ورق گالوانیزه | کاربرد و ویژگی های آن

ورق گالوانیزه | کاربرد و ویژگی های آن

تاریخچه گالوانیزاسیون و ورق فولادی گالوانیزه

از نظر تاریخی اولین بار در سال ۱۷۴۲ میلادی شیمیدانی فرانسوی به نام ملوین روشی برای پوشاندن سطح آهن با فرو کردن آن در روی مذاب ارائه نمود و سپس در سال ۱۸۳۶ میلادی دیگر شیمیدان فرانسوی به نام سورل روشی دیگر را برای پوشاندن آهن با فلز روی ارائه کرد.

روش ارائه شده توسط سورل بدین صورت بود که ابتدا سطح آهن را سولفوریک اسید تمیز نموده و آن را در فلاکس آمونیوم کلرید فرو می برند. در طی قرن 20 میلادی این روش به سرعت تکامل پیدا کرده و در سراسر دنیا متداول شده است.

اولین بار به صورت اتفاقی مشخص گردید وجود دو عنصر با خواص الکتریکی متفاوت در هر محلول می تواند باعث ایجاد پیل الکتریکی گردد. این پدیده در سال 1780 میلادی توسط دکتر لوئیجی گالوانی (1737 تا 1798 میلادی) کشف شد. دکتر گالوانی مخترع نبود ولی در میانه ی تحقیقات علمی خود، متوجه این خاصیت گردید. پس از آن دانشمند مشهوری به نام السنادرو ولتا (1745 تا 1827 میلادی) تحقیقات را در زمینه ی این خاصیت کامل نمود و نام “گالوانیک” را به یک جریان الکتریکی که از واکنش شیمیایی حاصل می شود تغییر داد. از طرفی به دلیل انجام تحقیقات زیاد بر روی نحوه ی اکسیداسیون و خوردگی محصولات آهنی، روش هایی ابداع شده بود تا بتواند آهن را در مقابل خوردگی و زنگ زدن محافظت کند. این روش ها و اطلاعات به دست آمده در خصوص خاصیت گالوانیک منجر به این شد که در سال 1836 مهندسی فرانسوی به نام سورل (1803 تا 1871) غوطه ور کردن آهن در مذاب روی را پیشنهاد دهد.

این غوطه وری منجر به تشکیل لایه ای از روی (Zn) بر سطح آهن می گردد.

هنگامی که آهن با مواد خورنده مواجه می گردد، اگر دارای لایه ای از جنس روی باشد، به علت اختلاف الکترونگاتیویته آن نسبت به آهن، روی آند می شود و عوامل اکسید کننده به جای Fe ، روی را انتخاب کرده و آهن یا خورده نمی شود یا خوردگی آن بسیار بسیار ناچیز خواهد بود. علاوه بر خاصیت گالوانیکی، ایجاد مانع بین آهن و هوای آزاد که در واقع محتوی میزانی از رطوبت نیز هست، عامل تکمیلی برای جلوگیری از اکسیداسیون سطح آهن می باشد. پس از مشاهده ی مزایای این روش، در سال 1850 میلادی کارخانه بزرگی برای گالوانیزه کردن محصولات آهنی در بریتانیا تاسیس شد. متعاقب آن کارخانجاتی در دیگر کشورهای جهان از جمله ایالات متحده ساخته شد و از آن پس تا کنون ادامه داشته است.

آهن آلات سعادتی فروشنده انواع ورق فولادی ، ورق ST52، ورق ST37، ورق A516، ورق CK45

ورق گالوانیزه | کاربرد و ویژگی های آن

به صورت کلی آبکاری و یا پوشش دهی ورق گالوانیزه ، به معنی قرار دادن و ثابت کردن یک پوشش از فلز روی بر روی ورق های آهنی یا فولادی به منظور دستیابی به خواص مشخص می باشد. در واقع این فرآیند یکی از روش های محافظت از خوردگی و آسیب دیدگی است که به وسیله پوشاندن فلز اصلی توسط لایه ای از فلزی محافظ در ماده گالوانیک (معمولا روی) انجام می شود.

