پروفیل زد یکی از مقاطع فولادی است که تحت عملیات نورد گرم و سرد به شکل Z تولید می‌شود. این محصول در صنعت ساختمان، نفت و گاز کاربرد دارد. استاندارد اروپایی EN ۱۰۱۶۲:۲۰۰۳ یکی از مهم‌ترین استانداردهای مورد نیاز برای تولید این محصول به حساب می‌آید. در ایران نیز برای تولید پروفیل زد، از اساس استاندارد ایران به شماره ۳۶۹۴ (نورد گرم) و استاندارد ملی ایران به شماره ۵۷۲۲ (نورد سرد) استفاده می‌شود.
پروفیل زد چیست؟
پروفیل Z یکی از انواع مقاطع فولادی سرد است که شکلی شبیه حرف Z دارد. پروفیل زد اغلب در ساختمان فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ جایی که از آنها به عنوان پرلین و بند برای حمایت از پانل‌های سقف و دیوار استفاده می‌شود. همچنین می‌توان از آنها به عنوان مهاربند و پایه‌ها در کاربردهایی مانند پل‌ها، برج‌ها، پروفیل Z سوله و ساختمان‌های صنعتی استفاده کرد.
پروفیل‌های زد با خم کردن ورق‌های فولادی نازک به شکل Z با استفاده از یک سری غلتک و پرس ساخته می‌شوند. این محصول نسبت مقاومت به وزن بالایی دارد که آن را برای استفاده در کاربردهایی که نیاز به پشتیبانی ساختاری دارند (بدون نگرانی نسبت به وزن زیاد) ایدهآل است.
علاوه بر این، پروفیل‌های Z در اندازه‌ها و ضخامت‌های مختلفی تولید می‌شوند و می‌توانند برای برآورده کردن نیازهای پروژه‌های خاص، سفارشی‌سازی شوند. آنها معمولا از فولاد گالوانیزه ساخته می‌شوند که مقاومت و دوام بسیار خوبی در برابر خوردگی دارند.
تاریخچه پروفیل زد
قدمت پروفیل Z به اوایل قرن بیستم برمی‌گردد؛ زمانی که مقاطع فولادی نورد سرد با خم کردن ورق‌های فولادی نازک به شکل‌های مختلف (بدون استفاده از حرارت و گرما) ساخته می‌شدند.
اولین پروفیل‌های Z در دهه‌های ۱۹۲۰ و ۱۹۳۰ در اروپا توسعه یافتند؛ جایی که از آنها به عنوان پرلین و بند در ساختمان‌های فلزی استفاده می‌شد. پروفیل‌های اولیه Z با خم کردن ورق‌های مسطح فولاد به شکل Z ساخته می‌شدند.
در ایالات متحده آمریکا، استفاده از مقاطع فولادی نورد سرد در دهه‌های ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰، توسعه چشمگیری یافت؛ زیرا تکنیک‌ها و متریال جدید، تولید این مقاطع را در حجم انبوه، آسان‌تر و مقرون به صرفه‌تر ساخت. به طوری که پروفیل Z در ایالات متحده به عنوان یک محصول محبوب، طرفداران زیادی یافت.
امروزه پروفیل‌های Z در سراسر جهان، در طیف وسیعی از پروژه‌های ساختمانی و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. آنها به دلیل استحکام، دوام و تطبیق‌پذیری بالا شناخته شده‌اند و یک انتخاب محبوب برای معماران، مهندسان و سازندگانی است که برای پروژه‌های خود به عناصر سازه‌ای با کیفیت نیاز دارند.
انواع پروفیل زد
1. پروفیل Z۱۶
پروفیل Z۱۶ یکی از انواع پروفیل زد است که در ضخامت‌های ۲، ۲.۵ و ۳ میلی‌متر تولید می‌شود. لازم به توضیح است که عدد ۱۶ در این نوع پروفیل، اشاره به ارتفاع این محصول دارد. در ضمن ابعاد این محصول بسته به تولیدکننده و کاربرد خاص آن ممکن است متفاوت باشد.
