مقالات تجارت آلیاژ مقالاتی از فلزات پرکاربرد
گالوانیزهسازی یک روش پوشش دادن فلز آهنی با لایهای از روی است که به دلیل مقاومت بالای خود درمقابل زنگزدگی شناخته شده است. این فرآیند به آهن امکان میدهد تا از آسیب زنگزدگی درامان بماند و عمر آن را افزایش دهد. گالوانیزهسازی به دلیل خواص محافظتی و زیبایی که دارد، در جوامع مختلف مورد توجه قرار گرفته است و تاریخچه آن به حدود ۱۵۰ سال پیش بازمیگردد.
گالوانیزه به دو صورت گالوانیزه سرد و گرم انجام میشود.
فرآیند گالوانیزاسیون گرم یا روش گالوانیزه گرم (Hot-Dip Galvanizing) یکی از روشهای معمول در گالوانیزاسیون است که به منظور جلوگیری از خوردگی و آسیب به قطعات فلزی استفاده میشود. در این روش، قطعات آهنی یا فولادی به طور کامل در یک حوضچه مذاب روی با دمای تقریبی ۴۶۰ درجه سانتیگراد قرارداده میشود تا پوششی از روی، روی آنها ایجاد شود.
فرآیند گالوانیزه کردن فلز، ویژگی مقاومت به خوردگی را به آن اضافه میکند. بدون پوشش گالوانیزه، فلز در تماس با هوا و محیطهای مختلف قرار میگیرد و ممکن است به سرعت اکسیده شده و تحلیل یابد. استفاده از فولاد گالوانیزه یک جایگزین اقتصادی برای موادی مانند فولاد ضدزنگ یا آلومینیوم است که به منظور جلوگیری از خوردگی مورد استفاده قرار میگیرند.
تاریخچه گالوانیزه گرم
در سال ۱۷۴۲، شیمیدان فرانسوی، پائول ژاک مالوئین، در یک سخنرانی در آکادمی رویال فرانسه روشی برای پوشش آهن با فرو بردن آن در روی مذاب توصیف کرد. سپس در سال ۱۷۷۲، لوئیجی گالوانی (یک عالم ایتالیایی) در آزمایشی با استفاده از پاهای قورباغه، فرآیند الکتروشیمیایی بین فلزات را کشف کرد و از این رویداد، اصطلاح “گالوانیزه” مشتق شد. سپس در سال ۱۸۰۱، آلساندرو ولتا با کشف الکتروپتانسیل بین دو فلز و ایجاد یک سلول خورنده، تحقیقات مربوط به گالوانیزه را پیشبرد کرد. در سال ۱۸۳۶، شیمیدان فرانسوی به نام استانیسلاساس سورل برای کشف روش پوشش آهن با روی، حق ثبت اختراع را دریافت کرد. در این روش، قطعات پس از پاکسازی با استفاده از اسید سولفوریک ۹(H2SO4)، با کلرید آمونیوم (NH4Cl) فلاکس زنی میشوند.
مراحل گالوانیزه گرم
روش گالوانیزه گرم بطور کلی در ۴مرحله انجام میگیرد.
1)آمادهسازی سطح
وقتی قطعات فولادی یا آهنی به تأسیسات گالوانیزه میرسند، آنها به سیم آویزان شده یا در سیستم رکاب قرار میگیرند تا با استفاده از جرثقیل بتوان آنها را جابجا کرد. سپس قطعات فلزی از یک سری مراحل تمیزکاری عبور میکنند. به عنوان مثال، ابتدا چربی زدایی انجام میشود که باعث حذف خاک، روغن و باقیماندههای آلی میشود. سپس در مرحله حمام اسیدی، اکسید آهن و پوستهها از بین میروند. مرحله آمادهسازی نهایی شامل فلاکس زنی است که باعث حذف اکسیدهای باقیمانده میشود و فولاد و آهن را با یک لایه محافظ بپوشاند تا از تشکیل اکسید بیشتر قبل از گالوانیزه جلوگیری کند. آمادهسازی مناسب سطح قطعات بسیار مهم است زیرا روی با قطعات کثیف واکنش نشان نمیدهد.
2 ) فلاکس زنی
مرحله فلاکس زنی بسیار ضروری و حیاتی است. در این مرحله، از محلول فلاکس برای آمادهسازی سطوح استفاده میشود. این محلول شامل کلرید روی و کلرید آمونیوم است. هدف از استفاده از محلول فلاکس، آمادهسازی سطوح جهت انجام واکنش میان روی مذاب و آهن است. همچنین، استفاده از فلاکس باعث افزایش نرخ بازدهی و کاهش اکسیداسیون روی مذاب میشود. برای انجام فلاکس زنی، قطعات را قبل از غوطهوری در وان روی مذاب، در محلول فلاکس غوطهور میکنند. در این فرآیند، قطعات در محلول فلاکس با دمایی حدود ۶۵ تا ۸۰ درجه سانتیگراد فرو میروند. غلظت محلول تقریباً سی درصد است. این فرآیند باعث جدا شدن اکسیدهای باقیمانده از سطح قطعات میشود و یک پوشش محافظ روی سطح قطعات تشکیل میدهد. پس از فلاکسینگ، قطعات در دمای ۸۰ درجه سانتیگراد خشک میشوند. در نهایت، ورق آهن نیز برای پذیرش پوشش روی آماده میشود.
