ورق‌های روغنی از دسته ورق‌های باکیفیت و مقاومت بالا هستند که در صنعت و مخصوصا ساخت و ساز و ماشین آلات سنگین از آن استفاده می‌شود. ورق روغنی به ورق سرد هم معروف است، چرا که این ورق‌ها از طریق نورد سرد تولید می‌شوند. دسته‌ی دیگر از ورق‌ها که به ورق سیاه هم معروف هستند از طریق نورد گرم تولید می‌شوند و تفاوت‌های زیادی با هم دارند.
دلیل اینکه این ورق‌ها روغنی هستند این است که به منظور جلوگیری از زنگ‌زدگی استیل در برابر هوا و رطوبت و آب، پس از نورد سرد روغنکاری (پولیش) می‌شوند. نورد سرد کیفیتی بسیار بالا دارد و ضخامت ورق‌های روغنی عمدتا کمتر از انواع ورق سیاه است، اما با همین ضخامت کم هم مقاومت بسیار بالایی از خود نشان می‌دهد. در این مقاله به انواع ورق روغنی، دسته‌بندی‌ها و فرایند تولید ورق روغنی خواهیم پرداخت و در نهایت فرمول محاسبه وزن آن را هم خواهیم گفت تا هم از نظر ظاهری و هم از نظر فنی به طور کامل با این ورق‌ها آشنا شوید.
ورق روغنی چیست و چه کاربردهایی دارد؟
ورق روغنی یا همان ورق سرد دامنه‌ی استفاده‌ی گسترده‌ای دارد اما اکثر استفاده‌های آن در ساختمان‌سازی است. این ورق‌ها لایه‌هایی قدرتمند هستند که معماران و مهندسین برای ایجاد سازه‌ها از آن استفاده می‌کنند. بالکن‌ها، راه‌پله‌ها، گلخانه‌ها، پلاژها و … جاهایی هستند که از این ورق‌ها بیشتر استفاده می‌شود. از ورق روغنی در تولید فیلتر اتومبیل هم استفاده می‌شود، در ماشین‌های سنگین و بزرگ، معمولا به مقاومت بالایی نیاز است و برای ساخت بیشتر سازه‌های ایستا و دینامیکی از ورق روغنی استفاده می‌شود. این ورق‌ها همچنین قابلیت سایش و خورندگی کمی دارند و در ساخت سازه‌های متحرک بسیار کاربرد دارند. لوازم خانگی، بشکه‌ها و تانکرها و مخازن انتقال آب و نفت و … سایر کاربردهای ورق روغنی هستند.
ورق‌های روغنی به شیوه‌های مختلفی تولید می‌شوند که جدیدترین تکنولوژی آن موسوم به هیدروفرمینگ می‌باشد. این تکنولوژی سرعت تولید بالایی ندارد و برای اینکه شکل‌دهی کامل و بدون اثر غیریکنواخت انجام شود نیازمند زمان زیادی است. از این رو کارخانه‌های تولیدی در یک کشور و مخصوصا ایران نمی‌توانند جوابگوی نیازهای کشور در این زمینه باشند.
این ورق‌ها در حال حاضر در ایران تولید می‌شوند اما هنوز هم نیاز کلی کشور را برطرف نمی‌کند و در بسیاری از مواقع از کشورهایی نظیر روسیه و یا قزاقستان هم وارد می‌شوند. بسته به نوع دستگاه‌ها و درصد خلوص و مواردی از این دست، کیفیت ورق سرد تولید شده در نقاط مختلف با هم تفاوت‌هایی دارد. میزان انعطاف، مقاومت، میزان ارتعاشات سازه، وزن و … در ورق‌های مختلف متفاوت است اما به طور کلی می‌توان این ورق‌ها را در دسته‌های خاصی طبقه‌بندی کرد.
انواع ورق سرد
دسته بندی ورق روغنی با توجه به نوع تولید، آلیاژها و نوع عملیات حرارتی صورت می‌گیرد و عمدتا به سه دسته تقسیم می‌شوند. این ورق‌ها از فولاد ساخته می‌شوند که به منظور ایجاد خواص جدید در آن با آلیاژهای خاصی ترکیب می‌شود. این سه دسته عبارتند از:
- ورق روغنی معمولی
- ورق روغنی نیمه کشش
- ورق روغنی فوق کشش
هر کدام از این ورق‌ها کاربردهای خاص خودشان را دارند. St12 و St13 و St14 نام علمی این ورق‌ها می‌باشد. از ورق روغنی فوق کشش برای ساخت فیلتر اتومبیل استفاده می‌شود و نوع نیمه کشش آن هم در تولید لوازم خانگی مانند اجاق گازها و … کاربرد دارد.
