ورق گالوانیزه

ورق گالوانیزه چیست :

ورق گالوانیزه به ورق  آهنی گفته می شود که به وسیله روی پوشانده شده باشد . یکی از روش های محافظت از خوردگی گالوانیک است که توسط پوشاندن فلز اصلی توسط لایه ای از فلز محافظ ( روی ) انجام می شود. در این حالت پوشش خورده شده و فلز اصلی آسیبی نمی بیند. این فرآیند نوع خاصی از حفاظت گالوانیکی است. میزان مقاومت پوشش گالوانیزه متناسب با ضخامت آن است این روش یکی از اقتصادی ترین روش های محافظت از فولادها در محیط های خورنده می باشد. روش های متفاوتی برای گالوانیزه نمودن فولاد و ورق های فلزی وجود دارد. از بهترین و اقتصادی ترین روش های گالوانیزه نمودن ورق های آهنی ، قوطه وری ورق آهنی در حوضچه مذاب است. میزان پوشش گالوانیزه بر روی ورق های آهنی و سایر مقاطع فولادی متفاوت می باشد. میزان پوشش گالوانیزه ورق ها بر اساس براساس جرم پوشش فلزی روی آن تعیین می شود، که می تواند از 100 تا 350 گرم بر سانتی متر مربع باشد.

تاریخچه ورق گالوانیزه :

میتوان گفت که ورق گالوانیزه توسط یک شیمیدان فرانسوی به نام ملوین در سال 1742 قدم به عرصه نهاد. ملوین در یک سمینار اقدام به ارایه روشی برای پوشاندن آهن با فرو بردن آن در مذاب روی نمود که بعدها به این روش گالوانیزاسیون گفته شد. در سال 1836 سورل که او نیز شیمیدان فرانسوی بود روش دیگری را برای پوشش آهن با روی پیشنهاد داد به این صورت که پس از تمییز نمودن اولیه ی آن با اسید سولفوریک و فرو بردن آن در فلاکس کلرید آمونیوم حاصل می شد. به طور عملی گالوانیزاسیون از جایی شروع شد که لويجی گالوانی  دانشمند ایتالیایی برای اولین بار عمل روکش کردن فلزات را با استفاده از فلز روی انجام داد و به همین دلیل فرایند گالوانیزاسیون برگرفته از نام دانشمند آن می باشد. فرآیند گالوانیزه از میان صدها روش موجود برای محافظت از خوردگی در 140 سالی که پشت سر نهاده ایم، موفقست های تجاری انکار نشدنی کسب نموده است.

انواع ورق گالوانیزه از نظر ظاهری :

ورق گالوانیزه از نظر ظاهری به 3 نوع تقسیم می شود:
  1. ورق گالوانیزه بدون گل
  2. ورق گالوانیزه گل ریز
  3. ورق گالوانیزه گل درشت
تفاوت این 3 دسته ورق گالوانیزه در شکل گیری کریستال (گل) گالوانیزه بر روی ورق است که شکل گیری کریستال ها بسته به سرعت سرد نمودن ورق و میزان روی بکار رفته در فرایند گالوانیزاسیون متفاوت خواهد بود. با دور شدن از سطح فلز ، درصد آهن موجود در لایه های مختلف کمتر می شود. لایه های خارجی فولاد گالوانیزه از بلورهای روی تشکیل شده است. این لایه چکش خوار بوده و بین 40 تا 90 درصد از ضخامت کل پوشش گالوانیزه را تشکیل میدهد.

مزایای ورق گالوانیزه :

    1. هزینه کمتر :

نسبت به دیگر روش های معمول جلوگیری از خوردگی، روش گالوانیزاسیون هزینه کمتری خواهد داشت.

   2.هزینه کمتر برای تعمیرات و نگهداری :

به این دلیل که در گالوانیزاسیون به تعمیرات هزینه بر نیاز ندارد، توصیه می شود که حتی در شرایطی که انجام این عمل نسبت به سایر روش های جلوگیری از خوردگی  هزینه بیشتری داشته باشد، باز هم از این روش استفاده شود.

