چرا پروفیل های ساختمانی؟

[rkiahoseyni]

چرا پروفیل های ساختمانی؟

مقدمه:

در صنعت ساختمان از مصالح مختلفی استفاده می شود که هر کدام دارای ویژگی ها و مصالح متفاوتی هستند. یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی، انواع مصالح فلزی مانند پروفیل های ساختمانی فولادی است. پروفیل های فولادی دارای مقاطع ثابت در طول مشخصی هستند که برای بهبود کیفیت و سرعت در صنایع مختلف به ویژه در پروژه های ساختمانی استفاده می شود.

تاریخچه پروفایل ها:

تاریخچه پروفیل های فولادی به سال 1890 برمی گردد، زمانی که مهندسان در اسکاتلند برای ساخت یک پل به طول 521 متر از ورق های رولی استفاده کردند که پرچ شده بود. حدود دو دهه بعد، برادران Mannsman برای سهولت در اتصال قطعات و سازه ها، سوراخ های مورب روی این رول های ورق ایجاد کردند و به تولید گسترده این پروفیل ها پرداختند. این فرآیند بهینه سازی توسط مهندسان مختلف تا جنگ جهانی دوم ادامه یافت، زمانی که صنعت جوشکاری رشد چشمگیری داشت. در طول جنگ جهانی دوم، سازندگان با استفاده از جوشکاری یکپارچه موفق به تولید مقاطع خالی با ضخامت کمتر و بدون درز شدند.

پس از جنگ جهانی دوم، مولر دستگاهی را اختراع کرد که به راحتی می‌توانست برش‌های دایره‌ای و مستطیلی را روی پروفیل‌ها ایجاد کند. در این سال ها و اقدامات انجام شده، تولید مقاطع فولادی توسعه قابل توجهی یافت.

انواع پروفیل فولادی:

به طور کلی پروفیل ها با توجه به شکل ظاهری، میزان باربری، روش تولید، فرآیند تولید و جنس مواد به انواع مختلفی طبقه بندی می شوند. با توجه به شکل ظاهری، پروفیل ها به دو دسته مجوف باز و بسته تقسیم می شوند که هر کدام دارای مقاطع مختلف و ویژگی های خاص خود می باشند.

پروفیل های بسته:

پروفیل های بسته یا قوطی پروفیل با سطح مقطع خالی مربع، مستطیل و دایره هستند که معمولاً به عنوان پروفیل شناخته می شوند. مقاطع کوچک پروفیل های بسته در ساخت نرده، در و پنجره، راه پله، پایه میز و صندلی و ... قابل اجرا می باشد. بخش های بزرگی از آنها اغلب در ستون های ساختمانی و به طور کلی در جاهایی که مقاومت بالایی لازم است، استفاده می شود.

پروفایل های باز:

پروفیل های باز سطح مقطع مربع یا مستطیل کامل ندارند و به طور کلی یک یا چند تا از آنها باز هستند. با توجه به نیاز مصرف کنندگان در ساخت اقلامی مانند ناودانی، تیرآهن، نبشی، پروفیل پانچ، تسمه میلگرد، چهارپا و غیره، پروفیل های مقطع باز وارد بازار شد که شرکت های مختلفی در زمینه تولید این محصولات فعالیت می کنند. یکی دیگر از دلایل تولید این پروفیل ها امکان نصب راحت تر آن است. این محصولات اغلب با نام خاص خود در بازار خرید و فروش می شوند و کاربردهای زیادی دارند. شکل مقطع پروفیل باز می تواند شبیه یکی از حروف Z، T، U، C، G باشد. مزایای اصلی استفاده از پروفیل باز به شرح زیر است:

• نصب آسان
• استحکام بالا
• وزن کم و وزن سبک
• کم هزینه و مقرون به صرفه

دسته دیگر پروفیل ها بر اساس میزان بار است که به دو دسته پروفیل های سبک و سنگین تقسیم می شوند. پروفیل های سبک با استفاده از ورق سرد (روغنی) و از نوع سنگین ورق مشکی تولید می شوند. همچنین نوع سبک به محصولاتی با ضخامت کمتر از 5/1 و نوع سنگین با ضخامت های بیشتر از 5/1 اطلاق می شود. از نظر کاربرد معمولاً در مواردی که نیاز به تحمل نیروی زیاد باشد از نوع سنگین استفاده می شود. از نظر قیمت، قیمت پروفیل سبک بالاتر است، اما در نهایت به دلیل محاسبه قیمت بر واحد وزن، قیمت این محصول نسبت به نوع سنگین کمتر است.