3) گالوانیزه کردن
پس از آمادهسازی سطح، فولاد و آهن در حمام مذاب روی فرو میروند. این قطعات با زاویهای درون حمام فرو میروند که باعث میشود روی در کل قطعه جریان یابد. در حالی که قطعات در روی غوطه ور هستند آهن و فولاد به طور متالورژیکی با روی واکنش نشان میدهد تا یک سری لایههای میان فلزی روی در سطح آنها تشکیل شود.
4) بازرسی
مرحله آخر بازرسی پوشش است. با استفاده از یک بازرسی بصری میتوان کیفیت پوشش را مشخص کرد. علاوه بر این، میتوان از یک ضخامت سنج مغناطیسی برای تأیید ضخامت پوشش مطابق با الزامات استاندارد استفاده کرد.
فرایند گالوانیزه چه مدت زمان طول میکشد؟
زمان غوطهوری معمول و استاندارد حدود چهار یا پنج دقیقه است. اما برای مواد سنگین که اینرسی(تمایل اجسامِ متحرک به ادامه حرکت و تمایل اجسام ساکن به ماندن در حالت سکون) حرارتی بالایی دارند یا در جاهایی که روی برای نفوذ به فضاهای داخلی لازم است، ممکن است زمان غوطهوری بیشتری نیاز باشد. بعد از خروج از حوضچه گالوانیزه، یک لایه روی مذاب بر روی لایه آلیاژ اعمال میشود. این کار عمدتاً برای ایجاد یک ظاهر درخشان در فلز انجام میشود، که سبب افزایش قیمت ورق گالوانیزه میشود.
مزایای گالوانیزه گرم
فرایند گالوانیزه گرم برای قطعات فولادی به آنها مزایای بسیاری ارائه میدهد. لایههای آلیاژ روی-آهن، نه تنها به عنوان یک مانع بین فولاد و محیط عمل میکنند، بلکه از نظر کاتدی (Cathodic Protection) نیز فولاد را حفاظت میکنند. پوشش گالوانیزه، به معنای پوشش روی، به خودی خود برای محافظت از فولاد در مقابل خوردگی عمل میکند. این پوشش، با ایجاد یک روکش محکم و چسبنده با استحکام تقریباً ۳،۶۰۰ پوند بر اینچ مربع، در برابر سایش بسیار مقاوم است. زیرا لایههای بین فلزی سختتری نسبت به فولاد پایه دارند. بنابراین، حتی اگر این پوشش آسیب ببیند، پوشش روی فولاد را تا ضخامتی حدود ۴/۱ اینچ محافظت میکند.
علاوه بر حفاظت کاتدی که توسط گالوانیزه گرم ارائه میشود، این پوشش ویژگیهای دیگری دارد که باعث افزایش دوام قطعات فلزی میشود. فرایند گالوانیزه یک فرایند انتشاری است، به این معنی که پوشش به صورت عمودی بر روی سطح ایجاد میشود و اطمینان حاصل میشود که تمام گوشهها و لبهها دارای حداقل ضخامتی مساوی با سطوح مسطح هستند. علاوه بر این، با غوطهوری کامل در حمام روی، پوشش کاملی بر روی فولاد و آهن، از جمله فضاهای داخلی سازههای توخالی، فراهم میشود.
تفاوت گالوانیزه گرم و سرد
گرچه هر دو روش گالوانیزه گرم و سرد به منظور حفاظت از فلزات در برابر خوردگی ایجاد شدهاند، اما روش استفاده و عملکرد آنها تفاوتهایی دارند و هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. یکی از تفاوتهای مهم بین گالوانیزه گرم و سرد، فرایند ایجاد لایه محافظ آنها بر روی فلزات است. همچنین، فرایند گالوانیزه گرم نسبت به گالوانیزه سرد دارای مراحل بیشتر و پیچیدهتری است. پوشش گالوانیزه گرم نسبت به گالوانیزه سرد دارای مقاومت بسیار بالاتری است. به دلیل اینکه گالوانیزه سرد یک پوشش حفاظتی ساده است، نمیتواند به خوبی به سطح فلز بچسبد تا طول عمر مفید بیشتری داشته باشد. حفاظت کاتدی و مقاومت در برابر خوردگی نیز در گالوانیزه سرد کمتر است. روش گالوانیزه سرد مناسب برای ایجاد پوشش بر روی قطعات کوچک با قابلیت اقتصادی استفاده است. از سوی دیگر، روش گالوانیزه گرم هزینههای بیشتری دارد و برای قطعات بزرگتر مناسب است.
نتیجهگیری
گالوانیزه گرم و سرد دو روش حفاظت از فلزات در برابر خوردگی هستند.گالوانیزه گرم با ضخامت پوشش بالا، مقاومت عالی در برابر خوردگی و عمر طولانی در ساخت سازههای فلزی، تجهیزات کشاورزی و لوازم خانگی به کار برده میشود. گالوانیزه سرد نیز با ظرأفت و زیبایی ظاهری، انعطافپذیری بالا و قیمت مناسب، برای ساخت لوازم خانگی، لوازم آشپزخانه و قطعات خودرو استفاده میشود. با شناخت دقیق نیازها و شرایط هر کاربرد، بررسی دقیق مزایا و معایب هر روش، در نظر گرفتن عواملی مانند هزینه، ظرأفت ظاهری و عمر مفید، بهترین انتخاب را میتوان کرد. انتخاب صحیح، کلید موفقیت در ساخت محصولاتی با کیفیت بالا، عمر طولانی و ظاهری زیبا خواهد بود.
بیشتر بخوانید: 5مزیت فولاد گالوانیزه
