گالوانیزه کردن فولاد چیست؟
فهرست مطالب
گالوانیزاسیون فولاد چه فرایندی است؟
به چه دلیلی گالوانیزاسیون انجام میشود؟
فلز روی در گالوانیزاسیون نقشی دارد؟
روش های مختلف گالوانیزاسیون چیست؟
مراحل گالوانیزاسیون گرم (Hot-Dip Galvanizing)
مراحل گالوانیزه کردن سرد (Electrogalvanizing یا Electroplating):
روش تشخیص فولاد گالوانیزه شده
گالوانیزاسیون فولاد چه فرایندی است؟
گالوانیزاسیون فولاد یک فرایند که در آن فولاد با روشی به نام گالوانیزه کردن پوشش داده میشود تا از زنگ زدگی و خوردگی محافظت شود. در این فرایند، لایه‌ای از روی به سطح فولاد اضافه میشود که علاوه بر ایجاد یک لایه محافظتی، به دلیل اصطکاک الکتریکی با فولاد، فرآیندهای خوردگی را کنترل می‌کند.
فرآیند گالوانیزه کردن به طور عمده از دو مرحله تشکیل میشود:
- **آماده‌سازی سطح:** در این مرحله، سطح فولاد با تمیز کردن و آماده‌سازی به‌طوری که از آلاینده‌ها و ذرات غیرخالصی پاک شود، آماده میشود. این مرحله معمولاً شامل شستشو، تنظیف شیمیایی و یا سنگ‌زنی سطح میشود.
- **پوشش‌دهی گالوانیزه:** در این مرحله، فولاد به صورت غوطه‌وری در یک حوضچه حاوی روی مذاب (زینک) قرار می‌گیرد. زینک به سطح فولاد متصاعد میشود و یک لایه ترکیبی از آلیاژ زینک و فولاد را ایجاد می‌کند. این لایه گالوانیزه به عنوان پوشش محافظتی عمل می‌کند و از فلز فولاد در برابر تماس مستقیم با عوامل محیطی مانند هوا و رطوبت محافظت می‌کند.
گالوانیزاسیون فولاد از تخصص‌های مهندسی مواد و تکنولوژی فولادسازی استفاده میشود و به عنوان یکی از روش‌های مهم برای افزایش مقاومت فولاد در برابر خوردگی و زنگ زدگی به کار می‌رود.
به چه دلیلی گالوانیزاسیون انجام میشود؟
گالوانیزاسیون یک فرآیند مهم در محافظت از فولاد در برابر خوردگی و زنگ زدگی است. انجام گالوانیزاسیون به دلایل زیر انجام میشود:
- **مقاومت در برابر خوردگی:** گالوانیزه کردن با ایجاد یک لایه پوشش محافظتی از زینک بر روی سطح فولاد، باعث میشود که فولاد در برابر تماس مستقیم با عوامل محیطی مانند هوا، رطوبت، نمک و آبهای آلوده کمتر حساس باشد. زینک به عنوان یک فلز فداکننده عمل می‌کند و در صورت خرد شدن یا آسیب دیدن لایه گالوانیزه، ابتدا زینک آلیاژی که به عنوان لایه محافظتی بر روی فولاد وجود دارد، آسیب می‌بیند و فولاد در معرض خوردگی قرار نمی‌گیرد.
- **طول عمر بیشتر:** پوشش گالوانیزه به فولاد کمک می‌کند تا در مقابل عوامل محیطی مانند باران، رطوبت، نمک و تغییرات دما مقاومت نشان دهد. این باعث افزایش طول عمر قطعات و محصولات فولادی میشود و نیاز به تعمیرات و تعویضات کمتری را ایجاد می‌کند.
- **حفظ ظاهر زیبا:** لایه گالوانیزه به فولاد ظاهر زیبا و براقی می‌بخشد و از زنگ زدگی و پوسیدگی که ممکن است ظاهر را زشت کند، جلوگیری می‌کند. این موضوع برای محصولاتی که در معرض دید عموم قرار دارند، مثل تابلوها، درب‌ها، پلکان‌ها و خودروها، بسیار مهم است.
- **استفاده در محیط‌های خاص:** گالوانیزه کردن به ویژه در محیط‌هایی که از نظر شرایط محیطی بسیار سخت و آلوده هستند، مانند محیط‌های صنعتی، دریا و محیط‌های شور، بسیار مؤثر است. به عنوان مثال، در صنایع نفت و گاز، ساختمان‌ها و تأسیسات دریایی، استفاده از فولاد گالوانیزه برای مقاومت در برابر شرایط سخت و خوردگی بسیار اهمیت دارد.
به طور کلی، گالوانیزاسیون به عنوان یک روش موثر در افزایش مقاومت و طول عمر فولاد در مقابل عوامل محیطی و شرایط سخت، بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد.
