دائرة ألمنيوم لطنجرة الضغط

12/15 2025

عندما يتحدث الناس عندائرة الألومنيوم لطنجرة الضغطوعادة ما تبقى على السطح: "موصلية حرارية جيدة، وخفيفة الوزن، وفعالة من حيث التكلفة". هذا صحيح، لكنه مُبالغ في تبسيطه. يعد طنجرة الضغط في الواقع أحد أقسى البيئات التي يمكنك وضع دائرة من الألومنيوم فيها:الضغط العالي + الحرارة المرتفعة + الرطوبة + الأحماض الغذائية + الحمل الميكانيكي + التدوير الحراري المتكرر.

من وجهة نظر مهندس المواد، يعتبر جسم طنجرة الضغط بمثابةوعاء ضغط ذو جدران رقيقةمصنوعة من قرص (دائرة) من سبائك الألومنيوم المطاوع. إن سبب نجاح دوائر معينة من الألومنيوم - ولماذا يفشل بعضها - يتطلب منا أن ننظر من الداخل إلى الخارج: منملفات تعريف الضغط والإجهاد الحراريإلى الوراءتصميم السبائك، ودرجات الحرارة، والسمك، وطريق العملية.

يوجد أدناه عرض عملي وتقني مخصص للمصنعين ومهندسي المشتريات وأصحاب العلامات التجارية لأجهزة الطهي الذين يحتاجون إلى أكثر من مجرد لغة كتيب.

1. لماذا يتطلب قدر الضغط دائرة ألمنيوم خاصة؟

1.1 إنها ليست مجرد "أي دائرة"

يعمل طنجرة الضغط عادة في:

• ضغط العمل: ~60-90 كيلو باسكال فوق الغلاف الجوي (حوالي 8-15 رطل لكل بوصة مربعة)
• درجة حرارة الجدار: 115-125 درجة مئوية في الخدمة العادية
• النقاط الساخنة المحلية على القاعدة(الملف الغازي أو الكهربائي): 180-230 درجة مئوية بشكل عابر في القاع الخارجي

يجب على دائرة الألمنيوم الخاصة بك (قبل السحب العميق والغزل) أن:

1. رسم عميق وتوسيعبدون تكسير (الجدار السفلي + الجانبي من قرص واحد).
2. احتفظ بما فيه الكفايةقوة الخضوعبعد ذلك للمقاومة بأمان:
   • الإجهاد هوب في الجدار الجانبي ،
   • ضغوط الانحناء والتواء في القاع.
3. يقاومتأليب والشقوق التآكلمن أملاح وأحماض ومنظفات ودورات طهي.
4. يحافظ علىاستقرار الأبعادتحت التدفئة/التبريد الدوري (لا يوجد اعوجاج أساسي، لا يوجد ترقق إلى مستويات غير آمنة).
5. يبقىآمنة للغذاء ومتوافقة مع التنظيمعلى مدى دورة الحياة بأكملها.

لذلك، لا تقم بتحديد "درجة دائرة الألومنيوم". أنت المهندس أحزمة الممتلكاتوتأكد من أن القرص ومسار العملية والسبائك/المزاج يمنحك هذه الخصائص فيالسفينة النهائية، وليس فقط في الدائرة المسطحة.

2. من الضغط والتوتر إلى الوراء إلى متطلبات الدائرة

2.1 تقريب الضغط ذو الجدران الرقيقة

بالنسبة للجزء الأسطواني من الطباخ:

[\sigma_\theta \approx \frac{p \cdot r}{t}]

أين:

• ( \sigma_\theta ) = إجهاد الطوق
• ( ع ) = الضغط الزائد الداخلي
• ( ص ) = نصف القطر الداخلي
• (t) = سمك الجدار في المقطع المستقيم

مثال (طباخ منزلي نموذجي):

• ضغط العمل الزائد (ع): 0.1 ميجا باسكال
• نصف القطر الداخلي (ص): 80 ملم (0.08 م)
• سمك الجدار (ر): 2.5 ملم (0.0025 م)

[\sigma_\theta \approx \frac{0.1 \times 0.08}{0.0025} = 3.2 \text{ MPa}]

حتى إضافة:

• عامل الأمان,
• نقاط الضعف في التخفيف المحلي،
• تأثيرات التشكيل واللحام،

نادرًا ما تقترب من حدود قوة الشد القصوى (UTS) للسبائك المطاوع 3xxx/5xxx (100-250 ميجا باسكال). لذا،القوة "سهلة"؛ القابلية للتشكيل والاستقرار ليست كذلك.

