فولاد gla

فولاد gla به‌صورت صفحات تخت (plates)، شیت و در برخی موارد رول عرضه می‌شود-مقایسه با LR‑A و A36: جدول و تحلیل فنی

فولاد GLA (GL‑A) به‌عنوان یکی از گریدهای پایه در خانوادهٔ «ورق‌های دریایی» یا «shipbuilding steels» شناخته می‌شود. و عمدتاً برای کاربردهای سازه‌ای در کشتی‌سازی، سکوهای نفتی و سازه‌های بندری طراحی شده است. این گرید در طبقه‌بندی‌های کلاس‌بندی کشتی (مانند GL/DNV/ABS. و سایر سازمان‌های طبقه‌بندی) به‌عنوان فولاد با استحکام معمولی (ordinary strength) تعریف می‌شود و مشخصه‌های مکانیکی و شیمیایی آن به‌گونه‌ای تنظیم می‌گردد. که تعادل بین چقرمگی در دماهای پایین، قابلیت جوشکاری و مقاومت کششی برقرار باشد. اطلاعات فنی مرجع برای GL‑A نشان می‌دهد که تنش تسلیم حدود 235 مگاپاسکال. و مقاومت کششی نهایی در بازهٔ 400–520 مگاپاسکال قرار دارد. این مقادیر در اسناد فنی تولیدکنندگان و تأمین‌کنندگان ورق‌های دریایی گزارش شده است.

ترکیب شیمیایی و اثر عناصر آلیاژی
ترکیب شیمیایی مرجع برای ورق‌های GL‑A به‌منظور حفظ خواص مکانیکی و قابلیت جوشکاری کنترل می‌شود. معمولاً کربن(C) در حداقل ممکن نگه داشته می‌شود (حداکثر حدود 0.21٪) تا جوش‌پذیری حفظ شود. سیلیسیم(Si) تا حدود 0.50٪ برای کنترل خواص مکانیکی و منگنز(Mn). به‌عنوان عامل افزایش مقاومت در نسبت‌های مشخص (معمولاً تا 2.5×C یا مقادیر تعیین‌شده در استاندارد) تنظیم می‌گردد. همچنین مقادیر ناخالصی مانند فسفر و گوگرد به‌صورت محدود (حداکثر ~0.035٪) کنترل می‌شوند تا از تردی و کاهش چقرمگی جلوگیری شود.

خواص مکانیکی و آزمون‌های استاندارد
ورق‌های GL‑A معمولاً تحت آزمون‌های کشش تک‌محوره، آزمون ضربه (Charpy). در دماهای تعیین‌شده و آزمون‌های خستگی قرار می‌گیرند تا اطمینان حاصل شود. که در شرایط عملیاتی دریایی (بارهای دینامیک موج، ضربه و تغییرات دمایی) عملکرد قابل‌قبولی دارند. مقادیر مرجع شامل ازدیاد طول نسبی حداقل 21–24٪ در نمونه‌های استاندارد. و انجام آزمون ضربه در دماهای نزدیک به صفر درجه سانتی‌گراد یا پایین‌تر. برای ضخامت‌های کمتر از 50 میلی‌متر است؛ این مشخصات در دیتاشیت‌های تولیدکنندگان و مراجع تجاری گزارش شده است.

اشکال عرضه و محدوده ضخامت
ورق GLA به‌صورت صفحات تخت (plates)، شیت و در برخی موارد رول عرضه می‌شود. محدودهٔ ضخامت تولیدی می‌تواند از چند میلی‌متر (برای قطعات داخلی و کاربردهای غیرسازه‌ای). تا بیش از 200 میلی‌متر (برای صفحات بدنه و بخش‌های باربر) متغیر باشد. بعاد و بسته‌بندی معمولاً مطابق نیاز پروژه و استانداردهای حمل‌ونقل دریایی تنظیم می‌گردد.

فرآیند تولید و کنترل کیفیت
تولید ورق‌های GL‑A معمولاً در کارخانجات فولادسازی با استفاده از نورد گرم (hot rolling) انجام می‌شود. مراحل کلیدی شامل ذوب و تصفیهٔ شمش، ریخته‌گری پیوسته، نورد گرم تا ضخامت مورد نظر. و در صورت نیاز عملیات حرارتی کنترل‌شده. و آزمون‌های کیفیت (آنالیز شیمیایی، آزمون کشش، آزمون ضربه و بازرسی‌های غیرمخرب) است. بسته‌بندی ضد رطوبت و ارائهٔ گواهی‌های کلاس‌بندی (مانند گواهی GL یا DNV/ABS) از الزامات تحویل به کارفرماهای دریایی است.

عملیات حرارتی و تأثیر بر خواص
اگرچه GL‑A به‌عنوان فولاد نورد گرم با خواص مکانیکی مشخص عرضه می‌شود. در برخی کاربردها عملیات حرارتی تکمیلی (نرماله‌سازی یا تمپرینگ). برای بهبود یکنواختی ساختار و خواص مکانیکی انجام می‌گیرد. کنترل نرخ خنک‌سازی و دماهای عملیات برای جلوگیری از تشکیل ساختارهای شکننده و حفظ چقرمگی در دماهای پایین حیاتی است. همچنین در قطعات ضخیم‌تر، پیش‌گرمایش و پس‌گرمایش در فرایند جوشکاری برای جلوگیری از ترک‌های حرارتی توصیه می‌شود.

