ورق سیاه یکی از پرکاربردترین انواع ورق فولادی در صنعت است که به روش نورد گرم (Hot Rolling) تولید میشود. در این فرآیند، تختال فولادی (اسلب) در دمایی بالاتر از ۱۱۰۰ درجه سانتی‌گراد حرارت داده شده و سپس تحت فشار غلتک‌ها به ورق تبدیل میشود. تماس ورق داغ با هوا در حین نورد باعث اکسید شدن سطح آن میشود و ظاهری تیره، زبر و مات به آن می‌دهد. همین ظاهر خاص، دلیل نام‌گذاری این محصول به عنوان «ورق سیاه» در بازار است.
ورق سیاه برخلاف ورق روغنی که از طریق نورد سرد تولید میشود و ظاهری براق دارد، بیشتر در پروژه‌هایی مورد استفاده قرار می‌گیرد که زیبایی ظاهری اهمیت چندانی ندارد، بلکه استحکام، دوام و قیمت اقتصادی ملاک انتخاب هستند. این نوع ورق به دلیل خواص مکانیکی مناسب و قیمت مقرون‌به‌صرفه، در صنایع ساختمانی، خودروسازی، ساخت مخازن تحت فشار، ماشین‌آلات سنگین، سازه‌های فلزی و کشتی‌سازی کاربرد گسترده‌ای دارد.
انواع ورق سیاه
ورق سیاه بسته به ویژگی‌های فنی، کاربرد صنعتی و استانداردهای تولید، در دسته‌بندی‌های مختلفی قرار می‌گیرند. شناخت دقیق این انواع به خریداران، مهندسان و فعالان حوزه فولاد کمک می‌کند تا محصولی متناسب با نیاز پروژه خود انتخاب کنند. در ادامه، به بررسی جامع انواع ورق سیاه از منظر ترکیب شیمیایی، استحکام مکانیکی، استاندارد ساخت و نحوه عرضه در بازار می‌پردازیم:
1. ورق سیاه معمولی (Grade ST37)
ورق ST37 رایج‌ترین و اقتصادی‌ترین نوع ورق فولادی سیاه در بازار ایران است. این ورق دارای کربن پایین و استحکام کششی حدود ۳۷۰ مگاپاسکال است که آن را برای مصارف عمومی و ساختمانی ایده‌آل می‌سازد.
ویژگی‌ها:
- استحکام متوسط
- جوش‌پذیری خوب
- شکل‌پذیری مناسب
- قیمت مقرون‌به‌صرفه
کاربردها:
- ساخت تیرآهن، نبشی، ناودانی
- قطعات فلزی عمومی
- فریم‌ها و پایه‌های صنعتی
- سازه‌های سبک و نیمه‌سنگین
این ورق به دلیل قیمت مناسب و عرضه گسترده، اولین گزینه در پروژه‌های ساختمانی و عمرانی است.
2. ورق سیاه صنعتی (گریدهای خاص با استحکام بالا)
ورق صنعتی سیاه از آلیاژهایی با خواص مکانیکی و شیمیایی خاص‌تری تولید می‌شوند. این ورق‌ها برای کاربری‌های تخصصی و صنعتی طراحی شده‌اند که نیاز به مقاومت بالا در برابر فشار، حرارت یا ضربه دارند.
ورق ST52
- دارای استحکام کششی بالا (حدود ۵۲۰ مگاپاسکال)
- انعطاف‌پذیری بیشتر نسبت به ST37
- تحمل بارهای سنگین و تنش‌های مکانیکی
- مناسب برای ساخت شاسی ماشین‌آلات، فریم جرثقیل، ادوات راه‌سازی و قطعات سنگین صنعتی
ورق A516 Gr 70
- مقاوم در برابر حرارت و فشار
- استاندارد تولید آمریکا (ASTM)
- مخصوص ساخت مخازن تحت فشار، دیگ‌های بخار، بویلر و تانکرهای نفت و گاز
- عملکرد مطلوب در دماهای بالا
ورق A283
- فولاد نرم با قابلیت فرم‌پذیری و جوش‌پذیری بالا
- مناسب برای ساخت مخازن کم‌فشار، قطعات شکل‌پذیر، صفحات پوششی
ورق صنعتی معمولاً گران‌تر از ST37 هستند، اما در پروژه‌های حساس و سنگین، انتخاب آن‌ها ضروری است.
3. دسته‌بندی بر اساس استانداردهای بین‌المللی
ورق فولادی سیاه بر اساس استانداردهای گوناگون تولید میشود که تعیین‌کننده خواص مکانیکی، ترکیب شیمیایی، تست‌های کیفی و روش تولید آن است. شناخت این استانداردها برای مهندسان و کارشناسان فنی بسیار مهم است.
استاندارد DIN (آلمان):مثلاً ST37 و ST52 از این دسته هستند.
استاندارد ASTM (آمریکا):شامل گریدهایی مانند A36، A283، A516 و...
