ورق استیل کورتن (که به آن فولاد هوازده نیز می‌گویند) به لطف رنگ‌های نارنجی غنی و درخشان فوراً قابل شناسایی است. این فلز که در اصل برای ساخت کالسکه‌‌های زغال‌سنگ و سنگ معدن در آمریکا در دهه 1930 ساخته شده است، اکنون یکی از شیک‌ترین و با دوام‌ترین فلزات موجود در بازار است.
صفحه فولادی کورتن ممکن است زنگ زده به نظر برسند، اما به لطف دست‌کاری هوشمندانه در تولید آن و وجود اکسیداسیون بیرونی در آن، در واقع از فولاد در برابر خوردگی بیشتر محافظت کرده و همچنین در ظاهر نیز بسیار زیبا به نظر می‌رسد.
ورق کورتن، همچنین به عنوان فولاد هوازده نیز شناخته می‌شود که گروهی از آلیاژهای فولاد است که برای از بین بردن نیاز به رنگ‌آمیزی تولید می‌شود. در عوض، سطح آن در معرض عناصر محیطی، ظاهری مانند زنگار پایدار ایجاد می‌کند. ظاهر آن به رنگ زنگ قرمز قهوه‌ای مایل به قرمز بوده که با گذشت زمان و در معرض خوردگی جوی ایجاد می‌شود.
دلیل نام‌گذاری این فلز چیست ؟
کورتن مخلوطی از انواع مختلف فولاد (آلیاژ) است و دارای خواصی ازجمله مقاومت در برابر خوردگی و هم استحکام بالا می‌باشد. نام CorTen از ابتدای نام کلمات "Corrosion" به معنای خوردگی و "Tensile" به معنای کشش گرفته شده است که در واقع ماده‌ای را نشان می‌دهد که در برابر خوردگی مقاوم است و از مقاومت کششی بالایی نیز برخوردار است. کورتن همچنین از قابلیت ماشین‌کاری عالی و قابلیت جوش‌پذیری و شکل‌پذیری خوبی برخوردار است.
شرایط تشکیل لایه محافظ سطحی
در طی فرایند هوازدگی، ظاهر کورتن تغییر کرده تا اینکه در نهایت سطح آن به شکل نارنجی یا قهوه‌ای، اکسید شده و مانند زنگار تبدیل می‌شود که منحصر به فرد و متمایز است. این سطح پایدار نیاز به رنگ آمیزی یا ضد آب شدن را از بین برده و بنابراین برای کاربردهای با نگهداری کم بسیار مناسب است. بنابراین کورتن در واقع گروهی از فولادهایی است که دچار هوازدگی شده‌اند. لایه سطحی تشکیل شده بر روی ان‌ها که باعث ایجاد مقاومت به خوردگی در این دسته از مواد می‌شود، تنها وقتی قابلیت شکل گیری داشته که این فولاد در معرض چرخه‌های خشک و مرطوب قرار گیرد.
اگر ورق استیل کورتن در آب غوطه ور شود یا در زمین های مرطوب مدفون شود، لایه محافظ زنگ زده ایجاد نمی‌کند. قرار گرفتن در معرض محیط‌های دریایی یا مناطق نزدیک به اقیانوس نیز ممکن است از تشکیل به موقع لایه محافظ برای محافظت از فولاد زیرین جلوگیری کند. روند تغییر رنگ ظاهری ورق کورتن در طی 40 سال در شکل زیر قابل مشاهده است.
ورق کورتن و برخی قابلیت‌های آن
مقاومت به هوازدگی :
همانطور که پیش‌تر گفته شد، ورق استیل کورتن بدون رنگ‌آمیزی(رنگ‌آمیزی جهت جلوگیری از زنگ زدن) می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد که از این جهت نه تنها از لحاظ اقتصادی به صرفه است، بلکه به دلیل تغییر رنگ ظاهری آن، زیبایی خاصی را نیز دارا می‌شود. همچنین مقاومت به خوردگی و هوازدگی این فلز نیز 4 تا 8 برابر برخی فولادهای متداول می‌باشد.
