در صنعت ساختمان و سازه‌های فلزی، به‌کارگیری پروفیل‌های مقاوم و با کیفیت یکی از مهم‌ترین ارکان تضمین دوام، ایمنی و بهره‌وری سازه‌ها به شمار می‌رود. یکی از این مقاطع کاربردی، نبشی اسپیرال است؛ اما نبشی اسپیرال چیست و چه ویژگی‌هایی آن را از سایر انواع نبشی متمایز می‌کند؟
نبشی اسپیرال به‌عنوان یکی از جدیدترین و دقیق‌ترین انواع نبشی‌های L شکل، جایگاهی ویژه در صنایع عمرانی، ماشین‌سازی، سازه‌های سبک و حتی پروژه‌های زیرساختی یافته است. علت این جایگاه ممتاز، ترکیب تولید مدرن به روش نورد گرم پیوسته، کنترل ابعادی بی‌نظیر، کیفیت متالورژیکی بالا و تنوع سایزبندی است که به مهندسین و پیمانکاران اجازه می‌دهد تا با آسودگی خیال، این محصول را در پروژه‌های حساس و با تلرانس‌های فنی بالا به کار بگیرند.
در ادامه ابتدا خواهید دید که نبشی اسپیرال چیست و سپس با مشخصات فنی، روش تولید، مزایا و محدودیت‌های نبشی اسپیرال و نکات کلیدی انتخاب و نصب آن آشنا می‌شوید.
تعریف نبشی اسپیرال
اول از همه باید بررسی کنیم که این نوع نبشی چیست؟ نبشی اسپیرال پروفیلی فلزی با مقطع Lشکل است که معمولاً دو بال مساوی دارد و به روش نورد گرم پیوسته از شمش فولادی یا ورق Coil تولید می‌شود. به‌علت مسیر مارپیچی یا قوس‌دار ماده اولیه هنگام عبور از قفسه‌های نورد و شکل‌دهی تدریجی، اصطلاح «اسپیرال» برای این نوع نبشی رایج شده است.
در بازار ایران وقتی بخواهیم به سؤال نبشی اسپیرال چیست پاسخ بدهیم، باید بگوییم که این محصول به نام نبشی گرم‌نوردیده بال مساوی نیز شناخته می‌شود. پس‌از طی فرایند نورد، شاخه‌های شش متری یا طول‌های سفارشی نبشی، سرد، صاف و برش‌کاری می‌شوند و تحت کنترل ابعادی قرار می‌گیرند تا بالاترین یکنواختی هندسی حاصل شود. به‌همین‌دلیل، نبشی اسپیرال انتخاب اول پروژه‌هایی است که دقت ابعادی، سازگاری با عملیات ماشین‌کاری و استحکام مکانیکی بالایی نیاز دارند.
ویژگی‌های فنی نبشی اسپیرال
نبشی اسپیرال به‌واسطۀ تولید پیوسته و کنترل دقیق در همۀ مراحل، مشخصات فنی منحصر‌به‌فردی دارد که آن را از سایر نبشی‌های رایج متمایز می‌کند و به‌همین‌دلیل، معمولاً قیمت نبشی نوع اسپیرال از نبشی‌های ساده بیشتر است. این ویژگی‌ها شامل دامنه وسیع سایزبندی، یکنواختی ضخامت، جنس فولاد با کیفیت، تحمل بار بالا و رعایت استانداردهای بین‌المللی است؛ اما واقعاً مشخصات متمایز نبشی اسپیرال چیست؟
- سایز بال (a)
نبشی اسپیرال معمولاً در سایزهای بال مساوی از ۲۰ تا ۶۰ میلی‌متر تولید می‌شود. مقاطع رایج عبارت‌اند از ۲۰×۲۰×۳، ۲۵×۲۵×۴، ۵۰×۵۰×۵ و تا ۶۰×۶۰×۶ میلی‌متر. - ضخامت (t)
