استاندار تیرآهن؛ شناخت کامل برای انتخاب بهتر

تیرآهن‌ها واقعاً نقشی بیشتر از تکیه‌گاه و تحمل وزن در ساختمان‌ها ایفا می‌کنند. آن‌ها چارچوب اصلی ساختمان‌ها را شکل داده و تمام طراحی‌ها و بخش‌های دیگر ساختمان به لطف وجود آن‌ها امکان‌پذیر می‌شود. این تیرهای فولادی در واقع ستون فقرات و چارچوب اصلی ساختمان را شکل می‌دهند و به همین خاطر بسیار ضروری است که کاملاً قوی، مستحکم و البته قابل اطمینان باشند و با محاسبات مهندسی دقیقی انتخاب و طراحی شوند. به‌ همین خاطر، استفاده از مقیاس‌های مختلف در این حوزه اهمیت پیدا می‌کند. این موارد کمک می‌کنند تا تمام این محصولات حداقل الزامات کیفیتی را رعایت کنند و بر همین اساس بتوان محاسبات طراحی و نقشه‌کشی ساختمان را با اطمینان خاطر و تضمین انجام داد. در این مقاله مروری بر مهم‌ترین و پرکاربردترین استانداردهای تیرآهن خواهیم داشت.

معرفی استاندارد ASTM تیرآهن

یکی از مهم‌ترین استانداردهای بین المللی تیرآهن توسط انجمن آمریکایی آزمایش مواد (American Society for Testing and Materials به اختصار ASTM) منتشر می‌شود. ASTM یک سازمان بین المللی است که به صورت داوطلبانه معیارهایی را برای طیف گسترده‌ا‌ی از مواد، محصولات، سیستم‌ها و خدمات توسعه و منتشر می‌کند. استانداردهای ASTM توسط مهندسان، معماران، پیمانکاران، تولید کنندگان، رگولاتورها و مصرف کنندگان، و به منظور اطمینان پیدا کردن از کیفیت، ایمنی و قابلیت اطمینان محصولات استفاده می‌شوند.

یکی از زمینه هایی که استاندارد ASTM پوشش می‌دهد، صنعت فولاد است که تمام مقاطع فلزی نیز شامل آن می‌شوند. تیرها عناصر ساختاری افقی یا شیب دار هستند که بارهای اعمال شده عمود بر محور طولی خود را تحمل می کنند. تیرها به طور گسترده در ساختمان ها، پل ها، برج ها، جرثقیل ها و سایر سازه ها استفاده می شوند.

هدف استانداردهای ASTM

هدف این معیار برای تیرآهن، ارائه مشخصات ضروری برای ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی، ابعاد، انحراف ها، ساخت، بازرسی، آزمایش و صدور گواهینامه است. استاندارد مدنظر به مصرف‌کنندگان این اطمینان را می‌دهد که این محصولات الزامات طراحی را برآورده می‌کنند و مطابق انتظار تحت شرایط بارگذاری و محیطی مختلف کار می‌کنند.

این استاندارد همچنین ارتباط و همکاری بین طرف‌های مختلف درگیر در صنعت فولاد، مانند طراحان، سازندگان، تامین کنندگان، ناظران و مشتریان را تسهیل می‌کند. با استفاده از یک زبان و معیار مشترک، استانداردهای ASTM برای تیرهای فلزی به جلوگیری از سردرگمی، خطاها، اختلافات و تاخیر در فرآیند تولید و تحویل تیر کمک می‌کنند. این موضوع می‌تواند در زمینه تعیین قیمت تیرآهن هم مفید باشد. طبعاً هرچه مقیاس‌های بیشتری رعایت شوند، کیفیت بالاتر بوده و قیمت نیز احتمالاً بالاتر خواهد بود. بیایید چند نمونه از استانداردهای انجمن آمریکایی آزمایش مواد برای مقاطع فلزی را مرور کنیم:  

استاندارد ASTM A6/A6M

یکی از مهم ترین استانداردهای ASTM برای تیرآهن، معیار ASTM A6/A6M برای الزامات عمومی میلگردهای فولادی نورد، تیرآهن، ورق‌ها و محصولات این‌چنینی است. این مدل، هشت درجه فولاد کربن و کم آلیاژ با کیفیت ساختاری را برای استفاده در ساخت پل ها، ساختمان‌ها با جوشکاری، پرچ کردن و برای اهداف ساختاری عمومی را پوشش می‌دهند. معیار مورد بحث محدودیت‌های ترکیب شیمیایی، الزامات خواص مکانیکی، تغییرات مجاز در ابعاد و جرم، تغییرات مجاز در راستی و خمیدگی، تغییرات مجاز در دامنه (انحنا)، محدوده تغییر مجاز در صافی (شیب)، روش‌های آزمایش (آزمایش کشش، آزمایش خم)، راه‌های بازرسی (بازرسی بصری)، مسیرهای صدور گواهینامه (گزارش آزمایشگاه کارخانه)، روش‌های علامت‌گذاری و بسته‌بندی برای فرآورده‌های فولادی را بررسی می‌کند.

