لفائف · صفائح · ألواح

شرح العملية

تسوية الفولاذ وتسطيحه: العملية والاستواء والإجهادات

معاني التسوية والتسطيح ودور الدرافيل والشد، ولماذا لا يثبت الاستواء عند التسليم استقرار القطعة بعد القطع.

يتداخل استعمال المصطلحين الإنجليزيين leveling وflattening في تشغيل الصفائح. يصف flattening جعل الصفيحة أو القطعة أكثر استواءً، من دون تحديد آلة واحدة حصراً. أما leveling فيشير غالباً إلى عملية مضبوطة، مثل التسوية بالدرافيل. ولا يثبت الاسم وحده سماحية استواء أو خلو المادة من الإجهادات المتبقية. للمقارنة المفيدة، ينبغي فصل طريقة المعالجة عن الشكل المقاس وعن السلوك بعد العمليات اللاحقة.

اسم العملية لا يحل محل المواصفة

قد يصف مورد آلة التسوية بالدرافيل بأنها آلة تسطيح، بينما يستخدم آخر كلمة التسطيح لتصحيح موضعي بالمكبس. كلا الاستعمالين ممكن. المطلوب معرفة العملية المنفذة والنتيجة التي جرى التحقق منها، من دون ترتيب تلقائي للجودة اعتماداً على الكلمتين.

ما الذي يثبته الوصف؟
الوصفما الذي يحدده؟ما الذي يحتاج إلى تحقق إضافي؟
صفيحة مسطحةادعاء بتحسين الشكلالطريقة وحالة الفحص وحد القبول
صفيحة مسوّاة بالدرافيلثني متناوب بين درافيل متعاقبةقدرة المعدات لدرجة الفولاذ والأبعاد والنتيجة الفعلية
صفيحة مسوّاة بالشداستطالة لدنة تحت الشدنطاق المنتجات والسلوك في المعالجة اللاحقة
فحص الاستواءالشكل الهندسي في حالة محددةتوزيع الإجهادات والاستقرار بعد القطع

مرّر داخل الجدول لرؤية جميع الأعمدة ←

ما الذي تغيره الدرافيل؟

تثني الدرافيل المتعاقبة المادة في اتجاهين متعاكسين بالتتابع. وعند تجاوز المجال المرن يحدث تشوه لدن في جزء من السمك. يمكن للثني المتناوب المضبوط تصحيح الشكل وإعادة توزيع الإجهادات المتبقية، لكنه لا يثبت أن الإجهاد يساوي صفراً في كل موضع.

تؤثر أقطار الدرافيل والمسافات بينها وصلابة إسنادها وعمق التداخل وسمك المادة ومقاومة خضوعها في النتيجة. لذلك لا تكتمل قيمة السمك الأقصى للآلة من دون تحديد المقاومة والعرض اللذين تنطبق عليهما. استخدام إعداد فولاذ منخفض المقاومة لصفيحة أعلى مقاومة وبالسمك نفسه يحتاج إلى تحقق.

ثنيات متناوبة بين درافيل متعاقبة ورسم منفصل لتصحيح موضعي بالمكبس.
1 الثني المتناوب بالدرافيل؛ 2 التصحيح الموضعي بالمكبس. رسمان للآلية، لا لتخطيط المعدات أو إعداداتها، ولا يثبتان حالة الإجهاد.

هذه تصحيحات ميكانيكية تختلف عن المعالجة الحرارية لتخفيف الإجهادات. قد تحد قلة المطيلية والحالة المقساة والثقوب والطلاءات الحساسة من التطبيق؛ لذا تُقيّم المادة والقطعة الفعليتان، وليس السمك وحده.

يمكن للمكبس تصحيح انحناء موضعي، بينما تمرر التسوية الدقيقة بالدرافيل المادة عبر سلسلة من الانحناءات. تتوقف الملاءمة على هندسة القطعة وكميتها وحالتها الأولية والنتيجة المطلوبة؛ لا توجد أفضلية مطلقة للدرافيل على المكبس في كل تطبيق.

عيوب الشكل ليست جميعها متشابهة

انحناء اللف يمتد في اتجاه اللف السابق، والانحناء العرضي يكون عبر العرض. أما تموج الحواف والتموج الوسطي فيرتبطان باختلاف الأطوال الطولية بين مناطق العرض. إزالة انحناء اللف الظاهر قد تترك عيوب شكل أخرى دون حل.

قد يُبقي الشد الطولي الشريط مستوياً ظاهرياً ويخفي تموجات تظهر عند تحريره. كما تؤثر المساند والتثبيت والوزن الذاتي في المشاهدة. يجب مقارنة النتائج في ظروف القياس المتفق عليها نفسها؛ صورة رزمة صفائح لا تغني عن الفحص.

الشد والثني تحت الشد والتمرير الخفيف

تطبق التسوية بالشد استطالة تتجاوز الخضوع على طول ممسوك بالمشابك. أما التسوية بالشد مع الثني فتجمع شد الشريط ودرافيل الثني. هذان ترتيبان مختلفان، لذا ينبغي التأكد من المعدات الفعلية.

التمرير الخفيف عملية درفلة تشطيب منفصلة تؤثر في الاستجابة الميكانيكية وملمس السطح، وقد تحسن الشكل أيضاً. ولا تمنح تسمية عملية، حتى «دقيقة»، سماحية عامة أو ضماناً بانعدام الإجهادات أو ببقاء شكل القطعة ثابتاً بعد تسخين لاحق.

الاستواء عند التسليم والاستقرار بعد القطع

قد تستوفي صفيحتان حد الاستواء نفسه عند التسليم، ثم تنحني الشرائط الضيقة المقطوعة منهما بمقادير مختلفة. لا يلزم أن يكون الفحص الأول خاطئاً؛ فصل المادة يغير توازن الإجهادات المتبقية، ويضيف القطع الحراري تأثيرات حرارية خاصة به.

مقارنة توضيحية لصفيحتين مستويتين أولاً وشرائط مقطوعة منهما بانحناءات مختلفة.
نتيجة توضيحية فقط. يجيب الاستواء الأولي والشكل بعد القطع عن سؤالين مختلفين؛ لا يتنبأ الرسم باتجاه الانحناء أو مقداره.

في التطبيقات الحساسة للاستقرار، تُتفق تجربة تمثيلية تحدد هوية المادة وطريقة القطع وهندسة القطعة واتجاهها ومساندها ووقت تقييم الشكل. تُسجل نتيجة استواء التسليم منفصلة عن النتيجة بعد المعالجة. تثبت التجربة الأداء ضمن ظروفها فقط، ولا تشمل كل ترتيب للقطع أو تسلسل لحام أو عملية مستقبلية.

المعلومات التي تجعل سجل التسوية مفيداً

يربط السجل بين رقم اللفافة أو الصهرة ودرجة الفولاذ وحالته والسمك والعرض والعملية وطريقة الفحص والنتيجة المقاسة. المواد الحساسة للسطح تحتاج أيضاً إلى فحص التشطيب أو الطلاء. وعند الوعد بحد رقمي، يجب تحديد مواصفة المنتج وأساس القياس؛ لا يقرر هذا المقال سماحية ASTM أو EN عامة.

يوضح القطع إلى أطوال محددة موضع التسوية داخل خط تحويل اللفائف إلى صفائح، وتشرح صفحة صفائح وألواح الفولاذ أشكال المنتجات. تتطلب الإعدادات والوصول إلى الدرافيل والمناولة أفراداً مدربين وإجراءات الحماية وعزل الطاقة الخاصة بالمعدات. هذه المقارنة ليست وصفة تشغيل.

المصادر