تاریخچه تولید پروفیل

پروفیل به تجهیزاتی گفته می‌شود که در صنایع ساخت و ساز مثل ساختمان‌سازی و ماشین‌سازی استفاده می‌شود و از نظر لغوی به معنای مقطع ثابت و طول زیاد است که برای اولین بار در اوایل قرن 19 میلادی توسط فردی به نام whitehouse در انگلستان تولید شد. از پروفیل در ساختمان‌سازی، جهت ساخت درب و پنجره استفاده می‌شود و نوع صنعتی آن در ساخت خودرو استفاده می‌شود. می‌توانید برای اطلاع از قیمت پروفیل با کارشناسان ما در ارتباط باشید.

در ایران به دلیل هزینه پایین و همچنین رشد چشمگیر جمعیت پس از جنگ جهانی دوم و کمبود چوب از پروفیل (که قدمت آن به صدسال پیش برمی‌گردد) برای ساخت‌وساز درب و پنجره به جای چارچوب‌های چوبی استفاده می‌شد.

تاریخچه تولید پروفیل

بشر از زمان‌های دور با مقاطع تو خالی آشنایی داشته و به دلیل سبکی و به صرفه بودن از آن‌ها جهت ساخت‌و‌ساز استفاده می‌کرده است. خانه‌های جنگلی با چوب بامبو نمونه‌ای از کاربردهای قدیمی آن است.

احتمالا بشر ایده‌ی بهره‌گیری از مقاطع تو خالی را از طبیعت گرفته است. خداوند متعال در طبیعت از این مقاطع برای خلق سبک‌­ترین و کارآمد­ترین و در عین حال به صرفه‌ترین سازه‌هایش به خوبی استفاده کرده است.

ویژگی‌های مطلوب اشکال تو خالی در طبیعت سبب شد تا مهندسان با به کارگیری از این ایده به بهترین نحو  برای ساخت‌و‌ساز استفاده کنند. استفاده از مقاطع تو خالی در اوایل تمدن ایران باستان به دلیل داشتن نشانه‌های باورنکردنی و فوق‌العاده‌ است. تصویر زیر نشان دهنده‌ی عکسی است که توسط شرکت فولاد گستر آتنا از موزه لوور پاریس در آوریل 2016 گرفته شده است، این عکس‌ مدارک بسیار محکمی در استفاده از این مقاطع در زمان باستان می‌باشد.

رشد اولیه HSS

در اوایل قرن نوزدهم مهندسین جهت ساخت‌ و سازهای سبک، بزرگ و ایمن مانند پل‌ها از مقاطع HSS استفاده می‌کردند دلیل استفاده از این مقاطع به‌ صرفه‌بودن و ویژگی‌های مکانیکی آن است. استفاده از این مقاطع برخلاف گذشته عمدتاً محدود بوده، اما با وجود این محدودیت، مهندسین سازه برای استفاده از این مقاطع همواره در تلاش بوده­‌اند. پل قوسی در اسکاتلند (در سال 1890 با طول 521 متر)، یکی از قدیمی‌ترین و بزرگ‌‌ترین سازه‌های ساخته‌ شده به کمک ورق‌های رول مانند که به هم پرچ شده بودند، است باید به این نکته نیز اشاره کرد که در آن دوران برای ساخت مقاطع HSS روش تولیدی در دسترس نبود.

در اوایل قرن بیستم، برای اولین بار مقاطع تو خالی به صورت مدور (دایره‌ای)، توسط برادران مانسمن [1] (Mannesmann) ساخته شدند که در آن رول‌های ورق را به صورت اوریب سوراخ کرده و امکان ساخت مقاطع را ممکن می‌ساختند و به دلیل داشتن درز جوش، کارایی کافی را نداشتند. بعد از چند سال این فرایند توسط پیگر (pilger)، تکمیل شد و ساخت مقاطع تو خالی با طول بیشتر، ضخامت کمتر و بدون درز جوش ممکن شد. اولین طراحی‌های مقدماتی برای اتصالات خرپایی مقاطع توخالی دایره‌ای توسط [2]Jamm در سال 1955 صورت گرفت و تا به امروز در حال تحقیق و گسترش می‌باشد.

بعد از جنگ جهانی دوم و بهبود در جوش یکپارچه مقاطع، تحول و انقلابی در صنعت جوشکاری به وجود آمد که باعث شد ورق تولیدی این مقاطع به آسانی و بدون درز به هم جوش بخورند بدین ترتیب مقطعی تو خالی ساخته شد مراحل کار به این صورت بود که رول‌های ورق به‌ صورت مداوم در دستگاه نورد قرار می‌گرفتند و انتهای ورق‌های فلزی برای عملیات جوش‌کاری ممتد و ادامه‌دار توسط دستگاه‌های آماده‌سازی لبه ورق، به آسانی صورت می‌گرفت که منجر به تولید سریع، پیوسته و بی‌وقفه و باکیفیت‌تر لبه‌های آن می‌شد.

سیستم مرو

مِرو مخفف Mengeringhausen Rohrbauweise است که به معنی سازه‌های تو خالی می‌باشد. در سال 1937 دستگاهی توسط Mengeringhausen ساخته شد که جهت برش مقاطع تو خالی دایره‌ای و مستطیلی استفاده می‌شد و تولید مقاطع HSS را آسان می‌کرد که با استفاده از بست پیش ساخته استاندارد (دارا بودن توانایی اتصال اعضا در زوایای مختلف)، آن‌ها را به هم متصل می‌کرد این بست ساخت سازه‌های فضایی بزرگ را امکان‌پذیر کرد.