آزمون‌های استاندارد ASTM برای تیرهای آهنی

مطابقت تیرهای آهنی با الزامات مشخص شده توسط معیارهای ASTM با انجام آزمایش‌های دقیق و جامع ارزیابی می‌شوند. این آزمایش‌ها شامل موارد زیر هستند:

• آزمون کشش: این آزمایش میزان مقاومت کششی، استحکام تسلیم، افزایش طول در هنگام کشش و کاهش سطح مقطع یک نمونه تیرآهن را اندازه‌گیری می‌کند. روش انجام تست به این شکل است که یک نیروی محوری به نمونه وارد می‌شود و این نیرو به مرور افزایش پیدا می‌کند، تا جایی که فولاد دیگر تحمل نداشته و تخریب شود. از نتایج این آزمایش برای تعیین اینکه آیا مقطع فولادی مدنظر با حداقل الزامات خواص مکانیکی مشخص شده در مقیاس ASTM مطابقت دارد یا خیر، استفاده می‌شود.

• آزمون خم: این آزمایش انعطاف‌پذیری و قابلیت خم شدن یک نمونه کالا فلزی را اندازه‌گیری می‌کند. در طی آزمایش خمیدگی از طریق خم کردن نمونه حول یک شعاع مشخص انجام می‌شود. این کار تا زمانی ادامه پیدا می‌کند که ترک روی سطح بیرونی ظاهر شود یا اینکه زاویه مشخصی حاصل شود. نتایج این آزمایش برای تعیین اینکه آیا تیر با حداقل الزامات انعطاف‌پذیری مشخص شده در استاندارد مورد بحث مطابقت دارد، استفاده می‌شود.

• بازرسی بصری: این بازرسی وضعیت سطح و ظاهر تیر را بررسی می‌کند. این روش توسط بازرس واجد شرایط انجام می‌شود که به دنبال هر گونه نقصی است که ممکن است بر کیفیت یا عملکرد تیر تأثیر بگذارد.

استانداردهای ISO برای تیرآهن

اگر در صنعت ساخت و ساز مشغول به کار هستید، ممکن است نام استانداردهای ISO برای تیرها را شنیده باشید. اما این مقیاس‌ها چه هستند و چرا اهمیت دارند؟ در این بخش، ما سعی داریم اصول اولیه مربوط به ISO را توضیح داده و چگونگی انجام، طبقه‌بندی و مزایای آن‌ها برای صنایع و مصرف‌کنندگان را بررسی کنیم. ISO مخفف سازمان بین المللی استانداردسازی است؛ یک نهاد جهانی که مقیاس‌های داوطلبانه را برای انواع مختلفی از محصولات، خدمات و فرایندها توسعه داده و منتشر می‌کند. معیار ISO به دنبال اطمینان پیدا کردن از کیفیت، ایمنی، کارایی و سازگاری در سراسر کشورهای مختلف و مناطق هستند.

یکی از زمینه‌هایی که ISO پوشش می‌دهد، حوزه مهندسی سازه است، که شامل مقاطع فولادی نیز می‌شود. معیار ISO، دستورالعمل‌ها و مشخصات فنی تیرآهن لازم برای طراحی، ساخت، آزمایش و بازرسی آن‌ها را ارائه می‌دهد. آنها همچنین به طبقه‌بندی تیرها بر اساس خواص مواد، ابعاد و ویژگی‌های عملکردی آنها کمک می‌کنند. با پیروی از مقیاس ISO، تولیدکنندگان تیرآهن و کاربران می‌توانند اطمینان حاصل کنند که محصولات آنها با الزامات و انتظارات بازار و ناظران مطابقت دارند.

• استاندارد ISO 630: یکی از مهمترین استانداردهای ISO برای تیرآهن، نوع ISO 630 آن است که شرایط فنی تولید و تحویل فولادهای ساختمانی را مشخص می‌کند. این مدل ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی، تلرانس ابعادی و کیفیت سطح فولادهای ساختمانی را تعریف می‌کند. این معیار همچنین فولادهای ساختمانی را بر اساس استحکام تسلیم، مقاومت کششی، افزایش طول و مقاومت ضربه در درجات مختلف طبقه بندی می‌کند.