به ورق فولادی که با فلز روی یا Zn پوشش داده شده است، ورق گالوانیزه گفته می شود. عموما ضخامت ورق گالوانیزه پایین می باشد. قیمت ورق گالوانیزه تحت تاثیر قیمت آهن آلات بوده و همچنین قیمت روی در بازار فلزات می تواند قیمت ورق گالوانیزه را تحت تاثیر خود قرار دهد.

نحوه تشخیص ورق گالوانیزه

بسیاری از افراد در هنگام خرید ورق گالوانیزه با چالش هایی مواجه می شوند چرا که قادر به تشخیص و اورجینال بودن آن نیستند. به طور کلی ورق های گالوانیزه دارای سطحی براق، صیقل و شفافیتی فوق العاده برخودارند. همچنین، پوشش ورق های گالوانیزه در محدوده 10 الی 275 میلی متر بوده و دارای ضخامتی معادل بین 0.18 الی 6 میلیمتر هستند. ورق گالوانیزه به سه دسته ورق گالوانیزه گل درشت، ورق گالوانیزه گل ریزه و ورق گالوانیزه بدون گل تقسیم شده و هرکدام کاربرد های مختلفی دارند. از دیگر روش های تشخیص ورق گالوانیزه میتوان به لیز بودن سطح آن اشاره کرد.

پروسه گالوانیزاسیون

در پروسه گالوانیزاسیون از طریق غوطه وری ورق در حوضچه روی مذاب به طور معمول چند لایه محافظ روی سطح ورق قرار می گیرد و این لایه ها به طوری به فلز پایه چسبیده می ‌شوند که در واقع به جزئی از سطح فلز پایه تبدیل می ‌گردند و دیگر قابل جدا کردن نمی باشند.

در حقیقت این لایه محافظ از جنس روی که در اثر گالوانیزاسیون به بخشی از ورق شده است نسبت به فلز پایه نقش آند را بر عهده گرفته و با محیط اطراف خود واکنش شیمیایی انجام می دهد تا یک لایه محافظ متشکل از اکسید روی، کربنات روی، و هیدروکسید روی بر سطح خارجی تشکیل گردد.

کربنات روی که در اثر این واکنش ایجاد می شود، با گذشت زمان می تواند یک سطح مناسب برای رنگ کردن فراهم نماید. به بیان ساده تر می توان گفت لایه پوشش از جنس روی برای محافظت لایه زیرین که از جنس فلز آهن و فولاد است، خود را قربانی کرده و به واکنش شیمیایی با اکسیژن و رطوبت محیط تن می دهد تا لایه ای محافظ در سطح تشکیل گردد.

مشخصات شیمیایی و فیزیکی ورق گالوانیزه

با توجه به اینکه پوشش روی از ورق فولادی محافظت می کند، مشخصات پوشش می تواند همانند جنس ورق در مشخصات ورق گالوانیزه نقشی تعیین کننده داشته باشد. لازم به ذکر است این موارد قیمت ورق گالوانیزه را نیز تحت تأثیر خود قرار می دهد. خواصی نظیر استحکام تسلیم، استحکام کششی، انعطاف پذیری، سختی و ترکیب شیمیایی ورق.

در این خصوص باید در نظر داشته باشیم آنچه به عنوان این خواص در مورد ورق های روغنی ذکر شد، در خصوص ورق های گالوانیزه نیز صدق می نماید. حتی از نظر ابعادی نیز می توان همان مشخصات ورق روغنی را در نظر گرفت. برای مثال عرض ورق های گالوانیزه 1 و 1.25 متر می باشند، ضخامت آنها نیز معمولا از 0.4 میلیمتر تا 3 میلیمتر را شامل می گردد. طرح های شکل دهی مختلفی نیز می تواند بر روی ورق های گالوانیزه اعمال گردد که از جمله معروف ترین آنها می توان به عرشه فولادی اشاره نمود.

