بررسی انواع روش های گالوانیزه
دسترسی سریع به محتوای این مطلب
گالوانیزه کردن یکی از رایج ترین روش های محافظت از فلزات در برابر خوردگی است. فرآیند گالوانیزه کردن شامل ایجاد لایه ای از فلز روی (Zn) بر سطح یک فلز پایه با ضخامت بیشتر، می باشد. وجود این لایه از آلیاژ روی، باعث محافظت از فلز پایه در برابر عوامل فرساینده در محیط اطراف آن خواهد شد. اگر به تابلو های علائم رانندگی یا لامپ ها در خیابان توجه کرده باشید، حتما دیده اید که بسیاری از آن ها رنگ نقره ای دارند. این رنگ در واقع همان لایه روی است. ما شما را در این مقاله با روش های گالوانیزه کردن شامل آبکاری به روش غوطه وری، پیش گالوانیزه کردن و الکترو گالوانیزه آشنا می کنیم. پس با ما همراه باشید.
چرا فلزات را گالوانیزه می کنیم؟
پاسخ ساده به این پرسش این است که در واقع عملیات گالوانیزاسیون به فلزات خواص ضد خوردگی می بخشد. اگر فرآیند گالوانیزه کردن بر روی سطح فلز انجام نشود، فلز با قرار گیری در معرض پیرامون خود مانند آب یا رطوبت اکسید شده و بسیار سریع تر از روند طبیعی خود فرسوده خواهد شد. گالوانیزه کردن همچنین فلز را در برابر یک نوع خاص از خوردگی که خوردگی گالوانیکی (Galvanic Corrision) نام دارد محافظت می کند. این نوع خوردگی زمانی اتفاق می افتد که دو فلز با آرایش متفاوت الکتروشیمیایی در تماس با یکدیگر قرار گیرند و یک الکترولیت مانند آب شور نیز حضور داشته باشد.
بسته به نوع ساختار اتمی دو فلز یکی از آن دو آند (قطب مثبت) و دیگری کاتد (قطب منفی) می شود. یک فلز زمانی که آند باشد در مقایسه با زمانی که آند نیست و تنها است زودتر خورده می شود همان گونه که کاتد در مقایسه با روند طبیعی خوردگی دیرتر خورده می شود. از دیگر مزایای انواع گالوانیزه این است که جایگزینی مقرون به صرفه برای فلزاتی مانند فولاد استنیت ضد زنگ یا آلومینیم برای محافظت در برابر خوردگی می باشد.
انواع روش های گالوانیزه
فرآیند گالوانیزه کردن به روش های مختلفی انجام می شود که در همگی آن ها از فلز روی مورد استفاده قرار می گیرد. علت استفاده از روی در فرآیند گالوانیزه کردن این است که این فلز وقتی در تماس با بسیاری از انواع فلزات قرار می گیرد تمایل به سمت آند بودن دارد. از آنجا که لایه روی موجود بر روی سطح فلز گالوانیزه شده، در تماس با فلز زیر خود معمولا آند می شود باعث دیرتر خورده شدن فلز زیر خود (کاتد) خواهد شد. در ادامه به انواع فرایند گالوانیزه سازی اشاره می کنیم.
گالوانیزه گرم
یکی از انواع گالوانیزه، روش غوطه وری گرم (Hot-Dip Galvanizing) است که در آن فلز را در حوضچه ای از روی مذاب فرو می کنند. در فرآیند گالوانیزه کردن به این روش، ابتدا سطح فلز را یا به صورت دستی یا با دستگاه و یا به شیوه شیمیایی کاملا تمیز می کنند تا مطمئن شوند که امکان برقراری پیوند قوی بین فلز و روی وجود دارد. سپس فلز را داخل یک حمام مذاب از روی داغ قرار می دهند تا پیوند متالورژیکی بین دو فلز شکل گیرد.
روی به کار رفته در اینجا دارای درجه ASTM B6 بوده که حداقل 98 درصد خلوص دارد. گاهی ممکن است برخی از فلزات دیگر نیز اضافه شوند تا لایه گالوانیزه شده حائز برخی ویژگی های خاص شود. دمای دیگچه روی بین 438 تا 460 درجه سانتی گراد است، یعنی همان دمایی که در آن روی به حالت مذاب در می آید.
قطعات استیل با زاویه وارد حوضچه روی شده، سپس زمان داده می شود که دمای استیل هم دمای حمام شود. وقتی واکنش هم آمیزی آهن و روی کامل شد، قطعه استیل را از حوضچه خارج می کنند. مدت زمان این عملیات بسته به میزان ضخامت قطعه استیل معمولا کمتر از 10 دقیقه طول می کشد. تنها عیب این روش این است که در آن لایه نهایی روی در مقایسه با سایر روش های گالوانیزه کردن ناموزون است.