به عنوان مثال، ISO 630 – 1:2011 فولادهای ساختمانی عمومی با استحکام تسلیم بین ۲۳۵ مگاپاسکال تا ۴۶۰ مگاپاسکال را پوشش می دهد. نوع ISO 630 برای تولید مقطع فلزی و طبقه‌بندی آن‌ اهمیت زیادی دارد، زیرا مشخصات مواد و عملکرد آن‌ها را تعیین می‌کنند. با رعایت این مدل، تولیدکنندگان می‌توانند اطمینان حاصل کنند که محصولات آنها دارای کیفیت و قابلیت اطمینان ثابت و یکنواختی هستند. با مراجعه به مقیاس مدنظر، مصرف‌کنندگان نیز می‌توانند گرید مناسب فولاد را بسته به کاربردها و الزامات طراحی خود انتخاب کنند.

• استاندارد ISO 9000 برای تضمین کیفیت تیرآهن: یکی دیگر از جنبه هایی که استانداردهای ISO بر آن تاکید دارند، تضمین کیفیت است و آن به معنی ضمانت محصولات یا خدمات، مطابق با معیارهای مشخص شده و خواسته‌های مشتری است. تضمین کیفیت شامل برنامه‌ریزی، اجرا، نظارت و بهبود سیستم مدیریت کیفیت سازمان است. ISO مجموعه‌ای از روش‌ها برای سیستم‌های مدیریت کیفیت به نام ISO 9000 را توسعه داده است. این معیارها راهنمایی و بهترین شیوه‌ها را برای ایجاد، حفظ و بهبود یک سیستم مدیریت کیفیت که تمام جنبه‌های فعالیتهای یک سازمان را پوشش می‌دهد، ارائه می‌دهند.

مقیاس مورد بحث به سازمان‌ها کمک می‌کند تا رضایت مشتری را به دست آورند، با الزامات قانونی مطابقت داشته باشند و عملکرد خود را بهبود بخشند. تضمین کیفیت برای تولید تیرآهن بسیار مهم است زیرا اطمینان‌خاطری را ارائه می‌دهد که آن‌ها مطابق با استانداردها و ویژگی‌های مشخص شده تولید می شوند. تضمین کیفیت همچنین به جلوگیری از نقص، خطاها یا خرابی‌هایی که ممکن است ایمنی یا کارایی تیرهای فولادی را به خطر بیندازد، کمک می کند. این ضمانت همچنین شامل روش‌ها و تکنیک‌های مختلفی مانند بازرسی، آزمایش، کالیبراسیون، صدور گواهینامه یا حسابرسی است.

• استاندارد ISO 15614: یکی از انواع آزمایشاتی که مربوط به تولید انواع تیرآهن می شود، آزمایش جوش است. جوشکاری فرآیند اتصال دو یا چند قطعه فلزی با استفاده از گرما یا فشار یا هر دو است و کاربرد بسیار زیادی در زمینه ساخت‌وساز و استفاده از تیرآهن دارد. با این حال، جوشکاری ممکن است برخی از چالش‌ها و خطرات را برای تولید تیرآهن ایجاد کند. این فرآیند می‌تواند با ایجاد تنش‌های پسماند، پیچ خوردگی، ترک یا نقص، روی خواص مواد و عملکرد تیرها تأثیر بگذارد. روش مورد بحث همچنین می تواند کارگران را در معرض خطراتی مانند شوک الکتریکی، آتش، انفجار یا تابش قرار دهد.

بنابراین، آزمایش جوشکاری برای اطمینان از کیفیت و ایمنی مقطع فلزی ضروری است. این آزمایش شامل بررسی جوش‌ها و اتصالات جوشکاری برای ارزیابی یکپارچگی و مناسب بودن آنها برای کاربرد مورد نظر است. آزمایش جوشکاری را می توان با استفاده از روش‌های مخرب یا غیر مخرب انجام داد. ISO 15614 مجموعه روش‌هایی است که الزامات تست فرآیند مدنظر برای مواد فلزی را مشخص می‌کند.

هدف از این آزمایشات، تأیید این است که فرآیند جوشکاری می‌تواند فرآورده‌هایی با خواص مورد نظر، مانند استحکام مکانیکی، مقاومت در برابر خوردگی و دقتِ ابعادی را تولید کند. ISO 15614-1 پوشش جوشکاری قوس و گاز فولادها و جوشکاری قوس نیکل و آلیاژهای نیکل را شامل می‌شود، در حالی که ISO 15614-14 پوشش جوشکاری هیدروژن-لیزری همان مواد را شامل می‌شود. برای واجد شرایط بودن یک فرآیند جوشکاری مطابق با ISO 15614، سازنده باید یک مشخصات مقدماتی از فرآیند (pWPS) را تهیه کند، یک قطعه آزمایشی را مطابق با PWP جوش دهد و قطعه آزمایش را مطابق با معیارهای مشخص شده بررسی و آزمایش کند. دامنه واجد شرایط بودن به عوامل مختلفی مانند نوع فرآیند جوشکاری، ماده پایه، ماده پرکننده، طراحی جوش و موقعیت جوشکاری بستگی دارد.

