یکی از مهم ترین استاندارد هایی که حدود 100 سال پیش یک انجمن با هدف کنترل کیفیت کالاهای فولادی شکل گرفت، ASTM نامیده می شود. این انجمن مربوطه به کشور آمریکا بوده و مخفف عبارت (American Society for Testing and Materials) می باشد. در واقع گروه های شیمیدان و دانشمندان سازندگان این انجمن بوده و کاربرد آن نیز بیشتر برای بررسی کیفیت نهایی آلیاژهای آهنی و غیر آهنی است.
ممکن است در نگاه اول استاندارد ASTM با نوع ASME اشتباه گرفته شوند، اما تفاوت های زیادی در آن ها یافت می شود. در واقع استاندارد نوع دوم در طراحی و ساخت محصولات و سیستم های مکانیکی به کار برده می شود، اما استاندارد ASTM در بررسی خواص و کیفیت مواد اولیه و عناصر مانند غلظت مناسب گوگرد و نیکل یا افزودن برخی از خواص مورد استفاده قرار می گیرد.
این استاندارد کاربرد بسیار زیادی را به خصوص در مواد اولیه مورد استفاده در ساخت تجهیزات پتروشیمی، نفت و گاز دارد. همچنین از جمله استانداردهای پرکاربرد ASTM نوع ASTM A193 را می توان نام برد. در ادامه به بررسی جزئیات بیشتر این استاندارد از نظر اهمیت، خواص، کاربردها و انواع آن می پردازیم.
تاریخچه استاندارد ASTM
تاریخچه این استاندارد آمریکایی به قرن 18 و 19 میلادی برمی گردد که میزان شکستن ریل های راه آهن همواره رو به افزایش بود و این موضوع سبب وارد شدن خسارات زیادی می شد. این موضوع رفته رفته بر قیمت آهن و افزایش آن نیز تأثیرگذار بود. از این رو مهندسان و دانشمندان آمریکایی تصمیم گرفتند استانداردی را برای ریل های آهنی و بهبود کیفیت این تجهیزات طراحی کنند. رهبر این تیم نیز یک شخص به نام چارلز بنجامین دادلی (Charles Benjamin Dudley) یک شیمیدان آمریکایی بود که در سال 1898 میلادی مفهوم ASTM را به وجود آورد.
البته بهتر است بدانید در آن زمان این استاندارد تنها برای بهبود کیفیت ریل های آهنی طراحی شده بود؛ از این رو در سال 1902 میلادی، این انجمن با نام انجمن تست مواد آمریکا معرفی گردید و سپس مجدداً پس از 59 سال تقریباً در سال 1961 نام این استاندارد تغییر کرد. در حال حاضر نام این استاندارد انجمن تست و مواد آمریکا می باشد.
شناخته شدن این انجمن و استفاده از آن در ساخت تمامی محصولات فولادی سبب شده تا در سال 2001 به طور رسمی نام ASTM International برای آن در نظر گرفته شود. در حال حاضر انجمن استاندارد ASTM حدود 30000 عضو در سراسر جهان دارد، اما دفتر اصلی آن در پنسیلوانیای آمریکا قرار دارد.
اهمیت استاندارد ASTM
همان طور که اشاره شد، استاندارد ASTM برای تولیدکنندگان، اعضا، مصرف کنندگان و تمامی افرادی طراحی شده است که با محصولات فولادی اصلی و فرعی سر و کار دارند. استفاده از این استاندارد در درجه اول به این دلیل حائز اهمیت است که سبب بهبود کیفیت، ایمنی و خواص محصولات فولادی می گردد. این مزیت به تدریج به راحت تر شدن دولت در استفاده و صادرات این فلزات کمک کرده است. در واقع استفاده از استاندارد ASTM در شرکت های تولیدی سراسر جهان مورد استفاده قرار گرفته تا از کیفیت بالا محصولات آن ها اطمینان حاصل شود و به این ترتیب اعتبار بیشتری در جهان پیدا کنند.
به طور مثال ورق های گالوانیزه دارای یک پوشش بر سطح خود بوده که این پوشش سبب استحکام در برابر خوردگی و زنگ زدگی خواهد شد. حال اگر این محصول مطابق با استاندارد ASTM ساخته شود، می توان گفت کیفیت بالاتری را به خود اختصاص می دهد. از سوی دیگر قیمت ورق گالوانیزه کیلویی و بر اساس وزن مشخص شده و همین موضوع سبب شده تا تفاوت قیمت این محصول در استانداردهای مختلف، زیاد باشد؛ زیرا جرم پوشش روی و کیفیت آن مطابق با قوانین هر استاندارد متفاوت است.
