بررسی استانداردها و کیفیت زنجیر الواتور (حلقوی) آهنگری‌شده

بررسی استانداردها و کیفیت زنجیر الواتور (حلقوی) آهنگری‌ شده

تاریخچه ساخت زنجیر آهنگری شده (Forge) به صنعت دریانوردی بر می‌گردد . بعد از ساخت کشتی‌های بزرگ و اقیانوس پیماها ، نیاز به زنجیر و قطعاتی که در معرض سایش و محیط‌های اسیدی باشد و توئمان نرخ سایش پائینی داشته باشد ، بیش از پیش احساس شد . این مقطعی بود که علم متالورژی وارد حوزه زنجیر سازی شد و صنعتگران اولیه که به واسطه ساخت شمشیر و زره‌های ضد سایش با اصول اولیه سخت‌کاری آشنا بودند ، این‌ بار به صنعت دریانوردی ورود کرده و زنجیر‌‌هایی با نرخ سایش پائین و مقاوم در برابر محیط‌های اسیدی با ضرایب شکست بالا ساختند .
طی سالیان علم ساخت زنجیر ، کرپی ، لنگر کشتی و ... تغییرات چشم‌گیری پیدا کرد که این پیشرفت وام‌دار از دو طیف جغرافیایی بود :  
1.    کشورهایی که حمل نقل دریایی در آنها زیاد بود
2.    کشورهایی که صنعت پیشرو داشتند .
ایتالیا از آن دسته از کشورهایی بود که به واسطه مساحت زیاد آبی خود لاجرم درگیر این تکنولوژی بود و آلمان به واسطه پیشرو بودن در صنعت این الزام را داشت . نکته جالب کشور هند است که هم به دلیل وسعت زیاد دریایی و هم به واسطه صنعت پیشرو خود چه در دوره استعمار انگلیس و چه بعد از آن در این حوزه همواره پیشرفته بود .

استاندارد‌های زنجیر الواتور

در سالهای اولیه کشور آلمان به عنوان قطب صنعتی تصمیم به استاندارد کردن تکنولوژی ساخت زنجیر الواتور (حلقوی متشکل از عموماً لینک‌های 5 و 7 و 9 تایی )  کرد که این استانداردها در قالب دو شماره 766 و 764 توسط موسسه DIN نامگذاری شد. این استانداردها به اندازه‌ای گویا و کامل بود که هنوز بعد از گذشت حدود 150 سال از زمان تدوین اولیه آن مورد استفاده بخش اعزمی از صنعتگران قرار می‌گیرد . ( نسخه اصل این استانداردها توسط شرکت قطعات زنجیری اورست از موسه DIN آلمان خریداری و امکان دانلود رایگان آن برای مخاطبان این مقاله فراهم است)
طی سالها تکنولوژی ساخت زنجیر الواتور (حلقوی) توسط زنجیر سازان پیشرو جهان به مرور تغییر کرد و با اندکی انحراف از استاندارد به نتایج بهتری از آن‌چه استاندارد ارائه کرده بود رسید . این انحراف مستلزم فرآیند پیچیده‌تر ساخت و استفاده از دستگاه‌های به روزتر و گران تری بود که نهایتاً حوزه زنجیر سازی پیشرفته را به کمتر از 10 شرکت در سراسر دنیا محدود کرد .
با گذشت زمان و ترجیح صنعتگران به پائین آوردن سطح قیمتی قطعات یدکی تکنولوژی استفاده از خود الواتور زنجیری نیز به مرور تحت الشعاع قرار گرفت . الواتورهای زنجیری جای خود را به بلتی داده تا واحدهای تولیدی برای همیشه از تامین زنجیر و کرپی رهایی پیدا کردند . هرچند که در طولانی مدت تامین و تعمیر بلت خود مورد سوال قرار گرفت اما در کوتاه مدت جواب گو بود .
استاندارهای مربوط به زنجیر الواتور (حلقوی) از بدو تدوین اولیه تغییرات محدودی داشتند . به همین علت ویرایش‌های به روز شده کمتری در این زمینه ایجاد شده و عموماً ترجیح صنعتگران رجوع به همان نسخه اصلی هست .