فلز روی در گالوانیزاسیون نقشی دارد؟
فلز روی در فرآیند گالوانیزاسیون دخالت ندارد. در واقع، فلزی که در فرآیند گالوانیزاسیون استفاده میشود، زینک است، نه روی. فرآیند گالوانیزاسیون به تغطیه سطح فلزی با زینک مذاب می‌پردازد تا لایه‌ای از زینک روی سطح فلزی ایجاد شود. این لایه زینک به عنوان پوشش محافظتی عمل می‌کند و فولاد را از زنگ زدگی و خوردگی در برابر عوامل محیطی محافظت می‌کند.ولی باور غلطی وجود دارد که اکثر مردم فکر میکنند وظیفه پوشش دهی و محافظت از فولاد به وسیله فلز روی انجام می شود.
روش های مختلف گالوانیزاسیون چیست؟
گالوانیزاسیون، به عنوان یک روش محافظت از فولاد در برابر زنگ زدگی و خوردگی، از چندین روش مختلف استفاده می‌کند. دو روش مهم گالوانیزاسیون عبارتند از:
- **گالوانیزه کردن داغ (Hot-Dip Galvanizing):** در این روش، قطعات فولادی به صورت کامل در حمامی از زینک مذاب غوطه‌ور می‌شوند. زینک در دماهای بالا می‌گدارد و مذاب میشود. قطعات فولادی باید به‌طور کامل تمیز شده و آماده شده باشند تا لایه زینک به‌طور یکنواخت بر روی سطح آنها شکل گیرد. این فرآیند باعث ایجاد یک لایه ضخیم و مقاوم از زینک بر روی فولاد میشود.
- **گالوانیزه کردن سرد (Electrogalvanizing یا Electroplating):** در این روش، زینک به وسیله جریان الکتریکی بر روی سطح فولاد رسوب میشود. این روش به‌طور معمول در صنایع الکترونیک و ظروف غذایی استفاده میشود. این فرآیند نسبت به گالوانیزه کردن داغ، لایه‌ای نازک‌تر از زینک را ایجاد می‌کند و در برخی موارد می‌تواند به عنوان پوشش محافظتی مورد استفاده قرار گیرد.
هر دو روش فوق از زینک به عنوان فلز فداکننده برای محافظت از فولاد استفاده میکنند. انتخاب روش مناسب بسته به نیازها و شرایط محیطی محصول یا قطعه فولادی، اندازه و شکل آن، و میزان مقاومت مورد نیاز، متفاوت خواهد بود.
مراحل گالوانیزاسیون گرم (Hot-Dip Galvanizing)
گالوانیزه کردن داغ یا "Hot-Dip Galvanizing" یکی از روش‌های اصلی گالوانیزاسیون است که در آن فولاد به صورت کامل در یک حمام از زینک مذاب غوطه‌ور میشود. این روش برای محافظت از فولاد در برابر خوردگی و زنگ زدگی و همچنین افزایش طول عمر محصولات فولادی استفاده میشود. در این روش، فولاد با تمیز کردن و آماده‌سازی مناسب، به طور کامل در حمامی از زینک مذاب غوطه‌ور میشود و پس از جدا شدن، یک لایه گالوانیزه روی سطح فولاد ایجاد میشود.
مراحل اصلی گالوانیزه کردن داغ به شرح زیر است:
- **آماده‌سازی سطح:** قبل از گالوانیزه کردن، سطح فولاد باید به‌طور کامل تمیز شده و آماده‌سازی شود. این مرحله شامل حذف آلاینده‌ها، روغن‌ها، روسپی‌ها و ذرات غیرخالصی از سطح فولاد میشود.
- **پیش‌گرمایش:** قبل از غوطه‌وری در حمام زینک مذاب، قطعات فولادی به‌طور معمول با دمای مناسبی گرم می‌شوند تا هنگام غوطه‌وری تبخیر آب موجود در سطح قطعات جلوگیری شود.
- **غوطه‌وری در حمام زینک مذاب:** قطعات فولادی به دقت در حمام زینک مذاب غوطه‌ور می‌شوند. در این مرحله، زینک به سطح فولاد متصاعد میشود و با فلز فولاد واکنش داده تا یک لایه آلیاژ زینک-فولاد ایجاد شود.
- **خروج از حمام زینک:** پس از غوطه‌وری در حمام زینک مذاب، قطعات فولادی به آرامی از حمام خارج می‌شوند تا زینک اضافی از سطح آنها جدا شود.
- **سردشدن و جامد شدن لایه زینک:** لایه زینک روی سطح قطعات فولادی به تدریج سرد میشود و جامد میشود، که به ایجاد پوشش گالوانیزه مناسب و محافظتی از فولاد منجر میشود.
گالوانیزه کردن داغ به دلیل ایجاد لایه ضخیم و محافظتی از زینک روی فولاد، به‌طور گسترده در صنعت ساختمانی، تأسیسات دریایی، خودروسازی، ساخت سازه‌های فلزی، تولید تابلوها و قطعات مختلف فلزی استفاده میشود.
