طول الفولاذ وأبعاده: كل ما تحتاج إلى معرفته

I. أبعاد طول الفولاذ

تُعد خصائص أبعاد الفولاذ أساسية لمواصفاته وتطبيقاته في مختلف الصناعات. وتشمل هذه القياسات الحرجة الطول والعرض والارتفاع والقطر ونصف القطر والقطر الداخلي والقطر الخارجي وسمك الجدار. ويلعب كل بُعد دورًا حاسمًا في تحديد مدى ملاءمة الفولاذ لعمليات تصنيع محددة وتطبيقات الاستخدام النهائي.

في صناعة الصلب العالمية، يتم اعتماد النظام الدولي للوحدات (SI) على نطاق واسع، حيث يُستخدم المتر (م) والسنتيمتر (سم) والمليمتر (مم) كوحدات قياس قياسية. توفر هذه الوحدات المترية الدقة والاتساق في عمليات تصنيع الصلب ومراقبة الجودة. على سبيل المثال، قد يتطلب التصنيع عالي الدقة تفاوتات عالية الدقة معبراً عنها بالميكرومتر (ميكرومتر) للمكونات الحرجة.

على الرغم من عدم الاعتراف بها رسميًا كوحدات قياس قانونية، إلا أن القياسات الإمبراطورية، وخاصة البوصة ("بوصة"، لا تزال سائدة في بعض الأسواق، ولا سيما أمريكا الشمالية. يستلزم هذا النظام المزدوج الاهتمام بعناية بتحويل الوحدات في التجارة الدولية والمشاريع الهندسية التعاونية لتجنب الأخطاء المكلفة. يوفر العديد من المصنعين الآن المواصفات بكل من الوحدات المترية والإمبراطورية لتلبية متطلبات السوق العالمية.

تجدر الإشارة إلى أن اختيار وحدة القياس يمكن أن يؤثر بشكل كبير على كفاءة استخدام المواد وعمليات التصنيع. على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي تحسين أبعاد ألواح الصلب استنادًا إلى المقاسات المترية القياسية إلى تقليل الهدر في عمليات القطع، وبالتالي تحسين إنتاجية المواد وفعالية التكلفة في الإنتاج.

1. أبعاد المدى من الفولاذ

يعد تحديد أبعاد النطاق للصلب إجراءً فعالاً لتوفير المواد. أبعاد النطاق تعني أن الطول أو منتج الطول والعرض لا يقل عن حجم معين، أو أن يكون الحجم ضمن نطاق معين للتسليم. يمكن لوحدة الإنتاج التوريد وفقًا لمتطلبات الأبعاد هذه.

2. طول غير محدد (الطول المعتاد)

يشير مصطلح "الطول غير المحدد" إلى أبعاد المنتج (الطول أو العرض) التي تقع ضمن النطاق القياسي ولكنها غير ثابتة. ويعرف الطول غير المحدد أيضاً بالطول المعتاد.

بالنسبة للمواد المعدنية التي يتم تسليمها وفقاً لطول غير محدد، يكون التسليم مقبولاً طالما أنه يقع ضمن نطاق الطول المحدد. على سبيل المثال، بالنسبة للصلب المستدير العادي الذي لا يتجاوز 25 مم، يُحدد الطول المعتاد بما يتراوح بين 4 و10 أمتار. يمكن تسليم أي فولاذ دائري ضمن هذا النطاق.

3. الطول الثابت

يشير الطول الثابت إلى التقطيع إلى أحجام محددة حسب متطلبات الطلب. عند التسليم بطول ثابت، يجب أن يكون الطول المحدد في عقد الشراء الخاص بالعميل هو الطول المحدد في عقد الشراء الخاص بالعميل.

على سبيل المثال، إذا كان العقد ينص على تسليم 5 أمتار طولًا ثابتًا، فيجب أن يكون طول جميع المواد المسلمة 5 أمتار. أي شيء أقصر أو أطول من 5 أمتار يعتبر غير مقبول. ومع ذلك، في الواقع، لا يمكن أن يكون طول جميع عمليات التسليم 5 أمتار بالضبط، لذلك يُسمح بالانحراف الإيجابي، ولكن لا يُسمح بالانحراف السلبي.

