گالوانیزه چگونه تولید می شود؟

از پرکاربردترین روش های محافظت از ورق در مقابل زنگ زدن، گالوانیزه کردن بوده که شامل لایه ی نازک روی روی یک فلز پایه ضخیم تر است که به محافظت از آن در برابر محیط اطراف کمک می کند. دفعه بعد که در ماشین خود هستید، به تابلوهای خیابان و تیر چراغ هایی که از کنار آنها می گذرید نگاهی بیندازید. تعداد زیادی از آنها رنگ نقره‌ای و خاموشی روی خود خواهند داشت. آن “نقره” در واقع پوشش روی است.

کلاف گالوانیزه چیست؟

یک ورق فولادی نازک است که ورق فولادی را در حمام روی مذاب فرو می برد تا سطح آن با یک لایه روی مذاب چسبیده که گالوانیزه مداوم تولید می شود ، یعنی صفحه فولادی نورد شده به طور مداوم در حمام ذوب روی غوطه ور می شود تا ورق گالوانیزه ساخته شود.

گالوانیزه چگونه بوجود می آید؟

این نوع ورق فولادی نیز به روش غوطه وری داغ ساخته می شود، اما بلافاصله پس از بیرون آمدن از شیار تا حدود 500 درجه سانتیگراد گرم می شود تا پوشش آلیاژی از روی و آهن تشکیل شود. کویل گالوانیزه چسبندگی پوشش و جوش پذیری خوبی به سادگی، گالوانیزه کردن یک فلز به آن خاصیت ضد خوردگی می دهد. بدون پوشش محافظ روی، فلز در معرض عناصر باقی می ماند و به طور بالقوه بسیار سریعتر اکسید و خورده می شود. فولاد گالوانیزه یک جایگزین مقرون به صرفه برای استفاده از موادی مانند فولاد ضد زنگ آستنیتی یا آلومینیوم به منظور جلوگیری از خوردگی است.

گالوانیزه چگونه درست می شود

 

روش گالوانیزه کردن می تواند فلز را از راه های مختلفی محافظت کند. در مرحله اول، یک پوشش محافظ ایجاد می کند که فلز را از محیط اطراف محافظت می کند. لایه روی از خوردگی آب و رطوبت و سایر عناصر موجود در هوا به فولاد زیر آن جلوگیری می کند. اگر پوشش روی به اندازه کافی عمیق خراشیده شود، فلز در معرض خوردگی قرار گرفته و منجر به زنگ زدن ورق می شود.

گالوانیزه کردن چگونه باعث جلوگیری از زنگ زدن می شود؟

روش گالوانیزه کردن ورق فلز را از طریق فرآیندی به نام “خوردگی گالوانیکی” محافظت کرده . خوردگی گالوانیکی زمانی اتفاق می‌افتد که دو فلز از یک ترکیب الکتروشیمیایی متفاوت با یک الکترولیت مانند آب شور در تماس با یکدیگر قرار می‌گیرند. بسته به ساختار اتمی دو فلز، یک فلز آند و دیگری کاتد بوده، آند سریعتر از خود خورده می شود و کاتد با سرعت کمتری نسبت به خود خورده می شود. دلیل استفاده از روی برای گالوانیزه کردن به این دلیل بوده که در تماس با انواع مختلف فلزات میل به آند شدن دارد. از آنجایی که پوشش روی در تماس با فلز پایه معمولا آند است، خوردگی فلز اصلی یا کاتد آهسته تر می شود.

 

 

 

روش های مختلف گالوانیزه کردن

چندین فرآیند مختلف برای گالوانیزه کردن فلز وجود دارد:

گالوانیزه گرم

همانطور که از نام آن پیداست، این روش شامل فرو بردن فلز پایه در یک حوضچه مذاب روی است. ابتدا، فلز پایه باید به صورت مکانیکی، شیمیایی یا هر دو تمیز شود تا اطمینان حاصل شود که اتصال با کیفیتی بین فلز پایه و پوشش روی ایجاد می شود. پس از تمیز کردن، فلز پایه برای خلاص شدن از شر اکسیدهای باقی مانده که ممکن است پس از فرآیند تمیز کردن باقی بمانند، روان می شود. سپس فلز پایه در یک حمام مایع از روی گرم شده فرو برده می شود و یک پیوند متالورژیکی تشکیل می شود.   مزایای این روش اقتصادی بودن آن است. می توان آن را به سرعت و به اشکال پیچیده انجام داد. با این حال، پوشش نهایی می تواند نسبت به سایر فرآیندهای گالوانیزه ناسازگار باشد.