انواع ورق روغنی از نظر سایز
ورق‌های روغنی در سه سایز تولید و عرضه می‌شوند. این سایز نشان‌دهنده‌ی ضخامت آن می‌باشد که به شرح زیر می‌باشند.
- ورق روغنی با سایز ۱٫۱۸۳۰ میلی متر
- ۲۴۴۰ میلی متر
- ۳۰۵ میلی متر
عرض این ورق‌ها هم عمدتا ۱ متر یا ۱٫۲۵ متر می‌باشد که بسته به نوع استفاده از آن متغیر می‌باشد. طول آن نیز بسته به شرکت تولیدکننده متغیر است. چون این ورق‌ها عمدتا به صورت رول شده هستند می‌توانند تا طول ۳۰ متر و حتی بیشتر هم داشته باشند. ورق‌های تخت هم در بسته‌های ده‌تایی عرضه می‌شوند تا حمل و نقل آن‌ها آسان‌تر شود. این ورق‌ها عمدتا ۱ در ۱ یا ۱ در ۱٫۵ متر هستند و در بسته‌بندی خاص خودشان توزیع و عرضه می‌شوند.
اینکه این ورق‌ها رول شده باشند و یا به صورت صاف باشند به نوع استفاده آن بستگی دارد. به طور مثال ورق‌های روغنی که در تولید اگزوز ماشین کاربرد دارند به صورت رول شده می‌باشند و ورق‌های مورد استفاده در لوازم خانگی اکثرا از نوع تخت هستند.
فرایند تولید ورق روغنی
ورق روغنی به دلیل ظرافت بالای آن و ضخامت کم و یکنواختی سطح آن حاصل تولید به روش هیدروفرمینگ است. HydroForming یا همان شکل‌دهی هیدرولیکی راهی برای شکل‌دهی قطعات و فلزات انعطاف‌پذیر است. فولاد کم‌آلیاژ که عمدتا در تولید ورق سرد استفاده می‌شود می‌تواند انعطاف بالایی از خود نشان دهد.
هیدروفرمینگ مشابه روش‌های سنتی شکل دهی در قالب است. یعنی ورق داخل قالب قرار می‌گیرد و با استفاده از فشار داخل قالب جا می‌گیرد و به شکل نهایی آن درمی‌آید. در شکل‌دهی هیدرولیکی این فشار توسط آب و روغن تامین می‌شود. مزیت این روش این است که فشار به صورت یکنواخت روی تمام قسمت‌های ورق پخش می‌شود. مهندسین مواد اثبات کرده‌اند که از طریق نورد سرد می‌توان نقطه تسلیم ماده را حذف کرد و یا آن را به نقطه‌ی امن تبدیل کرد که در اثر فشار و یا کشش دچار شکستگی نشود. یعنی با هیدروفرمینگ و نورد سرد می‌توان مقاومت ورق روغنی را بالاتر برد تا کمتر آسیب ببینند.
حال اینکه نرخ فشار به چه شکل و چگونه بر روی ورق پخش شود و چگونه نورد سرد انجام شود باعث به وجود آمدن انواع ورق فولادی می‌شود. در فرایند نورد سرد که همزمان با شکل دهی صورت می‌گیرد قاب پایینی دمای کمی دارد و محصول نیز در دمای اتاق خنک می‌شود. سردکاری یا کشش سرد، تنش تسلیم ماده را بالاتر میبرد و استحکام آن را در برابر کشش و خمش افزایش می‌دهد.
اما شکل دهی و سردکاری تنها مراحل فرایند تولید ورق روغنی نیستند. نورد چرخشی یکی دیگر از مواردی است که روی ماده انجام می‌شود تا فرم کلی ماده در برابر پیچش و خمش مقاوم‌تر شود. سمباده و پولیش زدن سطح نیز برای صاف و یک دست کردن ورق انجام می‌شود. پولیش خاصیت روغنی دارد و تمام سطح را در برمی‌گیرد تا از سطح در برابر زنگ‌زدگی مراقبت کند.