۲. پروفیل Z۱۸
پروفیل Z۱۸ یکی دیگر از انواع پروفیل Z است که ارتفاعی بیشتر از ۱۸ میلی‌متر دارد. این محصول مانند همتای خود پروفیل Z۱۶، در ضخامت ۲، ۲.۵ و ۳ میلی‌متر تولید می‌شود.
۳. پروفیل Z۲۰
پروفیل Z۲۰ شبیه به پروفیل‌های Z۱۶ و Z۱۸ است؛ با این تفاوت که ارتفاع این محصول بیشتر از ۲۰ میلی‌متر در نظر گرفته می‌شود. در ضمن ضخامت Z ۲۰ حدود ۲، ۲.۵، ۳ و ۳.۵ میلی‌متر است.
۴. پروفیل Z۲۲
پروفیل Z۲۲ شباهت زیادی به پروفیل‌های Z۱۶ ،Z۱۸ و Z۲۰ دارد، به طوری که تنها تفاوت این محصول به ارتفاع آن برمی‌گردد. در واقع ارتفاع پروفیل Z۲۲ بیشتر از ۲۲ میلی‌متر در نظر گرفته می‌شود که نسبت به سایر پروفیل‌های این خانواده، عدد بالاتری به شمار می‌آید. در ضمن این نوع پروفیل دارای ضخامت ۲، ۲.۵، ۳ و ۳.۵ میلی‌متر است.
انواع پروفیل زد بر اساس شکل ظاهری
۱- ساده (بدون لبه)
پروفیل ساده Z بدون لبه برخلاف سایر پروفیل‌های هم خانواده، لبه یا فلنج (در یک یا هر دو طرف پروفیل) ندارد. این نوع پروفیل معمولا در پروژه‌های ساختمانی به عنوان یک عنصر سازه‌ای برای قاب‌بندی، حمایت و تقویت دیوارها، سقف و … (که به یک پروفیل ساده و سبک نیاز است)، استفاده می‌شود.
لازم به توضیح است که برای نشان دادن فاصله بین دو بال پروفیل (ارتفاع) از حرف H، طول بال‌های بالا و پایین از حرف B و ضخامت این محصول از حرف T استفاده می‌گردد.
۲- لبه دار
پروفیل Z لبه دار دارای لبه یا فلنج در یک یا دو طرف جان پروفیل است. فلنج‌ها استحکام و استحکام بیشتری به پروفیل می‌دهند؛ به طوری که این محصول را برای استفاده در کاربردهایی که به ظرفیت باربری بالا نیاز دارند، مناسب می‌سازد. همچنین طول لبه‌های بالا با نماد C1 و طول لبه‌های پایین با نماد C2 نشان داده می‌شود.
۳- پانچ دار
پروفیل Z پانچ دار دارای سوراخ‌ها یا شکاف‌هایی است که در فلنج‌های پروفیل تعبیه می‌شود. سوراخ‌ها را می‌توان برای اهداف مختلفی استفاده کرد؛ مانند قطعات مورد نیاز برای عبور لوله‌ها، سیم‌ها و… . در ضمن این نوع پروفیل معمولا در سازه‌هایی استفاده می‌شود که به ویژگی‌های اضافی (مانند سوراخ‌ها) نیاز است.
مراحل تولید پروفیل زد
برای تولید این پروفیل از انواع ورق سیاه، روغنی و گالوانیزه (نورد سرد) استفاده می‌شود که بسته به محصول مورد نیاز، می‌تواند متفاوت باشد.
به طور کلی تولید پروفیل Z تحت عملیات نورد سرد شامل مراحل زیر است:
- فرآوری کویل: این فرآیند با باز کردن ورق فولادی کویل یا رول شده آغاز می‌شود. سپس برای صاف کردن مواد از دستگاه تراز غلطکی (شامل یک سری غلطک) استفاده می‌گردد.
- رول فرمینگ: ورق فولادی مسطح از طریق رول فرمینگ به تدریج محصول را به شکل پروفیل Z درمی‌آورد.
