فولاد گالوانیزه
فولاد گالوانیزه به فولاد گالوانیزه شده توسط روی گفته می‌شود.
این فولاد به‌طور معمول از لایه‌های مختلف با فازهای زیر تشکیل می‌شود:
ورق گالوانیزه آهنی است که با فلز روی (Zinc) پوشش داده شده و این نوع پوشش دهی بسیار مقرون بصرفه و کارآمد می‌باشد. این پوشش سبب می‌شود تا ورق در مقابل انواع زنگ زدگی یا خوردگی مقاوم باشد.
خوردگی یا زنگ زدن آهن فقط در حضور اکسیژن و آب صورت می‌گیرد. در جایی بر سطح جسم آهنی، اکسایش آهن انجام می‌شود و آند را تشکیل می‌دهد و در جایی دیگر از سطح آن جسم که اکسیژن و بخار آب وجود دارد، کاهش انجام می‌شود و کاتد را تشکیل می‌دهد و نتیجه این عمل، ایجاد یک سلول ولتایی یا پیل ولتایی یا الکتروشیمیایی بسیار کوچک است. الکترونهای تولید شده در ناحیه آندی در میان آهن بسوی ناحیه کاتدی حرکت می‌کند. این آهن، حتی اگر پوشش آن هم شکستگی پیدا کند، از زنگ زدن محفوظ می‌ماند. ماهیت آهن گالوانیزه در آهن گالوانیزه، بین آهن و روی، پیلی الکتروشیمیایی تشکیل می‌شود که در آن روی به جای آهن به عنوان آند بکار می‌رود و آهن به عنوان کاتد. روی در آند اکسید می‌شود چون فلزی پست‌تر یا فعالتر از آهن است و دارای پتانسیل احیاء کمتری از آهن است و پتانسیل اکسید بیشتری از آن دارد. در حلبی، بر روی آهن، پوشش قلع بکار رفته‌است و عمل معکوس آهن گالوانیزه انجام می‌شود. چون آهن فلزی فعالتر از قلع است و پتانسیل احیاء قلع بیشتر از آهن است و به عنوان کاتد در حلبی به کار می‌رود و آهن آند می‌شود. البته در صورتی که پوشش قلع بشکند، خوردگی آهن در زیر این پوشش پیش می‌رود. علت استفاده از آهن گالوانیزه آهن گالوانیزه، آهنی است که با روی پوشانده شده باشد. خوردگی یا زنگ زدن آهن فقط در حضور اکسیژن و آب صورت می‌گیرد. در جایی بر سطح جسم آهنی، اکسایش آهن انجام می‌شود و آند را تشکیل می‌دهد و در جایی دیگر سطح آن جسم که (O2(g و H2O وجود دارد، کاهش انجام می‌شود و کاتد را تشکیل می‌دهد و در نتیجه این عمل، ایجاد یک سلول ولتایی یا پیل ولتایی یا الکتروشیمیایی بسیار کوچک است. الکترونهای تولید شده در ناحیه آندی در میان آهن بسوی ناحیه کاتدی حرکت می‌کند.