الالتحدي الحقيقييصنع دائرة مفادها:

• يمكن أن تتشوه بشدة (الرسم العميق، كي الجدران، الغزل)،
• مع الحفاظ على ثبات الشكل ومقاومة للتآكل لمدة تزيد عن 5 إلى 10 سنوات.

3. وجهة نظر فريدة: التصميم بطريقة عكسية من تشكيل التاريخ

بدلًا من البدء بسؤال "ما هي السبائك المناسبة لأجهزة الطهي؟"، نبدأ بها"ماذا تفعل عمليتي بالدائرة؟"ثم نختار الكيمياء والمزاج وفقًا لذلك.

3.1 مسار العملية النموذجي من الدائرة إلى الطباخ

1. تقطيع: قطع دائرة الألومنيوم من لفائف أو ورقة.
2. رسم عميق مشحم: يتم سحب القرص داخل الكوب (القاع + الجدار القصير).
3. إعادة الرسم / تمديد الجدار / الكي: ضبط الارتفاع النهائي وسمك الجدار.
4. الغزل أو تشكيل التدفق(لضبط الملف الشخصي): ضبط نصف القطر وشكل الحافة بدقة.
5. المعالجات الحرارية/تخفيف التوتر(خفيف في بعض الأحيان): لتقليل التوتر المتبقي.
6. ربط القاعدة الخارجية(للتحريض: شطيرة الألومنيوم غير القابل للصدأ).
7. التشطيب السطحي:
   • تلميع ميكانيكي + تنظيف بالفرشاة
   • أنودة أو طلاء واضح (إذا تم استخدامه)
8. التجميع / التثبيت / تركيب المقبض / مطابقة الغطاء.

أكثر من 60% من أوضاع الفشل لديك (الكراك، قشر البرتقال، "حافة الأذن"، صفحة التواء، تكرار الأبعاد الضعيفة) تنشأ منتطابق غير كاف من:

• مستويات السبائك والشوائب
• المزاج (سلسلة O vs H)
• توزيع حجم الحبوب والملمس
• ملف تعريف سمك الدائرة (قرص فردي مقابل قرص متعدد المقاييس)

لذلك يتم الحكم على "دائرة الألومنيوم لطنجرة الضغط" عند خط الطباعة، وليس فقط في المختبر.

4. أنظمة السبائك الرئيسية المستخدمة في دوائر طنجرة الضغط

4.1 الاختيارات الشائعة ولماذا

• سلسلة 1xxx (على سبيل المثال، 1050، 1060)

  • درجة نقاء عالية وقابلية تشكيل ممتازة وموصلية حرارية.
  • نقاط الضعف: قوة منخفضة، وأكثر عرضة للانبعاج، وليست مثالية عندما تكون صلابة الأبعاد أمرًا بالغ الأهمية.

• سلسلة 3xxx (على سبيل المثال، 3003، 3004)

  • سبائك Mn؛ توازن القوة، وقابلية السحب العميقة، ومقاومة التآكل.
  • يستخدم على نطاق واسع لتجهيزات المطابخ وأجسام الطباخ متوسطة القوة.

• سلسلة 5xxx (على سبيل المثال، 5052، 5182)

  • سبائك المغنيسيوم؛ قوة فائقة ومقاومة جيدة للتآكل في البيئة المحايدة/القلوية الضعيفة.
  • قابلية سحب جيدة إذا تم توفيرها في مزاج ناعم؛ يشيع استخدامها في أوعية الضغط العالية، خاصة تلك التي تتلقى تشكيلًا شديدًا وربطًا بقاعدة خارجية.

وفيما يلي مقارنة مبسطة للسبائك شائعة الاستخدام في شكل دائرة:

5. نطاقات التركيب الكيميائي النموذجية (الدرجات التمثيلية)

(القيم إرشادية، ويجب التأكد دائمًا من أحدث المعايير ومواصفات الموردين.)

5.1 1050 (مشترك لدوائر تجهيزات المطابخ الاقتصادية)

5.2 3003 (العمود الفقري لدوائر طنجرة الضغط)

5.3 5052 (بديل ذو قوة أعلى)

6. حالات الغضب وسبب أهميتها أكثر مما يعتقد معظم الناس

6.1 المزاج الشائع لدوائر الطباخ

يتم توفير معظم دوائر طنجرة الضغط في:

• يا مزاج(ملدن):
  • أقصى ليونة، قوة منخفضة، مثالية للرسم العميق مع نسب سحب عالية.
• ح12، ح14(مصلب بالإجهاد، جزئي):
  • بعض القوة وقابلية تشكيل مقبولة للأشكال الأبسط.
• ح111/ح112(تصلب طفيف للإجهاد، لـ 5xxx):
  • مناسب للقوة + توازن القابلية للتشكيل في السبائك الأقوى.

