صفر تا صد ورق گالوانیزه
در سال 1742 یک شیمیدان فرانسوی به نام malouin طی یک سخنرانی در آکادمی فرانسه ، روش گالوانیزه کردن آهن با فرو بردن آن در روی مذاب را بیان کرد . سپس در سال 1836 یک دانشمند فرانسوی به نام سورل ، با پوشش دادن آهن با روی ، پاک کردن آن با اسید سولفوریک 9درصد و سپس ذوب کردن آن ، ماده ای به نام کلرید آمونیوم را به دست آورد . در سال 1850 ، صنعت گالوانیزه بریتانیا از این روش به مدت یک سال با استفاده از 10000 تن روی برای حفاظت از فولاد استفاده کرد . سپس پیشرفت در صنعت متالوژی ، موجب کارایی بهتر و اعتبار پایدار گالوانیزه شد . استفاده از گالوانیزه بسیار گسترش یافت تا جایی که از روی تولید شده برای امر پوشش دهی استفاده می کردند .
روی با کیفیت بالا از فولاد در برابر انواع خوردگی توسط اتمسفر ، آب و خاک حفاظت می کند . گالوانیزه به دلیل هزینه پایین ، آسان بودن کاربرد و خدمات تعمیر و نگهداری ارزان ، برای حفاظت از آهن و فولاد و ... دارای کاربرد فراوان در صنعت می باشد . در حقیقت ورق آهن پوشانده شده با روی گالوانیزه نام دارد . ورق آهن ، حتی اگر پوشش آن دچار شکستگی شود ، از زنگ زدن محافظ است . در آهن گالوانیزه ، بین آهن و روی ، پیل الکتروشیمیایی ایجاد می شود و در آن فلز روی به عنوان آند و آهن به عنوان کاتد استفاده می شود . روی در آند اکسید می شود و چون فلزی فعال تر و دارای پتانسیل احیاء کمتر و پتانسیل اکسید بیشتری از آهن می باشد ، در ورق های نازکی که از آن قوطی می سازند ، عمل معکوسی انجام می شود .
کاربرد ورق گالوانیزه :
از این ورق ها در ساخت لوله های گالوانیزه بخاری ، لوله های آب لوله فولادی برق ، پانل ها و تابلو های برق ، برخی از قطعات لوازم خانگی ، تجهیزات مربوط به آشپزخانه مانند کابینت ، مخازن ، مجراهای هوا و دودکش ، ناودان ها و لوله ها ، بدنه و سقف سوله ها ، سالن ها و همچنین جاهایی که احتمال خوردگی آهن وجود دارد ، استفاده می شود . این ورق به دو صورت در کارخانه تولید می شود :
رول فرم : رول فرم با ضخامت های 18/0 میلی متر تا 6 میلی متر با دو عرض 100 و 125 سانتی متر تولید می شوند .
فابریک : فابریک به 2 صورت 2000*1000 میلی متر و 2500*1250 میلی متر تولید می شود . وزن عمومی این رول ها با در نظر گرفتن ضخامت ، عرض و کارخانه تولید کننده بین 5 تا 7 تن می باشد .
مزایای ورق گالوانیزه :
این ورق دارای مزیت هایی به شرح زیر است :
- هزینه کمتر : برای عملیات گالوانیزاسیون ، در مقایسه با دیگر روش های معمول ، جهت جلوگیری از خوردگی ، هزینه کمتری صرف می شود .
- هزینه کمتر جهت تعمیرات و نگهداری : اجرای عملیات گالوانیزاسیون در مقایسه با دیگر روش های جلوگیری از خوردگی ، به دلیل عدم نیاز به تعمیرات پرهزینه ، پیشنهاد می شود .
3 . طول عمر مفید و زیاد : طول عمر ورق های آهن پوشش داده شده با روی در محیط های کاملا خورنده ، حدودا 20 تا 30 سال می باشد .
- اعتبار و استاندارد : در گالوانیزاسیون ورق های فولادی ، استاندارد های مختلفی جهت ایجاد پوشش های نازک استفاده می شود ، بنابراین قابل اطمینان بودن طول عمر و نحوه ی عملکرد لایه روی برای مشتری را فراهم می کند .
5 . محافظت در برابر صدمات محیطی به شکل اتوماتیک : پوشش های گالوانیزه به دلیل نفوذ در ورق و همچنین عمل کننده به عنوان کاتد ، می توانند تمامی مقطع ریز موجود روی سطح ورق را در برابر صدمات محیطی و خورندگی ، حفظ نمایند .
6 . حفاظت کامل : پوشش روی ایجاد شده قادر است کلیه سطوح ورق از جمله گوشه ها و فرورفتگی ها را پر نماید و از خوردگی ورق ها جلوگیری کند .
7 . بازرسی آسان ورق : پوشش گالوانیزه را می توان به راحتی و بدون نیاز به هیچ آزمایش مخرب و تنها توسط چشم بازرسی نمود ، البته در شرایطی که نیاز به ارائه ضمانت برای کنترل کیفیت می باشد ، انجام آزمایشات مخرب ضروری می باشد .
8 . رسیدن به هدف در مدت زمان کوتاه : در صورت استفاده از ورق گالوانیزه نیاز به صرف وقت برای آماده کردن سطح ، رنگ کردن و یا بازرسی نیست .