متریال : 

در نسخه‌ اولیه استاندارد ساخت زنجیر الواتور (حلقوی) پیشنهاد استفاده از فولادهای منگنزی بود . 20Mn2 و 21Mn4 متریال عمومی ساخت زنجیر محسوب می‌شد. شرکت‌های پیشرو بعدها توئمان تولید زنجیر با فولاد منگنزی به متریال‌ پایه کرم -نیکل دار و پایه کرم – نیکل – مولیبدن دار نیز روی آوردند که سختی بالاتر و ضرایب شکست شگفت انگیری را ارائه می‌داد .  
ذکر این نکته حائز اهمیت است که  فولادهای جنرال بازار همانند :  CK45 – فولاد سمانته – MO40 – ST37 – ST35 در رده بندی زنجیر سازی قرار نگرفته و ضریب دفرمگی Proof Load بسیار پائینی دارند . آن دسته از زنجیرهایی که ازدیاد طول دارند ، ترد و شکننده هستند ، ضریب شکست بسیار پائین دارند یا ضریب سایش بسیار بالا دارند عموماً از پروفیل پایه این فولادها استفاده شده است . صنعتگران فعلی ایران نیز در طول سنوات کاری خود دست‌کم یک بار تجربه درگیر شدن با این گونه زنجیرهای بی کیفیت را داشته‌اند .

تکنولوژی ساخت :

از بدوی‌ترین الزامات ساخت زنجیرهای الواتور (حلقوی) ، دستگاهی به نام زنجیر ساز حلقوی آهنگری شده ( Forged Round Link Chain) است . این دستگاه سه مرحله عملیاتی برش ، خم و جوشکاری را در یک پروسه تولید تمام اتوماتیک انجام می‌دهد .

در ایران طبق اطلاعات پایگاه داده وزارت صنعت و معدن و اداره کل گمرک (THS) تاکنون واردات دستگاه زنجیر ساز اتوماتیک با تکنولوژی نوین صورت نگرفته است .

 نحوه خم کردن پروفیل ، مشابه تقاضای صنایع عمرانی (دستگاه خم دستی) صورت می‌گیرد . خم به روش سنتی مسبب اصلی کاهش سطح مقطع و دفرمگی پروفیل در نقاط خم شده (نقاط درگیر) که خود به تنهایی از عوامل تاثیرگذار ناتوانی در زنجیر سازی داخلی است .

گاهاً واحد‌های تولیدی انحراف از حدود استاندارد را تا سطح پذیرش زنجیر و کرپی‌ ریخته‌گری یا فابریکیشن نیز پائین می‌آورند که طبعاً ماهیت چنین محصولاتی نه در ضریب شکست ، نه در ضریب دفرمگی و نه در حدود سختی و سایش تاب ظرفیت پائین‌ترین تجهیز انتقال مواد را تخواهد داشت .

جوشکاری :

طبق استاندارد زنجیر سازی (DIN 766 , 764) متدلوزی جوش در سطح مقطع پروفیل الزاماً باید طبق دستورالعمل جوشکاری Flash Butt صورت گیرد که در کل این متدلوژی در ایران عموماً در صنایع بالادستی و با ضریب هزینه بسیار بالاتر و قطعات حساس استفاده می‌شود . دستورالعل جوشکاری Flash Butt نوعی جوشکاری مقاومتی (Resistance welding) است که در آن از هیچ فیلتر فلزی (الکترود) استفاده نمی‌شود. دو سر پروفیل زنجیر در فاصله مشخصی از هم خم شده و جریان به حلقه پروفیل داده تا در فاصله بین آن‌ها مقاومت ایجاد ‌کند و قوسی الکتریکی ایجاد ‌شود که این منجر به ذوب دو سر پروفیل و جوشکاری  Flash Butt است .