- برش: هنگامی که طول مورد نظر پروفیل Z شکل گرفت، با استفاده از اره پروفیل بر تحت برش ثابت، به اندازه مورد نیاز برش داده می‌شود.
- عملیات ثانویه یا اضافی: بسته به کاربرد خاص، عملیات اضافی مانند پانچ، بریدگی یا خم شدن ممکن است برای ایجاد ویژگی‌ها یا اشکال خاص در پروفیل Z انجام شود که به طور مثال می‌توان به پروفیل زد لبه دار و پانچ دار اشاره کرد.
- پوشش سطح: پروفیل Z ممکن است تحت عملیات سطحی مانند گالوانیزه کردن، رنگ‌آمیزی یا پوشش پودری قرار گیرد تا دوام و مقاومت آن در برابر خوردگی افزایش یابد.
- کنترل کیفیت: در نهایت پروفیل Z برای اطمینان از کیفیت و مطابقت با استانداردهای مورد نیاز، پیش از بسته‌بندی و ارسال به مشتری، بررسی می‌شود.
مشخصات پروفیل زد
وقتی با این پرسش مواجه می‌شویم که پروفیل Z چیست؟ یکی از موضوعات مهم برای رسیدن به پاسخ، بررسی مشخصات این محصول است. مشخصات پروفیل Z بسته به نوع و کاربردهای مورد نیاز متفاوت است؛ با این حال در اینجا به برخی از مشخصات رایج این نوع محصولات اشاره می‌کنیم.
- جنس: پروفیل Z به طور معمول از ورق فولادی نورد سرد ساخته می‌شود. به طوری که فولاد به کار برده شده در این نوع پروفیل ممکن است برای دوام بیشتر و مقاومت در برابر خوردگی، گالوانیزه یا با مواد دیگر، تحت پوشش قرار گیرد.
- ابعاد: ابعاد این محصول شامل ارتفاع، عرض و ضخامت است. در واقع این پروفیل بسته به سفارش مشتری، می‌تواند ابعاد مختلفی داشته باشد.
- عرض فلنج: اگر پروفیل Z دارای فلنج باشد، عرض فلنج‌ها بسته به پروفیل خاص می‌تواند متفاوت باشد. لازم به توضیح است که عرض فلنج بر ظرفیت باربری و استحکام پروفیل تاثیر مستقیم دارد.
- الگوهای سوراخ: اگر پروفیل Z پانچ شده باشد، الگوهای سوراخ نیز متفاوت در نظر گرفته می‌شود. الگوهای سوراخ بر استحکام و انعطاف‌پذیری پروفیل و همچنین توانایی آن برای قرار دادن سایر عناصر تاثیر می‌گذارد.
- پوشش‌ها: پروفیل‌های Z ممکن است با مواد مختلفی پوشش داده شوند تا دوام و مقاومت آنها در برابر خوردگی افزایش یابد.
- استانداردها: پروفیل‌های Z بر اساس استاندارد ASTM ،AISI یا EN ساخته می‌شوند. انطباق با این استانداردها می‌تواند تضمین کند که مشخصات این پروفیل مطابق با معیارها کیفی مورد نظر است.
استاندارد پروفیل زد
متداولترین استاندارد مورد استفاده برای انواع پروفیل Z، استاندارد اروپایی EN ۱۰۱۶۲:۲۰۰۳ است که الزامات مقاطع فولادی نورد سرد با سطح مقطع Z را مشخص می‌کند. این استانداردها، ابعاد، تلورانس‌ها و شرایط فنی تحویل پروفیل‌های Z شامل الزامات مواد، خواص فیزیکی و مکانیکی را در نظر می‌گیرد.
لازم به توضیح است که پروفیل زد پرلین بر اساس استاندارد ایران به شماره ۳۶۹۴ (نورد گرم) و پروفیل زد ساخته شده بر اساس استاندارد ملی ایران به شماره ۵۷۲ (نورد سرد) تولید می‌شود.