بسته به کاربرد مورد نیاز، خواص ورق متفاوت است. مثلا برای یک کاربرد، انعطاف پذیری ورق مهم می باشد ولی برای کاربرد دیگر استحکام. از مشخصات ورق پایه و خواص آن که بگذریم در مورد پوشش گالوانیزه باید گفت هرچه جِرم پوشش بیشتر باشد، کیفیت پوشش بهتر خواهد بود. در واقع جرم بیشتر پوشش، نشان دهنده ی مقدار روی در سطح مشخصی از فولاد است، و این مقدار با قدرت محافظت از خوردگی رابطه ی مستقیمی دارد. هرچقدر میزان پوشش روی، در واحد سطح ورق فولادی بیشتر باشد، میزان محافظت از خوردگی ورق بیشتر خواهد شد.

ورق های رایج در بازار ایران دارای پوششی در دامنه ی 80 تا 150 میکرون (میکرو متر) می باشد. بر اساس استاندارد ISO1460 که مشخصا در خصوص تعیین میزان روی در واحد سطح ورق گالوانیزه می باشد، نحوه ی محاسبه ی مقدار روی، تعیین شده است. بر این اساس مقدار روی موجود در واحد سطح ورق می تواند با ضخامت روی و یک ضریب ثابت رابطه مستقیم داشته باشد. عنوان نمونه پوشش شماره 80 به این معناست که در هر متر مربع ورق گالوانیزه 80 گرم روی وجود دارد.در مورد ورق های گالوانیزه وارداتی این عدد در محدوده 160 تا 200 می باشد که نشان دهنده ی کیفیت بهتر آنها می باشد. همین اعداد می توانند اثر مستقیمی در قیمت ورق گالوانیزه داشته باشند.

اما به غیر از ضخامت پوشش روی، ترکیب پوشش نیز در کیفیت ورق گالوانیزه تاثیر گذار است. از این منظر دو نوع ورق گالوانیزه با کیفیت های متفاوتی یافت می گردند:

  • اگر جنس پوشش از روی خالص باشد، به آن ورق Z اطلاق می گردد.
  • اگر در پوشش علاوه بر روی عنصر آهن Fe نیز موجود باشد به آن ورق ZF گفته می شود.
ورق گالوانیزه | کاربرد و ویژگی های آن

دسته بندی های فرایند پوشش دهی ورق گالوانیزه

این فرایند ها را به چند روش می توان دسته بندی کرد. گه متداول ترین آن ها عبارتند از

  • روش گالوانیزه سرد
  • روش گالوانیزه گرم
  • پوشش دهی مکانیکی
  • اسپری نمودن روی (متالایزینگ)

معرفی روش ورق گالوانیزه گرم
روی نسبت به فلزهای آهن و فولاد خاصیت آندی دارد بنابراین زمانی که به صورت یک لایه نازک بر روی این فلزات به کار می رود حفاظت بیشتری را در مقایسه با لایه های محافظ دیگرمانند نیکل و دیگر روکش های کاتدی نشان می دهد. به علت پایین بودن قیمت روی در آبکاری فلزات کاربرد زیادی داشته و اغلب برای روکش کردن قطعات آهنی در زمانی که حفاظت از خوردگی مهمم ترین گزینه می باشد بر دیگر فلزات ترجیح داده می شود.

روی هنگامی که در روش آبکاری الکتریکی ساده و بدون عملیات های بعدی مورد استفاده قرار گیرد بعد از گذشت زمان در مجاورت هوا تغییر رنگ داده و به رنگ خاکستری تیره در می آید.

برای جلوگیری از این مشکل از نوعی روی درخشان که روکشی از کرومات سفید یا لاک بر روی آن قرار داده شده استفاده می شود و این مورد برای زمانی استفاده می شود که محصول نهایی کاربرد تزئینی داشته باشد.

این ترکیب مکمل تزئینی با این که دوام کمتری نسبت به نیکل کروم دارد در بسیاری از حالات حفاظت بهتری در برابر خوردگی از روکش های نازک نیکل کروم ایجاد می کند با این تفاوت که بسیار ارزان تر هم می باشد.

روش های ایجاد پوشش های ورق گالوانیزه

  • عبور دادن قطعه ای که قرار است تحت پوشش قرار گیرد از درون حمام مذاب فلز روی که به این تکنیک گالوانیزه به روش غوطه وری گرم گفته می شود.
  •  استفاده ازروش های آبکاری که به آن ورق گالوانیزه سرد یا الکترو گالوانیزاسیون گفته می شود.