4. الطول المتعدد

يشير الطول المتعدد إلى التقطيع إلى مضاعفات صحيحة من حجم معين حسب متطلبات الطلب. عند التسليم بمضاعفات الطول المتعدد، فإن طول المورد مادة معدنية يجب أن يكون مضاعفًا صحيحًا (بالإضافة إلى قطع المنشار) للطول (يسمى الطول الفردي) المحدد في عقد الشراء الخاص بالعميل.

على سبيل المثال، إذا كان عقد العميل يتطلب طولًا واحدًا يبلغ 2 متر، فعند تقطيعه إلى طول مزدوج، سيكون الطول 4 أمتار، وعند تقطيعه إلى طول ثلاثي سيكون 6 أمتار، مع إضافة مقدار قطع بالمنشار أو اثنين. يتم النص على مقدار القطع بالمنشار في المعيار. عند التسليم بطول مضاعف، يُسمح فقط بالانحراف الموجب؛ ولا يُسمح بالقيمة السالبة.

5. الطول القصير

يشير الطول القصير إلى طول أقل من الحد الأدنى للطول القياسي غير المحدد ولكن ليس أقل من أقصر طول مسموح به.

على سبيل المثال، في المواصفة القياسية لأنابيب الصلب الخاصة بنقل المياه والغاز، يُسمح بوجود 10% (محسوبة برقم الجذر) أنابيب فولاذية قصيرة الطول بطول 2-4م في كل دفعة. هنا، 4 متر هو الحد الأدنى للطول غير المحدد، وأقصر طول مسموح به هو 2 متر.

6. العرض الضيق

يُشار إلى العروض التي تكون أصغر من الحد الأدنى القياسي المحدد، ولكن ليس أقل من العرض الأضيق المسموح به، بالعرض الضيق. عند التسليم وفقًا للعرض الضيق، يجب الانتباه إلى اللوائح القياسية المتعلقة بنسبة العرض الضيق وأضيق عرض.

II. أمثلة على أبعاد طول الفولاذ

1. أبعاد طول الفولاذ الإنشائي

أ) تتراوح الأطوال القياسية لمسارات السكك الحديدية بين 12.5 مترًا و25 مترًا، وهي أطوال قياسية محسّنة للنقل والتركيب الفعال في بناء السكك الحديدية.

ب) يتم تحديد أبعاد الفولاذ المستدير وقضبان الأسلاك والأسلاك الفولاذية بالقطر (د) بالمليمترات (مم). ويضمن هذا التوحيد القياسي اختيار المواد بدقة لمختلف التطبيقات، بدءاً من التسليح وحتى الموصلات الكهربائية.

ج) يُشار إلى أبعاد الفولاذ المربع بالطول الجانبي (أ) بالملليمتر (مم)، مما يوفر مرجعًا موحدًا للتطبيقات الإنشائية والمعمارية.

د) تتميز الأبعاد الفولاذية السداسية والثمانية الأضلاع بالمسافة بين الزوايا (ق) بالملليمتر (مم). هذا القياس مهم للتطبيقات التي تتطلب خصائص عزم دوران أو قبضة محددة.

هـ) تُحدَّد أبعاد الفولاذ المسطح بالعرض (ب) والسُمك (د) بالمليمتر (مم)، مما يوفر تنوعًا في القطاعات الإنشائية والسيارات والتصنيع.

و) تُحدَّد أبعاد العارضة I-العارضة والقناة الفولاذية من خلال ارتفاع الشفة (h)، وعرض الحافة (b)، وسمك الشفة (d) بالمليمترات (mm). هذه المعلمات مهمة لحسابات التحميل والسلامة الإنشائية في البناء.

ز) يرمز لأبعاد الصلب ذي الزوايا المتساوية بعرض الجانب المتساوي (ب) وسمك الجانب (د) بالمليمترات (مم). أما بالنسبة للفولاذ ذو الزاوية غير المتساوية فيتم تحديد الأبعاد بعرض الجانب (ب، ب) وسمك الجانب (د) بالمليمترات (مم). يسمح هذا التمييز بالاختيار الدقيق في مختلف التطبيقات الإنشائية.

