გალვალუმის ფოლადის კოჭის შემადგენლობასა და მუშაობას შორის ურთიერთკავშირის სიღრმისეული კვლევა

ისეთ სფეროებში, როგორიცაა შენობების ფარდის კედლები, საყოფაცხოვრებო ტექნიკის კორპუსები და ფოტოელექტრული სამაგრები, გალვალუმის ფოლადის კოჭები თანდათანობით ცვლის ტრადიციულ გალვანიზებული ფოლადის კოჭებს, როგორც ძირითად არჩევანს მათი ორმაგი უპირატესობის - კოროზიისადმი მდგრადობისა და ეკონომიურობის გამო. იქნება ეს გალვალუმის ფოლადის კოჭის ფასი, რომელიც საინჟინრო შესყიდვების მთავარი ფაქტორია, თუASTM A792 გალვალუმისპეციფიკაცია მკაფიოდ არის განსაზღვრული წარმოების სტანდარტებში, ძირითადი მახასიათებლების განსხვავებები შემადგენლობის ზუსტი კონტროლიდან გამომდინარეობს. დღეს ჩვენ დავიწყებთ შემადგენლობის ანალიზს, რათა გავხსნათ გალვალუმის ფოლადის კოჭების (მათ შორის გალვალუმის რულონის, ფოლადის კოჭის გალვალუმის და ა.შ.) მახასიათებლების საიდუმლოებები.
I. გალვალუმის ფოლადის ხვეულის ძირითადი შემადგენლობის ანალიზი
გალვალუმის ფოლადის კოჭების მუშაობა განისაზღვრება როგორც „საბაზისო მასალით“, ასევე „საფარით“. კომპონენტების განსხვავებული პროპორციები პირდაპირ გავლენას ახდენს საბოლოო პროდუქტის შესაბამის სცენარებზე. მაგალითად, გალვალუმის ფოლადის კოჭის Az150 შემადგენლობის დიზაინი, რომელიც მოითხოვს მაღალ კოროზიის წინააღმდეგობას, მნიშვნელოვნად განსხვავდება ჩვეულებრივი გალვალუმის კოჭისგან.
1. საფარის შემადგენლობა: ალუმინის, თუთიის და სილიციუმის „ოქროს თანაფარდობა“

ალუმინ-თუთიის საფარი არ არის ერთი ლითონი, არამედ ალუმინის (55%), თუთიის (43.5%) და სილიციუმის (1.5%) შენადნობის სისტემაა. ეს თანაფარდობა წარმოადგენს ოპტიმალურ გადაწყვეტას, რომელიც დადასტურებულია ხანგრძლივი პრაქტიკით:
* ალუმინი (Al): საფარის „კოროზიისადმი მდგრადი ბირთვი“. ალუმინი ფოლადის ხვეულის ზედაპირზე წარმოქმნის მკვრივ Al₂O₃ ოქსიდის ფენას, რომელსაც შეუძლია გაუძლოს კოროზიას ისეთი მკაცრი გარემოს ზემოქმედებისგან, როგორიცაა მჟავა წვიმა და მარილის შხეფები. ეს არის მთავარი მიზეზი, რის გამოც ალუმინ-თუთიით დაფარული ფოლადის ხვეულები 3-5-ჯერ უფრო მაღალი კოროზიისადმი მდგრადობით ხასიათდება, ვიდრე ჩვეულებრივი გალვანიზებული ფოლადის ხვეულები;
* თუთია (Zn): ასრულებს „შეწირული ანოდის დაცვის“ როლს. როდესაც საფარი იფხაჭნება, თუთია უპირატესად რეაგირებს ჟანგბადთან, რათა თავიდან აიცილოს ძირითადი ფოლადის ჟანგვა. ამავდროულად, თუთიის არსებობამ ასევე შეიძლება გააუმჯობესოს საფარის პლასტიურობა, რაც გალვალუმის როლიკის მოხრას და დაშტამპვას აადვილებს;
* სილიციუმი (Si): წყვეტს „საფარის ადჰეზიის“ პრობლემას. სილიციუმს შეუძლია ალუმინისა და რკინას შორის რეაქციის დათრგუნვა მყიფე და მყარი Fe-Al ინტერმეტალური ნაერთების წარმოქმნით, რაც ამცირებს საფარის აქერცვლის რისკს. სილიციუმის სტაბილიზაციის ეფექტი განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია უფრო სქელი გალვალუმური ფოლადის კოჭისთვის Az150 (AZ150 წარმოადგენს საფარის წონის 150 გრამს კვადრატულ მეტრზე).
2. სუბსტრატის შემადგენლობა: დაბალნახშირბადიანი ფოლადის „ძირითადი გარანტია“