در ایجاد پوشش به روش ورقهای گالوانیزه گرم ، اتصال بین قطعه و فلز باید یک اتصال محکم و با دوام باشد به عبارت دیگر بین قطعه و فلز پوشش دهنده یک ترکیب بین فلزی به وجود می آید. دوام این پوشش به نوع روش ومیزان دقت در انجام آن و کیفیت آن پوشش بستگی دارد.
گالوانیزه گرم در واقع روشی است محافظتی که با قرار دادن قطعه در حمامی مذاب از روی انجام می شود. در حال حاضر انواع ورق های مختلف می توانند تحت فرایند گالوانیزه گرم قرار گیرند. این فرایند علی رغم توضیح ساده آن فرایندی پیچیده و دشواری می باشد.
در اثر غوطه ورشدن ورق در حمام مذاب روی، مجموعه ای از واکنش های شیمیایی صورت می گیرد و در نهایت پس از انجام فرایند آلیاژسازی این کار پایان می پذیرد.
در گالوانيزه گرم ، متغیرهای مختلفی بر چگونگی انجام فرایند، به وجود آمدن لایه های آلیاژی، ضخامت هریک از این لایه و … تاثیر گذار می باشد. از جمله این عوامل می توان به ترکیب شیمیایی فلز پایه، ترکیب حمام مذاب، کیفیت شمش روی مصرفی، درجه حرارت حمام، زمان غوطه وری، سرعت غوطه وری، فلاکس مورد استفاده و … اشاره نمود.

نحوه ساخت و تولید ورق گالوانیزه

مراحل ساخت و تولید ورق گالوانیزه بسته به اینکه چه فرآیندی برای آن انتخاب شود متفاوت است.

  • مرحله اول:

الف) آماده سازی: اگر ورق به صورت کویل باشد ممکن است یا به صورت پیوسته گالوانیزه شود یا اینکه به صورت ورق برش خورده آماده گردد.

ب) چربی شویی: چربی گیری از ورق به وسیله ی محلول سود انجام می گیرد.

  •  مرحله دوم

الف) شستشو: محلول چربی گیر که بر روی ورق باقیمانده است در این مرحله شستشو می گردد.

ب) زنگ زدایی: غوطه ور کردن در محلول زنگ زدای اسید کلریدریک برای ورق هایی که زنگ زدگی دارند.

  •  مرحله سوم

الف) شستشوی مجدد: در صورتیکه زنگ زدایی روی ورق انجام گردد مجددا شستشو می گردد.

ب) فلاکس: در این مرحله سطح ورق به واسطه فلاکس که ترکیبی از کلرید روی و عناصر دیگر می باشد آماده عملیات می گردد. این فرایند به جهت ممزوج شدن فلز روی و فولاد می باشد.

ج) هم دما کردن: به منظور جلوگیری از پاشش فلز روی مذاب درهنگام غوطه وری داخل وان مذاب، از فرآیند پیش گرم برای هم دما کردن استفاده می گردد. معمولا دما تا 80 درجه سانتیگراد بالا می رود.