ضخامت بال‌ها بین ۲ تا ۶ میلی‌متر متغیر است و با تلرانس بسیار دقیق ±۰٫۰۵ میلی‌متر تولید می‌شود. این یکنواختی ضخامت به‌ویژه در عملیات سوراخ‌کاری و ماشین‌کاری اهمیت دارد. - جنس فولاد
فولادهای پرکاربرد در تولید نبشی اسپیرال شامل ST37 (مطابق استاندارد S235JR با حداقل تنش تسلیم ۲۴۰ مگاپاسکال)، ST44، ST52 و گاهی S355JR برای پروژه‌های سنگین‌تر است. - استاندارد محصول
نبشی اسپیرال براساس استانداردهای ISIRI 13968-1، DIN EN 10056-2 و GOST 8510 تولید می‌شود. انجام تست کشش و خمش برای کنترل کیفیت الزامی است. - طول شاخه
اما در بازار، طول شاخه نبشی اسپیرال چیست؟ بیشتر نبشی‌های اسپیرال در طول استاندارد ۶ متر تولید و عرضه می‌شوند؛ اما امکان سفارش تا طول ۱۵ متر نیز وجود دارد. تلرانس طول شاخه معمولاً از صفر تا +۱۰ میلی‌متر است. - شعاع گردی ریشه (r₁/r₂)
برای افزایش مقاومت موضعی و کاهش تمرکز تنش، ریشه زاویه دارای شعاع گردی ۳.۵ تا ۸ میلی‌متر (متناسب با سایز) است. - وزن شاخه
طبق جدول استاندارد وزن، یک شاخه ۶ متری نبشی اسپیرال ۵۰×۵۰×۵ حدود 22 کیلوگرم وزن دارد که چندین درصد سبک‌تر از نبشی فابریک هم‌سایز است. دلیل این کاهش وزن، تلرانس ابعادی کم و یکنواختی ضخامت محصول است.
این ویژگی‌ها در کنار یکنواختی سطح، دقت ابعادی، قابلیت برش و سوراخ‌کاری دقیق و امکان انتخاب طول و جنس موردنیاز، مزیت رقابتی مهمی برای نبشی اسپیرال ایجاد کرده‌اند. در جدول زیر همه اندازه‌ها و مشخصات نبشی‌های اسپیرال (Hot-Rolled Equal Angles) عمومی در بازارهای جهانی درج شده است. ستون‌ها به‌ترتیب شامل: ابعاد بال (HxB)، ضخامت (T)، وزن بر متر (Kg/m)، شعاع ریشه (R) و طول شاخه (L) هستند. دقت کنید که در برخی اندازه‌ها طول شاخه به دو مقدار ۶ و ۱۲ متر موجود است:
| H × B (mm) | T (mm) | Kg/m | R (mm) | L (m) |
|---|---|---|---|---|
| 13 × 13 | 3 | 0.54 | 0.8 | 6.0 |
| 15 × 15 | 3 | 0.64 | 0.8 | 6.0 |
| 16 × 16 | 3 | 0.68 | 0.8 | 6.0 |
| 20 × 20 | 3 | 0.88 | 3.5 | 6.0 |
| 25 × 25 | 3 | 1.11 | 3.5 | 6.0 |
| 25 × 25 | 4 | 1.45 | 3.5 | 6.0 |
| 25 × 25 | 5 | 1.77 | 3.5 | 6.0 |
| 30 × 30 | 3 | 1.35 | 5.0 | 6.0 |
| 30 × 30 | 5 | 2.17 | 5.0 | 6.0 |
| 40 × 40 | 3 | 1.82 | 6.0 | 6.0 |
| 40 × 40 | 4 | 2.40 | 6.0 | 6.0 |
| 40 × 40 | 5 | 2.96 | 6.0 | 6.0 |
| 40 × 40 | 6 | 3.50 | 6.0 | 6.0 |
| 45 × 45 | 5 | 3.35 | 7.0 | 6.0 |
| 45 × 45 | 6 | 3.97 | 7.0 | 6.0 |
| 50 × 50 | 3 | 2.29 | 7.0 | 6.0 |