   3. طول عمر بالا :

طول عمر ورق های آهنی پوشش داده شده با روی در محیط هایی خوردگی در آن محیط ها بالاست ، چیزی در حدود 20 تا 30 سال می باشد.

   4. اعتبار :

استانداردهای متفاوت در رابطه با گالوانیزه کردن ورق های فولادی ، در زمینه ایجاد پوشش های نازک بحث می شود و این نشانگر آن است که طول عمر و شیوه عملکرد لایه ی روی ، برای مصرف کننده قابل اعتماد است.

   5. مقاومت بالای پوشش :

پوششی که از طریق گالوانیزه ایجاد می شود بخاطر داشتن یک ساختار متالوژیکی ویژه از مقاومت مناسبی در برابر صدمات مکانیکی ، اصطحکاک و خوردگی برخوردار است.

   6. محافظت خودکار در برابر صدمات محیطی :

این پوشش ها به خاطر آن که در فولاد نفوذ کرده و به عنوان کاتد عمل می نماید توانایی این را دارد که مقاطع ریز موجود در روی سطح فولادرا در برابر صدمات محیطی و خورندگی محافظت نماید

   7. محافظت کامل :

پوشش به وجود آمده قادر است تمام نقاط و سطوح فولاد را اعم از گوشه ها، جاهای کوچک و فرورفتگی ها را پوشش داده و از زنگ زدگی آنها پیشگیری نماید. در این زمینه هیچ پوششی بهتر از پوشش گالوانیزه عمل نمی کند.

   8. کنترل راحت :

پوشش گالوانیزه به راحتی و بدون نیاز به انجام هیچ آزمایش مخربی و فقط به وسیله چشم قابل بررسی و بازرسی است.

   9. دستیابی به هدف در مدت زمان کم :

وقتی که لازم باشد ورقهای گالوانیزه در محل به کار برده شود،در این حالت دیگر نیاز نیست زمانی برای آماده کردن سطح،رنگ کردن یا بازرسی صرف شود.

   10. محافظت کامل توسط پوشش گالوانیزه :

پروسه گالوانیزه به شرایط آب و هوایی وابسته نیست .

گالوانیزاسیون به روش غوطه وری گرم :

محصولات آهنی و فولادی را می توان با رنگ کردن یا پوشش کویل در برابر خوردگی مقاوم نمود . به پروسه ایجاد پوشش روی برسطح آهن یا فولاد با فرو بردن آن در مخازن حاوی روی مذاب گالوانیزاسیون به روش غوطه وری گرم می گویند . روش گالوانیزاسیون با روش غوطه وری گرم ، بیش از هر روش دیگری از فولاد و آهن  در برابر خوردگی محافظت می کند. گالوانیزاسیون با روش غوطه وری گرم یا محافظت مرزی یکی از قدیمی ترین و پرکاربردترین روش ها برای مقابله با خوردگی است که با ایجاد یک لایه محافظ بین الکترولیت در محیط و فولاد یا آهن این محافظت را انجام میدهد. ضخامت پوشش روی و شرایط محیطی در میزان این محافظت و مقاومت تاثیرگذار است. ویژگی بسیار مهم این لایه محافظ چسبندگی آن به فلز پایه و مقاوم بودن آن به اصطحکاک است.فرآیند گالوانیزه بیشتر از یک لایه محافظ می باشد. در حقیقت این لایه به جزیی از سطح فولاد یا آهن تبدیل می شود که نسبت به فولاد یا آهن زیر لایه نقش آند را ایفا می کند روی با محیط اطراف برای تشکیل یک لایه محافظ اکسید روی ، هیدروکسید روی و کربنات روی واکنش انجام می دهند. کربنات روی با گذشت زمان یک زمینه مناسب برای رنگ کردن ایجاد می کند.

روشهای محافظت روی از زیر لایه :

روی به دو روش از زیر لایه محافظت می نماید: 1. پیوند متالوژیکی بین پوشش و زیر لایه تشکیل میشود، که نقش لایه ی محافظ را برعهده دارند. 2. برای محافظت از زیر لایه پوشش خود را قربانی میکند.گالوانیزه کردن به منظور محافظت از آهن و فولاد به علت هزینه کم، سهولت استفاده، راحتی تعمیراتو نگهداری مورد پسند است.