 

پیش گالوانیزه کردن

این روش بسیار شبیه به گالوانیزه گرم است، اما در کارخانه فولاد، معمولاً روی موادی که قبلاً شکل خاصی دارند، انجام می شود. پیش گالوانیزه کردن شامل نورد ورق فلزی از طریق فرآیند تمیز کردن مانند گالوانیزه گرم است. سپس این فلز از درون حوضچه ی روی مایع و داغ عبور داده شده و بیرون می‌آید . این روش این خوبی که داشته کویل های بزرگ ورق فولادی را می توان به سرعت با پوشش یکنواخت تری در مقایسه با گالوانیزه گرم گالوانیزه کرد. یک نقطه ضعف این است که به محض شروع ساخت فلز پیش گالوانیزه، نواحی بدون پوشش و در معرض دید ظاهر می شوند. این بدان معنی است که وقتی یک سیم پیچ بلند از ورق به اندازه های کوچکتر بریده می شود، لبه های محل برش فلز در معرض دید قرار می گیرند.

الکترو گالوانیزه

برخلاف روش های قبلی، الکتروگالوانیزه کردن از حمام مذاب روی استفاده نمی کند. در عوض، این فرآیند از جریان الکتریکی در محلول الکترولیت برای انتقال یون‌های روی به فلز پایه استفاده می‌کند. این شامل کاهش الکتریکی یون‌های روی با بار مثبت به فلز روی است که سپس بر روی ماده با بار مثبت رسوب می‌کند. پالایشگرهای غلات نیز می توانند اضافه شوند که به اطمینان از پوشش روی صاف روی فولاد کمک می کند. مشابه فرآیند پیش گالوانیزه کردن، الکتروگالوانیزه معمولاً به طور مداوم روی یک رول ورق فلز اعمال می شود.برخی از مزایای این فرآیند پوشش یکنواخت و ضخامت پوشش دقیق است. با این حال، پوشش معمولاً نازک‌تر از پوشش روی است که با روش گالوانیزه گرم به دست می‌آید که می‌تواند منجر به کاهش حفاظت در برابر خوردگی شود.

انواع گالوانیزه و سایر پوشش های آن

 

پوشش های روی مختلفی برای محافظت در برابر خوردگی استفاده می شود که هر کدام ویژگی ها و عملکرد منحصر به فرد خود را دارند. پوشش های روی بر روی سطوح فولادی از طریق گالوانیزه گرم، آبکاری الکتریکی، شراردایز، آبکاری مکانیکی، رنگ آمیزی با پوشش های غنی از روی و پاشش روی (فلزی) روی سطوح فولادی اعمال می شود. از این میان، فرآیند HDG تا حد زیادی بیشترین استفاده را دارد.این قسمت توضیح بیشتری در مورد هر نوع پوشش روی آورده شده است. شکل زیر ضخامت نسبی معمول هر پوشش را نشان می دهد. در بیشتر موارد ضخامت پوشش متناسب با دوام محصول است.

 

 

ضخامت گالوانیزه گرم

اقلام آماده شده با غوطه ور شدن در روی مذاب گالوانیزه می شوند. سطح کار به طور کامل پوشیده شده و پوشش یکنواختی از روی و آلیاژ روی-آهن را ایجاد می کند که ضخامت آنها عمدتاً توسط جرم فولاد گالوانیزه تعیین می شود. این یک مزیت مهم فرآیند گالوانیزه است – حداقل ضخامت پوشش استاندارد بدون توجه به اپراتور به طور خودکار اعمال می شود.

روی مذاب در حمام گالوانیزه گوشه‌ها را می‌پوشاند، لبه‌ها، درزها و پرچ‌ها را می‌بندد و به فرورفتگی‌ها نفوذ می‌کند تا از مناطقی که نقاط خوردگی احتمالی با سیستم‌های پوشش دیگر هستند محافظت کامل کند. پوشش گالوانیزه در گوشه‌ها و لبه‌های باریک کمی ضخیم‌تر است و در مقایسه با پوشش‌های ارگانیک که در این مناطق بحرانی نازک می‌شوند، محافظت بسیار بیشتری می‌کند. اشکال پیچیده و مخازن باز ممکن است در داخل و خارج در یک عملیات گالوانیزه شوند.