علاوه بر موارد گفته شده، ممکن است استانداردهای دیگری برای این نوع محصولات به کار برده شود که عبارتند از:
- ASTM A۶۵۳/A۶۵۳M
- ASTM A۱۰۰۸/A۱۰۰۸M
- JIS G ۳۳۰۲
ابعاد پروفیل Z
ابعاد پروفیل Z بسته به نوع و استاندارد مورد استفاده متفاوت است. با این حال، به طور کلی ابعاد پروفیل‌های Z با ارتفاع پروفیل (h)، عرض فلنج بالا (b)، عرض فلنج پایین (c)، ضخامت جان (t) و قطر بین جان و فلنج‌ها (r) مشخص می‌شود.
به عنوان مثال، یک پروفیل استاندارد Z با ارتفاع ۱۰۰ میلی‌متر، عرض فلنج بالایی ۵۰ میلی‌متر، عرض فلنج پایینی ۶۰ میلی‌متر، ضخامت ۶ میلی‌متر و قطر ۸ میلی‌متر به عنوان پروفیل Z۱۰۰ شناخته می‌شود.
همچنین حداکثر طول این پروفیل حدود ۱۶ متر، حداکثر جان حدود ۴۰۰ میلی‌متر و حداکثر بال نیز حدود ۱۰۰ میلی‌متر است.
وزن پروفیل Z
وزن پروفیل Z بسته به ابعاد، ضخامت و جنس آن می تواند متفاوت باشد. به طور کلی وزن این محصول طبق فرمول زیر محاسبه می‌شود:
- عرض + طول × ۲ + سایز × ضخامت شاخه × طول شاخه × چگالی فولاد ÷ ۱۰۰۰ = وزن پروفیل زد (کیلوگرم)
در ضمن عدد ۷.۸۵ گرم شامل چگالی فولاد بر حسب کیلوگرم بر متر مکعب است. همچنین توجه به این نکته ضروری است که وزن ممکن است بسته به مواد مورد استفاده (مانند فولاد، آلومینیوم یا سایر فلزات) و ضخامت پروفیل متفاوت باشد. در نظر گرفتن وزن این پروفیل هنگام طراحی و ساخت سازه‌ها مهم است، زیرا می‌تواند بر وزن و پایداری کلی پروژه اثر بگذارد.
| سایز | ضخامت ۲ | ضخامت ۲.۵ | ضخامت ۳ | ضخامت ۳.۵ |
| Z۱۶ | ۴.۶ | ۵.۸ | ۶.۹ | ۸.۱ |
| Z۱۸ | ۴.۹ | ۶.۱ | ۷.۴ | ۸.۶ |
| Z۲۰ | ۵.۲ | ۶.۵ | ۷.۹ | ۹.۲ |
| Z۲۲ | ۵.۵ | ۶.۹ | ۸.۳ | ۹.۷ |
| Z۲۴ | ۵.۹ | ۷.۳ | ۸.۸ | ۱۰.۳ |
| Z۲۶ | ۶.۲ | ۷.۷ | ۹.۳ | ۱۰.۸ |
| Z۲۸ | ۶.۵ | ۸.۱ | ۹.۷ | ۱۱.۸ |
| Z۳۰ | ۶.۸ | ۸.۵ | ۱۰.۲ | ۱۱.۹ |
| Z۳۲ | ۷.۱ | ۸.۹ | ۱۰.۷ | ۱۲.۵ |
| Z۳۴ | ۷.۴ | ۹.۳ | ۱۱.۲ | ۱۳ |
کاربرد پروفیل Z
پروفیل‌های Z معمولا در پروژه‌های ساختمانی، پروفیل Z سوله، خودروسازی، دریایی، هوافضا، نفت و گاز، نظامی و الکترونیک استفاده می‌شوند. انواع پروفیل Z در ساخت و ساز، اغلب به عنوان پرلین مورد استفاده قرار می‌گیرند که برای حمایت از پوشش سقف و انتقال بارها به قاب سازه اولیه کاربرد دارند.