9 . محافظت کامل به وسیله ی پوشش گالوانیزه : فرآیند گالوانیزه به شرایط آب و هوایی خاصی نیاز ندارد .
یکی از قدیمی ترین و پرکاربرد ترین روش ها برای محافظت ورق در برابر خوردگی ، گالوانیزاسیون به روش غوطه وری گرم یا محافظت مرزی می باشد که به وسیله ایجاد یک لایه محافظ بین الکترولیت در محیط و فولاد یا ورق صورت می گیرد . چسبندگی آن به ورق پایه و مقاومت در برابر سایش مهمترین مزایای این لایه محافظ می باشد .
حفاظت توسط پوشش روی و ضخامت های استاندارد
1 . به عنوان یک لایه محافظ به واسطه تشکیل پیوند های متالوژیکی بین پوشش و زیر لایه
2 . محافظت از زیر لایه از طریق پوشش دهی
استاندارد های مختلفی ، حداقل ضخامت پوشش های گالوانیزه کنندگان مشخص می شود . مهمترین فاکتورها در تعیین ضخامت و ظاهر پوشش های گالوانیزه عبارتند از :
ترکیبات شیمیایی ورق
شرایط سطحی ورق
کار سرد انجام شده بر روی ورق قبل از گالوانیزاسیون
مدت زمان لازم جهت غوطه ور کردن ورق در حمام
نرخ خروج از حمام
متالوژی فرآیند گالوانیزاسیون
نرخ سرد سازی ورق
انواع روش های گالوانیزاسیون :
به چند روش می توان فولاد را گالوانیزه کرد :
روش اول : گالوانیزه گرم ، آبکاری ، (پاشش مکانیکی روی) Sherardizing و پاشیدن فلز : این روش برای پوشش قطعه فولاد با یک لایه روی محافظ جهت افزایش مقاومت در برابر خوردگی و همچنین بهبود خواص مکانیکی آن می باشد . ورق گالوانیزه فولاد ، ماده اساسی بسیاری از ساختمان ها و سازه های مدرن همانند ایستگاه های قطار ، پل ها و گنبد فلزی است . مراحل این روش به شرح زیر است :
1 . قبل از هر مرحله باید سطح فولاد از آلودگی مانند خاک ، چربی ، روغن ، و یا رنگ نشانه گذاری با استفاده از یک اسید ملایم ، یک قلیایی گرم ، و یا یک عامل تمیز کردن بیولوژیک کاملا تمیز شود .
2 . زنگ زدگی را باید با اسید هیدرولیک یا اسید سولفوریک گرم پاک کرد . در برخی موارد پاک کردن مرحله اول کافی است .
- قرار دادن فلز در ماده ای مخصوص به نام روی کلرید آمونیوم جهت حذف هرگونه زنگ باقی مانده
4 . بردن فولاد در روی : فولاد در روی مذاب با حداقل 98 درصد روی و محدوده دمایی 815 – 850 درجه فارنهایت ( 435-455 درجه سانتی گراد ) در این حالت آهن با روی واکنش داده و یک لایه از روی خالص روی آن تشکیل می شود .
5 . سپس فولاد گالوانیزه را از حمام روی به آرامی بیرون کشیده تا روی اضافی از آن جدا شود .
6 . در همان زمان که فولاد در حمام روی و با دمای بالا قرار دارد واکنش گالوانیزه گرم را با خنک کردن فولاد متوقف می کنند ، این مرحله توسط سه روش : 1- فرو بردن فولاد در ماده ای به نام هیدروکسید پتاسیم 2- فرو بردن فولاد در آب 3 – قرار دادن فولاد در هوای آزاد جهت سرد شدن می باشد .
7 –بازرسی فولاد گالوانیزه پس از سرد شدن . آزمون های جهت اطمینان از اینکه پوشش روی به اندازه میله های فولاد ، ضخیم است و همچنین مناسب بودن گالوانیزه وجود دارد نتایج بازرسی استاندارد های گالوانیزه گرم توسط انجمن تست مواد آمریکا به نام ASTM ، انجمن های بررسی دیگر به نام (ISO ( ، (CSA) و (AASHTO) انجام می گیرد .
روش دوم : الکتروگالوانیزه که مراحل آن به این شرط است :
1 . فولاد قبل از گالوانیزه کردن باید عاری از هرگونه آلودگی و زنگ زدگی باشد .
2 . قرار دادن فولاد در یک محفظه بدون هوا
3 . پوشاندن فولاد با پودر روی
4 . فولاد را حرارت می دهیم که در این صورت پودر رویی که در مرحله قبل روی آن قرار دادیم ذوب شده و با سرد شدن این مایع یک پوشش آلیاژ نازک روی فولاد تشکیل می شود .
روش چهارم : پاشیدن فلز . این روش گالوانیزه کردن در این روش شکنندگی کمتری دارد و کمتر در معرض لایه برداری و پوسته شدن قرار می گیرد . اما از فولاد در برابر زنگ زدگی حفاظت کمتری میکند .
1 . تمیز کردن فولاد جهت حذف گرد و خاک و حذف زنگ زدگی و آماده شدن برای اسپری کردن
2 . اسپری کردن روی مواد مذاب برای پوشش دهی به فولاد
3 . حرارت دادن فولاد برای اطمینان از اتصال مناسب