همچنین استاندارد ASTM قوانین مبتنی بر عملکرد محصول را توسعه داده و برای فلزاتی مورد استفاده قرار می گیرد که کاربردهای خاصی دارند. این موضوع برای تولیدکنندگان و مصرف کنندگان محصولات فولادی اهمیت بسیاری دارد.
کلاس بندی استاندارد ASTM
بهتر است بدانید امروزه استاندارد آمریکایی نه تنها برای بهبود کیفیت ریل های آهنی، بلکه برای ساخت تمامی آلیاژهای آهنی و غیر آهنی مورد استفاده قرار می گیرد؛ از این رو افراد باید در زمان خرید و مصرف به نحوه نامگذاری آلیاژهای این استاندارد آشنایی داشته باشند. زیرا هر کدام از حروف انگلیسی و رقم ها کلاس های استاندارد ASTM بوده و نماد خاصی برای محصولات فولادی هستند. به طور مثال C39 به معنی معرفی محصولات بتنی استوانه ای می باشد. در ادامه به معرفی هر کدام از کلاس های این استاندارد که شامل حروف A تا H می باشد، پرداخته ایم:
- A این کلاس یعنی ابتدایی ترین کلاس در جهت معرفی و نامگذاری انواع محصولات و مقاطع فولادی مانند ورق های سیاه یا پروفیل های فولادی و آهنی مورد استفاده قرار می گیرد.
- B دومین کلاس بر خلاف مورد اول برای معرفی آلیاژهای غیر آهنی استفاده می شود.
- C سومین کلاس بیشتر برای معرفی مواد و مصالح ساختمانی نظیر بتن، مواد بنایی، سرامیک و انواع سیمان کاربرد دارد.
- D این کلاس نیز برای معرفی سایر متریال های غیر فلزی و البته ساختمانی به کار می رود.
- E معرفی محصولات متفرقه
- F این کلاس برای مصارف و محصولاتی با کاربردهای خاص به کار برده می شود.
- G این کلاس در جهت بهبود خواصی نظیر خوردگی، فرسایش و تخریب استفاده می گردد.
- H معرفی کمیسیون های مشترک
مشخصات استاندارد ASTM
ابتدا بهتر است بدانید اصلی ترین مشخصه استاندارد ASTM گستردگی آن در تولید انواع آلیاژهای آهنی و غیر آهنی می باشد. در واقع این انجمن و قوانین آن، تولید انواع محصولات را در بر می گیرد.
به طور مثال ورق های روغنی ساخته شده به وسیله این استاندارد، نه تنها از نظر خواص مورد بررسی قرار می گیرند، بلکه تست های مختلفی نیز بر روی آن ها از نظر کاربرد انجام می گیرد. امروزه قیمت ورق روغنی بیشتر برای تولیدکنندگان لوازم خانگی و خودروسازان اهمیت داشته و البته در درجه اول باید کیفیت متناسبی داشته باشد تا کاربری لازم را به مصرف کننده بدهد. در ادامه سایر مشخصات استاندارد ASTM آورده شده اند:
- این استاندارد آمریکایی، جامع بوده و تمامی ابعاد محصولات و کیفیت های مختلف آن ها را در خود دارد.
- از سوی دیگر برای معرفی محصولات، از نمادها و عبارت های اختصاری مرتبط استفاده می کند.
- تمامی مشخصات فنی و شرایط عملکردی مواد یا سیستم مورد نظر توسط استاندارد ASTM بررسی خواهند شد.
- این استاندارد و قوانین طراحی شده برای آن هم برای تولید محصول و هم تست آن نقش دارند.
- مشخصه های دیگر ASTM نیز به وجود چند راهنما و دستورالعمل برای کاربرد نهایی و شرایط مختلف در آن بر می گردد.
- طبقه بندی قوانین این استاندارد نیز بنا بر مشخصات شیمیایی، ترکیبات و خواص فیزیکی محصولات است.
- در نهایت نیز باید گفت روش تعیین و مشخص شدن ویژگی با تست های ASTM به راحتی صورت می گیرد.
کاربرد استاندارد ASTM
در واقع استاندارد ASTM کاربردهای گسترده ای را در تمامی صنایع به خصوص فولاد و ساختمان سازی به خود اختصاص داده است، اما هر کدام از گریدها و آلیاژهایی که به وسیله این استاندارد تولید و مورد تست قرار می گیرند، کاربردهای خاصی را دارند.
