مزایا و معایب انواع قوطی پروفیل

در صنایع مختلف از انواع پروفیل برای کاربردهای متفاوت استفاده می‌شود. اندازه پروفیل بر دامنه کاربرد آن‌ تأثیر می‌گذارد. زیرا هرچه بزرگ‌تر باشد، بار بیشتری می‌تواند تحمل کند. پروفیل‌های فولادی دارای مقاطع ثابت در طول مشخصی هستند که برای بهبود کیفیت و سرعت در صنایع مختلف به‌ویژه در پروژه‌های ساختمانی استفاده می‌شوند. در این مقاله انواع پروفیل، مزایا و معایب انواع قوطی پروفیل موردبررسی قرارگرفته است.

معرفی قوطی پروفیل

پیدایش پروفیل به سال 1890 برمی‌گردد، زمانی که مهندسان در اسکاتلند از ورق‌های رولی که پرچ‌شده بودند، برای ساخت یک پل به طول 521 متر استفاده کردند. حدود دو دهه بعد، برادران مانیسمان برای سهولت در اتصال قطعات و سازه‌ها، سوراخ‌های مورب روی این ورق‌های رول ایجاد نمودند و به تولید گسترده این پروفیل‌ها پرداختند. این فرآیند بهینه‌سازی توسط مهندسان مختلف تا جنگ جهانی دوم ادامه یافت. در طول جنگ جهانی دوم، سازندگان با استفاده از جوشکاری یکپارچه، موفق به تولید پروفیل بدون درز با ضخامت کمتر شدند. پس از جنگ جهانی دوم، مولر دستگاهی را اختراع کرد که به‌راحتی می‌توانست برش‌های دایره‌ای و مستطیلی را روی پروفیل‌ها ایجاد کند.

انواع قوطی پروفیل

به طورکلی پروفیل‌ها را می‌توان با توجه به شکل ظاهری، میزان باربری، روش و فرآیند تولید و مواد به انواع مختلفی طبقه‌بندی کرد. در ادامه این بخش، بعد از بررسی انوع آنها به مزایا و معایب انواع قوطی پروفیل نیز خواهیم پرداخت.

بر اساس شکل ظاهری

با توجه به شکل ظاهری، پروفیل‌‌ها به دو دسته باز و بسته تقسیم می‌شوند که هر کدام دارای سطوح مقطع متنوع و ویژگی‌های خاص خود می‌باشند.

پروفیل بسته

پروفیل بسته نوعی پروفیل با سطح مقطع مربع، مستطیل و دایره است. از مقاطع کوچک پروفیل بسته معمولاً در ساخت نرده، در و پنجره، راه‌پله، پایه میز و صندلی و غیره به کار گرفته می‌شود. مقاطع بزرگ آن، اغلب در ستون‌های ساختمانی و به طورکلی در جاهایی که مقاومت بالایی لازم است، استفاده می‌شود.
مزایا پروفیل بسته شامل موارد زیر است:
• ایمنی در برابر تغییرات دما و رطوبت.
• مقاوم در برابر خوردگی.
• سازگار با محیط زیست
• سهولت پردازش
• دوام بالا، بنابراین عمر محصولات باکیفیت ده‌ها سال است.
معایب پروفیل بسته عبارتند از:
• هزینه بالایی دارد.
• در مقایسه با پروفیل باز به مواد اولیه بیشتری نیاز دارد.
• نیاز به نگهداری و مراقبت دارد.

پروفیل باز

پروفیل باز سطح مقطع کاملاً مربع یا مستطیل ندارد و عموماً یک یا چند نقطه از آن‌ باز است. با توجه به نیاز مصرف‌کنندگان، معمولاً از پروفیل باز در ساخت اقلامی مانند ناودانی، تیرآهن، نبشی، پروفیل پانچ، تسمه میلگرد، چهارپا و غیره استفاده می‌شود. شکل مقطع پروفیل باز می‌تواند شبیه یکی از حروف Z، T، U، C، G باشد. این محصولات اغلب با نام‌های خاص خود در بازار خریدوفروش می‌شوند و کاربردهای زیادی دارند.