گالوانیزه سرد
گالوانیزه سرد روشی برای محافظت از فلزات در برابر خوردگی است که در آن از پوشش های غنی از روی استفاده می شود. در این روش معمولا رنگ یا اسپری حاوی ذرات پودر روی روی سطح فلز اعمال می گردد. این کار باعث می شود یک لایه محافظ ایجاد شود که تا حدی از تماس مستقیم رطوبت و هوا با فلز پایه جلوگیری کند.
در گالوانیزه سرد، بر خلاف روش حرارتی، فلز در وان مذاب روی غوطه ور نمی شود بلکه پوشش به صورت سطحی اجرا می گردد. به همین دلیل ضخامت لایه روی کمتر است و پیوند متالورژیکی عمیق بین فلز پایه و روی ایجاد نمی شود.
مزایای گالوانیزه سرد شامل اجرای ساده، هزینه کمتر، امکان استفاده در محل پروژه و مناسب بودن برای تعمیر و ترمیم قطعات آسیب دیده است. با این حال مقاومت آن در برابر سایش و خوردگی شدید نسبت به گالوانیزه حرارتی کمتر است و بیشتر برای محیط های با رطوبت متوسط یا قطعات کوچک کاربرد دارد.
گالوانیزه حرارتی
گالوانیزه حرارتی یا غوطه وری گرم یکی از مقاوم ترین روش های پوشش دهی فلزات است. در این روش قطعه فولادی پس از چربی زدایی و اسیدشویی، داخل وان حاوی روی مذاب با دمای حدود 450 درجه سانتی گراد قرار می گیرد. در این فرآیند بین آهن و روی واکنش متالورژیکی رخ می دهد و لایه های آلیاژی مستحکم تشکیل می شود.
پوشش ایجاد شده در گالوانیزه حرارتی ضخیم تر و یکنواخت تر است و علاوه بر محافظت فیزیکی، حفاظت کاتدی نیز ایجاد می کند. به این معنا که حتی اگر بخشی از سطح خراش بردارد، فلز روی به جای فولاد خورده می شود و از سازه محافظت می کند.
این روش برای سازه های فلزی در معرض رطوبت بالا، محیط های صنعتی، مناطق ساحلی، پایه های برق، دکل ها، گاردریل ها و قطعات سازه ای بسیار مناسب است. طول عمر بالا، مقاومت زیاد در برابر خوردگی و نیاز کم به نگهداری از مهم ترین مزایای گالوانیزه حرارتی محسوب می شود، هرچند هزینه اولیه آن نسبت به گالوانیزه سرد بیشتر است.
گالوانیزه پیش پوشش
گالوانیزه پیش پوشش به روشی گفته می شود که در آن ورق فولادی قبل از شکل دهی و تولید قطعه نهایی، در خط تولید کارخانه و به صورت پیوسته با لایه ای از روی پوشش داده می شود. در این فرآیند، ورق فولادی به صورت کلاف وارد حمام روی مذاب شده و پس از خروج، لایه ای یکنواخت و کنترل شده از روی روی سطح آن ایجاد می گردد. سپس ورق گالوانیزه شده برای تولید محصولات مختلف مانند پروفیل، کانال، قطعات صنعتی و تجهیزات ساختمانی مورد استفاده قرار می گیرد.
مزیت اصلی گالوانیزه پیش پوشش، سرعت بالا، یکنواختی ضخامت پوشش و صرفه اقتصادی در تولید انبوه است. این روش بیشتر برای تولید قطعاتی کاربرد دارد که در محیط های با رطوبت متوسط قرار می گیرند و نیاز به مقاومت بسیار شدید در برابر خوردگی ندارند.
از نظر اقتصادی، استفاده از ورق های گالوانیزه پیش پوشش می تواند در کاهش هزینه های نگهداری و افزایش طول عمر سازه موثر باشد. همچنین نوسانات قیمت آهن و مواد اولیه تاثیر مستقیمی بر هزینه نهایی این محصولات دارد، بنابراین انتخاب نوع پوشش مناسب باید با توجه به شرایط محیطی و بودجه پروژه انجام شود.
روش پیش گالوانیزه کردن
از دیگر روش های گالوانیزاسیون، روش پیش گالوانیزه کردن (Pre-Galvanizing) بوده که بسیار مشابه روش غوطه وری گرم است. این نوع فرآیند گالوانیزاسیون در کارخانه های تولید فولاد و معمولا بر روی فلزاتی انجام می شود که از قبل شکل مشخصی دارند. در این روش، در خلال فرآیند تمیز کاری، ورق های فلز را رول می کنند. سپس فلز از یک حوضچه داغ و مایع روی عبور داده شده و پس از آن به حالت اولیه خود برگردانده می شود.