استاندارد ملی ایران (ISIRI):معادل‌های بومی شده‌ای از استانداردهای بین‌المللی برای تولید داخلی ورق فولادی
نکته: هر استاندارد به نوعی نشان‌دهنده قابلیت‌های خاص ورق از جمله جوش‌پذیری، سختی، مقاومت به فشار، ضربه و دما است.
4. انواع ورق سیاه در بازار ایران
در بازار داخلی، ورق سیاه به‌صورت‌های مختلفی از نظر شکل عرضه میشود که هریک برای کاربردی خاص مناسب هستند:
ورق سیاه فابریک:ورقی که مستقیماً از کارخانه تولید شده و در ابعاد استاندارد (مثلاً 1.5×6 متر) برش خورده‌اند. دقت ابعادی بالا و کیفیت یکنواخت دارند.
ورق سیاه برشی:ورقی که از کویل (کلاف) با دستگاه‌های برش به ابعاد سفارشی مشتری بریده می‌شوند. مناسب برای پروژه‌هایی با نیاز به ابعاد خاص.
ورق سیاه کلاف (کویل):ورق نورد گرم که به‌صورت رول عرضه می‌شوند. قابلیت حمل آسان، انعطاف در طول و برش دلخواه دارند. گزینه‌ای محبوب در کارخانه‌های صنعتی و خطوط تولید.
ورق سیاه آجدار:نوعی ورق سیاه با سطح برجسته (طرح‌دار)، معمولاً با اشکال لوزی یا بادامی، که برای کف‌سازی صنعتی، رمپ‌ها، کف وانت، پله فرار و مکان‌های ضدلغزش استفاده میشود.
مشخصات فنی ورق سیاه
ورق سیاه به عنوان یکی از پرکاربردترین محصولات نورد گرم، دارای تنوع بالا در ضخامت، ابعاد، وزن و مشخصات مکانیکی است. آشنایی دقیق با مشخصات فنی ورق سیاه به مهندسان، طراحان و خریداران کمک می‌کند تا انتخابی مناسب با نیاز پروژه خود داشته باشند.
1. ضخامتهای رایج
ورق سیاه در طیف وسیعی از ضخامت‌ها تولید می‌شوند. محدوده تولید این ورق‌ها از حدود ۱.۵ میلی‌متر تا ۱۰۰ میلی‌متر متغیر است، اما بیشترین مصرف در صنایع، مربوط به ورقی با ضخامت زیر ۱۵ میلی‌متر است.
|
ضخامت (میلی‌متر) |
موارد مصرف رایج |
|
1.5 – 3 |
ساخت قطعات سبک، درب‌ها، بدنه ماشین‌آلات سبک |
|
4 – 10 |
سازه‌های فلزی، اسکلت‌ها، شاسی خودرو |
|
12 – 25 |
دیگ بخار، مخازن، قطعات تحت فشار |
|
30 – 100 |
کاربرد صنعتی سنگین، ماشین‌آلات بزرگ |
2. ابعاد استاندارد ورق سیاه
ورق سیاه به دو صورت اصلی فابریک (برش کارخانه) و کلاف (کویل) در بازار عرضه می‌شوند. ابعاد فابریک معمولاً در قالب‌های زیر هستند:
- 1000×2000 میلی‌متر
- 1250×2500 میلی‌متر
- 1500×6000 میلی‌متر
در مقابل، ورق کلافی دارای طول متغیر هستند و می‌توانند بر اساس نیاز مشتری در عرض و طول مورد نظر برش داده شوند.
نکته: انتخاب بین ورق فابریک یا کویل بستگی به نوع پروژه و نیاز به ابعاد خاص دارد.
3. وزن ورق سیاه
وزن هر ورق فولادی سیاه تابعی از ضخامت، ابعاد و چگالی فولاد است. چگالی فولاد معمولاً ۷.۸۵ گرم بر سانتیمتر مکعب در نظر گرفته میشود. در جدول زیر می‌توانید چند نمونه محاسبه شده از وزن تقریبی را ببینید:
|
ضخامت (میل) |
ابعاد (متر) |
وزن تقریبی (کیلوگرم) |
|
2 |
1 × 2 |
~31.4 |
|
3 |
1.25 × 2.5 |
~73.7 |
|
5 |
1.5 × 6 |
~353 |
|
10 |
1.5 × 6 |
~706 |
4. سطح، رنگ و ظاهر ورق سیاه
ورق سیاه برخلاف ورق نورد سرد (مثل ورق روغنی)، سطحی زبر، مات و اکسیدشده دارد. رنگ آن معمولاً خاکستری تیره یا مایل به سیاه است. این ظاهر ناشی از اکسیداسیون در حین فرآیند نورد گرم است.
نکته: در پروژه‌هایی که زیبایی ظاهری اهمیت دارد، لازم است ورق سیاه سندبلاست، رنگ‌آمیزی یا پوشش‌دهی شود تا از خوردگی و زنگ‌زدگی محافظت گردد.