مزایا قوطی پروفیل باز به شرح زیر است:

• نصب آسان
• استحکام بالا
• وزن کم و وزن سبک
• کم‌هزینه و مقرون به‌صرفه
معایب قوطی پروفیل باز عبارتند از:
• در مقایسه با سایر انواع پروفیل، در برابر خوردگی مقاومت کمتری دارند.
• اگرچه نمونه‌های ضخیم آنها از استحکام خوبی برخوردار هستند، اما آنهایی که به اندازه کافی ضخیم نیستند، نمی توانند فشار یا نیروهای کششی را تحمل کنند.
بر اساس روش تولید
در حال حاضر می‌توان پروفیل را به روش‌های مختلف تولید کرد که یکی از آنها استفاده از دستگاه نورد می‌باشد. در روش نورد با استفاده از دو غلتک، شکل‌دهی ورق فلز طی فرآیندی تدریجی انجام می‌شود. نورد به دو صورت گرم و سرد انجام می‌گردد که هرکدام ویژگی‌ها و مزایای خاص خود را دارند.
پروفیل نورد گرم
عموماً از این روش برای تولید انبوه پروفیل استفاده می‌شود. در این روش ورق‌های فولادی در دمای هوای بالای 1800 درجه فارنهایت گرم می‌گردند و پایه‌های غلتکی روی آن‌ها حرکت می‌کنند تا آن‌ها را تغییر شکل دهند. همچنین به دلیل دمای بالا، ویژگی مقاومت در برابر خوردگی در پروفیل افزایش می‌یابد و نگهداری آن‌ در هوای آزاد محدود نخواهد بود.

مزایا قوطی پروفیل نورد داغ عبارتند از:

تنها مزیتی که فرآیند نورد گرم در تولید پروفیل دارد، این است که ساختار ریخته‌گری شمش فولادی و عیوب ریزساختاری آن را از بین می‌برد، به‌طوری که ساختار فولادی فشرده‌شده و خواص مکانیکی آن بهبود می‌یابد. این بهبود عمدتاً باعث افزایش مقاومت پروفیل می‌شود و حباب‌ها، ترک‌ها و سستی ایجادشده در هنگام ریخته‌گری نیز می‌توانند تحت دما و فشار بالا از بین بروند..

معایب قوطی پروفیل نورد گرم عبارتند از:

• پس از انجام فرآیند نورد گرم، ممکن است آخال‌های غیرفلزی مانند سولفیدها، اکسیدها و سیلیکات‌ها در داخل فولاد به‌صورت ورقه‌های نازک فشرده و لایه‌لایه شوند. لایه‌لایه شدن به‌شدت خواص کششی فولاد را ضعیف می‌کند و ممکن است در هنگام انقباض بین لایه‌ها پارگی ایجاد شود.
• در فرآیند نورد گرم ممکن است تنش پسماند ناشی از سرمایش ناهموار که نوعی تنش در برابر تعادل درونی می‌باشد، ایجاد شود. هرچه اندازه قوطی پروفیل بزرگ‌تر باشد، تنش پسماند بزرگ‌تر است. در واقع تنش پسماند ممکن است بر عملکرد پروفیل در برابر نیروی خارجی برای تغییر شکل، پایداری، فرسودگی و سایر جنبه‌ها اثرات نامطلوبی داشته باشد.