  •  مرحله چهارم

گالوانیزاسیون: غوطه وری در وان مذاب روی

  •  مرحله پنجم

الف) خنک کاری

ب) تمیزکاری

ج) بازرسی نهایی

فرآیند کروماته نمودن ورق گالوانیزه

سطح ورق گالوانیزه بعد از فرایند گالوانیزه ظاهر مطلوبی دارد اما این کیفیت سطح به سرعت افت کرده و زمانی که در معرض عوامل مختلفی مانند درجه حرارت بالا، رطوبت یا آب قرار گیرد به وسیله لایه ضخیمی از هیدروکسید روی سفید رنگ پوشیده می شود.
لایه سفید رنگ که اصطلاحا سفیدک نامیده می شود سطح بیرونی ورق را خراب کرده و از ارزش و زیبایی ظاهری کالا می کاهد. می توان برای جلوگیری از این مشکل عملیات کروماته نمودن بر روی ورق گالوانیزه انجام شود.
این روش به این صورت است که ورق گالوانیزه در اسید کرمیک رقیق شده یا محلول بی کرمات سدیم غوطه ور می شود. با این کار لایه متراکم و نازکی بر روی ورق ایجاد می گردد که در مقابل خوردگی مقاومت خوبی دارد و از تشکیل سفیدک تا مدت زمان زیادی جلوگیری می کند.
غلظت محلول معمولا ۰٫۱ تا ۰٫۳ درصد و درجه حرارت آن ۶۰ تا ۷۰ درجه سانتی گراد می باشد. در صورتی که از اسید با غلظت بالاتر استفاده شود لایه مقاوم تری ایجاد می شود اما در مورد ورق های گالوانیزه افزایش غلظت باعث تغییر رنگ و نارنجی شدن سطح ورق می شود.
گالوانیزه کردن به روش گرم به عنوان یک روش موفق تجاری و ارزان قیمت در صنایع مختلف برای حفاظت ورق های فولادی در برابر خوردگی استفاده می شود.دامنه پژوهش های گسترده در این روش باعث شده است که فرایند گالوانیزه، یک روش استاندارد به حساب بیاید.

روش غوطه وری در حوضچه های روی مذاب

 

معمول ترین و مقرون به صرفه ترین روش برای گالوانیزه کردن فولاد و آهن، غوطه وری ورق در حوضچه روی مذاب می باشد. به طور معمول بیشترین بازدهی و مقاومت در برابر خوردگی در اثر کار با این روش گالوانیزاسیون حاصل می‌ گردد.

محصولات فولادی را می توان از طریق غوطه ور نمودن در حوضچه ی روی مذاب، گالوانیزه ساخته و عمر مفید آنها را 20 تا 30 سال افزایش داد.

اگرچه فولادها در مقابل آسیب های فراوانی مقاوم هستند و همین باعث کاربرد روزافزون آنها در انواع صنایع شده است، طریقه انجام گالوانیزاسیون بر روی محصولات فولادی الزاماتی دارد که عمده این الزامات در دو استاندارد BS EN 10326 و BS EN 10327 به تفصیل آمده است.این روش که یکی از قدیمی ترین و پر کاربرد ترین روش های مقابله با خوردگی و زنگ زدگی سطوح آهنی و فولادی در دنیا محسوب می گردد، در واقع با ایجاد یک لایه محافظ الکترولیت بین محیط مجاور و سطح فولاد یا آهن موفق به انجام محافظت از سطح این فلزات می گردد.
البته باید در نظر داشت که میزان ضخامت پوشش روی که روی سطح فولاد و آهن قرار می ‌گیرد و همچنین شرایط محیطی که ورق در مجاورت آن قرا می گیرد، می‌ تواند در میزان مقاومت ایجاد شده و همچنین طول عمر ورق تاثیر گذار باشد.

زنگ زدگی، اکسیداسیون و خوردگی این محصولات عواملی هستند که به تدریج فولاد را از بین برده و باعث ایجاد خسارت می شوند.

در اینجا اهمیت نقش گالوانیزاسیون مشخص می گردد. گالوانیزه کردن فولاد به دو طریق خوردگی فولاد را به تعویق می اندازد.

  • اول اینکه با ایجاد یک لایه میانی مابین رطوبت هوا و فولاد از تشکیل اکسید و نهایتا زنگ زدگی جلوگیری می کند.
  • دوم، در مواردی ممکن است آهن موجود در فولاد یا همان Fe در معرض خوردگی گالوانیکی قرار بگیرد.

امتیاز کاربران به این مطلب

4.3/5

ورق فولادی

st37 ، st52 ، ck45 ، a516
قیمت روز ورق فولادی
  • ورق فولادی ST37
  • ورق فولادی ST52
  • ورق فولادی CK45
  • ورق فولادی A516
پایین ترین قیمت

درباره ما

مجموعه آهن آلات سعادتی با تجربه ی 25 ساله خود شروع به فعالیت در حوزه آهن آلات صنعتی و فولادهای آلیاژی کرده است. این مجموعه زیر نظر شرکت سعادت توس پایا می باشد و تحت عنوان وب سایت آهن روز در فضای مجازی فعالیت خود را آغاز کرده است

1
تعداد بادید

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

اسکرول به بالا