ح) تتميز أبعاد العارضة H) بارتفاع الشبكة (h)، وعرض الحافة (b)، وسُمك الشبكة (t1)، وسُمك الحافة (t2) بالمليمترات (مم). تُمكِّن هذه القياسات الشاملة المهندسين من اختيار المظهر الجانبي الأمثل لمتطلبات التحميل المحددة في الإنشاءات والتطبيقات الصناعية.

2. أبعاد ألواح وشرائح الصلب

⑴ يحدد السمك 'd' لألواح الصلب عادةً بالمليمترات (مم). بالنسبة للشرائط، يتم التعبير عن كل من العرض "ب" والسماكة "د" بالمليمترات (مم). ويضمن نظام القياس الموحد هذا الدقة في التصنيع ويسهل التواصل الواضح في جميع أنحاء الصناعة.

⑵ يتم تصنيع ألواح الصلب في مجموعة من الأبعاد القياسية لتلبية المتطلبات الصناعية المتنوعة. على سبيل المثال، تتوفر ألواح الصلب المدرفلة على الساخن في مجموعات مختلفة من السماكة والحجم:

• بسمك 1 مم: 600×2000 مم، 650×2000 مم، 700×1420 مم، 750×1500 مم، 900×1800 مم، 1000×2000 مم
• 1.2 - 25 مم: 1000×2000 مم، 1220×2440 مم، 1250×2500 مم، 1500×3000 مم
• سمك 6-200 مم: 1500×6000 مم، 2000×6000 مم، 2500×12000 مم

تعمل هذه الأبعاد الموحدة على تحسين استخدام المواد وتقليل الفاقد في العمليات النهائية وتبسيط إدارة المخزون. ومع ذلك، يمكن في كثير من الأحيان طلب أحجام مخصصة لتلبية متطلبات المشروع المحددة، وفقًا لإمكانيات التصنيع والحد الأدنى من كميات الطلبات.

3. أبعاد الأنابيب الفولاذية

(1) عادةً ما يتم تحديد أبعاد الأنابيب الفولاذية باستخدام ثلاثة معايير رئيسية: القطر الخارجي (OD) الذي يُشار إليه بالرمز "D"، والقطر الداخلي (ID)، وسمك الجدار "S". يتم التعبير عن هذه القياسات بشكل عام بالمليمترات (مم) وفقًا للمعايير الدولية مثل ISO و ASTM.

(2) يتم تصنيع كل نوع من أنواع الأنابيب الفولاذية وفقًا لمواصفات دقيقة الأبعاد، مما يوفر مجموعة من الخيارات التي تناسب مختلف التطبيقات الصناعية. على سبيل المثال

• تتوفر أنابيب فولاذية غير ملحومة بقطر خارجي 50 مم في 15 نوعًا مختلفًا من سماكة الجدار، تتراوح من 2.5 مم إلى 10 مم. يسمح هذا التنوع بالاختيار الأمثل بناءً على تصنيفات الضغط والمتطلبات الهيكلية واعتبارات الوزن.
• وعلى العكس من ذلك، مع الحفاظ على سمك جدار ثابت يبلغ 5 مم، يتم إنتاج الأنابيب غير الملحومة في 29 حجمًا مختلفًا من القطر الخارجي، تمتد من 32 مم إلى 195 مم. يستوعب هذا النطاق تصميمات أنظمة الأنابيب المتنوعة وقيود المساحة.
• الأنابيب الفولاذية الملحومة، التي غالبًا ما تكون مفضلة لفعاليتها من حيث التكلفة في بعض التطبيقات، توفر أيضًا تنوعًا في الأبعاد. يتوفر القطر الاسمي (DN) البالغ 25 مم، والذي يتوافق مع القطر الخارجي الفعلي البالغ 33.7 مم وفقًا لمعايير المنظمة الدولية للتوحيد القياسي، عادةً في خيارين لسُمك الجدار:
  - قياسي: سمك الجدار 3.25 مم
  - شديد التحمل: سمك الجدار 4 مم