آشنایی با انواع استاندارد آهن و فولاد

بارها و بارها این واژه را شنیده‌اید. نام این واژه با کیفیت ماده یا محصول عجین شده و نشان از اعتبار کالا، رعایت الزامات فنی و اصالت آن دارد. هر تولیدکننده با ارجاع به این واژه به‌صورت حکاکی آن بر روی محصول، کالای خود را در زمره محصولات تضمین شده ارائه می‌کند. درست حدس زدید! نام این واژه "استاندارد" است. استانداردها در همه صنف‌ها هستند، از کارخانه‌های صنعتی گرفته تا بر روی بسته بندی یک ماده خوراکی. اما آنچه که در اینجا قرار است معرفی کنیم، استاندارد آهن آلات و مقاطع فولادی است.

تمامی مقاطع فولادی صنعتی و ساختمانی، از استانداردهای خاصی تبعیت می‌کنند. بگذارید به یک مثال بسیار ساده اشاره کنیم. حتماً تابه‌حال نام ورق فولادی St37 را شنیده‌اید. این ورق یکی از گریدهای ورق سیاه است که در بازار بسیار فراوان است. نام و خواص این نوع ورق فولادی از استاندارد DIN آلمان تبعیت می‌کند و درواقع بیانگر نوعی فولاد ساختمانی است که حدود 370 مگاپاسکال استحکام کششی دارد. سایر مقاطع فولادی نظیر میلگرد، تیرآهن، لوله و غیره نیز از چنین استانداردهایی بهره می‌برند.

انواع استاندارد آهن آلات و مقاطع فولادی

برای واژه استاندارد تعاریف متعددی موجود است که همگی نیز درست هستند. برخی از این تعاریف عبارت‌اند از:

• استاندارد، معیار و مقیاسی برای سنجش است.
• استاندارد، یک راه‌حل دائمی برای یک مشکل تکراری است.
• استاندارد عبارت است از یک سری اصول و قواعد برای رسیدن به نتیجه مطلوب.

باوجوداینکه تمام تعاریف بالا از استاندارد درست هستند، اما در اینجا یک تعریف جامع‌تر ارائه خواهیم کرد تا به‌طور کامل این واژه را پوشش دهد. اگر دقت کرده باشید، در کشور ما میلگردها را با استاندارد A1، A2، A3 و A4 می‌شناسند. این نام‌گذاری از یک استاندارد قدیمی روسی GOST 5781 می‌آید که دیگر در صنعت جهانی چندان رایج نیست؛ اما در ایران همچنان استفاده می‌شود. با تفاوت میلگرد A2 و A3 در این لینک آشنا شوید.

همچنین می‌توان به استانداردهای DIN، ASTM، API و غیره اشاره کرد که استاندارد آهن آلات را نیز در بر می‌گیرند و بااینکه استانداردهای ساخته‌شده توسط یک سری کشورهای خاص هستند، در تمام دنیا مورداستفاده قرار می‌گیرند. حالا شاید به نکته‌ای که تعریف استاندارد را تکمیل می‌کند پی برده باشید و آن، زبان مشترک بین‌المللی است.

"استاندارد یک زبان مشترک بین تمام طرفین درگیر در یک پروژه است تا منظور یکدیگر را به درستی بفهمند و معیاری برای سنجش و راه‌حلی دائمی برای مشکل تکراری و اصولی برای رسیدن به نتیجه مطلوب است"

استاندارد خوب است یا بد؟

شاید با شنیدن این پرسش آن را بسیار ناشیانه و واضح تصور کنید و پاسخ بدهید که قطعاً استاندارد خوب است که این‌چنین بر تمام جنبه‌های تولید تا کنترل کیفیت محصول احاطه دارد. اما اجازه دهید بگوییم که استاندارد تنها معیارهای حداقلی را مشخص می‌کند. یعنی پایین‌ترین سطح کیفی یک محصول که تولید آن از نظر اقتصادی نیز مقرون‌به‌صرفه است. بنابراین، اگر از چنین دیدگاهی به استانداردها بنگریم، با چالش‌های جدی مواجه می‌شویم. به همین دلیل، بااینکه استانداردها معیار تولید و کنترل کیفی هستند، اما اگر هرچه خواص و شرایط محصول فراتر از استاندارد رود، نشان از کیفیت بالاتر آن دارد. البته که باید به جنبه‌های اقتصادی قضیه نیز توجه ویژه داشت.

