در دنیای مهندسی، هر فرآیندی که بر خواص مکانیکی و ابعادی یک عضو سازه‌ای تاثیر بگذارد، باید تحت کنترل و نظارت دقیق انجام شود. نورد لوله و پروفیل، که برای ایجاد قوس در المان‌های مستقیم فولادی به کار می‌رود، از این قاعده مستثنی نیست. این فرآیند به طور گسترده در ساخت سازه‌هایی مانند سوله‌های قوسی، پل‌ها، استادیوم‌ها، سکوهای نفتی در عسلویه و انواع آهن آلات صنعتی به کار می‌رود. اما سوال اساسی این است: آیا برای این فرآیند خدماتی، استانداردهای مدون و مشخصی وجود دارد؟
پاسخ کوتاه: بله، اگرچه یک استاندارد واحد و جهانی مختص “فرآیند نورد لوله” وجود ندارد، اما کیفیت محصول نهایی (لوله نورد شده) باید با الزامات و رواداری‌های مشخص شده در استانداردهای معتبر طراحی سازه‌های فولادی مانند AISC و مقررات ملی ساختمان ایران (مبحث دهم) مطابقت داشته باشد. این استانداردها محدودیت‌هایی برای تغییر شکل مقطع، کاهش ضخامت و خواص مکانیکی نهایی قطعه تعیین می‌کنند.
این مقاله به تشریح دقیق این الزامات، معرفی استانداردهای مرتبط و نکاتی که پیمانکاران و مهندسان باید هنگام تامین مصالح پروژه و سفارش خدمات نورد در نظر بگیرند، می‌پردازد.
استانداردهای حاکم بر کیفیت لوله نورد شده
در عمل، هیچ استانداردی به شما نمی‌گوید که اپراتور دستگاه نورد باید دقیقاً چه کاری انجام دهد. اما استانداردها به وضوح مشخص می‌کنند که محصول خروجی باید چه ویژگی‌هایی داشته باشد. مهم‌ترین این الزامات عبارتند از:
- کنترل ابعادی (Dimensional Tolerances):
- بیضی‌شدگی (Ovality): یکی از شایع‌ترین عیوب در نورد لوله، دفرمه شدن و تغییر مقطع دایره‌ای آن به شکل بیضی است. استاندارد AISC 360 (انجمن ساخت‌وساز فولادی آمریکا) محدودیت‌های دقیقی برای میزان این بیضی‌شدگی تعیین می‌کند. این میزان معمولاً نباید از درصد مشخصی از قطر اسمی لوله تجاوز کند.
- دقت شعاع خم: شعاع قوس ایجاد شده باید با آنچه در نقشه‌های طراحی مشخص شده است، تطابق بالایی داشته باشد. این امر برای اتصال صحیح قطعات به یکدیگر حیاتی است.
- حفظ خواص مکانیکی (Mechanical Properties):
- ترک‌خوردگی: سطح داخلی و خارجی لوله پس از نورد نباید هیچ‌گونه ترک، پارگی یا چین‌خوردگی داشته باشد. این یک الزام قطعی و غیرقابل چشم‌پوشی است. ترک‌ها به شدت مقاومت قطعه را کاهش می‌دهند و ممکنه باعث شکست ناگهانی سازه شوند.
- کاهش ضخامت: در ناحیه بیرونی قوس (که تحت کشش قرار می‌گیرد)، ضخامت دیواره لوله اندکی کاهش می‌یابد. این کاهش ضخامت باید در محدوده‌های مجاز استاندارد باشد.
- کیفیت سطح (Surface Quality):
- سطح لوله نباید دارای خراش‌های عمیق، فرورفتگی ناشی از غلتک‌ها یا هرگونه آسیبی باشد که بتواند به عنوان نقطه تمرکز تنش عمل کند. این موضوع تقریبن به اندازه ترک خوردگی اهمیت دارد.
کارگاه‌های خدماتی معتبر در اصفهان و تهران که با پروژه‌های صنعتی بزرگ کار می‌کنند، با این الزامات به خوبی آشنا هستند.
