق در فولاد ضد زنگ با ضخامت، با حداقل تحریف جز component است. این فرآیند در
ابتدا از تجهیزات با هزینه سرمایه بالا استفاده می کرد و استفاده از آن برای تولید انبوه اختصاص
داشت.

با این حال، اکنون که تجهیزات جمع و جور بیشتری تولید شده است، استفاده از جوشکاری لیزر
در حال گسترش است. علاوه بر مقاطع توخالی، بخشهای فولاد ضد زنگ جوش داده شده با لیزر،
زاویه ها و اشکال دیگر هم اکنون موجود است.