پس از گذراندن این مراحل حالا محصول آماده‌ی بسته‌بندی و استفاده است. پس از بسته‌بندی انبار می‌شود تا در ادامه به دست مصرف‌کنندگان برسد. برش دادن ورق‌های روغنی هم به راحتی صورت می‌گیرد چون ریزساختارهای منظمی در نتیجه‌ی نورد سرد به وجود می‌آید که باعث می‌شود حین برش لبه‌های تیز و غیریکنواخت ایجاد نشود که از این نظر بسیار مطلوب است. البته نوع ابزار برش هم بسیار اهمیت دارد. در داخل کارخانه‌های تولیدی از برش لیزری برای این کار استفاده می‌شود.
فرمول محاسبه وزن ورق روغنی
ورق روغنی از دسته‌ی ورق‌های گالوانیزه است. برای محاسبه وزن این ورق‌ها فرایند و فرمول ویژه‌ای وجود دارد. می‌دانیم که حاصل‌ضرب چگالی در حجم وزن یک جسم را محاسبه می‌کند. حجم ورق هم برابر طول در عرض در ضخامت می‌باشد. پس فرمول کلی محاسبه وزن ورق به این صورت می‌باشد:
وزن ورق= طول * عرض * ضخامت * چگالی ماده
طول و عرض و ضخامت ورق کاملا مشخص است. بهتر است این اعداد را به سانتی‌متر قرار دهید. چگالی انواع فولاد هم متغیر است اما در حالت کلی به فولاد چگالی ۷٫۸۵ گرم بر سانتی‌متر مکعب را داده‌اند. حالا با قرار دادن این اعداد و ضرب کردن در همدیگر وزن ورق به گرم به دست می‌آید. می‌دانید که استیل ضد زنگ دارای ۱۰٫۵ درصد کروم است و در محاسبه‌ی وزن آن باید این درصد نیز مشخص شود. پس برای این کار چگالی ماده را از فرمول زیر محاسبه کنید:
چگالی فولاد ضد زنگ: چگالی فولاد * ۰٫۹ + چگالی کروم * ۰٫۱
با این دو فرمول به راحتی می‌توانید وزن کلی تمام مصالح به کار رفته از نوع ورق سرد را محاسبه کنید. این کار برای مهندسین ساختمان و معماری بسیار اهمیت دارد. چرا که باید با استفاده از قوانین فیزیکی تعادل، سازه‌هایی بسازند که بیشترین میزان پایداری را داشته باشد. پس باید وزن دقیق این ورق‌ها را داشته باشند.
ورق سیاه یا ورق سرد؟ کدام بهتر است؟
از نقطه نظر کیفیت و دوام مسلما ورق روغنی عملکرد بهتری دارد، چرا که فولادی که در اثر نورد سرد شکل می‌گیرد بسیار ماندگارتر از فولاد نورد گرم است. اما از نظر فرایند ساخت، ورق سیاه بسیار راحت‌تر تولید می‌شود و نیازی به مرحله‌ی بازگرمایش ندارد. در ضمن نورد سرد از تغییرات حجمی ورق هم جلوگیری می‌کند. یعنی اگر شما یک ورق سیاه داشته باشید ممکن است در اثر بالا یا پایین رفتن دما، منقبض یا منبسط شود اما ورق روغنی کنترل بهتری نسبت به ورق سیاه در این زمینه دارد.
ورق سیاه از نظر ظاهری چندان کارآمد نیست. یعنی ظاهر چندان خوشایندی ندارد و نمی‌توان از این ورق‌ها در لوازم آشپزخانه و سازه‌های معماری ظریف استفاده کرد. ورق سیاه را بیشتر افرادی تهیه می‌کنند که ظاهر سازه‌ها چندان اهمیتی برای آن‌ها نداشته باشد. قیمت ورق سیاه هم، کمتر از قیمت ورق سرد است و از جنبه‌ی اقتصادی هم کاملا مقرون به صرفه است.
جمع بندی
ورق سرد یا ورق روغنی یکی از محصولات پرارزش در صنعت است که استفاده‌های گسترده‌ای از آن می‌شود. چه در صنعت ساختمان و چه لوازم خانگی و حتی خودروسازی از این ورق‌ها استفاده می‌شود تا سازه‌های مستحکم و در عین حال با ظرافت و یکنواختی بالایی را ایجاد کنند.
این ورق‌ها فرایند تولید خاص خودشان را دارند و از طریق هیدروفرمینگ شکل می‌گیرند تا کاملا یکنواخت در دسترس مصرف‌کنندگان قرار بگیرد. استاندارد خاصی هم برای اندازه‌ها و طبقه‌بندی آن‌ها وجود دارد و در ضخامت‌ها و طول و عرض‌های مشخصی در بازار وجود دارند.