სუბსტრატიგალვალუმის ფოლადის კოჭებიძირითადად დაბალნახშირბადიანი ფოლადია (ნახშირბადის შემცველობა ≤0.12%), რომელსაც მცირე რაოდენობით მანგანუმი (0.3-0.6%) და ფოსფორი (≤0.045%) ემატება: ნახშირბადი (C): ნახშირბადის ჭარბი შემცველობა სუბსტრატს ძალიან მაგარს გახდის, რაც დამუშავების დროს მას ბზარებისკენ მიდრეკილს გახდის; ძალიან დაბალი შემცველობა ფოლადის ხვეულის სიმტკიცეს შეამცირებს. ამიტომ, დაბალნახშირბადიანი ფოლადის ნახშირბადის შემცველობა მკაცრად უნდა კონტროლდებოდეს „სიმტკიცისა და დამუშავების უნარის ბალანსის დიაპაზონში“; მანგანუმი (Mn): მანგანუმის მცირე რაოდენობამ შეიძლება გააუმჯობესოს სუბსტრატის დენადობის ზღვარი პლასტიურობაზე მნიშვნელოვანი გავლენის გარეშე, რაც მას დატვირთვის მატარებელი აპლიკაციებისთვის შესაფერისს ხდის (მაგალითად, ფოლადის ხვეულის გალვალუმი ფოტოელექტრული სამაგრებისთვის); ფოსფორი (P): ფოსფორი ზრდის ფოლადის სიმყიფეს, ამიტომ სუბსტრატში ფოსფორის შემცველობა მკაცრად უნდა იყოს შეზღუდული, რაც ასევე ASTM A792 გალვალუმის სტანდარტში მკაფიოდ მითითებული ერთ-ერთი ინდიკატორია.
II. შემადგენლობასა და ძირითად მახასიათებლებს შორის ურთიერთკავშირი შემადგენლობის გაგება საშუალებას გვაძლევს ნათლად დავინახოთ, თუ რატომ არის ზოგიერთიგალვალუმის კოჭებიგამოდგება გარე კონსტრუქციებისთვის, ზოგი კი - საყოფაცხოვრებო ტექნიკის ლაინერისთვის - არსი მდგომარეობს შემადგენლობის კორექტირებით გამოწვეულ შესრულების განსხვავებებში.

1. კოროზიისადმი მდგრადობა: ალუმინის შემცველობა განსაზღვრავს „დაცვის დონეს“. კოროზიისადმი მდგრადობა კომპანიის ძირითადი კონკურენტუნარიანობაა.გალვალუმის რულონებიდა მისი კავშირი შემადგენლობასთან განსაკუთრებით პირდაპირია: როდესაც საფარში ალუმინის შემცველობა 50%-დან 55%-მდე იზრდება, Al₂O₃ ოქსიდის ფენის სიმკვრივე მნიშვნელოვნად უმჯობესდება. ზღვისპირა მარილის შესხურების გარემოში ფოლადის ხვეულის კოროზიის დრო შეიძლება 10 წლიდან 20 წელზე მეტხანს გაგრძელდეს. თუ სილიციუმის შემცველობა 1%-ზე ნაკლებია, ეს გამოიწვევს საფარსა და სუბსტრატს შორის ადჰეზიის შემცირებას, რაც საფარს მარილის შესხურების ტესტებში ბუშტუკების წარმოქმნისკენ მიდრეკილს ხდის; თუ ის 2%-ზე მეტია, ეს გაზრდის საფარის სიმყიფეს, რითაც ამცირებს კოროზიისადმი მდგრადობას. სწორედ ამიტომ, Galvalume ფოლადის ხვეულ AZ150-ს უფრო ძლიერი კოროზიისადმი მდგრადობა აქვს, ვიდრე AZ100-ს (100 გ საფარი კვადრატულ მეტრზე) - საფარი არა მხოლოდ უფრო სქელია, არამედ ალუმინი-თუთია-სილიციუმის თანაფარდობაც უკეთესად შეეფერება მაღალი დაცვის მოთხოვნებს.
2. მექანიკური თვისებები: სუბსტრატის შემადგენლობა დომინირებს „სიმტკიცესა და დამუშავებადობაზე“
სიმტკიცე: სუბსტრატში მანგანუმის შემცველობის ყოველი 0.1%-იანი ზრდის შემთხვევაში, ფოლადის ხვეულის დენადობის ზღვარი შეიძლება გაიზარდოს 5-8 მპა-ით. ამიტომ, დატვირთვის მატარებელ აპლიკაციებში გამოყენებული გალვალუმის ფოლადის ხვეულისთვის, მანგანუმის შემცველობა კონტროლდება 0.5-0.6%-ზე.
დამუშავებადობა: რთული შტამპვის საჭიროების მქონე აპლიკაციებისთვის, როგორიცაა საყოფაცხოვრებო ტექნიკის კორპუსები, შეირჩევა ნახშირბადის ≤0.1%-იანი შემცველობის მქონე სუბსტრატები, ხოლო საფარის სილიციუმის შემცველობა მცირდება დაახლოებით 1.5%-მდე, რათა თავიდან იქნას აცილებული საფარის ბზარები შტამპვის დროს. 3. მაღალი ტემპერატურისადმი მდგრადობა: ალუმინის უპირატესობა „მაღალ ტემპერატურაზე სტაბილურობაა“.
ალუმინის დნობის წერტილი (660℃) გაცილებით მაღალია თუთიის (419℃) დნობის ტემპერატურასთან შედარებით, ამიტომ ალუმინიზებული თუთიის ფოლადის კოჭების მაღალტემპერატურული წინააღმდეგობა გაცილებით აღემატება გალვანიზებული ფოლადის კოჭების მდგრადობას:
200℃-ზე დაბალ ტემპერატურაზე (მაგალითად, ღუმელის უგულებელყოფა) საფარის მოქმედება სტაბილურია;
300℃-ის მოკლევადიანი მაღალი ტემპერატურის პირობებშიც კი, Al₂O₃ ფენას შეუძლია თავიდან აიცილოს საფარის დაჟანგვა, რაც არის მთავარი მიზეზი, რის გამოც Galvalume Roll შესაფერისია ბუხრებისა და მაღალი ტემპერატურის მილების მოპირკეთებისთვის.

