ورق ضد سایش چیست؟

ساییدگی زمانی اتفاق می‌افتد که مواد در طول یک دوره از بین بروند. سایش غیر منتظره می‌تواند منجر به شکست سازه شود. بنابراین، استفاده از مواد مناسب برای اطمینان از این که پوشش سطحی باعث نابودی غیرقابل پیش‌بینی ساختار یا قطعات نمی‌شود، اهمیت دارد.

در حالی که فولاد به طور کلی دارای مقاومت عالی در برابر سایش است، همه فولادها یکسان نیستند. انواعی از فولاد وجود دارند که مخصوصا برای جلوگیری از سایش ساخته شده و به عنوان فولادهای ضد سایش شناخته می‌شوند. ورق ضد سایش، یک ورق فولادی آلیاژی با کربن بالا است. به این صورت که ورق ضد سایش با توجه به دارا بودن کربن، سخت‌تر است و به علت اضافه شدن آلیاژها شکل پذیر و در برابر هوا مقاوم می‌باشد.

نحوه تولید ورق ضد سایش

ورق ضد سایش (AR) به طور معمول در شرایط نوردی ساخته می‌شود. این گرید محصولات ورق فولادی به طور خاص برای عمر طولانی مدت در شرایط سخت طراحی شده است. محصولات ضد سایش برای انواع برنامه‌های کاربردی در زمینه‌هایی مانند معدن، تسمه و ساخت و ساز مناسب هستند. همانند سایر فولادها، فولاد ضد سایش از سنگ آهن، کربن و سایر عناصر آلیاژی ساخته شده است. سنگ آهن در یک کوره انفجاری ذوب می‌شود که مواد نامطلوب را که ممکن است در سنگ معدن باشد، حذف می‌کند. کربن و سایر عناصر آلیاژی در این زمان اضافه می‌شود. فولادهای ضد سایش به طور خاص مقدار بیشتری کربن و عناصر آلیاژی مانند کروم و منگنز دارد. موادی که از اکسیداسیون جلوگیری می‌کنند نیز به مخزن مذاب اضافه می‌شوند.

طراحان و اپراتورهای کارخانجات در هنگام تلاش برای گسترش عمر مفید اجزای مهم، ورق فولادی ضدسایش را انتخاب می‌کنند و وزن هر واحد را به کار می‌گیرند. مزایای استفاده از ورق ضد سایش فولادی در برنامه‌های عملیاتی که شامل ضربه و یا با در تماس قرار گرفتن با مواد ساینده بسیار وسیع است.

کربن اضافه شده در طول ساخت ورق فولادی، به طور قابل توجهی سفتی و سختی را افزایش داده، اما قدرت را کاهش می‌دهد. بنابراین، ورق ضد سایش در شرایطی استفاده می‌شود که سایش و خراش علت اصلی شکست باشد. ورق AR برای ساخت و سازهای ساختمانی، مانند تیرهای ستون در پل‌ها یا ساختمان‌ها ایده‌آل نیست.

ورق ضد سایش چگونه کار می‌کند؟

ترکیب شیمیایی فولاد ضد سایش یکی از ویژگی‌هایی است که آن را نسبت به پوشش‌های انواع دیگر فولاد ایمن‌تر می‌کند. آلیاژهای متعددی وجود دارد که می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد تا مقاومت در برابر سایش، افزایش یابد. کربن افزوده شده به فولاد اجازه می‌دهد تا در هنگام گرم و خاموش شدن، ریزساختارها را با افزایش سختی تشکیل دهند. عناصر دیگر نیز می‌توانند به فولاد ضد سایش اضافه شوند تا مقدار سختی آن نیز افزایش یابد. کروم و منگنز نیز به فولادهای ضدسایش اضافه می‌شوند تا به کاهش اثرات منفی ناشی از سایش کمک کنند.

عملیات حرارتی یکی دیگر از عواملی است که به مقاومت فولاد در برابر سایش کمک می‌کند. فولاد ضد سایش باید یک ریزساختار داشته باشد که به آن این امکان را می‌دهد که سختی بالایی داشته باشد. بخشی از این مساله، با اضافه کردن عناصر آلیاژی مناسب، انجام می‌شود. با این حال، این عامل به تنهایی برای اطمینان از تشکیل ریز ساختار مناسب نیست.

فولاد نیز باید دستخوش یک فرایند گرمادهی و خشک شدن سریع شود تا ریزساختاری مانند مارتنزیت و باینیت تشکیل شود  که به فولاد مقدار سختی مورد نیاز را می‌دهد. هنگام جوشکاری یا حرارت دادن فولادهای ضد سایش، باید مراقب باشید. اگر دمای آنها به اندازه کافی بالا رفته و گرم شوند، ممکن است باعث شود تا مقداری از سختی و همچنین مقاومت آن در برابر سایش از دست برود. 

چه عواملی باعث افزایش سفتی و سختی ورق مقاوم به سایش می‌شود؟

در واقع ترکیبات شیمیایی ورق مقاوم به سایش آن را نسبت به دیگر ورق آلیاژی متفاوت می ‌سازد. عنصر کربنی که به هنگام نورد گرم به مواد مذاب اضافه می ‌شود باعث شده تا ریزساختارها به هنگام گرم و خشک شدن با سختی بیشتری شکل بگیرند. عناصر دیگری مانند منگنز و کروم نیز خاصیت ضدسایش این نوع ورق افزایش پیدا کند. یکی دیگر از عواملی که به سختی و سفتی ورق مقاوم به سایش کمک خواهد کرد، عملیات حرارتی می باشد. عملیات حرارتی به هنگام تولید ورق ضد سایش باعث تشکیل ریزساختارها می ‌شود و به افزایش مقاومت ورق به ساییدگی کمک می‌کند.

به طور کلی ورق ضد سایش بایستی تحت فرآیند گرما و خشک شدن ناگهانی قرار گیرد تا ریزساختارهایی به نام مارتنزیت و باینیت که عامل موثر در کاهش ساییدگی هستند بر روی ورق فولادی شکل بگیرند. نکته قابل توجه این است که اگر ورق ضد سایش بیش از حد حرارت ببیند و یا به هنگام جوشکاری دقت کافی به عمل نیاید، امکان از بین رفتن ریزساختارها و کاهش مقاومت به سایش به وجود می‌آید.

کاربرد ورق ضد سایش

ورق مقاوم به سایش کاربردهای زیادی در صنایع مختلف دارد. شرکت‌هایی که دارای تجهیزات در معرض مواد ساینده و خورنده می‌باشند، معمولا از ورق مقاوم به سایش برای ساخت تجهیزات خود استفاده می‌کنند. همچنین، از ورق مقاوم به سایش برای ساخت ورق نقاله، دستگاه‌های تهیه مواد غذایی و ماشین‌های خمیرسازی بهره می‌گیرند. به طور کلی، برای ساخت هر سازه‌ای که تحت تاثیر سایش قرار می‌گیرد و یا با مواد ساینده مثل شن و ماسه به طور مداوم در تماس است، از ورق آلیاژی مقاوم به سایش در گریدهای مختلف استفاده می‌شود.