5. مقاومت فشاری و کششی
ورق سیاه از نظر خواص مکانیکی بسته به گرید فولاد، مقاومت فشاری و کششی متفاوتی دارد. به‌طور کلی:
- ورق ST37: مقاومت کششی حدود ۳۷۰ تا ۴۲۰ مگاپاسکال
- ورق ST52: مقاومت کششی حدود ۵۲۰ تا ۶۱۰ مگاپاسکال
- ورق A516 Gr 70: مقاومت بالا در برابر فشار و دما، مناسب برای مخازن تحت فشار
این مشخصات باعث می‌شوند که ورق سیاه برای سازه‌های باربر، تانکرها، مخازن و قطعات صنعتی سنگین گزینه‌ای مطمئن باشد.
6. انواع عیوب ورق سیاه
ورقهای سیاه ممکن است به دلایل مختلف در مراحل نورد، خنک‌کاری یا انبارداری دچار عیوبی شوند. از رایج‌ترین این عیوب میتوان به پوسته شدن سطح (scale)، ترک‌های سطحی یا عرضی، لایه‌لایه شدن (lamination defects)، ناهمواری لبه‌ها و انحنای طولی یا عرضی (warping) اشاره کرد. این عیوب بر کیفیت نهایی، قابلیت برش، جوشکاری و رنگ‌پذیری ورق تأثیر منفی می‌گذارند. کنترل دقیق دما، سرعت نورد و شرایط خنک‌سازی می‌تواند نقش مهمی در کاهش این مشکلات ایفا کند.
7. ترکیب شیمیایی ورق سیاه
ترکیب شیمیایی ورق سیاه بسته به نوع گرید آن (مثل ST37، ST52 یا A516) متفاوت است، اما در حالت کلی پایه آن آهن (Fe) بوده و با درصدهای مشخصی از کربن (C)، منگنز (Mn)، فسفر (P) و گوگرد (S) همراه است. برای مثال، در ST37 مقدار کربن کمتر از ۰.۲ درصد است که موجب شکل‌پذیری بالا میشود، در حالی که ST52 دارای کربن بیشتر و در نتیجه استحکام بالاتری است. این ترکیبات مطابق با استانداردهای DIN یا ASTM کنترل می‌شوند و نقش مهمی در خواص مکانیکی و جوش‌پذیری ورق دارند.
8.وزن مخصوص ورق سیاه
وزن مخصوص یا چگالی ورق سیاه معمولاً ۷.۸۵ گرم بر سانتیمتر مکعب است که برابر با چگالی فولاد کربنی معمولی است. این مقدار در محاسبه وزن ورق‌ها بر حسب ابعاد و ضخامت به‌کار می‌رود و مبنای تعیین قیمت، باربری و برآورد مصالح در پروژه‌های عمرانی و صنعتی است. برای محاسبه وزن تقریبی، از فرمول:
طول (m) × عرض (m) × ضخامت (m) × چگالی (7850 kg/m³)
استفاده میشود. دانستن این مقدار برای برش دقیق، سفارش عمده یا کنترل هزینه‌ها کاملاً ضروری است.
کاربرد ورق سیاه
ورق فولادی سیاه به دلیل خواص مکانیکی مناسب و قیمت اقتصادی، در بسیاری از صنایع پرمصرف است:
صنایع ساختمانی:ساخت تیرآهن، ستون، پل‌های فلزی، قاب سوله، کف‌سازی صنعتی
صنعت خودروسازی:ساخت شاسی خودرو، قطعات بدنه سنگین، کامیون و تریلر
ساخت مخازن تحت فشار:ورق صنعتی مانند A516 برای ساخت دیگ بخار، تانکر و مخزن نفت و گاز
صنایع کشتی‌سازی:ساخت بدنه کشتی، عرشه و قطعات مقاوم در برابر خوردگی
تولید تانکر، سیلو و شاسی ماشین‌آلات
کاربرد عمومی:ساخت درب فلزی، فریم ماشین‌آلات، تجهیزات صنعتی، پالت فلزی و ...
آیا ورق سیاه همان ورق گرم است؟
از نظر فنی، بله. ورق سیاه همان ورق فولادی تولید شده با نورد گرم است. در واقع، «ورق گرم» نام علمی‌تر و صنعتی‌تر این محصول است، در حالی که «ورق سیاه» اصطلاحی است که در بازار ایران و بین فعالان صنعتی به کار می‌رود.
با این حال، در برخی موارد ورق صنعتی خاص تولید شده به روش نورد گرم با آلیاژها یا خواص مکانیکی متفاوت (مانند ورق مقاوم به فشار یا خوردگی) نیز در دسته‌ی ورق گرم قرار می‌گیرند اما لزوماً به آن‌ها «ورق سیاه» گفته نمی‌شود. بنابراین:
- ورق سیاه ⬅ نوعی از ورق گرم است
- ورق گرم ⬅ دسته‌ای کلی‌تر شامل انواع ورق نورد گرم