آنها همچنین می‌توانند به عنوان عناصر مهاربندی در سیستم‌های سقف و دیوار برای ایجاد استحکام جانبی و مقاومت در برابر باد و بارهای لرزه‌ای استفاده شوند. علاوه بر این، پروفیل Z را می‌توان به عنوان تیرچه‌های کف نیز استفاده کرد. این محصول همچنین به عنوان ناودانی در پوشش دیوار استفاده می‌شوند تا بارهای مختلف را به فونداسیون منتقل کنند.
در خارج از ساختمان، پروفیل‌های Z در صنایع مختلف برای طیف گسترده‌ای از کاربردها استفاده می‌شود. به عنوان مثال، این محصول ممکن است به عنوان اجزای ساختاری در شاسی خودرو، قاب در بدنه هواپیما، عناصر تقویت‌کننده در خطوط لوله نفت و گاز، عناصر پشتیبان در قفسه‌ها و محفظه‌های تجهیزات الکترونیکی و اجزای چارچوب در وسایل نقلیه و تجهیزات نظامی و دفاعی مورد استفاده قرار گیرند.
سایر کاربردهای این پروفیل عبارتند از:
- کشتی‌سازی
- ریل و سازه‌های خطوط و ایستگاه راه آهن
- داربست
- گاردریل خیابان، پل و بزرگراه
- مبلمان خانگی و اداری
- کابینت آشپزخانه
- درب و پنجره
مزایای پروفیل زد
- نسبت استحکام به وزن بالا: پروفیل‌های Z طوری طراحی شده‌اند که می‌توانند علاوه بر ارائه استحکام و سختی بالا، وزن زیادی را تحمل کنند.
- گستره متنوع کاربردها: این محصول می‌تواند در طیف وسیعی از کاربردها و صنایع مورد استفاده قرار گیرد.
- نصب آسان: این پروفیل را می‌توان به راحتی برش داد، سوراخ و پیچ و مهره کرد یا حتی جوش داد؛ به همین خاطر نصب و کار با آن راحت و آسان است.
- استفاده کارآمد و بهینه از متریال: این نوع محصولات اغلب از فولاد نورد سرد تولید می‌شوند که امکان استفاده بهینه از مواد و کاهش ضایعات را فراهم می‌کند.
- مقرون به صرفه: پروفیل‌های Z در مقایسه با سایر عناصر سازه‌ای مانند مقاطع فولادی نورد گرم، مقرون به صرفه تر هستند.
معایب پروفیل زد
- محدودیت در دسترسی: برخی از پروفیل‌های Z ممکن است به راحتی در اندازه‌ها یا مواد خاص مورد نظر در دسترس نباشند.
- ظرفیت بار محدود: این محصول برای کاربردهایی با بار یا تنش بسیار زیاد مناسب نیست؛ زیرا ممکن است فاقد استحکام یا سختی مورد نیاز باشد.
- خوردگی: پروفیل Z ساخته شده از فولاد نورد گرم ممکن است در طول زمان مستعد خوردگی باشند که این چالش می‌تواند بر عملکرد و طول عمر آن اثر منفی داشته باشد.
- هندسه پیچیده: برخی از انواع پروفیل Z اشکال یا هندسه یا خواص فیزیکی پیچیده‌ای دارند که در روند ساخت یا کار با آنها چالش به وجود می‌آورد.
تولیدکنندگان پروفیل زد در ایران
مهم‌ترین تولیدکنندگان در ایران عبارتند از:
- پروفیل صنعت آسیا
- فولاد گستر حداد
- سریر صنعت امیر
- آریا صنعت کُرَن
- شاهین فلز سپاهان
این شرکت‌ها به تولید انواع پروفیل Z سوله و… مشغول هستند. برای اطلاع از به روزترین قیمت و نحوه خرید پروفیل z تولید شده در کارخانه‌های داخل کشور، به وب سایت کار آهن مراجعه کنید.
کلام آخر
پروفیل زد (z) یکی از مقاطه فولادی نورد سرد است که به شکل زد تولید می‌شود. این پروفیل در عین سبک بودن، مقاومت بالایی برای سازه‌های مختلف به وجود می‌آورد. در ضمن این محصول بیشتر به عنوان رابط بین سازه خرپا و پوشش سقف عمل می‌کند.