پروفیل‌ نورد سرد

نورد سرد مشابه نورد گرم است، با این تفاوت که این فرآیند در دمای اتاق انجام می‌شود. تولید پروفیل به روش نورد سرد به‌گونه‌ای می‌باشد که صفحه فولادی در دمای معمولی هوای اتاق توسط پایه‌های غلتکی تحت فشار قرار می‌گیرد و تغییر شکل می‌دهد. نتیجه استفاده از این روش، تولید سطوح با دقت بالا و قطعات با استحکام بالا می‌باشد. پروفیل تولیدشده به روش نورد سرد برای بسیاری از ملزومات صنعتی و برای کارهای سبک ساختمانی مانند ناودانی، چهارچوب درب ساختمانی و غیره قابل ‌استفاده می‌باشد. به طورکلی، پروفیل تولیدشده در روش‌های نورد سرد و گرم از نظر ظاهری مشابه هستند، اما از نظر کیفیت و دقت سطوح و همچنین شکل‌پذیری متفاوت خواهند بود.

مزایا پروفیل نورد سرد

از مزایا پروفیل نورد سرد می‌توان به قالب‌گیری سریع و خروجی بالا اشاره کرد. با استفاده از این روش می‌توان اشکال مختلفی از پروفیل تولید کرد که اغلب نیازهای استفاده از پروفیل را در شرایط مختلف برآورده می‌کند. همچنین یکی دیگر از مزایا این فرآیند این است که نورد سرد باعث شکل‌پذیری قطعات بزرگ فولاد می‌شود، بدون اینکه پوشش آن آسیب ببیند. در نتیجه بازدهی و مقاومت فولاد را افزایش می‌دهد.
معایب قوطی پروفیل نورد سرد شامل:
• اگرچه در طی این فرآیند، شکل‌دهی و فشرده‌سازی در دمای بالا انجام نمی‌شود، اما تنش پسماند همچنان وجود دارد که به‌طور اجتناب‌ناپذیر ویژگی‌های کمانش و تعادل ناپایدار پروفیل را تحت تأثیر قرار می‌دهد.
• به‌طور کلی فرآیند نورد سرد را می‌توان برای تولید پروفیل باز استفاده کرد. زیرا پروفیل تولیدشده به این روش، سفتی کمی دارد و در هنگام خم شدن به راحتی می‌پیچد و در هنگام فشار مستعد خم شدن است. علاوه بر این، ضخامت دیواره پروفیل تولیدشده با نورد سرد، کم است. در نتیجه توانایی تحمل بارهای متمرکز موضعی در آن‌ ضعیف می‌باشد.

انواع پروفیل بر اساس جنس

پروفیل را بر اساس جنس مواد اولیه می‌توان به چند دسته تقسیم کرد که در ادامه توضیح داده‌شده است.

پروفیل فولادی

پروفیل فولادی از گذشته تاکنون جایگاه ویژه و مهمی در صنعت ساختمان داشته است و امروزه با وجود عرضه مصالح جدیدتر در بازار، همچنان یکی از مصالح اصلی ساختمان می‌باشد. اما برخی از کاربردهای آن‌ها مانند در و پنجره، میز و صندلی و غیره به دلیل توسعه متریال‌های جدید، کاربرد محدودتری نسبت به گذشته دارند.
مزایا قوطی پروفیل فولادی به شرح زیر است:
• استحکام بالایی دارد. بنابراین، این نوع پروفیل با وزن نسبتاً سبک و اندازه کوچک می‌تواند در برابر بارهای زیاد مقاومت کند.
• به دلیل چگالی بالای فولاد، ضد گاز و ضد آب است و معمولاً عمر طولانی دارد.
• جابه‌جایی و حمل‌ونقل پروفیل‌های فولادی کوچک به‌راحتی انجام می‌شود.
• به‌سرعت و به‌راحتی نصب می‌گردد و قابلیت استفاده مجدد دارد.
• شکل‌پذیری بالایی دارد و بنابراین برای سازه‌های مقاوم در برابر زلزله مناسب است.
معایب قوطی پروفیل فولادی به شرح زیر است:
• مستعد خوردگی می‌باشد، بنابراین رنگ‌آمیزی برای محافظت از آن‌ در برابر خوردگی را ضروری می‌باشد.
• معمولاً پرهزینه است.