کاربرد ورق گالوانیزه :

آهن گالوانیزه در تولید لوازمی مانند لوله بخاری،کانال کولر، کابینت آشپزخانه، شیروانی منزل،لوله های آب ، پوشش سقف های شیروانی، گلخانه ها و پوشش های بیرونی ساختمان ها و هر جای دیگری که امکان زنگ زدن  و خوردگی آهن وجود داشته باشد کاربرد دارد.

اشکال ورق گالوانیزه :

ورق گالوانیزه به دوشکل در کارخانه ها ساخته می شود :
  1. فابریک
  2. رول فرم
ورق های گالوانیزه رول فرم از ضخامت 0.18 میلیمتر تا 6 میلیمتر برخوردار است. هر رول به طور تقریبی با توجه به عرض و ضخامت و همین طور کارخانه تولید کننده وزنی ما بین 5 تا 7 تن دارد.

ضخامت پوشش های گالوانیزه:

حداقل ضخامت پوشش های گالوانیزه را استانداردهای مختلفی مشخص می نمایند. گالوانیزه کنندگان حداقل ضخامت پوششس را مشخص می کنند. عوامل بسیار مهمی که ضخامت و ظاهر پوشش گالوانیزه از آنها تاثیر می پذیرد عبارتند از :
  • ترکیب شیمیایی فولاد
  • شرایط سطحی
  • کارسردی که روی فولاد که روی فولاد پیش از گالوانیزه انجام شده است
  • مدت زمان غوطه وری در حمام
  • نرخ خارجکردن از حمام
  • متالوژی پروسه گالوانیزه
  • نرخ سرد کردن فولاد
ترکیب شیمیایی فولادی که قرار است گالوانیزه شود، اهمیت بسیار زیادی دارد . به عنوان نمونهمیزان سیلیکون و فسفر موجود در فولاد به شدت در ضخامت و ظاهر پوشش گالوانیزه موثر می باشد مقدار 0.04 % سیلیکون یا بیشترو یا مقدار 0.05 % فسفر یا بیشتر در فولاد به ضخیم شدن پوشش می انجامد، که حاوی آلیاژهای آهن روی است. لازم به ذکر است که کربن، سولفور و منگنز موجود در فولاد اثرگذاری کمی در ضخامت پوشش گالوانیزه دارد.

تاثیر سیلیکون در ضخامت پوشش :

ترکیبات مشخصی از فولاد ، رشد لایه آلیاژی آهن - روی را قوت می بخشد که در نتیجه پوشش گالوانیزه که حاوی آلیاژهای آهن-روی است، به جای آنکه ظاهری درخشان داشته باشند ظاهری خاکستری تیره و مات پیدا می کند. مقاومت به خوردگی این پوشش خاکستری تیره و مات با مقاومت به خوردگیپوشش گالوانیزه با ظاهری درخشان برابر است. با توجه به اینکه واکنش گالوانیزه یک فرآیند نفوذی می باشد، بالا بودن دما و یا طولانی شدن مدت زمان غوطه وری باعث میشود لایه های الیاژی ضخیم تری تشکیل شود. مشابه دیگر فرآیندهای نفوذی در مراحل اول ، واکنش به سرعت انجام می شود و در ادامه و با رشد لایه های آلیاژی و ضخیم تر شدن انها سرعت واکنش کم می شود. در گالوانیزه کردن فولادهایی که از بیش از 0.04 % سیلیکون برخوردارند ، فرآیند گالوانیزه به صورت واضحی تغییر میابد . مقدار ضخامت خارجی ترین لایه روی بشدت به نرخ خارج کردن نمونه از حمام روی وابسته است. اگر نمونه از حمام روی سریع خارج شود باعث می شود که پوشش روی ضخیم تر شود . با توجه به استانداردهای خاص برای اندازه گیری ضخامت پوشش لازم است که چند نقطه از آن اندازه گیری شده و بعد از آن میانگین این اندازه ها ضخامت نهایی پوشش را نشان می دهد.