طبقه ‌بندی استانداردها

استانداردها بر اساس نوع صنف، شرکت و یا ناحیه به 5 دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

• استانداردهای کارخانه‌ای یا شرکتی (Company Standards)
• استانداردهای انجمنی یا صنفی (Society Standards)
• استانداردهای ملی (Nation Standards)
• استانداردهای منطقه‌ای (Regional Standards)
• استانداردهای بین‌المللی (International Standards)

استانداردهای کارخانه‌ای یا شرکتی (Company Standards)

این نوع استانداردها در حوزه یک کارخانه یا شرکت دارای اعتبار هستند و فعالیت‌هایی نظیر طراحی، تولید، آزمون، خدمات پس از فروش، پرسنل، مدیریت و غیره را به‌صورت اصولی و سیستماتیک درمی‌آوردند. ازجمله این استانداردها می‌توان به جنرال الکتریک و زیمنس آلمان اشاره کرد.

استانداردهای انجمنی یا صنفی (Society Standards)

این دسته از استانداردها حول یک محور صنعتی یا فنی با هدف ایجاد یک زبان مشترک بین گروهی تدوین می‌شوند. در این رابطه می‌توان استانداردهای معروفی همچون استاندارد آهن آلات و فولادها مطابق با ASTM، ASME و غیره اشاره کرد.

استانداردهای ملی (Nation Standards)

استانداردهای ملی توسط هر کشور و بر اساس ویژگی‌های فرهنگی، شرایط اقتصادی و سطح تکنولوژی و فناوری آن کشور تدوین می‌شوند. از مهم‌ترین استانداردهای ملی می‌توان به DIN آلمان، BS انگلستان، GOST روسیه، AFNOR فرانسه، JIS ژاپن و استاندارد ملی ایران اشاره کرد که به‌عنوان استاندارد آهن آلات نیز مورداستفاده قرار می‌گیرند.

استانداردهای منطقه‌ای (Regional Standards)

این نوع استانداردها در حوزه چندین کشور که معمولاً دارای نکات مشترک و نزدیک به هم هستند تدوین می‌شوند. یکی از مهم‌ترین استانداردهای منطقه‌ای، استاندارد EN یا European Norm است که مخصوص کشورهای اتحادیه اروپا است. نماد این استاندارد Cen است.

استانداردهای بین‌المللی (International Standards)

استانداردهای بین‌المللی به‌منظور ایجاد هماهنگی و سهولت ارتباط و نزدیک کردن کشورهای جهان به یکدیگر تدوین می‌شوند. شناخته‌شده‌ترین استاندارد بین‌المللی، ISO است. امروزه سعی بر این است که تمامی کشورها، استانداردهای خود را به سمت استاندارد جهانی ISO سوق دهند.

رایج ‌ترین استاندارد آهن آلات در ایران

استاندارد DIN ، مهم ‌ترین استاندارد آهن آلات

بدون شک استاندارد دین آلمان (Deutsches Institut für Normung) پرکاربردترین استاندارد در زمینه آهن آلات و مقاطع فولادی است. چنین جایگاهی به دلیل الزامات سخت‌گیرانه و بسیار دقیق این استاندارد به دست آمده است. استاندارد DIN در ایران نیز بسیار کاربرد دارد و اکثر کارخانه‌های تولیدکننده آهن آلات، محصولات خود را بر اساس آن تولید می‌کنند.