استانداردش چیه این خم‌کاری؟
ببین مهندس، یه چیز بهت بگم خیالت راحت شه. کتابی نیست که توش نوشته باشه فرمول خم کردن لوله چیه. ولی صد تا کتاب هست که میگه لوله‌ی خم‌شده نباید کج و کوله باشه، نباید تَرَک داشته باشه، نباید قُر بشه. استاندارد یعنی همین! یعنی وقتی کارو تحویل گرفتی، شبیه همون چیزی باشه که تو نقشه کشیدی، سالم و تمیز. وگرنه مهندس ناظر میاد کارو رد میکنه، اونوقته که باید کل هزینه تمام شده رو از جیبت بدی. پس دنبال یه کارگاه کاردرست باش که کارش دارای گواهی استاندارد باشه نه اینکه فقط قیمت مناسب بده.
“در پروژه ساخت یک پل عابر پیاده در شیراز، پیمانکار خدمات نورد، کار را به یک کارگاه کوچک و فاقد تجربه سپرده بود. پس از تحویل فوری قطعات و شروع مونتاژ، متوجه شدیم که شعاع خم در برخی لوله‌ها تا ۵ سانتی‌متر خطا دارد و بیضی‌شدگی مقاطع خارج از محدوده مجاز است. کل محموله مرجوع شد و پروژه یک ماه به تعویق افتاد. این تجربه به ما نشان داد که استعلام قیمت به تنهایی کافی نیست و باید سابقه فروش و پروژه های انجام شده توسط مرکز خدماتی را نیز به دقت بررسی کرد. باید با یک فروشنده منصف و متخصص کار کنی.”
– نقل از یک مهندس ناظر باسابقه
نقش طراح و سازنده در تضمین کیفیت
- طراح سازه: مهندس طراح باید در نقشه‌های اجرایی، تلورانس‌های مجاز برای ابعاد و شعاع خم را مشخص کند. همچنین باید جنس لوله را متناسب با فرآیند نورد (مثلاً انتخاب فولاد با انعطاف‌پذیری مناسب) انتخاب نماید.
- سازنده/پیمانکار: پیمانکار وظیفه دارد یک مرکز خدماتی معتبر را پیدا کند که توانایی اجرای کار مطابق با الزامات نقشه را داشته باشد. درخواست برگه آنالیز برای متریال و بازدید از انبار و تجهیزات کارگاه، از جمله اقداماتی است که به تضمین کیفیت کمک می‌کند. کارو باید به اهلش سپرد.
- تولیدکنندگان تجهیزات: شرکت‌های ساخت دستگاه نورد ورق و پروفیل نیز نقش مهمی دارند. یک دستگاه مدرن با کنترل‌های دقیق، به اپراتور کمک می‌کند تا محصولی با کیفیت و استاندارد تولید کند.
برای برآورد هزینه ساخت یک سازه قوسی، محاسبه دقیق وزن فولاد مصرفی ضروری است.
فرمول محاسبه وزن (کیلوگرم) = مساحت مقطع عرضی (متر مربع) * طول (متر) * ۷۸۵۰ (چگالی فولاد)
این فرمول کلی برای تمام مقاطع فولادی کاربرد دارد و در خرید با فاکتور رسمی برای شرکت‌ها استفاده می‌شود.
نتیجه‌گیری
اگرچه فرآیند نورد لوله استاندارد مشخص و مدونی به نام خود ندارد، اما محصول نهایی آن باید به طور کامل با الزامات سخت‌گیرانه استانداردهای طراحی سازه‌های فولادی مطابقت کند. این الزامات بر کنترل ابعاد، حفظ یکپارچگی ساختاری و کیفیت سطح تمرکز دارند. برای هر پروژه صنعتی، از سوله سازی گرفته تا ساخت پل، این مسئولیت مشترک طراح، پیمانکار و مرکز خدماتی است که اطمینان حاصل کنند لوله‌های نورد شده، با کیفیت و مطابق با مشخصات فنی باشند. انتخاب یک مرکز خدماتی معتبر و متخصص، کلید دستیابی به این هدف و تضمین ایمنی و پایداری سازه در بلندمدت است.
منبع علمی:
- AISC 360-16, Specification for Structural Steel Buildings. (این استاندارد، به عنوان مرجع اصلی طراحی سازه‌های فولادی در آمریکا و بسیاری از نقاط جهان، در بخش‌های مختلف خود به رواداری‌های ساخت و نصب قطعات فولادی، از جمله اعضای خم شده (نورد شده) اشاره می‌کند و محدودیت‌هایی برای عیوب احتمالی تعیین می‌نماید).