استانداردهای EN برای تیرها

علاوه بر ISO، منبع دیگری برای استانداردهای تیرآهن، کمیته تعیین کننده این معیار در  اروپا (CEN) است. CEN سازمانی است که مقیاس‌های داوطلبانه‌ای را برای بخش‌ها و حوزه‌های مختلف در اروپا توسعه و منتشر می‌کند. مدل‌های CEN به تسهیل تجارت، نوآوری و رقابت در بازار اروپا کمک می‌کنند. این سازمان دست‌آوردهای خود را با نام EN منتشر می‌کند. یکی از زمینه هایی که CEN پوشش می‌دهد، بخش ساخت و ساز است که تیرآهن نیز شامل آن می‌شود. معیار EN برای تیرها شامل مشخصات و الزامات طراحی، ساخت، آزمایش و بازرسی آن‌ها می‌شود. آنها همچنین به هماهنگ سازی مقررات فنی و هنجارها در کشورهای مختلف اروپایی کمک می کنند.

برخی از مهمترین استانداردهای CEN برای تیرآهن عبارتند از:

• EN 10025: این مقیاس شرایط تحویل فنی محصولات نورد گرم فولادهای ساختمانی را مشخص کرده و انواعی از فولادهای ساختمانی با خواص مکانیکی و ترکیبات شیمیایی مختلف را پوشش می‌دهد. این روش همچنین الزامات عمومی بازرسی، آزمایش، علامت گذاری و مستندات فولادهای ساختمانی را مشخص می کند.

• EN 1993: مقیاس EN 1993 قوانین و دستورالعمل‌های لازم برای طراحی سازه‌های فولادی را مشخص می‌کند و برجنبه‌های مختلف تحلیل سازه‌ای، پایداری، دوام، مقاومت در برابر آتش، خستگی و اتصالات را پوشش دهد.

• EN 1090: این استاندارد الزامات مربوط به اجرای سازه‌های فولادی و سازه‌های آلومینیومی را مشخص می‌کند. به صورت جزئی‌تر می‌توان گفت که جنبه‌های مختلف ساخت، مونتاژ، نصب، جوشکاری، پیچ، پوشش دهی سطح، بازرسی و مستندات سازه های فولادی و آلومینیومی را پوشش می‌دهد.

استانداردهای ملی تیرآهن

سازمان ملی استاندارد ایران تاکنون شش معیار برای انواع تیرآهن تدوین کرده است. آنها، ویژگی‌های فنی و کیفیت تیرآهن‌ها را تعیین می‌کنند و ضامن ایمنی و دوام مقاطع فولادی هستند. خلاصه‌ای از این استانداردها را در جدول زیر مشاهده می‌کنید.

ردیف	شماره استاندارد	محصول مورد نظر	سال تدوین
1	13779	تیرآهن‌های گرم نوردیده بال‌پهن موازی سنگین	1390
2	13781	تیرآهن‌های گرم نوردیده بال‌پهن موازی سبک	1390
3	14484	تیرآهن‌های گرم نوردیده بال‌پهن موازی با وزن متوسط	1390
4	16348	تیرآهن‌های گرم نوردیده نیمه سبک‌بال نیم پهن موازی	1391
5	1791	تیرآهن گرم نوردیده بال نیم پهن موازی	1394
6	3277	تیرآهن گرم نوردیده بال باریک شیب‌دار	1394

جمع بندی

با توجه به اهمیت بسیار بالای تیرآهن در ساخت‌وساز و صنایع مختلف، تضمین کیفیت آن‌ها اهمیت بسیار بیشتری پیدا می‌کند. به همین خاطر،‌ کشورهای مختلف اقدام به تهیه استانداردهای مختلفی برای انواع محصولات فولادی کرده‌اند. این مقیا‌س‌ها به‌نوعی زبان مشترک تولید کننده، خریدار، صادر و وارد کننده، مهندسان،‌ نقشه‌کش‌ها و … هستند. در این مقاله برخی از متداول‌ترین استانداردهای تیرآهن در حوزه‌های مختلف و کاربرد آن‌ها را بررسی کرده و آشنایی بیشتری با آن‌ها پیدا کردیم. همچنین، با مراجعه به وب‌سایت پیوان می‌توانید از قیمت لحظه ای آهن آلات نیز مطلع شوید و جدیدترین به‌روزرسانی‌های قیمتی را به شکل روزانه در این سایت مشاهده کنید.