درک صحیحی از علم متالورژی :

متالورژی از گذشته‌های بسیار دور همواره در بخش حساس از صنعت قرار داشته و در ایران و کشورهای در حال توسعه به شدت مظلوم واقع شده است . در ایران (منهای صنایع حساس بالادستی) متالورژی تغییر رویکرد خود را تغیریباً از کاوه آهنگر به بعد متوقف کرده است . و هنوز کوره‌های ذوب و گداخت و عملیات‌ حرارتی در اختیار واحدهای عموماً سنتی معروف به ((سخت کار)) قرار دارند که برای سطوح سخت از یک رویه اجدادی استفاده می‌کنند . سخت‌کاری حجمی در حوزچه‌های حرارتی و سخت کاری سطحی از  المنت‌های حرارتی ، هیچ کنترل کیفی و پایش عمق سطح سخت شده و ... در کار نیست . و برای چنین واحد‌هایی این موارد بیشتر جنبه شوخی دارند . به همین رو آنها صرفاً نسبت به یک عدد حساس هستند : چقدر سخت شود ؟

چنین درک ابتدایی از علم متالورژی یکی از اصلی ترین مسبب‌های ناتوانی واحد‌های قطعه ساز در ساخت زنجیر‌های الواتور (حلقوی) است . زنجیر الواتور ساخته شده به روش خم سنتی و جوشکاری با الکترودهای دستی با این متدلوژی سخت کاری قطعاً از حداقل کیفیت نیز برخوردار نیست . 

تکنولوژی نوین سطح سخت :

آخرین مرحله ساخت زنجیر سخت‌کاری است . زنجیر الواتور (حلقوی) بر خلاف کرپی و بخش دیگری از اقلام مرتبط با آن صرفاً سختی حجمی می‌گیرد. سخت‌کاری حجمی بسته به نوع متریال اولیه ساخت زنجیر (منگنزی یا کرم نیکل) دو مدل صورت می‌گیرد ؛
•    سخت و تمپر شده
•    سخت شده و تمپر شده و کربوره شده
زنجیرهای الواتور منگنزی عموماً به دلیل داشتن مقادیری از کربن خیلی بر روی عملیات کربورازیسیون جواب گو نیستند و جدا از اینکه خیلی از لحاظ نوع متریال ارزشمند نیستند تا عملیات هزینه‌ بر کربورازیسیون روی آنها انجام شود .
در طرف دیگر زنجیر‌های پایه کرم – نیکل برای کربوره کردن بسیار مناسب و سطح سخت با مقاومت بسیار بالا می‌دهند .
کلیه عملیات سخت کاری الزاماً باید با پایش الکترونیکی صورت گیرد و نباید از حدود مجاز تجاوز کرده تا چقرمگی پروفیل تحت تاثیر قرار گیرد . این مدل پایش الکترونیکی با دقت حدود 5/ میکرون در عملیات سخت کاری هائز اهمیت بسیار بالاست و بخش عمده‌ای از قیمت بالای زنجیر الواتور ماحصل این عملیات است .

در پایان این مقاله ذکر یک نکته اهمیت دارد . زنجیر الواتور وارداتی با پروسه ساخت پیچیده قطعا و الزاماً باید توسط آزمایشگاه صلاحیت دار متالورژی آنالیز شود . دستگاه‌های پرتابل سختی سنج نه کالیبره هستند و نه نتایج صحیحی ارائه می‌دهند مظافاً اینکه اکثر زنجیر سازان در فاز نهایی ساخت از ضدزنگ‌های صنعتی قوی به منظور حفظ ظاهر زنجیر در طول پروسه حمل استفاده می‌کنند . آماده سازی متالوگرافی برای سختی سنجی زنجیر در ابتدا برداشت کامل این سطح می‌باشد .
در زنجیر‌های الواتور (حلقوی) کربوره شده به منظور افزایش مقاومت در برابر سایش . در نگاه میکروسکپ الکترونیک و آنالیز متریال وجود مقداری دکربورگی در لایه سخت طبیعی و دال بر از بین رفتن کربن نمی‌باشد .  
 

شرکت قطعات زنجیری اورست با افتخار تامین این نوع زنجیرها را در کارنامه خود ثبت کرده و آماده ارائه به کارفرمایان عزیز است.
در ویدیوی زیر بخشی از کوره سیمان سفید و زنجیرهای آویز تأمین‌شده توسط شرکت اورست را مشاهده می‌کنید.