پروفیل گالوانیزه

گالوانیزه کردن پروفیل به معنای افزودن یک لایه پوششی از فلز روی بر روی سطح پروفیل است که از زنگ‌زدگی در هوای مرطوب جلوگیری می‌کند. این نوع پروفیل به دلیل داشتن ظاهر زیبا و مقاومت بالا در برابر خوردگی، برای استفاده در فضای باز و فضاهای با رطوبت بالا مانند پارکینگ استفاده می‌شود.
مزایا قوطی پروفیل گالوانیزه که باعث محبوبیت آن‌ در سراسر جهان برای مصارف صنعتی و خانگی شده‌اند، عبارتند از:
• هزینه پایین پروفیل گالوانیزه یکی از دلایل اصلی توجه به آن برای مناطق بزرگ ساختاری و کاربردی است.
• پوشش روی این نوع پروفیل دوام بیشتری نسبت به سایر پوشش‌ها ایجاد می‌کند. بنابراین یک پروفیل گالوانیزه با کیفیت خوب، می‌تواند چندین دهه بدون هیچ آسیبی دوام بیاورد.
• پروفیل گالوانیزه سازگار با محیط‌زیست است که یکی دیگر از مزایای بزرگ آن به‌حساب می‌آید.

معایب قوطی پروفیل گالوانیزه عبارتند از:

• یکی از اشکالات پروفیل گالوانیزه این است که در شرایط سخت، کارایی خود را کمی از دست می‌دهد. بنابراین نیاز به نگه‌داری مناسب دارد.
• پروفیل‌هایی که خیلی کوچک یا بزرگ هستند، فرآیند گالوانیزه شدن را بسیار سخت خواهند کرد. بنابراین، برخی محدودیت‌های فیزیکی وجود دارد که به دلیل آنها ممکن است برخی از پروفیل‌ها گالوانیزه نشوند.
• فرآیند گالوانیزه کردن نیاز به توجه به جزئیات دارد تا اطمینان حاصل شود که خطای ساخت وجود ندارد. اگر در فرآیند تولید خطایی رخ دهد، پوشش روی پروفیل خراب یا کنده می‌شود.

پروفیل آلومینیومی

شکل‌پذیری، مقاومت در برابر خوردگی، زیبایی و سبکی در عین داشتن مقاومت، ویژگی‌هایی هستند که پروفیل‌های آلومینیومی را به یکی از پرکاربردترین پروفیل‌ها در صنعت ساختمان و سایر صنایع تبدیل می‌کنند. همچنین استفاده از این نوع پروفیل، به‌عنوان پنجره و درب از اتلاف انرژی جلوگیری می‌کند.
مزایا قوطی پروفیل آلومینیومی به شرح زیر است:
• استفاده از آن برای طراحی و ساخت غرفه، باعث صرفه‌جویی در انرژی و حفاظت از محیط‌زیست می‌شود.
• قابلیت استفاده مجدد دارد.
معایب پروفیل آلومینیومی عبارتند از:
• از نظر ظاهری نسبتاً ساده است و از نظر فیزیکی محدودیت‌های زیادی دارد.
• نیاز به نگه‌داری و محافظت زیادی دارد.
• هزینه آن بسیار بالا می‌باشد.

جمع‌بندی

با پیشرفت صنعت و ساخت‌وساز، نسل جدیدی از سخت‌افزارها به بازار عرضه شدند که مقاومت بالا و وزن کمتری دارند. از این رو از آن‌ها برای بسیاری از کاربردها مانند: ساخت در و پنجره، نرده، سازه‌های ساختمانی، ستون‌ها، صنایع مبلمان، خودروسازی و … به جای آهن‌آلات قدیمی استفاده می‌شود. این نسل پیشرفته آهن، پروفیل نام دارد. قوطی پروفیل از مواد مختلفی مانند آهن، آلومینیوم و فولاد و در اشکال مختلف مربع، مستطیل، دایره و غیره ساخته می‌شود.

📌 مطالب پیشنهادی :