تجهیزات آزمایشگاهی در صنعت فولاد

مقدمه

صنعت فولاد یکی از مهم ترین صنایع زیربنایی و اساسی است که نقش بسزایی در چرخه تأمین مواد اولیه و زیرساختی در کشورهای صنعتی دارد و همچنین این صنعت داراي جایگاه مهمی در تأمین نیازهای جهانی به فلزات است. استفاده از تجهیزات آزمایشگاهی مناسب و با کیفیت، جهت کنترل و افزایش کیفیت امری لازم و ضروري در این صنعت است. در این مقاله، به صورت كلي و اجمالي به معرفي و بررسی انواع تجهیزات آزمایشگاهی در صنعت فولاد پرداخته شده است.

آنالیزگرهای شیمیایی

اغلب برای تحلیل ترکیب شیمیایی فلزات موجود در فولاد و ارزیابی کیفیت و ترکیب مواد از آنالیزگرهای شیمیایی استفاده می شوند که به طور کلی عبارتند از:

• آنالیزگرهای طیف‌سنجی
•  آنالیزگرهای طیف‌سنجی جذب اتمی (AAS)
• آنالیزگرهای طیف‌سنجی فلورسانس اشعه ایکس (XRF)
• آنالیزگرهای فوتومتری.

آزمایشگاه تست های مکانیکی

 در این آزمایشگاه ها گروهی از دستگاه‌ها استفاده می شوند که به بررسی ویژگی‌های مکانیکی فولاد می پردازند که برخی از این ویژگی ها عبارتند از: استحکام، انعطاف‌پذیری، سختی و مقاومت در برابر شکست. دستگاه‌هایی که در این آزمایشگاه ها مورد استفاده قرار می‌گیرند به طور کلی تست هایی را انجام می دهند که شامل موارد زیر است:

• تست کشش
•  تست سختی
•  تست ضربه
•  تست خستگی
• تست خمش
• تست فشار
• تست خزش
• تست  سختی سطحی
• تست کشش در دمای بالا
• تست شکست

میکروسکوپ‌های متالوگرافی

از میکروسکوپ‌های متالوگرافی به منظور بررسی ساختار داخلی و همچنین سطحی فولاد به جهت تشخیص ناخالصی‌های موجود در آن و شکستگی‌های احتمالی آن استفاده می‌شوند. اين میکروسکوپ به عنوان چشم صنعت فولاد شناخته مي‌شود كه نقشي حیاتی در تضمین کیفیت، تحلیل مشکلات تولیدی، و توسعه فولادهای پیشرفته ایفا می‌کند.

دستگاه‌های آنالیز حرارتی

 آنالیز حرارتی به روش‌هایی گفته می‌شود که تغییرات خواص فیزیکی یا شیمیایی مواد را تحت شرایط کنترل‌شده دما بررسی می‌کند. در صنعت فولاد، این دستگاه‌ها برای بهینه‌سازی فرآیندهای حرارتی، شناسایی فازها، کنترل کیفیت و توسعه آلیاژهای جدید استفاده می‌شوند. دستگاه‌های تجزیه و تحلیل حرارتی مختلفي كه در اين صنعت استفاده می‌شوند که شامل 5 دسته كلي زیر هستند كه هریک از آنها نیز به انواع مختلفي تقسيم مي‌شوند.

• سنجش تفاضلی گرماسنجی (DSC)
• آنالیز گرمایی وزنی (TGA)
• دیلاتومتری (Dilatometry) 
• آنالیز تفاضلی دمایی (DTA)
• آنالیز مکانیکی دینامیکی  (DMA)

از اهمیت آنالیز حرارتی در صنعت فولادنيز مي‌توان به طور خلاصه به موارد زير اشاره كرد:

• بهینه‌سازی عملیات حرارتی: به كمك اين روش‌ها تعیین دقیق دماهای بحرانی برای جلوگیری از اعوجاج در فولاد توليدي امكان‌پذير است.
• کنترل کیفیت: به منظور شناسایی ناخالصی‌ها یا انحرافات در ترکیب شیمیایی از اين آناليز استفاده مي‌شود.
• تحقیق و توسعه: امكان طراحی فولادهای پیشرفته‌اي مانند فولادهای دوفازی DP یا TRIP به كمك اين آناليزها وجود دارد.
• پیش‌بینی عمر مفید: به كمك اين روش مي‌توان مقاومت در برابر خستگی حرارتی یا خوردگی فولاد را ارزيابي كرد.

دستگاه‌های آزمایش فرآیندی

آزمایش‌های فرایندی نقشی اساسی در کنترل کیفیت، بهینه‌سازی تولید و افزایش بهره‌وری در صنعت فولاد دارند. به منظور حصول اطمینان از کیفیت محصول نهایی، دستگاه‌های آزمایش فرایندی به‌طور مداوم پارامترهای مهم را بررسی می‌کنند و همچنین به منظور ارزیابی خصوصیات مختلف فولاد در فرآیندهای تولید از دستگاه‌های اندازه‌گیری دما، فشار و سرعت در فرآیندهای ریخته‌گری و شکل‌دهی فولاد استفاده می‌شود.

دستگاه‌های آزمایش غیرمخرب

به منظور کنترل کیفیت و تشخیص ناخالصی‌ها و عیوب در ساختار فولاد از دستگاه‌های آزمایش غیرمخرب مانند آلتراسونیک، رادیوگرافی، پالس اندومتری و مغناطیسی پراش نیز در صنعت فولاد استفاده می‌شوند.