هنگامی که سازه فولادی در دمای گالوانیزه گرم قرار می گیرد، تنش‌های ذاتی قطعه آزاد شده و ممکن است که منجر به تاب برداشتن آن شود.
در واقع اعوجاج به دلیل آزاد شدن تنش های پسماند که در حین تولید و عملیات بعدی ساخت قطعه، در سازه فولادی محبوس شده اند، رخ می دهد.
به طور کلی، تنش‌های ذاتی منجر به اعوجاج دائمی نمی‌شوند، زیرا حد الاستیسیته فولاد برای مقابله با تاب خوردگی موقت،کافی است. با این حال، زمانی که تنش های ذاتی آنقدر زیاد باشد که قطعه فولادی نتواند آنها را جذب کند، تاب خوردگی دائمی خواهد بود.
در دمای اتاق، فولاد به اندازه کافی استحکام دارد که بتواند چنین تنش هایی را تحمل کند، اما در دمای حمام گالوانیزه، استحکام تسلیم فولاد ممکن است تا 40٪ کاهش یابد.
(توجه داشته باشید که فولاد زمانی که تا دمای محیط خنک شود، استحکام کامل خود را بازیابی می کند). اگر تنش‌های داخلی از مقاومت تسلیم فولاد فراتر رود، نمی‌تواند آنها را تحمل کند و فولاد دچار تغییر شکل پلاستیک می شود.
البته وقوع اعوجاج به سطح و توزیع تنش‌های داخلی بستگی دارد و در برخی موارد ممکن است تنش‌ها به گونه‌ای متعادل شوند که اعوجاج رخ ندهد.
وقوع احتمالی اعوجاج به موارد زیر بستگی دارد:
- سطح تنش های ذاتی
- توزیع و جهت تنش ها در سازه فولادی
- فرآیند تولید از جمله جوشکاری
- سختی سازه فولادی
- ترکیب و ضخامت مواد مقطع فولادی
- طراحی ضعیف سازه فولادی
جلوگیری از اعوجاج (راه حل ها)
با توجه به اینکه می توان علل بالقوه اعوجاج را شناسایی کرد، می توان اقدامات احتیاطی را انجام داد که می تواند به میزان قابل توجهی پتانسیل اعوجاج را کاهش دهد. از جمله:
- استفاده از مقاطع نورد گرم به جای مقاطع نورد سرد در صورت امکان
- به حداقل رساندن مقدار و اندازه جوش ها جهت کاهش گرمای ورودی و تنش های بالقوه
- استفاده از روش جوشکاری متعادل
- استفاده از توالی های جوشکاری متقارن
- یکنواخت نگه داشتن ضخامت مقطع فولادی تا حد امکان، تا از وارد شدن تنش های حرارتی و مسائل مربوط به انبساط و انقباض حرارتی متفاوت در طول چرخه فرآیند گالوانیزه جلوگیری شود. در حالت ایده آل، ضخامت مقطع نباید با نسبت بیش از 2.5:1 تغییر کند.
در جایی که ورق یا توری نازک در یک قاب جوش داده می شود، به احتمال بسیار زیاد در طی فرآیند گالوانیزه کردن، در اثر کمانش یا خمیدگی اعوجاج می یابد.
پتانسیل اعوجاج با گالوانیزه کردن قاب جدا از ورق یا مش و سپس اتصال پس از گالوانیزه به طور قابل توجهی کاهش می یابد. ورق نازک استحکام نسبتاً کمی دارد و همچنین ممکن است به دلیل نورد سرد دارای تنش های داخلی بالایی باشد. - طراحی متقارن قطعه تا حد امکان، طرح های نامتقارن بیشتر به تنش های نامتعادل منجر می شوند که ممکن است منجر به اعوجاج شود.
- در نظر گرفتن طراحی مناسب برای گالوانیزه ، به عنوان مثال، ایجاد سوراخ‌های هواکش با موقعیت مناسب و اندازه مناسب، گالوانیزه را قادر می‌سازد تا جایی که عملاً ممکن است کار را به سرعت غوطه‌ور کند، بنابراین تنش‌های حرارتی بالقوه را به حداقل می‌رساند.
- تنش زدایی یک قطعه قبل از گالوانیزه گرم
- ساخت مجموعه ها و زیر مجموعه ها در ماژول های مناسب:
به این ترتیب می توان آنها را با سرعت یکنواخت و در یک مرحله غوطه ور کرد و در نتیجه کل سازه می تواند به طور یکنواخت منبسط و منقبض شود.
مراجع:
ASTM A384: Standard Practice for Safeguarding Against Warpage and Distortion During Hot-Dip Galvanizing of Steel Assemblies
http://sperringalvanisers.com/distortion-warping-galvanising