مزیت این روش این است که حلقه های رول شده بزرگ استیل، می توانند سریعا به شکل یکنواخت تری در مقایسه با روش غوطه وری گرم گالوانیزه شوند. عیب این روش گالوانیزه کردن این است که وقتی فلز به حالت اولیه خود برگردانده می شود، قسمت هایی از آن خالی از روی باقی مانده اند. این بدین معناست که وقتی یک حلقه بزرگ ورق استیل به قطعات کوچک تر برش می خورد، لبه ها (جایی که فلز برش خورده است) گالوانیزه نشده اند.
| نوع روش گالوانیزه | نحوه اجرا | ضخامت پوشش | میزان مقاومت در برابر خوردگی | کاربردهای رایج | مزایا | معایب |
|---|---|---|---|---|---|---|
| گالوانیزه حرارتی | غوطه ور کردن قطعه در وان روی مذاب با دمای بالا | زیاد و یکنواخت | بسیار بالا | سازه های فلزی، دکل برق، گاردریل، پایه فلزی | طول عمر بالا، حفاظت کاتدی، مقاومت زیاد | هزینه اولیه بالاتر، محدودیت ابعاد وان |
| گالوانیزه سرد | استفاده از رنگ یا اسپری غنی از روی روی سطح فلز | کم تا متوسط | متوسط | تعمیر قطعات، سازه های سبک، محیط های با رطوبت کم | اجرای آسان، هزینه کمتر، مناسب برای ترمیم | دوام کمتر نسبت به روش حرارتی |
| گالوانیزه پیش پوشش | پوشش دهی ورق به صورت پیوسته در خط تولید قبل از شکل دهی | یکنواخت و کنترل شده | متوسط تا بالا | تولید پروفیل، کانال، قطعات صنعتی | سرعت بالا، مناسب تولید انبوه، کیفیت یکنواخت | آسیب پذیری لبه ها پس از برش |
| گالوانیزه الکتریکی | رسوب دهی روی با استفاده از جریان برق در محلول الکترولیت | نازک و دقیق | متوسط | قطعات ظریف، پیچ و مهره، قطعات خودرو | سطح صاف و براق، کنترل دقیق ضخامت | مقاومت کمتر نسبت به روش حرارتی |
گالوانیزاسیون مجموعه ای از روش های پوشش دهی با روی است که با هدف افزایش مقاومت آهن و فولاد در برابر خوردگی انجام می شود و بسته به شرایط پروژه می توان از گالوانیزه حرارتی برای بیشترین دوام در محیط های سخت، از گالوانیزه سرد برای ترمیم و کاربردهای سبک، از گالوانیزه پیش پوشش برای تولید انبوه ورق و قطعات صنعتی و از گالوانیزه الکتریکی برای قطعات ظریف و دقیق استفاده کرد، بنابراین انتخاب روش مناسب باید بر اساس میزان رطوبت محیط، طول عمر مورد انتظار و بودجه انجام شود تا بهترین عملکرد و صرفه اقتصادی حاصل گردد.
سوالات متداول
گالوانیزه فرایندی است که طی آن سطح فلز با لایه ای از روی پوشانده می شود تا در برابر زنگ زدگی و خوردگی مقاوم شود و بیشتر در صنایع ساختمانی و فلزی کاربرد دارد.
روی به عنوان یک فلز محافظ عمل کرده و حتی در صورت خراش سطح، از فلز پایه در برابر اکسید شدن و خوردگی محافظت می کند.
گالوانیزه پیش پوشش معمولا برای ورق های فولادی قبل از شکل دهی استفاده می شود و در تولید لوازم خانگی، قطعات خودرو و ساندویچ پانل کاربرد دارد.
در این روش قطعه فولادی پس از تمیزکاری در وان مذاب روی با دمای بالا غوطه ور می شود تا لایه ای یکنواخت و مقاوم روی سطح آن تشکیل شود.
فولاد و آهن بیشترین قابلیت گالوانیزه شدن را دارند و برخی آلیاژهای آهنی نیز با شرایط خاص قابل پوشش دهی هستند.
مرکزآهن، مرجعی تخصصی و به روز برای کسب دانش و اطلاع از آخرین تحولات بازار آهن و فولاد است. با وبلاگ جامع ما، همیشه از آخرین اخبار و اطلاعات این صنعت آگاه باشید.