مراحل گالوانیزه کردن سرد (Electrogalvanizing یا Electroplating):
گالوانیزه کردن سرد یا "Electrogalvanizing" یا "Electroplating" یک فرآیند که در آن زینک به وسیله جریان الکتریکی به سطح فولاد رسوب میشود. این روش برای ایجاد یک لایه نازک از زینک روی فولاد استفاده میشود که به عنوان پوشش محافظتی در برابر زنگ زدگی و خوردگی عمل می‌کند. در زیر مراحل اصلی گالوانیزه کردن سرد آورده شده‌اند:
-
**آماده‌سازی سطح:**
ابتدا، سطح فولاد باید به‌طور کامل تمیز و آماده‌سازی شود. این شامل حذف آلاینده‌ها، روغن‌ها، روسپی‌ها و ذرات غیرخالصی از سطح فولاد میشود.
-
**تجهیزات الکتریکی:**
قبل از انجام گالوانیزه کردن سرد، تجهیزات الکتریکی مناسب برای اعمال جریان الکتریکی و رسوب زینک بر روی فولاد آماده میشود.
-
**حمام الکترولیت:**
قطعات فولادی در حمامی از الکترولیت که حاوی یون‌های زینک است، قرار می‌گیرند. الکترولیت به‌عنوان محیط غوطه‌وری برای ایجاد رسوب زینک استفاده میشود.
-
**اعمال جریان الکتریکی:**
به طور همزمان، جریان الکتریکی از طریق الکترولیت به قطعات فولادی اعمال میشود. این جریان الکتریکی باعث انتقال یون‌های زینک از الکترولیت به سطح فولاد میشود.
-
**رسوب زینک:**
یون‌های زینک به وسیله جریان الکتریکی به سطح فولاد می‌رسند و به شکل یک لایه نازک از زینک روی فولاد رسوب می‌شوند. این لایه زینک به‌طور یکنواخت روی سطح قرار می‌گیرد.
-
**خشک‌شدن و پایان فرآیند:**
پس از رسوب زینک، قطعات فولادی خشک می‌شوند و پایان فرآیند انجام میشود. لایه نازک زینکی که بر روی سطح قرار دارد، به عنوان پوشش محافظتی در برابر خوردگی و زنگ زدگی عمل می‌کند.
گالوانیزه کردن سرد به عنوان روشی با هزینه پایین‌تر و لایه‌ای نازک‌تر از زینک برای محافظت از فولاد در مقابل خوردگی مناسب است و به‌طور گسترده در تولید محصولاتی مانند وسایل خانگی، قطعات الکترونیکی و ظروف غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
روش تشخیص فولاد گالوانیزه شده
تشخیص فولاد گالوانیزه شده معمولاً با استفاده از روش‌های تجربی و تجهیزات آزمایشگاهی صورت می‌گیرد. چندین روش می‌توانند به منظور تشخیص فولاد گالوانیزه شده مورد استفاده قرار گیرند:
- **آزمون تاثیر مگنتیک (Magnetic Testing):** فولاد گالوانیزه شده دارای لایه زینک است که می‌تواند اثری روی فیلد مغناطیسی داشته باشد. با استفاده از آزمون‌های تاثیر مغناطیسی می‌توان نسبت به تشخیص لایه زینک روی فولاد پی برد.
- **آزمون پوشش‌سنجی (Coating Thickness Measurement):** با استفاده از ابزارهای اندازه‌گیری ضخامت می‌توان ضخامت لایه زینک روی سطح فولاد را اندازه‌گیری کرد. ضخامت لایه زینک معمولاً در میکرومترها یا میلی‌مترها اندازه‌گیری میشود.
- **آزمون اسیدیته (Acid Test):** این آزمون معمولاً با استفاده از اسید سولفوریک انجام میشود. لایه زینک در مقابل اسید سولفوریک مقاومت دارد، در حالی که فولاد عادی با این اسید واکنش دارد. با قرار دادن قطره‌ای از اسید بر روی سطح فولاد و مشاهده واکنش می‌توان به تشخیص فولاد گالوانیزه شده پی برد.
- **آزمون دیداری (Visual Inspection):** با مشاهده سطح فولاد، ممکن است لایه زینک به صورت واضح دیده شود. فولاد گالوانیزه شده معمولاً دارای ظاهری براق و نقره‌ای است که با فولاد عادی تفاوت دارد.
- **آزمون انحلال‌پذیری (Dissolution Test):** در این آزمون، سطح فولاد به عنوان نمونه در محلول اسیدی قرار داده میشود. لایه زینک سریع‌تر از فولاد عادی در محلول اسیدی حل میشود، که می‌تواند به تشخیص فولاد گالوانیزه شده کمک کند.
توجه داشته باشید که تشخیص دقیق فولاد گالوانیزه شده نیاز به تجهیزات و تخصص مربوطه دارد و بهتر است از افراد متخصص یا آزمایشگاه‌های معتبر برای تشخیص صحیح استفاده کنید.