قطعاً نام فولادهای St37، St52 و CK45 را شنیده‌اید. این فولادهای پرکاربرد در تولید انواع ورق، تیرآهن و دیگر مقاطع فولادی مورداستفاده قرار می‌گیرند و نام‌گذاری آن‌ها و نیز مشخصات ساختاری آن‌ها مطابق با استاندارد DIN آلمان است. ازجمله مقاطع فولادی که مطابق استاندارد DIN تولید می‌شوند می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• استاندارد DIN 488 و DIN 1013 برای انواع میلگردهای فولادی
• استاندارد DIN 1025 برای تیرآهن‌های فولادی
• استاندارد DIN 17100 برای انواع ورق‌های فولادی شامل ورق‌های سیاه St37 و St52
• استاندارد DIN 1614 برای ورق‌های اسید شویی
• استاندارد DIN 1623 برای ورق‌های روغنی
• استاندارد DIN EN 1026-1 برای ناودانی
• استاندارد DIN 1022 برای نبشی

استاندارد ASTM برای آهن آلات

انجمن آزمون و مواد آمریکا که به‌اختصار ASTM خوانده می‌شود یکی دیگر از مهم‌ترین استاندارد آهن آلات است. استاندارد ASTM شامل 6 عنوان است که به شرح زیر هستند:

• Standard Specification
• Standard Test Method
• Standard Practice
• Standard Guide
• Standard Classification
• Terminology Standard

این استاندارد در حوزه‌های متنوعی کاربرد دارد و این امر توسط نشانه‌هایی در هر استاندارد قابل‌تشخیص است. به‌عنوان‌مثال، استاندارد آهن آلات که اغلب شامل مقاطع فولادی می‌شوند، دارای مشخصه‌ای به‌صورت حرف A هستند. در همین راستا می‌توان به استاندارد مربوط به برخی ورق‌های فولادی نظیر A36، A516 و A283 اشاره کرد. جدول زیر شامل کدهای تمام گروه‌هایی است که استاندارد ASTM آن‌ها را پوشش می‌دهد.

در مورد استاندارد ASTM باید به این نکته اشاره کرد که در حوزه آهن آلات، گریدهای مقاطع فولادی مختلف به دو صورت حروف الفبا و شماره قابل‌ذکر است. هنگامی‌که از حروف الفبا برای بیان گرید مقاطع استفاده شود، افزایش حروف به معنای افزایش استحکام کششی است. مثلاً مقاطع با گرید B دارای استحکام و میزان کربن بیشتری نسبت به گرید A هستند. گریدهای عددی یا شماره‌ای خود نیز به دو صورت‌اند. اول آن‌هایی که هیچ ارتباطی بین گرید و خواص وجود ندارد. مانند استاندارد ASTM A333 که مربوط به لوله‌های درزدار و بدون درز فولادی برای کاربردهای دماپایین است و ارتباطی بین شماره گرید و خواص در آن وجود ندارد. دسته دوم آن‌هایی هستند که ارتباط منطقی بین شماره گرید و خواص وجود دارد. به‌عنوان‌مثال می‌توان به ASTM A516-Gr70 اشاره کرد که عدد 70 بر استحکام کششی فولاد برحسب Ksi اشاره دارد.

مهم‌ترین پیشوندها در استاندارد ASTM که مربوط به آهن آلات می‌شوند عبارت‌اند از:

• P: Pipe
• TP: tubular products (pipe or tube)
• F: Forged Alloy (valves, flanges, fittings)
• C: Cast Alloy
• CP: Centrifugally Pipe
• FP: Forged Pipe
• B: Bolting
• T: Tube

استاندارد EN آهن آلات

استاندارد حوزه اتحادیه اروپا یا European Norm با نام اختصاری EN، یکی دیگر از مهم‌ترین استانداردهای آهن آلات است که در ایران نیز بسیار کاربرد دارد. یکی از شناخته‌شده‌ترین مقاطعی که تحت چنین استانداردی طبقه‌بندی می‌شوند، تیرآهن‌ها هستند. استانداردهای EN 10365 و EN 1034 انواع تیرآهن‌های فولادی را به‌صورت تیرآهن IPE، IPN و IPB طبقه‌بندی می‌کند. با تیرآهن IPE و مشخصات آن بیشتر آشنا شوید.

استاندارد API ؛ مهم ‌ترین استاندارد لوله ‌های فولادی

انجمن نفت آمریکا، مهم‌ترین استاندارد موجود برای لوله‌های فولادی مورداستفاده در صنایع نفت و گاز را معرفی و تدوین کرده است که در سراسر جهان به آن استناد می‌شود و آن استاندارد API 5L است. این استاندارد شامل دو سطح به‌صورت PSL1 و PSL2 می‌شود. لوله‌هایی که مطابق استاندارد API 5L طبقه‌بندی می‌شوند، دارای گریدهایی به‌صورت حروف یا عددی هستند. برای مثال، یکی از گریدهای عددی لوله فولادی API 5L، گرید X42 است. این اصطلاح بر حداقل استحکام کششی لوله یادشده برحسب Ksi اشاره دارد.

