Sıcak daldırma galvanizlemede kullanılan nikel alaşımlarının kalite ve maliyete etkisinin araştırılması
The effect of nickel on cost and quality in hot dip galvanizing
Yazar: FERHAT SADAY
Danışman: PROF. DR. SİBEL DAĞLILAR
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Atmosferik korozyona maruz kalan dış cephe uygulamalarında kaplanmamış malzemelerin korozyon sonucu ortaya çıkan hasar maliyetleri, metallerin kaplanmasını veya korozyondan korunmasını zorunlu kılmaktadır. Korozyondan korunmak için farklı kaplama sistemleri geliştirilmiştir. Bu sistemler içinde, sıcak daldırma galvaniz yöntemi kullanılan yaygın yöntemlerden bir tanesidir. Bu yöntemde çelik malzemeler ön işlem basamaklardan geçmek sureti ile 450 oC de eriyik halde bulunan çinko kazanına daldırılarak kaplama işlemi gerçekleştirilir ve genellikle > 55 µm kaplama kalınlıklarında galvaniz kaplanmış malzemeler elde edilir. Çinko'nun ton fiyatının 3.000$ üzerinde olması tüm galvaniz yapan işletmelerin ana amacını çinko sarfiyatını azaltmak üzerine toplamıştır.
Bu çalışmada, <%0,03 ve %0,14-0,25 Si içeriğine sahip olan farklı bileşimli düşük karbonlu çelikler, farklı Ni içeriğine sahip banyolarda sıcak daldırma galvaniz yöntemi ile çinko kaplanmışlardır. Kaplama işleminin yapıldığı çinko eriyik havuzu, %Ni oranı <%0,03 ve >%0,03 olmak üzere ikiye ayrılmış ve numunelerin kaplama kalınlıkları belirlenmiştir. Bu işlemler esnasında toplanan veriler, çoklu regresyon analizi ve diğer istatistiki yöntemler ile irdelenmiştir. Ni öncelikle olmak üzere Ni, Pb, Bi elementlerinin birlikte kaplama kalınlığı üzerine etkileri araştırılmış ve yine optimizasyon analizi ile kaplama kalınlığını düşürmek için optimum değerler belirlenmiştir.
Kullanılan toz nikel ile tablet nikelin karşılaştırılması için, çinko daldırma sırasında oluşan dip dros ve yüzey külünden alınan numunelerin kimyasal bileşimini belirlemek için XRF testi kullanılmış ve fazla Ni' in dros ile kaybolan miktarı belirlenmeye çalışılmıştır.
Elde edilen analiz değerlerine göre, Ni kullanımı ile sıcak daldırma galvaniz tesisinde elde edilebilecek potansiyel kazanç miktarı 27,85$/ton olarak hesaplanmıştır. Buna göre ülkemizde sıcak daldırma ile üretim yapan bir tesiste aylık ortalama 50.000-60.000 $/ay değerinde bir çinko tasarrufu sağlanabileceği görülmüştür.

Anahtar Kelimeler: Sıcak daldırma galvaniz, Nikel, maliyet, kalite

Abstract:
The corrosion costs of uncoated materials necessitate coating of metals or protection from corrosion in exterior applications exposed to atmospheric corrosion. Different coating systems have been developed to protect against corrosion. Among these systems, hot dip galvanizing is one of the common methods used. In this method, the steel material passes through the pre-treatment steps and is coated by immersing it in the zinc bath which is melted at 450 oC and generally galvanized materials are obtained at coating thicknesses of > 55 μm. The main goal of all galvanizing businesses is to reduce zinc consumption, as the tonnage of zinc cost is over $ 3,000.
In this study, The low alloy carbon steel materials having the  <%0,03 wt. low silicon content  and %0,14-0,25 high silicon content  were coated in melted zinc with different Ni concentrations. Samples were examined with <%,0,03 and >0,03 Ni concentrations and the coating thicknesses of the samples were determined. Data gathered during these processes were analyzed by multiple regression analysis and other statistical methods. Not only primarily the effects of Ni analyzed, but also Ni, Pb and Bi correlations on zinc coating thickness investigated. Optimum values were determined by optimization analysis to decrease coating thickness.
To be able to compare between the Ni tablet and powder application, XRF tests were carried out to determine the chemical composition of the samples taken from the bottom dross and surface ash formed during zinc immersion and the amount of Ni lost by dross was tried to be determined.
According to the analysis, it has been determined that 27,85$/ ton potantial cost saving was calculated when Ni element was used. It has been calculated that a saving from zinc around 50.000-60.000 $ per month can be obtained.

Anahtar Kelimeler: Hot dip galvanizing, Nickel, cost-saving, quality