| 50 × 50 | 4 | 3.03 | 7.0 | 6.0 |
| 50 × 50 | 5 | 3.75 | 7.0 | 6.0 |
| 50 × 50 | 6 | 4.45 | 7.0 | 6.0 |
| 50 × 50 | 8 | 5.80 | 7.0 | 6.0 |
| 60 × 60 | 5 | 4.53 | 8.0 | 6.0 |
| 60 × 60 | 6 | 5.39 | 8.0 | 6.0 |
| 60 × 60 | 8 | 7.06 | 8.0 | 6.0 |
| 60 × 60 | 10 | 8.67 | 8.0 | 6.0 |
| 70 × 70 | 6 | 6.34 | 9.0 | 6.0 |
| 70 × 70 | 8 | 8.33 | 9.0 | 6.0 |
| 70 × 70 | 10 | 10.25 | 9.0 | 6.0 |
| 75 × 75 | 6 | 6.81 | 9.0 | 6.0 |
| 75 × 75 | 8 | 8.96 | 9.0 | 6.0 |
| 75 × 75 | 10 | 11.04 | 9.0 | 6.0 |
| 80 × 80 | 6 | 7.29 | 10.0 | 6.0 |
| 80 × 80 | 8 | 9.59 | 10.0 | 6.0 |
| 80 × 80 | 10 | 11.83 | 10.0 | 6.0 |
| 90 × 90 | 6 | 8.23 | 11.0 | 6/12.0 |
| 90 × 90 | 8 | 10.85 | 11.0 | 6/12.0 |
| 90 × 90 | 10 | 13.40 | 11.0 | 6/12.0 |
| 90 × 90 | 12 | 15.90 | 11.0 | 6/12.0 |
| 100 × 100 | 8 | 12.11 | 12.0 | 6/12.0 |
| 100 × 100 | 10 | 14.98 | 12.0 | 6/12.0 |
| 100 × 100 | 12 | 17.79 | 12.0 | 6/12.0 |
| 120 × 120 | 8 | 14.63 | 13.0 | 6/12.0 |
| 120 × 120 | 10 | 18.14 | 13.0 | 6/12.0 |
| 120 × 120 | 12 | 21.57 | 13.0 | 6/12.0 |
| 150 × 150 | 10 | 22.87 | 16.0 | 6/12.0 |
| 150 × 150 | 12 | 27.30 | 16.0 | 6/12.0 |
فرایند تولید نبشی اسپیرال
اما روش تولید نبشی اسپیرال چیست؟ تولید نبشی اسپیرال با انتخاب شمش یا ورق فولادی با ترکیب شیمیایی کنترل‌شده (معمولاً حداکثر ۰٫۲۱ درصد کربن) آغاز می‌شود. شمش‌ها پس‌از ریخته‌گری مداوم در دمای ۱۱۵۰ تا ۱۲۵۰ درجه سانتی‌گراد پیش‌گرم می‌شوند تا برای نورد گرم آماده باشند. ماده اولیه از قفسه‌های نورد مارپیچ یا چندمرحله‌ای عبور داده می‌شود تا ضخامت و مقطع نهایی L شکل به دست آید.
در این فرایند، ضخامت تا مقدار موردنظر کاهش یافته و شکل L با یکنواختی بالا حاصل می‌شود. سپس نبشی‌ها با قیچی‌های پرسرعت در طول ۶ متری یا سفارشی برش می‌خورند و بلافاصله وارد خط خنک‌کاری (کولینگ رومیزی) می‌شوند. پس‌از خنک‌سازی، نبشی‌ها توسط ماشین‌آلات صافکاری (Tension Leveling) به‌منظور حذف تابیدگی احتمالی تحت کشش قرار می‌گیرند.
در مرحله پایانی، کنترل ابعادی سه‌بعدی و مارک‌زنی استاندارد انجام می‌شود؛ اطلاعاتی همچون سایز، استاندارد، شماره ذوب و آرم تولیدکننده بر روی شاخه حک می‌شود. این روش تولید، کیفیت سطح، یکنواختی ابعاد و قابلیت اطمینان در عملکرد نهایی نبشی اسپیرال را تضمین می‌کند. به‌دلیل همین فرایند تولید نسبتاً سخت، قیمت این نبشی‌ها از قیمت آهن برای هر کیلو بسیار بیشتر است.
