ورق های آهنی کاربرد فراوانی در صنایع مختلف داشته و هر کدام به روش های مختلفی تولید می‌شوند. معروف ترین و کاربردی ترین ورق آهنی، ورق گالوانیزه است که طی فرایند گالوانیزاسیون در دیگ های مذاب روی تولید می‌شوند. این ورق ها به قدری مقاوم می‌شوند که در برابر انواع ضربه و رطوبت هیچ ضعفی از خون نشان ندهند.
مشخصات ورق های آهنی مقاوم یا گالوانیزه
ورق گالوانیزه به دلیل طی کردن فرایند آبدیده شدن توسط روی از مزایای منحصر به فردی برخوردار است که در ادامه به مهمترین آن‌ها اشاره می‌کنیم.
- جایگزین مناسب برای انواع ورق های آهنی
- مقاومت بالا در برابر رطوبت و تغییرات آب و هوایی
- دوام بالا در برابر ساییدگی و خوردگی
- مقاومت بالا در برابر اکسید آهن
- بازرسی آسان در کنار قیمت ارزان
- پاکسازی ساده
- صرفه جویی در مصرف منابع
روش محاسبه وزن مخصوص آهن
برای محاسبه اکثر ورق های آهنی یک فرمول استاندارد وجود دارد که تمامی مهندسین و سازندگان در سطح جهان از آن استفاده می‌کنند. برای محاسبه وزن دقیق انواع فلزات ابتدا باید تمامی اندازه های آن نظیر طول، عرض و ضخامت را به دست آورد. سپس چگالی هر ورق آهنی را مطابق با جدول استاندارد آن در اندازه های به دست آمده ضرب می‌کنیم. به فرض اگر ضخامت یک متر مربع ورق آهنی گالوانیزه 1 میلی متر باشد، آن را در چگالی 7.86 (چگالی مخصوص ورق گالوانیزه) ضرب می‌کنیم.
1 * 1 * 1 * 7.86 = 7.86 کیلوگرم
توجه داشته باشید که هر ورق آهنی دارای یک چگالی منحصر به فرد بوده و برای محاسبه وزن حتما باید از عدد دقیق آن مطلع باشیم. در غیر این صورت در محاسبه نهایی دچار مشکل خواهیم شد. چگالی برخی از آهن های پرکاربرد عبارتند از:
- چگالی آلومینیوم: 2.7
- چگالی استیل: 7.84
- چگالی آهن ساده: 7.86
لازم به ذکر است که چگالی ورق های گالوانیزه، روغنی، آجدار و ورق سیاه برابر با چگالی آهن ساده است.
جرم حجمی آهن
چگالی، دانسیته یا جرم حجمی آهن یکی از مولفه‌هایی است که در محاسبات پیچیده صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای برآورد چگالی هر جسمی باید جرم جسم را بر حجم آن تقسیم کرد که این موضوع برای آهن نیز صدق می‌کند. واحد جرم حجمی آهن یا هر جسم دیگری، کیلوگرم بر متر مکعب (kg/m3) است.
آهن با نماد شیمیایی (Fe) بزرگترین و اصلی‌ترین فلز موجود روی زمین است. دانسیته(چگالی) این ماده برابر با 7860 کیلوگرم بر متر مکعب است. یعنی یک مکعب یک متری از آهن، 7860 کیلوگرم وزن دارد که معادل بیش از 17000 پوند است. جرم حجمی آهن گالوانیزه نیز مشابه آهن معمولی و معادل 7860 کیلوگرم بر متر مکعب است. در حالی که چگالی آهن مایع در دمای مذاب (حدود 1538 درجه سانتیگراد) معادل 6.98 کیلوگرم بر دسی‌متر مکعب (kg/dm3) برآورد شده است. البته این مقدار را در محاسبات رُند کرده و 7 در نظر می‌گیرند.
چگالی فولاد ممکن است که کمی بیشتر یا کمتر از چگالی آهن باشد. زیرا میزان جرم حجمی فولاد به ترکیبات آلیاژی آن وابسته است و می‌تواند متغیر باشد. اما به طور معمول دانسیته فولاد برابر با 7.85 گرم بر سانتی‌متر مکعب است. البته در بسیاری از مواقع و برای راحتی بیشتر، میزان جرم حجمی فولاد در محاسبات آهن‌آلات، 8 در نظر گرفته می‌شود.
چگالی آهن kg/m3
همانطور که بیان شد، چگالی آهن معادل 7860 کیلوگرم بر متر مکعب است. به عبارتی یک مکعب آهنی با ابعاد یک متر مربع، دارای وزنی برابر با 7860 کیلوگرم است. میزان وزن برآورد شده نشان می‌دهد که آهن ماده‌ای بسیار متراکم و سنگین است. در واقع ساختار اتمی و مولکولی این فلز باعث افزایش وزن و تراکم آن می‌شود. اتم‌های بزرگ و سنگین آهن با فاصله کمی از هم قرار دارند و ماده‌ای با چگالی و سنگینی زیاد را تشکیل می‌دهند.