لأجسام طنجرة الضغط المسحوبة بعمق، عادة:

• 3003-O
• 3003‑H14 (إذا كانت المجموعة تستخدم سلسلة من الرسم المتحكم فيه + التلدين المتوسط)
• 5052‑O أو 5052‑H32/34 (عند استخدام الرسومات الضحلة أو الرسم المحسّن)

6.2 حجم الحبوب وتناولها: الأعداء المُغفلون

ينبع اختلاف سماكة الكوب وسماكة الجدار منتباين(الملمس المتداول). ينتج عن بنية الحبوب المختارة بشكل سيء ما يلي:

• حافة غير منتظمة (مزيد من خردة التشذيب، ونفايات مواد أقوى).
• المناطق الضعيفة محليًا هي المستقبلمواقع بدء الفشلقيد الاستخدام.

من خلال اختيار حجم الحبوب (ASTM 6–8 نموذجي لدوائر الطهي) وجدول التدوير، يقوم الموردون بتحسين "نسبة الأذن" للحفاظ على التشذيب إلى ≈1-2% مع الحفاظ على المتانة في مناطق الجدار السفلي.

نصيحة عملية:
عند تأهيل موردي دوائر الألومنيوم، اطلب ما يلي:

• بيانات حجم الحبوب
• بيانات نسبة الكسب (على سبيل المثال، عند 45 درجة، 90 درجة، 135 درجة إلى اتجاه التدحرج بعد اختبار السحب القياسي)
• قيمة r وقيمة n حيثما كان ذلك متاحًا

هذا في كثير من الأحيانأكثر تنبؤية من تقارير اختبار الشد البسيطة.

7. الخصائص الوظيفية لدوائر الألمنيوم في طناجر الضغط

7.1 ميزات الإدارة الحرارية

توفر الموصلية الحرارية العالية نسبيًا للألمنيوم (~ 150–230 واط/م · كلفن اعتمادًا على السبائك) ما يلي:

• تسخين سريع: يقلل الوقت اللازم للوصول إلى ضغط الطهي.
• انتشار جيد للحرارة الجانبية: يساعد على إزالة النقاط الساخنة المحلية من الشعلات/العناصر.
• كفاءة الطاقة: وقت التسخين القصير يترجم مباشرة إلى توفير في الغاز/الكهرباء.

الزاوية الفريدة: السماكة مقابل القصور الحراري

بالنسبة لنصف القطر المحلي النموذجي (∼ 100–120 مم)، رفع سمك الدائرة من 3.0 إلى 3.5 مم:

• يزيد من الجمود الحراري(تحمير أفضل / حرق أقل).
• يضيف صلابة الهيكليةبتكلفة:
  • وعاء أثقل،
  • تسخين أبطأ قليلاً.

إن الحرارة والكثافة المحددة لدائرة 3xxx ثابتة بشكل أساسي، لذا فإن المقابض الحقيقية لكل نموذج:

• سبيكة(تتحول الموصلية الحرارية بشكل متواضع فقط عبر 1xxx-5xxx)،
• توزيع سماكة الورقة/الدائرة(القاع مقابل الجدار)،
• وجود قاعدة ثنائية المعدن (آل + الصلب)للتصاميم الكهربائية / التعريفي.

7.2 الميزات الميكانيكية والسلامة

توفر دائرة الألومنيوم المختارة جيدًا + التشكيل المناسب ما يلي:

• قوة انفجار كافيةبهامش كبير.
• مقاومة دنتعند تقاطعات المقبض والأسطح المؤثرة.
• اتساق الأبعادفي التسطيح الأساسي لـ:
  • لفائف كهربائية,
  • سطح زجاجي من السيراميك / الأشعة تحت الحمراء،
  • قاعدة الحث.

قد تؤدي الدوائر الناعمة للغاية (على سبيل المثال، درجة نقاء عالية 1050‑O ذات سماكة عالية) بشكل جيد عند الضغط ولكنها تتشوه تحت الاستخدام اليومي (اختبارات السقوط، والتحميل الزائد، والاحتكاك في الخزانات). عرض سبائك Mg أو Mn أعلىصلابة في الخدمةدون قياس المفرط.