قابلیت دوام رنگ :
در این فولاد حتی اگر رنگ‌پریدگی رخ دهد، با پیشرفت منطقه زنگ زده، ناحیه‌ای که دچار رنگ‌پریدگی شده است از بین رفته و بر این اساس ، طول عمر رنگ را افزایش داده و در نتیجه هزینه‌های دوباره رنگ آمیزی را کاهش می‌دهد.
قابلیت جوش‌پذیری :
درحالی‌که مقادیر کمی از عناصر آلیاژی نظیر مس و کروم به منظور اطمینان از مقاومت دربرابر هوازدگی و خوردگی به کورتن اضافه می‌شوند، محتوای کربن کاهش می‌یابد تا قابلیت جوش‌پذیری مناسب را فراهم آورد. بر این اساس کورتن را با روش‌های دستی، گاز محافظ و یا قوس زیرپودری می‌توان جوشکاری کرد. علاوه بر این، جوشکاری نقطه‌ای را نیز می‌توان برای ورق‌های نازک از این نوع فولاد به کار برد.
کارپذیری :
ورق کورتن قابلیت شکل‌پذیری با انواع روش‌های شکل‌دهی سرد، شکل‌دهی گرم و یا برش با گاز را داراست که از این لحاظ مشابه با سایر فولادهای هم استحکام با خود است.
در دسترس بودن :
از سال 1959 و زمانی که کورتن وارد بازار شده تا انتهای سال 2013، بالغ بر 6/2 میلیون تن از این ماده ساخته شده است.
مزایای ورق کورتن
فولاد کورتن ASTM A606-4 با مقاومت کششی و مقاومت در برابر خوردگی بالا ، مزایایی را نسبت به فولاد ساده کربنی فراهم می‌آورد، از جمله:
- ایده‌آل برای سازه‌های تحت بار و نسبت استحکام به وزن بالا
- ظاهر قهوه‌ای مایل به قرمز آن را از نظر زیبایی جذاب می‌کند.
- می تواند بدون خوردگی در برابر حرارت بالا مقاومت کند.
- حداقل شرایط لازم جهت نگهداری
- نیاز به رنگ‌آمیزی را برطرف می‌کند.
- سازگار با محیط زیست و قابلیت بازیافت
- سبک تر بودن نسبت به فولادهای ساده کربنی
- قیمت مناسب‌تر
آنالیز شیمیایی گریدهای ورق کورتن
خواص مکانیکی گریدهای ورق کورتن
کاربرد ورق کورتن
فولاد کورتن برای انواع مختلف سازه‌های جوش داده شده ، پیچ و مهره و پرچ استفاده می‌شود. همچنین در سازه های فلزی، پل‌ها ، مخازن و ظروف، سیستم‌های اگزوز ، وسایل نقلیه و تجهیزات ساخت و سازها و از همه مهم‌تر در صنایع پتروشیمی به دلیل مقاومت دما بالای این فلز، بسیار کاربرد دارد.
تکنولوژی های عملکردی برای کاربرد این فولاد از اهمیت بالایی برخوردار است. نه تنها شرایط کلی آب و هوایی بلکه همچنین شرایط آب و هوایی محلی نامطلوب خاص نیز ممکن است بر رفتار خوردگی فولاد کورتن محافظت نشده تأثیر بگذارد. وابستگی به این حقایق باعث می‌شود که هیچ ضمانتی برای استفاده از آن داده نشود. برای کنترل روند خوردگی قطعات محافظت نشده که در معرض هوا قرار دارند، حداقل ضخامت 5 میلی‌متر توصیه شده است.
برای استفاده از مزایای مقاومت در برابر خوردگی بالاتر جوی فولاد کورتن در مقایسه با فولاد غیر آلیاژی، لازم است که طراحی و اجزای سازه ها و همچنین شرایط نگهداری، اجازه ایجاد و بازسازی لایه زنگ محافظ را بدهد. این روش‌ها باید آخرین الزامات پیشرفت فنی را داشته باشند و باید برای برنامه پیشنهادی مناسب باشند و همچنین باید مشخصات ساختاری مربوطه مورد توجه قرار گیرد.