III. შემადგენლობას, მახასიათებლებსა და გალვალუმის ფოლადის ხვეულის ფასს შორის ურთიერთკავშირი

შესყიდვის დროს ბევრი ადამიანი ფიქრობს: რატომ შეიძლება ერთი და იგივე სპეციფიკაციების მქონე გალვალუმის ხვეულის ფასთა სხვაობამ 100-200 იუანი/ტონას მიაღწიოს? არსებითად, ფასთა სხვაობა კომპონენტების ღირებულებას ასახავს: საფარის ღირებულება: ალუმინის საბაზრო ფასი 2-3-ჯერ მეტია თუთიის ფასზე. ამიტომ, რაც უფრო მაღალია ალუმინის შემცველობა საფარში (მაგ., AZ150 AZ90-თან შედარებით), მით უფრო მაღალია ღირებულება და მით უფრო მაღალია გალვალუმის ფოლადის ხვეულის ფასი. საბაზისო მასალის ღირებულება: რაც უფრო მაღალია მანგანუმის შემცველობა და რაც უფრო დაბალია ფოსფორის შემცველობა დაბალნახშირბადიან ფოლადში, მით უფრო მაღალია დნობის ღირებულება და მით უფრო მაღალია შესაბამისი გალვალუმის ფოლადის ხვეულის ფასი. სტანდარტული ღირებულება: ASTM A792 გალვალუმის სტანდარტს შეესაბამება პროდუქტები, რომლებიც უფრო მკაცრ კომპონენტებს ტოლერანტობის კონტროლს ახორციელებენ (მაგ., ალუმინის შემცველობის გადახრა ≤ ±1%), წარმოების დროს უფრო მაღალი ჯართის მაჩვენებელი და ფასი 5-8%-ით მაღალია, ვიდრე არასტანდარტული პროდუქტები. IV. პრაქტიკული გამოყენების შემთხვევა: შემადგენლობის შერჩევის მნიშვნელობა

სანაპირო მშენებლობის პროექტში გალვალუმის ფოლადის კოჭების ორი ტიპი შედარდა: ჩვეულებრივი გალვალუმის კოჭა (50% ალუმინი, 1% სილიციუმი): ლოკალიზებული კოროზია 3 წლიანი გამოყენების შემდეგ გამოვლინდა; გალვალუმის ფოლადის კოჭა Az150 (55% ალუმინი, 1.5% სილიციუმი), რომელიც შეესაბამება ASTM A792-ს: 5 წლიანი გამოყენების შემდეგ მნიშვნელოვანი კოროზია არ აღენიშნება და ტაიფუნის ზემოქმედების დროს დეფორმაცია არ აღენიშნება (უმაღლესი მექანიკური თვისებები). საბოლოოდ, პროექტმა ეს უკანასკნელი აირჩია. მიუხედავად იმისა, რომ გალვალუმის ფოლადის კოჭის საწყისი ფასი 150 იუანით/ტონაზე მეტი იყო, მისი მომსახურების ვადა 10 წელზე მეტით გაიზარდა, რამაც გრძელვადიანი ხარჯების შემცირება გამოიწვია.

დასკვნა: გალვალუმის ფოლადის კოჭების შემადგენლობის დიზაინი „მოთხოვნების ზუსტად შესაბამისობის“ პროცესია: AZ150 (მაღალი ალუმინი, მაღალი სილიციუმი) შერჩეულია მაღალი კოროზიისადმი მდგრადობისთვის; დაბალი სილიციუმის, დაბალი ნახშირბადის სუბსტრატები შერჩეულია რთული დამუშავებისთვის; ხოლო ASTM A792 სტანდარტის პროდუქტები შერჩეულია ექსპორტის პროექტებისთვის. ფოტოელექტრული და ახალი ენერგეტიკული ინდუსტრიების სამომავლო განვითარებასთან ერთად, შემადგენლობის ოპტიმიზაცია (მაგალითად, კოროზიისადმი მდგრადობის გასაუმჯობესებლად იშვიათმიწა ელემენტების კვალის დამატება) გახდება ალუმინიზებული თუთიის ფოლადის კოჭების განვითარების მნიშვნელოვანი მიმართულება, რაც კიდევ უფრო გააფართოვებს მათი გამოყენების საზღვრებს.