روش تولید پروفیل ها:

پروفیل ها بر اساس روش های تولید به چند دسته تقسیم می شوند. قوطی و پروفیل را می توان به دو صورت مستقیم و غیر مستقیم تولید کرد. همچنین نحوه تولید بستگی به امکانات دستگاه ها دارد و متناسب با امکانات دستگاه خواهد بود.

روش تولید مستقیم:

در روش مستقیم ابتدا با خم کردن ورق، زوایا و اشکال اعمال می شود. سپس لبه های ورق را دو به دو جوش داده تا سطح مقطع مورد نظر را تشکیل دهد. در نهایت پروفیل توسط اره اتوماتیک برش داده می شود تا برای مراحل بعدی بسته بندی و نصب مشخصات آماده شود.

 روش تولید غیر مستقیم:

در تولید غیرمستقیم قوطی پروفیل ابتدا ورق فولادی به یکی از سه روش لبه‌بندی، شکل‌دهی مرکزی و فرم دهی از شعاع ورق به لوله تبدیل می‌شود. سپس لوله تغییر شکل داده و به عنوان مقطع در نظر گرفته می شود. در این روش با تولید لوله اولیه و با تعویض چند قالب در قسمت سایزینگ می توان چندین نوع پروفیل به مقاطع مختلف تولید کرد. این روش نسبت به تولید مستقیم پروفیل ها در خط جوش، دقت کمتری در انحنای سطح و اندازه اضلاع دارد.

انواع پروفیل های ساختمانی بر اساس فرآیند تولید:

در حال حاضر روش های مختلفی وجود دارد که می توان پروفیل هایی با مزایای متفاوت تولید کرد. یکی از روش های تولید پروفیل استفاده از دستگاه های نورد می باشد. در روش نورد با استفاده از دو غلتک، شکل دهی ورق فلز طی فرآیندی تدریجی انجام می شود. نورد به دو صورت گرم و سرد انجام می گردد که هر کدام ویژگی ها و مزایای خاص خود را دارند. تولید پروفیل را می توان در دماهای بالا (نورد گرم) یا در دمای اتاق (نورد سرد) انجام داد. دما در فرآیند تولید نقش مهمی ایفا می کند. از هر دو روش نورد سرد و گرم می توان برای تولید پروفیل های ساخته شده از فولاد معمولی یا ضد زنگ استفاده کرد، اما محصول نهایی هر کدام دارای خواص متفاوتی است.

پروفایل های نورد داغ:

عموماً از این روش برای تولید انبوه استفاده می شود. مقاطع توخالی تولید شده در این روش در دمای بالای 1800 درجه فارنهایت گرم می شوند و پایه های غلتکی روی آنها حرکت می کنند تا ورق های فولادی را تغییر شکل دهند. همچنین به دلیل دمای بالا در پروفیل ها، ویژگی مقاومت در برابر خوردگی افزایش یافته و نگهداری آنها در هوای آزاد محدود نخواهد بود.

پروفیل های نورد سرد:

نورد سرد مشابه نورد گرم است، با این تفاوت که فرآیند در دمای اتاق انجام می شود. تولید مقاطع توخالی به روش نورد سرد به گونه ای است که صفحه فولادی در دمای معمولی هوای اتاق توسط پی های غلتکی تحت فشار قرار گرفته و تغییر شکل می دهد. نتیجه استفاده از این روش تولید سطوح با دقت بالا و قطعات با استحکام بالا می باشد. دقت اشکال و مقاطع تولید شده در این روش بسیار بالاست. پروفیل های تولید شده به روش نورد سرد برای ساخت دوار و بسیاری از ملزومات صنعتی مناسب بوده و برای کارهای سبک ساختمانی مانند ناودانی، چهارچوب درب ساختمانی و ... قابل استفاده می باشد.