 

گالوانیزه شدن ورق در حمام‌های بزرگ

اجناسی در اندازه های مختلف از اتصال دهنده های کوچک تا سازه هایی با ارتفاع صدها متر ممکن است با استفاده از تکنیک های طراحی مدولار محافظت شوند. حمام‌های گالوانیزه بزرگ، در ارتباط با تکنیک‌های طراحی مدولار و غوطه‌وری دو طرفه، تقریباً هر سازه‌ای را قادر می‌سازد تا گالوانیزه شود و هزینه‌های تعمیر و نگهداری بسیار کاهش یابد و عمر مفید آن افزایش یابد.

اقلام کوچک را می توان داخل روی مذاب در ظرفی فرو کرد که پس از برداشتن روی مذاب، چرخانده یا سانتریفیوژ می شود. این به حذف روی اضافی از رزوه ها و لبه ها کمک می کند و پوششی صاف و البته نازک تر از اقلام غوطه ور شده به صورت دسته ای ایجاد می کند.

 

فرآیندهای گالوانیزه مداوم (گالوانیزه کردن خطی)

ورق، لوله و سیم فولادی را می توان به طور مداوم در فرآیندهای گالوانیزه توسعه یافته گالوانیزه کرد. این فرآیندها به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند و معمولاً کنترل دقیق ضخامت پوشش، شکل‌پذیری و سایر ویژگی‌های پوشش روی را امکان‌پذیر می‌سازند و طیف وسیعی از محصولات را متناسب با نیازهای مختلف عملیات تولیدی بعدی و استفاده نهایی تولید می‌کنند.

این محصولات را نباید با محصولات گالوانیزه گرم دسته ای اشتباه گرفت. محصولات گالوانیزه خطی همیشه پوشش‌های نازک‌تری نسبت به گالوانیزه گرم دسته‌ای برای همان ضخامت فولاد تولید می‌کنند و بنابراین هنگام قرار گرفتن در معرض همان محیط، محافظت کمتری در برابر خوردگی دارند.

محافظت در برابر خوردگی محصولات گالوانیزه

محصولات گالوانیزه پیوسته را معمولاً می‌توان با خمش یا شکل‌دهی رول، به عنوان مثال به‌عنوان پرلین و بند، بدون آسیب رساندن به پوشش، پردازش کرد. علاوه بر این، بخش های توخالی جوش داده شده از نوار پیش گالوانیزه استفاده گسترده ای دارند. توجه داشته باشید که بسته به کاربرد و محیط، جوش ها، انتهای بریده شده و سوراخ های سوراخ شده یا سوراخ شده ممکن است نیاز به تعمیر داشته باشند تا محافظت در برابر خوردگی بازیابی شود.

اسپری حرارتی (یا متالیزینگ)

متالیزاسیون  یا پاشش حرارتی فرآیند پاشیدن روی نیمه مذاب، سایر فلزات یا آلیاژهای آنها بر روی اقلام ساخته شده با استفاده از سیم یا پودر گرم شده توسط شعله، اسپری قوس الکتریکی یا منبع حرارت پلاسما است. سمپاشی روی این مزیت را دارد که پوشش های روی تا ضخامت 250 میکرومتر معادل 1500 گرم بر متر مربع را می توان به دو روش دستی یا مکانیزه اعمال کرد و فرآیند را می توان در کارخانه یا مزرعه انجام داد. سطح فولادی باید با گریت بلاست آماده شود و پوشش به طور معمول نمی تواند به سطوح داخلی گسترش یابد. علاوه بر این در معرض آسیب یا کاربرد محدود در لبه های تیز، گوشه های تنگ، سوراخ ها و آماده سازی ضعیف سطح است. پوشش روی به‌دست‌آمده، هم مانند پوشش گالوانیزه، مانع و محافظت کاتدی برای فولاد زیرین می‌کند.   در اغلب موارد پاشش حرارتی گرانتر از گالوانیزه گرم دسته ای برای بخش معادل است، اما این فرآیندها مکمل هم هستند و در سازه های بزرگ به صورت پشت سر هم استفاده می شوند.

