مقدمه
ساخت تونل، باعث بهبود جریان جاده ها، ترافیک و کاهش زمان سفر می شود. از آنها برای جابجایی افراد و حمل بار استفاده می شود و طول آنها از چند متر تا 50 کیلومتر و بیشتر، متغیر است. براساس تعریف موجود، تونل ها معمولاً زیرِ زمین ساخته می شوند. با این حال، شرایطی که این تونل ها از آن عبور می کنند، می تواند بسیار متفاوت باشد. برخی از آنها از زیر دریاها عبور می کنند، در حالی که بعضی دیگر از دل کوه ها می گذرند. چنین طیف گسترده ای از شرایط، به معنی منحصر به فرد بودن هر تونل در خصوص فاکتورهایی است که باید در ساخت آن در نظر گرفته شود.
تونل ها باید به گونه ای طراحی و ساخته شوند که برای چندین دهه، عملکردی خوب و بدون نیاز به عملیات تعمیر و نگهداری داشته باشند. موادی که برای ساخت آنها انتخاب می شود، باید در شرایط خورنده یا خطرناک، بتوانند این معیارها و الزامات را برآورده کنند.
چرا در ساخت تونل از استنلس استیل استفاده می شود؟
فولادهای ضدزنگ در طیف وسیعی از گریدها و اشکال مختلف تولید می شوند و توانایی مقاومت در برابر سخت ترین شرایط را دارند. ورق استیل نسوز برای مقاومت در برابر خوردگی، نیاز به عملیات حفاظتی و سطحیِ اضافی ندارد و ویژگی های استحکام و مقاومت در برابر حرارت بالا، عمر طولانی و با دوام، همراه با عملیات تعمیر و نگهداری کم (یا بدون نیاز به این عملیات) را فراهم می کند. مشهورترین گریدهای این خانواده آلیاژی، ورق استیل 309 و ورق استیل 310 می باشند. مهندسین تونل از ورق و تجهیزات استیل در هر دو کاربردِ در معرض دید، مانند درب ها و موانع آتش و کاربردهای غیر قابل مشاهده مانند تقویت کننده ها، استفاده می کنند.
نظارت طولانی مدت بر اتمسفر و شرایط توسط اپراتورهای تونل، منجر به استفاده اجباری از فولادهای زنگ نزن در اجزایی مانند تثبیت کننده ها شده است. تثبیت کننده های نشکن، برای اتصال ایمنِ اجزای کلیدی از قبیل تجهیزات روشنایی، تهویه و آتش نشانی از اهمیت زیادی برخوردارند. خرابیِ تثبیت کننده می تواند عواقب مهلکی به دنبال داشته باشد و منجر به اختلال یا بسته شدن تونل شود. گریدهای مشخصی از تجهیزات استیل برای ساخت تثبیت کننده های تونل مشخص شده است، زیرا این آلیاژ می تواند در برابر خوردگی شدید اتمسفری و شیاری -به ویژه در محل اتصال با دیوار یا سطوح سنگ- مقاومت کند.
شرایط در هر تونل، تعیین کننده این است که چه مصالحی باید برای ساخت و ساز و کاربردهای داخلی آن انتخاب و استفاده شود. همچنین سطح عملیات نگهداری تونل که اوپراتور مشخص کننده آن است، باید در مرحله برنامه ریزی برای انتخاب موادِ مناسب در نظر گرفته شود.
شرایط موجود در تونل های جاده ای
متداول ترین نوعِ تونل حمل و نقل، تونل جاده ای است. این تونل ها ممکن است از صخره های سفت و سخت، زیر رودخانه ها، دریاچه ها و بندرگاه ها عبور کنند. در صورت تصادف در داخل، تونل ممکن است در معرض انفجار و آتش سوزی قرار گیرد. حتی در استفاده های عادی، تونل های جاده ای تحت تغییر دما و سطح بالایی از مواد شیمیایی خورنده حاصل از انتشار و نمک های یخ زدایی قرار می گیرند. این مواد در مناطق دارای شرایط آب و هوایی سرد، از طریق لاستیک های خودرو به داخل تونل منتقل می شوند.
جوّ در تونل جاده ای معمولاً حاوی مواد شیمیایی مانند دی اکسید گوگرد، دی اکسید نیتروژن و سولفید هیدروژن حاصل از انتشار گازهای خروجی خودروها می باشد. سایر انتشارات شامل ذرات ساییده شده تایر، رسوبات معدنی، دوده و کلرهای محلول در آب می باشند.
آتش سوزی در تونل جاده ای
جان افراد زیادی در آتش سوزی های رخ داده در تونل های جاده ای گرفته شده است. آتش سوزی همچنین می تواند منجر به بسته شدن تونل و به دنبال آن تعمیرات پرهزینه شود. نمونه ای از این اتفاق، آتش سوزی تونل مون بلان در سال 1999 است. آتش سوزی از یک کامیون حمل آرد شروع شد و به مدت 53 ساعت ادامه داشت. دما به بیش از 1000 درجه سانتی گراد رسید و 39 نفر را به کام مرگ کشاند. در نتیجه ی این آتش سوزی، تونل به مدت 3 سال بسته شد و تعمیرات آن، هزینه ای بیش از 450 میلیون یورو را به دنبال داشت.
راه حل مناسب برای جلوگیری یا به حداقل رساندن آثار مخرب آتش سوزی تونل جاده ای، استفاده از ورق استیل 309 و همچنین ورق استیل 310 می باشد. دلیل این کاربرد، عملکرد عالیِ این آلیاژ در دماهای بالای ناشی از آتش های هیدروکربن است.
نتیجه گیری
ورق استیل نسوز می تواند در ساخت تونل، تجهیزات اساسی و عملیاتی در سراسر جهان استفاده شود. این آلیاژ برای طراحان و بهره برداران تونل با هدف تامین ایمنی، هزینه های پایین نگهداری و عملکرد طولانی مدت تجهیزات و مهم تر از همه خود تونل، ماده ای ترجیحی محسوب می شود.