پروفیل های کامپوزیت:

به طور کلی پروفیل های تولید شده در روش های نورد سرد و گرم از نظر ظاهری مشابه هستند اما از نظر کیفیت و دقت سطوح و همچنین شکل پذیری متفاوت خواهند بود. به منظور ترکیب خواص این دو نوع فرآیند تولید، محصولات پروفیل کامپوزیت تولید گردیده است که خواص آنها از دو نوع پروفیل نورد سرد و پروفیل نورد گرم تشکیل شده اند.

 

انواع پروفیل های فلزی بر اساس جنس:

پروفیل فولادی:

پروفیل های فولادی از گذشته جایگاه ویژه و مهمی در صنعت ساختمان دارند و امروزه با وجود عرضه مصالح جدیدتر در بازار، همچنان یکی از مصالح اصلی ساختمان می باشند. با این حال، برخی از کاربردهای آنها مانند در و پنجره، میز و صندلی و ... به دلیل توسعه مواد جدید، استفاده محدودتری نسبت به گذشته دارند.

پروفیل های گالوانیزه:

گالوانیزه کردن پروفیل به معنای افزودن یک لایه پوششی از فلز روی (Zn) بر روی سطح پروفیل است که از زنگ زدگی در هوای مرطوب جلوگیری می کند. این نوع پروفیل به دلیل داشتن ظاهر زیبا و مقاومت در برابر خوردگی بالا و قابلیت استفاده از کلاهک های پلاستیکی برای مقاطع پروفیل برای استفاده در فضای باز و فضاهای با رطوبت بالا و همچنین فضاهای باز مانند پارکینگ که در دید عموم قرار دارند، استفاده می شود.

پروفیل های فولادی ضد زنگ:

این نوع پروفیل ها از فولاد ضد زنگ ساخته شده اند و مقاومت در برابر خوردگی بالایی دارند. و همچنین ظاهر زیباتری نسبت به سایر پروفیل ها دارند به همین دلیل علاوه بر محیط مرطوب در ساخت وسایل تزئینی نیز استفاده می شود. پروفیل های استنلس استیل دارای گریدهای مختلفی مانند پروفیل استیل 304، 316، 309، 321، 420 و ... می باشد که پرکاربردترین آنها گریدهای 304 و 316 می باشد.

پروفیل استنلس استیل 304:

این نوع پروفیل در محیط هایی که در معرض خوردگی متوسط هستند استفاده می شود، زیرا قابلیت مقاومت در برابر خوردگی را دارد. مقاومت حرارتی این پروفیل به صورت متناوب تا 870 درجه سانتی گراد و به طور مداوم تا 925 درجه سانتی گراد می باشد. با توجه به ویژگی هایی که دارد به راحتی در زمینه های صنعتی، حمل و نقل و معماری شکل می گیرد. قابلیت جوشکاری به دو روش مقاومتی و ذوبی از دیگر ویژگی های این نوع پروفیل ها می باشد.

پروفیل استنلس استیل 316:

از این نوع پروفیل ها در محیط هایی مانند صنایع داروسازی و صنایع غذایی که خوردگی زیاد است استفاده می شود. برای شرایط آب و هوایی بد مناسب بوده و در برابر مواد شیمیایی مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارند و همچنین در برابر موادی مانند آهک، ملات، چسب کاشی و مواد شوینده پایداری خوبی دارند. مقاومت و استحکام این نوع پروفیل در برابر آبهای شور و کلردار بالاست. با توجه به خواص و ویژگی های ذکر شده، این نوع فولاد همواره مورد تقاضا بوده است.

پروفیل های آلومینیومی:

شکل پذیری، مقاومت در برابر خوردگی، زیبایی و سبکی در عین داشتن مقاومت، ویژگی هایی هستند که پروفیل های آلومینیومی را به یکی از پرکاربردترین پروفیل ها در صنعت ساختمان و سایر صنایع تبدیل می کنند. همچنین استفاده از این نوع پروفیل به عنوان پنجره و درب از اتلاف انرژی جلوگیری می کند.