7.3 أداء التآكل وملامسة الأغذية

يشكل الألومنيوم مادة واقيةفيلم أكسيد Al₂O₃بشكل طبيعي. لكنطريقيتم صب دائرة الألومنيوم، وتدحرجها، وتصلبها، وتشطيبها:

• حساسية تأليب من Cl⁻ (الملح، منظف غسل الصحون).
• هجوم بين الخلايا الحبيبية في سلسلة 5xxx سيئة التحكم.
• البقع وتغير اللون عند التعرض المتكرر للأطعمة الحمضية.

باستخدام 3xxx أو 5xxx التي تسيطر عليها MgH1x أو يا المزاج+ عوائد أنودة لائقة:

• مقاومة قوية لالماء المغلي المملحشروط.
• احتفاظ جيد بمظهر السطح على مدى عمر طويل.
• تنظيف أسهل؛ تضاريس كلية أكثر سلاسة تحبس بقايا طعام أقل.

سلامة الغذاء:
سبائك 3xxx/5xxx الشائعة المستخدمة في هذه التطبيقات متوافقة معإدارة الغذاء والدواء / الاتحاد الأوروبي الاتصال الغذائيالقواعد، عندما يتم إجراؤها وفقًا للمعايير ذات الصلة (وخالية من التلوث بالرصاص، والكادميوم، والزئبق، والكروم).

8. المعايير ومعايير القبول المرجعية

على الرغم من أن جميعها لا تنطبق على كل الأسواق، إلا أنك غالبًا ما تجمع ما يلي:

• معايير السبائك والمنتجات

  • سلسلة EN 485 / EN 573 (منتجات الألومنيوم المشغولة).
  • AA / ASTM (على سبيل المثال، ASTM B209 - صفائح وصفائح الألومنيوم وسبائك الألومنيوم).

• الممارسات الخاصة بأدوات الطهي(يختلف حسب المنطقة / العميل)

  • المواصفات الداخلية: تسطيح القاع، تجانس سمك الجدار، الحد الأدنى من ضغط الانفجار.

• الاتصال الغذائي والهجرة والسلامة

  • الاتحاد الأوروبي 1935/2004 وتدابير التنفيذ ذات الصلة.
  • FDA 21 CFR 175–177 حيثما كان ذلك مناسبًا.
  • اللوائح المحلية بشأن إطلاق الألومنيوم ومكونات الطلاء.

يمكنك رفع مستواك الفني من خلال دمج:

• وزارة الطاقة (تصميم التجارب)على معلمات الرسم العميق (القطر الفارغ، شكل الثقب، التشحيم).
• FEM (نمذجة العناصر المحدودة)لرسم خريطة لمناطق الضغط الحراري النفطي العالي والتحسينات الهندسية قبل دوائر الشراء الجماعية.

9. سيناريوهات التطبيق وكيف يجب أن تتغير مواصفات الدائرة

هذا هو المكان الذي يضيف فيه العرض القائم على التطبيق لدوائر الألومنيوم قيمة عملية.

9.1 موقد غاز، طنجرة ضغط محلية منخفضة التكلفة

المتطلبات النموذجية:

• سبيكة الدائرة: 3003-O أو 1060-O
• السُمك: 2.8-3.2 ملم
• القطر: 240-320+ مم (حسب الحجم والتصميم)
• التشطيب: طلاء ميكانيكي؛ في بعض الأحيان معطف اللون الخارجي.

المنطق:

• يستخدم موقد الغاز منطقة اتصال نادرة ولكن في كثير من الأحيان درجة حرارة عالية.
• تصميم الضاغط وقاع البحر: تساهم الهندسة بشكل أكبر في السلامة الهيكلية مقارنة بقوة السبائك الخام.
• أولوية أقل للتكلفة: يوفر 3003 تفاعلاً جيدًا بين السعر والمرونة ومقاومة التآكل.

9.2 الملف الكهربائي/الطباخ العلوي المصنوع من السيراميك

المطالب:

• متطلبات أكبر للنسخ الاحتياطي تبقي الأرض مسطحة لتلامس الملف بشكل موحد.
• تعد مقاومة الاعوجاج أمرًا بالغ الأهمية بسبب التشويب الحراري الكبير الملصوق بالكهرباء.

اختيار الدائرة:

• 3003 أو 3004 عند 3.2-3.8 ملم + مواصفات استواء صارمة.
• أو 5052-O مع مستقر أيضًا كلاهما يشكلان عقلًا لذيذًا بعد الولادة، ثم إعادة تصلب طفيف اختياري.

9.3 طنجرة الضغط التعريفي، قاعدة ساندويتش سميكة

هنا،الدائرة ليست منطقة الضغط فحسب، بل إنها أساس تصفيحللقرص المقاوم للصدأ المقصب عن طريق اللحام باللف أو الاحتكاك.