استاندارد API 5L سطح PSL1 فقط مقادیر حداقلی از خواص را مشخص می‌کند. اما اگر قرار باشد از لوله‌های فولادی در محیط‌های اسیدی‌ترش که در آن‌ها حداکثر سختی مهم است استفاده کنیم، باید حداکثر مقادیر خواص نیز مشخص باشد. چراکه در چنین محیط‌هایی اگر سختی لوله از یک حدی بیشتر باشد، هیدروژن در آن نفوذ کرده و باعث ترک‌خوردگی می‌شود. برای چنین کاربردهایی، به سراغ سطح PSL2 از استاندارد API 5L می‌رویم که مقادیر حداکثری را نیز مشخص می‌کند.

استاندارد AISI آهن آلات و فولادها

یکی از مهم‌ترین استانداردهای آهن آلات و به‌خصوص انواع فولادهای کربنی و فولادهای ضد زنگ، استاندارد AISI است که مربوط به انجمن آهن و فولاد آمریکا است. البته برای این استانداردها معادل‌هایی در سایر استانداردها نظیر DIN، ASTM و غیره موجود است اما استاندارد AISI چنان معتبر و فراگیر است که همواره برای تولید محصولات فولادی مختلف موردتوجه تولیدکنندگان مطرح قرار دارد. انواع فولادهای ساده کربنی نظیر AISI 1045، AISI 4140 (فولاد Mo40)، فولادهای ضد زنگ SS304 و SS316 و انواع فولادهای ابزار مانند D2، A2 و W2 همگی بر اساس این استاندارد طبقه‌بندی شده‌اند. طبقه بندی کامل انواع فولادها را در این صفحه مشاهده نمایید.

استاندارد جهانی ISO ، جدیدترین استاندارد آهن آلات

استاندارد ISO که مخفف عبارت the International Organization for Standardization است، که یک استاندارد جهانی بوده که زمینه فعالیت آن هیچ محدودیتی نداشته و به‌جز حوزه‌های برق، الکترونیک و مواد غذایی، سایر حوزه‌ها ازجمله آهن آلات را پوشش می‌دهد. روز 22 مهرماه نیز روز جهانی استاندارد نام‌گذاری شده است که به تدوین همین استاندارد برمی‌گردد. باوجوداینکه تمامی استانداردهای موجود نظیر DIN، ASTM، API و غیره بسیار دقیق و جامع هستند، اما نیاز به یک ارتباط صحیح و یکسان در بین تمام ملت‌ها که تعریف دقیق از استاندارد که همان زبان مشترک است را ارضا کند، منجر به تدوین استاندارد ISO شده است و تمامی استانداردها به سمت آن در حال سوق هستند.

سؤالات متداول

1- رایج‌ترین استاندارد آهن آلات در ایران کدام اند؟

DIN، ASTM، EN، GOST، API، AISI و ISO مهم‌ترین استاندارد آهن آلات و مقاطع فولادی در ایران هستند.

2- انواع ورق‌های سیاه St37 و St52 مطابق کدام استاندارد طبقه‌بندی می‌شوند؟

استاندارد ورق‌های نورد گرم فولادی DIN 17100 است.

3- معادل فولاد AISI 1045 در استاندارد DIN چیست؟

این فولاد همان فولاد CK45 در استاندارد DIN است.

4- میلگردهای فولادی A1، A2، A3 و A4 مطابق کدام استاندارد هستند؟

این گریدهای میلگرد که در ایران بسیار رایج هستند مطابق استاندارد روسی GOST 5781 هستند.

5- انواع تیرآهن و هاش در ایران مطابق کدام استاندارد آهن آلات تولید می‌شوند؟

انواع تیرآهن و هاش شامل IPE، IPN و IPB بر اساس استانداردهای EN 10365 و EN 1034 در ایران تولید می‌شوند.