کاربرد پروفیل های ساختمانی:

پروفیل ها به دلیل مواد فلزی و به دلیل مقاومت کششی بالا برای تقویت سازه ها و اجزای بتنی استفاده می شوند. همچنین این مصالح ساختمانی فلزی دارای سطح مقطع بسیار مقاومی هستند که باعث می شود نیروی زیادی را بدون تغییر شکل تحمل کنند. مهمترین کاربرد پروفیل های ساختمانی عبارتند از:

• تکنولوژی حفاری
• پتروشیمی و صنایع نفت و گاز
• صنعت ساختمان
• ساخت داربست
• ساخت نمای سربرگ
• سیستم های نصب، لوله کشی و اتصالات

 

نمونه ای از کاربردهای انواع پروفیل:

به طور کلی از پروفیل های مربعی و مستطیلی با مقاطع کوچک در ساخت نرده های مورد نیاز در کاربردهای مختلف مانند راه پله یا نرده استفاده می شود. پروفیل های سطح مقطع در ستون های اصلی ساختمان ها و همچنین در شاسی تریلرها و تانکرها استفاده می شود. از پروفیل های قوطی مربعی در تولید پایه های فلزی میز و صندلی استفاده می شود. در سقف طاقچه ها از پروفیل های Z شکل و در تهیه چهارچوب درب های فلزی بزرگ از پروفیل های ناودانی استفاده می گردد.

 

عوامل موثر بر قیمت پروفیل:

• وزن پروفیل ها
• کیفیت محصولات پروفایل
• تاثیر مستقیم کارخانه های تولید پروفیل
• حضور واسطه ها در بازار
• برند و شرکت سازنده پروفیل
• مواد اولیه مورد استفاده در فرآیند ساخت پروفیل

طبق بررسی های انجام شده امروزه پروفیل ها ارکان اصلی ساخت و ساز هستند. پروفیل های سبک و سنگین با توجه به نوع کاربرد در مصارف صنعتی و غیر صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. پروفیل ها به دلیل اینکه در اندازه ها و شکل های مختلف تولید می شوند، برای کاربردهای مختلف نظیر خیابان ها، پیاده روها، نرده های اطراف کارخانه، پنجره های ساختمان و مکان های عمومی، سقف های ساختمان طاقچه ها و ... تولید شده و مورد استفاده قرار می گیرند. مصرف عمده پروفیل های صنعتی سنگین در صنایع کشتی سازی و پتروشیمی می باشد.

همانطور که در بالا ذکر شد، مهمترین شاخص برای تعیین قیمت پروفیل ها وزن آن ها است، در حالی که پروفیل های سبک به دلیل فرآیند ساخت، قیمت بالاتری نسبت به پروفیل های سنگین دارند، اما در نهایت به دلیل اینکه قیمت بر اساس وزن است، قیمت پروفیل های سنگین بالاتر است.

مشخصات پروفیل فولادی:

استحکام بالا در برابر ضربه، سایش، پوسته شدن، تحمل گرما و یکنواختی سطوح و دقت بالا در تلرانس ابعادی از ویژگی های منحصر به فرد این پروفیل ها می باشد. فرآیند تولید و کنترل کیفی این پروفیل ها باید مطابق با استانداردهای روز دنیا انجام شود.

 

مزایای پروفیل فولادی:

• مقاوم در برابر خوردگی
• مقاوم در برابر گرما
• قابلیت بازیافت
• ظاهر زیبا
• مقرون به صرفه
• عمر طولانی و مفید
• ضد زنگ

در عصر حاضر، شرکت ها به دنبال کاهش هزینه های تولید خود هستند تا بتوانند در یک چرخه رقابتی باقی بمانند. تولید با قیمت پایین و کیفیت بالا تاثیر بسزایی در این رقابت خواهد داشت.

 

گردآورنده: سیدرحیم کیاحسینی