روند تغییرات ظاهر برج تاریخی هوکاییدو در ژاپن به دلیل استفاده از فولاد کورتن در طی 41 سال
معایب فولاد کورتن
استفاده از فولاد کورتن در ساخت و ساز چالش‌های زیادی را به همراه دارد. باید اطمینان حاصل کرد از اینکه آب و هوا بر نقاط مختلف از نقاط جوش اثر مشابهی داشته و با سرعت مشابه سایر مواد آن را دچار هوازدگی می‌کند. آب و هوای به خودی خود منجر به زنگ زدن فولاد نمی‌شود. اگر اجازه داده شود آب در محلی از آن جمع شود، در آن مناطق میزان خوردگی بالاتری اتفاق افتاده و بنابراین باید پوشش داده شود. فولاد کورتن نسبت به آب و هوای نیمه گرمسیری مرطوب حساس است و در چنین محیط هایی ممکن است لایه محافظ تثبیت نشود اما در عوض به خوردگی ادامه دهد.
به عنوان مثال ،سالن ورزشی Omni Coliseum سابق که محل میزبانی تیم بسکتبال آتالانتا در ایالت جورجیانا در آمریکا بود، در سال 1972 در آتلانتا ساخته شد و هرگز زنگ زدگی در آن متوقف نشد و سرانجام سوراخ های بزرگی در ساختار ظاهر آن ایجاد شد. این عامل اصلی در تصمیم گیری برای تخریب آن تنها 25 سال پس از ساخت این بنا بود. همین اتفاق می‌تواند در محیط‌های مملو از نمک دریا رخ دهد. ورزشگاه Aloha هاوایی ، ساخته شده در سال 1975 ، یکی از این موارد است. هوازدگی سطح طبیعی فولاد می‌تواند منجر به ایجاد لکه های زنگ زدگی در سطح اطراف شود.
سرعت تشکیل لایه محافظ در برخی از فولادهای کورتن با وجود آلاینده های جوی که باعث خوردگی می شوند به شدت متفاوت است. در حالی که روند کار به طور کلی در مراکز بزرگ شهری موفقیت آمیز است، اما در بیشتر مناطق روستایی میزان هوازدگی بسیار بیشتر است. Uris Hall ، یک ساختمان علوم اجتماعی در پردیس اصلی دانشگاه کرنل در ایتاکا ، یک شهر کوچک در ایالت نیویورک است که در زمان پیش بینی شده به پایان سطح پیش بینی شده در قالب فولاد هوازده نرسید. رواناب آب باران از فولاد که به آهستگی زنگ می زند، لکه های زیادی روی بدنه آن ایجاد کرد و هزینه های نگهداری را افزایش داد.
خوردگی بدون تشکیل یک لایه محافظ در سال 1974 ، کمتر از دو سال پس از باز شدن آن، نیاز به تقویت و گالوانیزه کردن را در این سازه ایجاد کرده بود. برج فولاد ایالات متحده در پیتسبورگ، پنسیلوانیا، توسط اتحادیه فولاد آمریکا با استفاده از فولاد کورتن ساخته شد. هوازدگی اولیه این فولاد منجر به تغییر رنگ، معروف به "خونریزی" یا "رواناب" در پیاده‌رو ها و ساختمان‌های مجاور شد. سپس به منظور تمیز کردن علائم، یک کار پاکسازی توسط این شرکت انجام شد. تعدادی از پیاده‌رو های مجاور پاک نشده و به رنگ زنگ باقی مانده‌اند. این مشکل در فرمولاسیون های جدید فولاد کورتن کاهش یافته است. اگر می توان ساختار را طوری طراحی کرد که آب از فولاد بر روی بتن تخلیه نشود، می توان از آثار ثانویه آن جلوگیری کرد.
برج فولادی U.S ساخته شده از فولاد کورتن