چگالی آهن به فاکتورهای مختلفی وابسته است که از آن جمله می‌توان به آلیاژهای موجود در فلز اشاره کرد. دانسیته آهن خالص برابر با 7874 کیلوگرم بر متر مکعب است؛ در حالی که آلیاژهای آهن با سایر عناصر، جرم حجمی متفاوتی دارند. روش ساخت و تولید نیز از دیگر عوامل تاثیرگذار بر دانسیته آهن است. در ادامه فرمول محاسبه چگالی آهن آورده شده است:
چگالی آهن (kg/m3): (حجم آهن) ÷ (جرم آهن)
در فرمول بالا، جرم بر حسب کیلوگرم و حجم بر حسب متر مکعب است.
تعیین چگالی آهن به ویژه در صنایعی که این فلز کاربرد گسترده دارد، بسیار مهم است. برای مثال در صنعت خودروسازی، برآورد چگالی این فلز نقش بسزایی دارد. زیرا آهن در ساخت قطعات مختلف خودروها مورد استفاده قرار می‌گیرد و بر وزن نهایی ماشین و ایمن و استحکام آن تاثیر می‌گذارد. همچنین در صنعت ساختمان‌سازی نیز آگاهی از چگالی این فلز(آهن) مهم است، چرا که این پارامتر برای محاسبه بار مرده سازه‌ها به کار می‌رود.
فرمول وزن مخصوص
محاسبه وزن دقیق مقاطع فولادی مختلف یکی از دغدغه‌های مهم معماران، پیمانکاران و خریداران است. اگر در حوزه آهن‌آلات و بازار مقاطع فولادی فعالیت کرده باشید، حتما عبارت وزن مخصوص آهن به گوشتان خورده است. اطلاع از وزن مخصوص یا همان وزن حجمی برای به دست آوردن وزن یک مقطع فولادی، بسیار مهم است. با فرمول زیر می‌توانید وزن مخصوص هر فلزی را محاسبه کنید:
وزن آهن‌آلات: (مساحت سطح مقطع (mm)* طول (m)* چگالی (g/cm2))/ 1000
در فرمول بالا وزن آهن‌آلات بر حسب کیلوگرم، مساحت سطح مقطع بر حسب میلی‌متر مربع و طول بر حسب متر است. برای مثال یک ورق آهنی به ابعاد 1*1*1 سانتی‌متر را در نظر بگیرید. با ضرب کردن دانسیته این فلز (g/cm27.86) در حجم، وزن مخصوص آن برآورد می‌شود. بنابراین وزن مخصوص آهن به ازای 1 سانتی‌متر مکعب از انواع مقاطع فولادی معادل 7.86 گرم است.
میلگرد، تیرآهن، نبشی و سایر فلزات هر کدام سطح مقطع متفاوتی دارند که می‌تواند بر روش محاسبه وزن مخصوص فلزات تاثیرگذار باشد. شما عزیزان می‌توانید برای آگاهی از میزان وزن مخصوص هر نوع مقطع فولادی، از جدول وزن مخصوص فلزات استفاده کرده و از این راه به پیشرفت پروژه‌های خود کمک کنید.
استفاده از ابزارهای مهندسی برای محاسبه وزن مخصوص آهن
خوشبختانه با پیرفت تکنولوژی ابزارهایی طراحی شده‌اند که چگالی مهمترین ورق های آهنی را به صورت پیشفرض در حافظه خود داشته و تنها با فشردن دکمه مخصوص هر آهن، وزن آن محاسبه می‌شود. استفاده از این ابزارها در بسیاری از شرکت های تولید آهن رایج بوده و قیمت آن نیز نسبت به کارایی هایی که دارند بسیار مقرون به صرفه است.
همچنین نرم افزارهای کامپیوتری نیز وجود دارند که خیلی ساده مانند ماشین حساب، وزن ورق های آهنی را محاسبه می‌کنند. چگالی منحصر به فرد هر آهن نیز در این نرم افزارها تعبیه شده و فرد می‌تواند با انتخاب فرمول مخصوص هر ورق آهنی وزن آن را محاسبه کند.
آیا نرم افزارهای محاسبه وزن آهن دقیق عمل می‌کنند
بله! دقت این نرم افزارها بسیار بالا بوده و جلوی کلاهبرداری های بزرگ را می‌گیرند. متاسفانه برخی از شرکت های تولیدی سودجو پیش از طراحی این نرم افزارها اقدام به کم فروشی می‌کردند. آن‌ها تنها چند گرم از وزن هر ورق را کم می‌کردند. امری که موجب می‌شد تا هیچکس از این تغییرات جزئی مطلع نشده و پول بیشتری را بابت خرید ورق های آهنی پرداخت کند.