در طول دهه 50 قرن بیستم بسیاری از مشکلات در زمینه تولید HSS مثل تولید، جوش و قطع این مقاطع برطرف شد ولی باز هم نیاز به توسعه و پیشرفت بیشتری در زمینه اتصالات بدون استیفنر بین اعضای HSS احساس می‌شد تا از این اعضا به صورت گسترده استفاده شود. در زمینه‌ی انواع اتصالات صلب و نیمه­ صلب، تحقیقات گسترده‌ای صورت گرفت. در سال 1951، Jamm اولین دفترچه دستورالعمل طراحی برای اعضای HSS را تهیه کرد.

شروع تولید صنعتی مقاطع فولادی تو خالی HSS

در سال 1952 تولید صنعتی مقاطع تو خالی مستطیلی در اروپا آغاز گردید و در سال‌های اخیر در ساخت و سازها استفاده می‌شود. این مقاطع توسط دو فرد Stewart , Lloyds ساخته و توسعه داده شد که مانند مقاطع دایره‌ای تولید و بریده می‌شود و فقط در انتها با رول‌های مختلف شکل‌گیری می‌شود. مقاطع تو خالی مستطیلی تمام ویژگی‌های مطلوب مقاطع تو خالی پیشین را حفظ کرده است.

این پیشرفت اساسی، باعث شد تا کار طراحی و ساخت اتصالات بین اعضای HSS برای مهندسین ساده‌­تر شود. در دهه 60 تحقیقات در زمینه اتصالات از جمله اتصالات مربوط به مقاطع توخالی مستطیلی در اروپا سرعت گرفت. بسیاری از مطالعات تئوری و آزمایشگاهی بر اساس رفتار استاتیکی این اتصالات انجام شده که عمدتا توسط مؤسسه [CIDECT [3 هدایت شده است. در طی 25 سال اخیر موضوعات پژوهشی بسیار گسترده‌ای مربوط به اعضای HSS شکل گرفت که شامل رفتار دینامیکی، مقاطع پرشده با بتن، مقاومت در برابر خوردگی و آتش‌­سوزی و کاربرد آن در مقاومت در برابر باد بودند.

رشد و توسعه HSS در سال‌های اخیر

رشد و توسعه استفاده از مقاطع ساختمانی تو خالی (HSS) در ساخت‌و‌سازها تا سال‌های اخیر ادامه داشته است. از این مقاطع در تولید سازه‌­های کوچک تا سازه‌های فضاکار بزرگ استفاده می‌شود که بیشتر در پل‌های عابرپیاده، پایانه­‌های فرودگاه‌ها، مراکز خرید، ساختمان‌ها، شهربازی‌­ها، تابلوهای بزرگراه‌ها، گارد ریل‌ها و دکل­‌های انتقال برق استفاده می‌­شود.

امروزه فرآیند تولید HSS با ماشین‌های کاملا اتوماتیک بصورت پیوسته و با کیفیت بالا توسعه پیدا کرده است. این دستگاه‌ها، ورق فلزی را از کلافی که در ابتدای خط قرار دارد دریافت کرده و آن را طی یک فرآیند نورد سرد از یک مجموعه غلتک عبور می­‌دهد تا ورق بصورت لوله شکل‌دهی شود. امروزه به منظور کاهش تنش پسماند ناشی از جوش در این مقاطع و جلوگیری از تبدیل ویژگی‌های فولاد، برای جوش، طولی لبه‌های ورق، از روش‌های پیشرفته جوش‌کاری نظیر جوش مقاومت الکتریکی (ERW) استفاده می­‌شود. سپس مقاطع بسته تولید شده به منظور تکمیل فرآیندهای فرم‌دهی از مجموعه غلتک عبور داده می­‌شود تا در­ نهایت تبدیل به مقاطع کاملاً گرد، مربع یا مستطیلی شوند.

نتیجه گیری

واژه H.S.S مخفف عبارت Hollow structural section هست و به معنی مقطع (فلزی) تو خالی سازه‌ای می‌باشد که در شکل‌های گرد، مربع و مستطیلی یافت می‌شود. این مقاطع نوعی پروفیل فلزی با سطح مقطع تو خالی می‌باشد و به خاطر ویژگی‌های ظاهری و خواص مکانیکی آن، جزء متنوع‌ترین و کارآمد‌ترین پروفیل‌های سازه‌ای هستند که در صنعت و ساختمان کاربردهای متعددی دارند در واقع این مقاطع، تیوب‌های فولادی با درز جوش و استقامت بالا هستند که به عنوان یک عضو باربر در ساختمان‌ها و دیگر سازه‌ها و محصولات تولیدی استفاده می‌شوند.

شکل ظاهری این مقاطع به گونه‌ای است که استفاده کارآمد از مصالح را در صنعت ساخت‌و‌سازها راحت می‌کند و در صورت استفاده مناسب از این مقاطع منجر به ساخت سازه‌های مقرون به صرفه‌تر و سبک‌تری می‌شود که سرعت و کیفیت بهتری را نسبت به دیگر مقاطع ساخته شده با روش سنتی به دنبال دارد. معماران به این مقاطع به خاطر خواص ویژه آن، لقب متریال قرن بیست و یک را داده‌اند.

منابع:

1- A.G., M.W., Mannesmann Stahlbauhohlprofile (MSH) Anwendungsbeispiele,Technical Documentation. 1991, Düsseldorf, Germany.

2- Jamm, W., Form strength of welded tubular connections and tubular structures under static loading. Vol. 3. 1951, Germany: Schweissen und Schneiden.

***     شرکت صدرا پروفیل کاوه      ***