متطلبات:

• جيد التسامح الترابط المعدنية. تجنب سماكة الأكسيد الكبيرة على أسطح AL.
• سُمك كافٍ لتحمل طحن الأخدود والتشطيب لقاعدة ثلاثية الطبقات.

مُستَحسَن:

• 3003، 3004، أو 5052 دائرة فيمزاج O أو H111، مع الحبوب المكررة والتسامح الضيق للسمك (±0.05 إلى ±0.08 مم نموذجيًا).
• تحضير خاص للسطح (إزالة الشحوم، أو التنظيف بالفرشاة الخفيفة، أو الحفر الكيميائي) قبل الترابط.

10. كيفية تحديد دائرة الألومنيوم لأواني الطبخ بالضغط (قائمة مرجعية عملية)

من وجهة نظر الشراء/الهندسة، انتقل من "أرسل لي 3003 دوائر" إلى أمواصفات مضبوطة الأداء. العناصر الموصى بها:

1. سبيكة ومزاج

   • حدد: على سبيل المثال، "AA 3003‑O المطابق للمعيار EN 573 / ASTM B209."
   • توضيح البدائل المسموح بها (3003 مقابل 3004 وما إلى ذلك).

2. سمك وقطر

   • التسامح سمك. نموذجي ± 0.05-0.08 مم حسب المقياس.
   • التسامح القطر. نموذجي ± 0.5-1.0 مم حسب الحجم.

3. الخواص الميكانيكية (على شكل دائرة)

   • قوة الخضوع، قوة الشد القصوى، الاستطالة A80 أو A50.
   • الاتجاه: اتجاه التدحرج مقابل الاتجاه العرضي.

4. المعدغرافيا دراسة المعادن

   • نطاق حجم الحبوب (رقم ASTM)؛ بيان غياب الحبوب الخشنة.
   • نسبة الربح ونسبة Flat/aniso عند السحب التجريبي.

5. جودة السطح

   • البصرية: خالية من التصفيح، والشمول، واللفات، والبقع.
   • الحد الأقصى لـ Ra (إذا كان محددًا للتشطيب الداخلي التجميلي).

6. حدود التركيب الكيميائي

   • قم بمعالجة المتطلبات بشكل صريح بشأن Pb وBi وCd إذا كان ذلك مناسبًا.

7. التعبئة والتغليف والزيت/التشحيم على الدوائر

   • مواد التشحيم الموصوفة للملف والتي لا تتداخل مع الرسم أو الطلاء اللاحق.
   • منع التآكل والتعبئة للشحن البحري، إذا كان ذلك مناسبًا.

هذا المستوى التفصيلي فيمرحلة الدائرةيؤدي إلى تقليل عمليات الرفض وإعادة العمل ومشاكل الصحافة الكبيرة لاحقًا.

تتذكر كل دائرة من الألومنيوم:

• كيف تم صبها (الادراج، الفصل)،
• كيف تم دحرجتها (القوام، تباين الخواص)،
• كيف تم تلدينه (حجم الحبوب، القوة مقابل القابلية للتشكيل).

ثم "يكشف" جسم طنجرة الضغط عن تلك الذاكرة أثناء التشكيل وسنوات الاستخدام. وهذا هو السبب في أن التركيز فقط على السُمك والسعر أمر مضلل.

من وجهة نظر هندسية،"دائرة الألومنيوم لطباخ الضغط" ليست قرصًا سلعيًا ولكنها مقدمة مُصممة مسبقًا لعنصر السلامة. عندما تقوم بالتصميم من الداخل إلى الخارج - بدءًا من الضغط الداخلي، والضغوط الحرارية، والتآكل، وحمل التشكيل - والعودة إلى تكوين السبائك ودرجة حرارتها وسمكها، تصبح الدائرة المتواضعة نظامًا ماديًا دقيقًا يقوم بأربع وظائف في وقت واحد:

1. أشكال بدون تكسير.
2. يطبخ بكفاءة وبشكل متساوٍ.
3. ينجو من سنوات من الهجوم الكيميائي والحراري.
4. يحافظ على هوامش السلامة الهيكلية تحت الضغط.

الشركات المصنعة التي تتعامل مع المشتريات الدائرية كنظام تقني، وليس مجرد ممارسة لسلسلة التوريد، تقدم باستمرار أواني ضغط أكثر أمانًا وموثوقية وكفاءة إلى السوق.

https://www.alusheets.com/a/aluminum-circle-for-pressure-cooker.html