کاربردهای صنعتی و دریایی
ورق GLA کاربردهای گسترده‌ای در صنایع دریایی و سازه‌ای دارد؛ از جمله: ساخت بدنه. و عرشهٔ کشتی‌ها، bulkheadها و پارتیشن‌های داخلی، پلتفرم‌های نفتی و سازه‌های دریایی. اسکله‌ها و سازه‌های بندری، لوله‌کشی‌های روی سکو و قطعاتی که مستقیماً در تماس با آب شور قرار دارند. به‌دلیل نیاز به مقاومت در برابر خوردگی و خستگی، انتخاب گرید مناسب و پوشش‌دهی محافظتی. (پوشش‌های اپوکسی، رنگ‌های دریایی یا پوشش‌های کاتدی) در طراحی سازه‌های دریایی ضروری است.

فولاد gla

مقایسهٔ فنی با گریدهای نزدیک(LR‑A وA36)
برای درک جایگاه GL‑A در میان گریدهای مرسوم، مقایسه‌ای فنی انجام می‌شود. گرید LR‑A (معادل‌هایی که توسط Lloyd’s Register طبقه‌بندی می‌شوند) خواص مکانیکی مشابهی با GL‑A دارد. و هر دو برای کاربردهای کشتی‌سازی طراحی شده‌اند؛ هر دو معمولاً دارای تنش تسلیم حدود 235 MPa و مقاومت کششی 400–520 MPa هستند. در مقابل، A36 که یک گرید ساختمانی عمومی است. در برخی کاربردهای دریایی سبک به‌کار می‌رود. اما معمولاً برای کاربردهای بحرانی دریایی که نیاز به آزمون ضربه در دماهای پایین و چقرمگی بالا دارند. گریدهای تخصصی‌تر مانند GL‑A یا LR‑A ترجیح داده می‌شوند.

جدول مقایسه‌ای — مشخصات کلیدی (یک جدول)

تولیدکنندگان بین‌المللی و داخلی
در بازار جهانی، تولیدکنندگان متعددی ورق‌های کشتی‌سازی و گریدهای معادل GL‑A را تولید یا عرضه می‌کنند. برخی از تولیدکنندگان و تأمین‌کنندگان شناخته‌شده که در منابع تجاری و صفحات فنی به‌عنوان تولیدکننده. یا عرضه‌کنندهٔ ورق‌های GL‑A معرفی شده‌اند عبارت‌اند از شرکت‌های فولادی چینی. و آسیایی که ظرفیت تولید ورق‌های کشتی‌سازی را دارند؛ همچنین کارخانجات بزرگ فولادسازی در اروپا و کره نیز گریدهای معادل را تولید می‌کنند. در بازار داخلی ایران نیز کارخانجاتی وجود دارند که ورق‌های نورد گرم و برخی گریدهای دریایی را تولید می‌کنند. انتخاب تولیدکننده باید بر اساس گواهی‌های کلاس‌بندی، دیتاشیت شیمیایی و مکانیکی و سابقهٔ تحویل به پروژه‌های دریایی انجام شود.

نکات طراحی سازه‌ای و محاسبات مهندسی
در طراحی سازه‌های دریایی با استفاده از ورق GLA، مهندسان باید به موارد زیر توجه نمایند. تعیین ضخامت بر اساس تنش تسلیم و بارگذاری دینامیک، اعمال ضرایب ایمنی مناسب. بررسی خستگی و اثرات ضربه، و در نظر گرفتن شرایط محیطی (دما، شوری آب، جریان‌های دریایی). همچنین تحلیل‌های جوش و اتصالات، انتخاب روش‌های اتصال (جوش، پیچ و مهره) و طراحی برای بازرسی و تعمیرات دوره‌ای از اهمیت بالایی برخوردار است.

جوشکاری، پیش‌گرمایش و کنترل کیفیت جوش
جوشکاری ورق‌های GLA نیازمند انتخاب الکترود و فرآیند مناسب (SMAW, SAW, GMAW و غیره). و در ضخامت‌های بالا اجرای پیش‌گرمایش و پس‌گرمایش برای جلوگیری از ترک‌های حرارتی است. کنترل کیفیت جوش از طریق آزمون‌های غیرمخرب (NDT) مانند رادیوگرافی، اولتراسونیک و آزمون‌های چشمی و اندازه‌گیری سختی پس از جوش ضروری است. همچنین رعایت دستورالعمل‌های کلاس‌بندی برای جوشکاری در پروژه‌های دریایی الزامی است.

جدول خلاصهٔ خدمات و نکات فنی (دومین جدول)

فولاد gla

نتیجه‌گیری
ورق GLA (GL‑A) به‌عنوان یک گرید مرجع در حوزهٔ کشتی‌سازی و سازه‌های دریایی. ترکیبی از خواص مکانیکی مناسب، چقرمگی در دماهای پایین، قابلیت جوشکاری و انعطاف‌پذیری در تولید را ارائه می‌دهد. که آن را برای کاربردهای بحرانی در معرض آب شور و بارهای دینامیک مناسب می‌سازد. انتخاب تولیدکنندهٔ معتبر، بررسی دقیق دیتاشیت‌ها و گواهی‌های کلاس‌بندی، رعایت نکات طراحی و جوشکاری. و اجرای برنامه‌های نگهداری و بازرسی دوره‌ای از عوامل کلیدی برای تضمین عملکرد و دوام سازه‌های ساخته‌شده با ورق GLA هستند. برای جزئیات فنی بیشتر و مشخصات دقیق هر گرید، مراجعه به دیتاشیت‌های تولیدکنندگان و استانداردهای کلاس‌بندی توصیه می‌شود.