انواع نبشی اسپیرال در بازار
نبشی اسپیرال از چند منظر طبقه‌بندی می‌شود:
از نظر بال
- بال مساوی (L=L): هر دو بال نبشی هم‌اندازه‌اند که بیشترین مصرف را دارد.
- بال نامساوی (L≠L): یک بال بزرگ‌تر از بال دیگر است و برای کاربردهای خاص سفارش داده می‌شود.
از نظر روش ساخت
- فابریک (نورد گرم مستقیم): تولید با نورد گرم پیوسته از شمش و معمولاً کیفیت و یکنواختی بالاتر دارد.
- پرسی (خم‌کاری ورق کویل): با خم‌کردن ورق به‌شکل L و برای ضخامت‌های حداکثر ۴ میلی‌متر مناسب است.
از نظر گرید فولاد
انواع ST37، ST44، ST52 و در پروژه‌های خاص S355JR کاربرد دارند. انتخاب گرید متناسب با باربری، طول عضو و الزامات مهندسی صورت می‌گیرد.
از نظر پوشش سطح
در حالت عادی به‌صورت خام سیاه عرضه می‌شود اما می‌توان آن را گالوانیزه گرم یا رنگ‌آمیزی اپوکسی کرد، به‌ویژه برای پروژه‌های ساحلی یا محیط‌های خورنده.
کاربردهای نبشی اسپیرال
اما کاربرد نبشی اسپیرال چیست؟ نبشی اسپیرال به‌دلیل دقت ابعادی، وزن سبک‌تر و مقاومت مکانیکی مناسب در کاربردهای متنوعی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از جمله مهم‌ترین کاربردها می‌توان به بادبند و مهاربند فلزی در سازه‌های سبک، دکل‌های انتقال نیرو و مخابرات (که کاهش وزن قائم اهمیت زیادی دارد)، اتاقک آسانسور، خرپاهای سقفی، ماشین‌سازی، فریم خطوط بسته‌بندی، شاسی تجهیزات سنگین و حتی قاب فلزی پنل‌های الکترونیک و کیس‌های صنعتی اشاره کرد.
امکان پانچ و سوراخ‌کاری تمیز و دقیق، نبشی اسپیرال را برای پروژه‌های تجهیزات دقیق و صنایع الکترونیک به گزینه‌ای مطلوب تبدیل کرده است. همچنین در پروژه‌های عمرانی که نیاز به قطعات پیش‌ساخته با تحمل بار مشخص و دقت سوراخ‌کاری بالا وجود دارد، نبشی اسپیرال اولین انتخاب است.
مزایا و معایب نبشی اسپیرال
نبشی اسپیرال به‌واسطۀ فرایند تولید پیشرفته و تلرانس‌های سخت‌گیرانه، مزایای فنی و اجرایی متعددی دارد. در پاسخ به سؤال مزایای نبشی اسپیرال چیست باید گفت که تلرانس وزنی و ابعادی دقیق، کاهش خطای ساخت و انطباق عالی با نقشه‌های اجرایی از جمله این مزایا هستند. فولاد ST37 آنیل‌شده موجب افزایش انعطاف‌پذیری در خم‌کاری و سوراخ‌کاری می‌شود و امکان تولید شاخه‌های سفارشی تا ۱۵ متر بدون نیاز به درز یا وصله وجود دارد. علاوه‌براین، سایزبندی گسترده (از ۲۰×۲۰×۲ تا ۶۰×۶۰×۶ میلی‌متر) و موجودی مناسب در بازار سبب می‌شود پروژه‌های متنوع بتوانند به‌راحتی این محصول را تأمین کنند.
بااین‌حال، نبشی اسپیرال محدودیت‌هایی نیز دارد؛ اما معایب نبشی اسپیرال چیست؟ قیمت تمام‌شده این محصول، عموماً حداقل ۱۵ درصد بالاتر از نبشی فابریک معمولی (به‌دلیل تکنولوژی تولید و یکنواختی بالاتر). محدودیت تولید سایز بزرگ‌تر از ۷۰ میلی‌متر به تولیدکنندگان خاص و نبود مقاومت خوردگی ذاتی که موجب نیاز به پوشش گالوانیزه یا رنگ در محیط‌های خورنده می‌شود از دیگر محدودیت‌های این نوع نبشی هستند.