به طور مثال کاربرد، کیفیت و قیمت ورق رنگی شیروانی مورد استفاده در پوشش دهی سقف ها، با کیفیت ورق شیروانی که در کانتینرسازی و ساخت کانکس مورد استفاده قرار می گیرد، متفاوت است و این موضوع به استاندارد آن برمی گردد. در ادامه سایر کاربردهای استاندارد ASTM در حوزه های مختلف را نام برده ایم:
- بخش اول استاندارد ASTM : محصولات فولادی و آهنی
- بخش دوم: محصولات فلزی غیر آهنی
- راهکارهایی در جهت تست و تحلیل فلزات
- ساختمان سازی
- فرآورده های نفتی، سوخت فسیلی و روان کننده ها
- پوشش های مربوط به هیدروکربن های معطر و رنگ ها
- منسوجات
- پلاستیک
- لاستیک
- عایق های صنایع برق و الکترونیک
- محیط زیست و فناوری های آبی
- انرژی های خورشیدی، زمین گرمایی و هسته ای
- صنایع پزشکی، خدمات و تجهیزات
- ابزار دقیق و روش های عمومی
- محصولات عمومی و متفرقه به همراه مواد شیمیایی
نقش استاندارد ASTM در صنعت فولاد
امروزه از استاندارد ASTM در صنعت فولاد بیشترین استفاده می شود؛ زیرا محصولات فولادی به خصوص در بخش گرم، کاربردهای به سزایی را در صنایع عظیم و سنگین به خود اختصاص می دهند. به طور مثال ورق های سیاه مطابق با استاندارد ASTM در گریدهای A516-90، A414-90، A515-92، A299-90 و A285-90 تولید می شوند و هر کدام خواص و کاربردهای متفاوتی نسبت به یک دیگر دارند. طبیعی است که قیمت ورق گرم با این گریدها بیشتر از محصولاتی باشد که خواص و کاربردهای چندان خاصی ندارند.
از این رو می توان گفت بهبود کیفیت محصولات فولادی به همراه گریدهای آن ها با استاندارد ASTM سبب شده تا قوانین آن از اهمیت بسیاری در صنعت فولاد برخوردار باشند؛ زیرا این کیفیت ها در نهایت بخش مهمی از نیازهای داخلی کشور ها و بازارهای خارج از آن ها را تأمین می کنند. از جمله سایر صنایعی که محصولات مورد استفاده در آن ها مطابق با استاندارد آمریکایی ساخته می شوند، می توان به لوله سازی، جوشکاری، سوله سازی، کشتی سازی، ساختمان سازی و … اشاره داشت.
انواع استاندارد ASTM
همان طور که بیان کردیم، استاندارد ASTM دارای کلاس های مختلف برای معرفی هر کدام از کاربردهای آن می باشد، اما بهتر است بدانید جدا از این موضوع، این استاندارد دارای انواع مختلفی از نظر موارد استفاده و بهبود کیفیت محصولات می باشد که در ادامه به شرح هر مورد پرداخته ایم:
- استاندارد مشخصات: مشخصات محصولات بر اساس نیاز تولیدکنندگان و مصرف کنندگان در این استاندارد مورد بررسی قرار می گیرند.
- استاندارد روش های آزمایش: تمامی روش های راحتی که برای انجام آزمایش برای محصولات وجود دارند، در این استاندارد جای دارند. نتایج این استاندارد نیز در مشخصات مورد بررسی قرار می گیرند و کیفیت بالایی را در سراسر جهان به خود اختصاص می دهند.
- استاندارد تمرینی: قوانین این استاندارد شامل تعریف عملیات های تولید بوده و نتیجه گیری و جمع بندی ندارد.
- استاندارد راهنما : اطلاعات لازم برای انجام قوانین در این استاندارد قرار دارد.
- استاندارد رده بندی: همان طور که از نام آن پیداست، یک سری طبقه بندی یا رده بندی از مواد مورد نیاز، فرآیند تولید، سیستم های مورد نیاز و سرویس ها ارائه می کند.
- استاندارد اصطلاحی: و در نهایت این استاندارد به تعریف اصطلاحات و نمادهای مورد استفاده در سایر قوانین و استانداردها می پردازد.
حتما بخوانید:استاندارد DIN چیست
جمع بندی
در نهایت می توان گفت ASTM یکی از مهم ترین استانداردهایی است که در حال حاضر نه تنها برای صنعت فولاد، بلکه برای سایر صنایع و حوزه ها مورد استفاده قرار می گیرد. این استاندارد دارای بخش ها و انواع مختلفی بوده و هر کدام یک محصول را هم از نظر تولید، هم از نظر کیفیت، کاربرد و خواص مورد بررسی و آزمایش قرار می دهند.
در واقع استفاده از آن به علت این که توسط اعضای متخصص و نمایندگان صنعتی طراحی و منتشر شده است، سبب یکپارچگی و هماهنگی مشخصی در این صنایع شده است. استانداردهای مختلف ASTM به صورت کامل مشخصات فنی و کیفیت محصولات و تجهیزات را تعریف کرده تا در نهایت تولیدکنندگان و مصرف کنندگان محصولات فولادی و غیر فولادی درک متناسبی از کیفیت و خواص و همچنین کاربردهای نهایی آن ها پیدا کنند.