 

روش آبکاری ورق

آبکاری یک روش اقتصادی، همه کاره و موثر برای اعمال یک پوشش محافظ برای اجزای فولادی کوچک است. این پرکاربردترین روش استفاده از پوشش های روی فلزی برای اتصال دهنده های کوچک است، به ویژه آنهایی که دارای رزوه های ظریف هستند. با این حال، بست های مورد استفاده با محصولات گالوانیزه گرم دسته ای باید دارای حفاظت در برابر خوردگی و ترکیب مشابه برای جلوگیری از خوردگی دو فلزی باشند.

به طور کلی، یک حد بالای اقتصادی برای جرم پوشش روی وجود دارد که می تواند با آبکاری الکتریکی اعمال شود و بنابراین معمولاً برای قرار گرفتن در معرض در فضای باز بدون پوشش های تکمیلی استفاده نمی شود.

 

انتشار حرارتی SHERARDIZING

Sherardizing شامل حرارت دادن اقلام فولادی در یک درام چرخان بسته است که حاوی گرد و غبار فلزی روی و معمولاً یک پرکننده بی اثر مانند ماسه تا حدود 380 درجه سانتیگراد است. در دماهای بالاتر از 300 درجه سانتیگراد، روی تبخیر می شود و در زیرلایه فولادی پخش می شود و فازهای روی-آهن باند شده با انتشار را تشکیل می دهد. فرآیند انتشار حرارتی مشابه معمولاً با پرکننده کمتر و در محدوده دمایی 320 درجه سانتیگراد تا 500 درجه سانتیگراد عمل می کند.   Sherardizing و انتشار حرارتی برای اجناس کوچک مؤثرتر است – معمولاً آنهایی که دارای رزوه های ظریف هستند، اگرچه اندازه مقاله فقط با اندازه درام چرخان محدود می شود. این فرآیند همچنین از شکنندگی هیدروژن جلوگیری می کند و بنابراین می توان آن را به طور ایمن برای فولادهای با استحکام بسیار بالا بالای 1000 مگاپاسکال استفاده کرد. ضخامت پوشش از 20 تا 120 میکرومتر متغیر است، اگرچه معمولاً در محدوده 20 تا 50 میکرومتر پوشش داده می شود. ضخامت پوشش معمولاً به زمان درام چرخان و در دسترس بودن روی بستگی دارد، نه به ضخامت فولاد.

آبکاری مکانیکی

آبکاری مکانیکی یا آبکاری پین یک روش آبکاری بدون الکترود است که برای رسوب دادن پوشش‌های فلزات انعطاف‌پذیر بر روی بسترهای فلزی با استفاده از انرژی مکانیکی و گرما استفاده می‌شود. برای روکش روی بر روی قطعات فولادی، به ویژه اجزای رزوه‌دار و موارد با تحمل نزدیک استفاده می‌شود. ضخامت پوشش اغلب مشابه اقلام آبکاری شده است.

فرآیند گالوانیزه کردن ورق فولاد

رنگ های غنی از روی

پوشش‌های رنگ غنی از روی از گرد و غبار روی فلزی در وسایل نقلیه/بایدورهای آلی یا معدنی تشکیل شده‌اند.

آماده سازی سطح با تمیز کردن با انفجار ساینده یا با استفاده از ابزارهای برقی برای در معرض دید قرار دادن فولاد لخت با پروفیل (مانند SSPC SP-11) ضروری است و پوشش ها ممکن است با قلم مو یا اسپری اعمال شوند. پوشش‌های غنی از روی، پوشش‌های مانعی هستند که همچنین حفاظت کاتدی را برای مناطق کوچک فولادی در معرض دید ایجاد می‌کنند، مشروط بر اینکه سطح فولادی به درستی آماده شده باشد و رنگ مطابق با استانداردهای مربوطه باشد (به عنوان مثال، AS/NZS 3750.9 و AS/NZS 3750.15). پوشش‌های رنگ غنی از روی مناسب نیز یک پوشش تعمیر مفید برای پوشش‌های گالوانیزه آسیب دیده یا فرسوده ارائه می‌کنند . این محصولات نسبت به گالوانیزه گرم دارای مزیت هستند زیرا می توان آنها را در مزرعه و در هر اندازه ای به کار برد. برخی از محصولات را می‌توان با پوشش‌های ضخیم‌تر یا رویه‌ای برای محافظت بیشتر استفاده کرد. معایب آن حساسیت به حمل و نقل و آسیب میدان، زمان پخت و هزینه برای حفاظت در برابر خوردگی (معمولاً به عنوان بخشی از یک سیستم) است.