نحوه انتخاب نبشی اسپیرال مناسب
برای انتخاب نبشی اسپیرال مناسب، باید به چند نکته کلیدی توجه شود. ابتدا باید میزان بار محوری و برشی مورد انتظار بررسی شود و تنش خمشی عضو از ۶۰ درصد حد تسلیم فولاد انتخابی تجاوز نکند. در سازه‌های سبک و لرزه‌ای، ST37 کافی است اما برای طول‌های بالای ۳ متر یا بارگذاری سنگین، ST52 توصیه می‌شود. ضخامت نبشی هم باید متناسب با تلرانس سوراخ‌کاری و نوع پیچ انتخاب شود.
حال، پوشش موردنیاز برای نبشی اسپیرال چیست؟ در محیط‌های مرطوب با رطوبت بالای ۷۵ درصد یا محیط اسیدی، پوشش گالوانیزه یا رنگ اپوکسی ضرورت دارد. همچنین برای ابعاد کوچک، اختلاف قیمت نبشی اسپیرال با نبشی فابریک ناچیز است اما در سایزهای بزرگ‌تر باید تحلیل هزینه-عملکرد صورت بگیرد. در نهایت، رعایت استاندارد، انتخاب گرید مناسب، پوشش حفاظتی و دقت در اجرا، ضامن طول عمر و کارایی نبشی اسپیرال خواهد بود.
نکات نصب و نگهداری نبشی اسپیرال
در نصب نبشی اسپیرال باید از ابزار برش سرد مانند اره نواری یا دیسکی استفاده شود تا ساختار ریزدانه فولاد حفظ شود و از حرارت زیاد هنگام برش اجتناب شود. برای جوشکاری، پیش‌گرم ۵۰ تا ۸۰ درجه سانتی‌گراد به‌ویژه برای ضخامت‌های بالای ۵ میلی‌متر توصیه می‌شود و از الکترود E6013 یا سیم جوش G3Si1 استفاده شود. پیش‌از سفت‌کردن اتصالات پیچی یا جوشی، به‌علت انعطاف بالای مقطع، مهاربندی موقت عضو ضروری است.
بازرسی‌های دوره‌ای به‌ویژه در پروژه‌های صنعتی اهمیت دارد. خوردگی موضعی و لق‌شدن پیچ‌ها باید هر ۱۲ ماه یک بار کنترل و در صورت مشاهده زنگ‌زدگی، پوشش‌دهی مجدد انجام شود. این نکات نگهداری، عمر مفید نبشی اسپیرال را به حداکثر خواهد رساند. برای خرید اعتباری آهن آلات می‌توانید روی فولادسل حساب ویژه‌ای باز کنید.
در اینجا دیدید نبشی اسپیرال چیست؛ نبشی اسپیرال به‌عنوان نسل جدید نبشی‌های فولادی، مزیت‌هایی همچون وزن سبک‌تر، دقت ابعادی بالا، استحکام مناسب و قابلیت سفارش‌پذیری طول دارد. این مزایا در سازه‌های سبک، ماشین‌آلات، صنایع برق و مخابرات، پروژه‌های عمرانی و ساختمان‌سازی، موجب افزایش ایمنی، سهولت نصب و سرعت اجرا می‌شود.
اگرچه قیمت اولیه آن کمی بالا است؛ اما کاهش ضایعات، افزایش دقت و قابلیت ماشین‌کاری این اختلاف را در عمر پروژه جبران می‌کند. انتخاب هوشمندانه گرید فولاد، پوشش‌دهی مناسب و رعایت اصول نصب و نگهداری، طول عمر بهره‌برداری از نبشی اسپیرال را به بیش‌از ۳۰ سال افزایش می‌دهد و آن را به یکی از اقتصادی‌ترین گزینه‌ها برای پروژه‌های مهندسی بدل می‌کند.