از آهن گالوانیزه در ساختن لوازمی مثل لوله بخاری، کانال کولر، کابینت آشپزخانه، شیروانی منازل، لوله‌های آب و هر جا که احتمال خوردگی آهن و خسارت وجود دارد، استفاده می‌شود. اصطلاح فولاد (Steel) برای آلیاژهای آهن که تا حدود ۱٬۵ درصد کربن دارند و غالباً با فلزهای دیگر همراهند، بکار می‌رود. خواص فولاد به درصد کربن موجود در آن، عملیات حرارتی انجام شده بر روی آن و فلزهای آلیاژ دهنده موجود در آن بستگی دارد. ورق گالوانیزه به دو صورت کلی رول فرم و فابریک در کارخانه تولید می‌شود. ورق‌های رول فرم گالوانیزه با ضخامت‌های ۱۸/۰ تا ۶ میلیمتر و با دو عرض ۱۰۰ سانتیمتر و ۱۲۵ سانتی-متر تولید می‌شوند. ورقهای فابریک گالوانیزه هم به دو صورت فابریک ۲۰۰۰×۱۰۰۰ میلیمتر و فابریک ۲۵۰۰×۱۲۵۰ میلیمتر تولید می‌شوند. وزن عمومی رول‌ها بسته به عرض رول یا ضخامت و کارخانه تولیدکننده بین ۵ تا ۷ تن می‌باشد. فولاد گالوانیزه (Galvanized Steel) به فولاد پوشش داده شده توسط روی گفته می‌شود. از آهن گالوانیزه در ساختن لوازمی مثل لوله بخاری، کانال کولر، کابینت آشپزخانه، شیروانی منازل، لوله‌های آب و هر جا که احتمال خوردگی آهن و خسارت وجود دارد، استفاده می‌شود. اصطلاح فولاد (Steel) برای آلیاژهای آهن که تا حدود ۱٬۵ درصد کربن دارند و غالباً با فلزهای دیگر همراهند، بکار می‌رود. خواص فولاد به درصد کربن موجود در آن، عملیات حرارتی انجام شده بر روی آن و فلزهای آلیاژ دهنده موجود در آن بستگی دارد. ورق‌های رول فرم گالوانیزه با ضخامت‌های ۱۸ صدم میلی‌متر تا ۶ میلی‌متر و با دو عرض ۱۰۰ سانتی‌متر و ۱۲۵ سانتی‌متر تولید می‌شوند. ورق‌های فابریک گالوانیزه هم به دو صورت فابریک ۲۰۰۰*۱۰۰۰ میلی‌متر و فابریک ۲۵۰۰*۱۲۵۰ میلی‌متر تولید می‌شوند. وزن عمومی رول‌ها بسته به عرض رول یا ضخامت و کارخانه تولیدکننده بین ۵ تا ۷ تن می‌باشد. فولاد گالوانیزه (به انگلیسی: Galvanized Steel) به فولاد گالوانیزه شده توسط روی گفته می‌شود. معرفی خصوصیات ورق گالوانیزه عرض: ۱۰۰۰ و ۱۲۵۰ کوتینگ: ۱۰۰ – ۱۲۰ – ۱۸۰ – ۲۲۰ – ۲۷۵ ضخامت: ۰٫۱۸ – ۰٫۴۰ – ۰٫۹۰ – ۲ – ۶ وزن کویل: ۳٫۵ الی ۱۲ تن قطر داخلی کویل: ۵۷۰ الی ۶۲۰ کرم دار (به انگلیسی: Chromated) بدون روغن (به انگلیسی: Unoiled) ورق گالوانیزه فابریک کوتاه
پوشش (Coating) میزان پوشش روی در دو سطح ورق بوده و واحد آن gr/m2 می‌باشد. وجود گل (Spangle) به دلیل وجود ناخالصی در روی هنگام کریستال شدن روی مذاب بر روی ورق سرد (روغنی) می‌باشد. علت تولید کالاهای بدون گل به دلیل مسایل زیست‌محیطی می‌باشد و در آینده تمامی کالاهای گالوانیزه بدون گل خواهد بود. در کل سه نوع گل وجود دارد: مدل بی گل (Zero Spangle)، مدل گل‌ریز (Minimum Spangle) و مدل گل دار (RegularSpangle).
استفاده از ورقهای گالوانیزه ۱۰ فایده خواهد داشت که عبارتند از: ۳- طول عمر زیاد: طول عمر ورقهای پوشش داده شده با روی در محیطهای کاملاً خورنده، در حدود ۲۰ تا ۳۰ سال است. ورقهای گالوانیزه مصارف بسیاری در صنایع مختلف داشته و زمانی از آن استفاده می‌شود که نیاز به کنترل خوردگی در آهن و فولاد باشد. برخی از موارد مصرف ورقهای گالوانیزه به شرح ذیل می‌باشد:
گالوانیزه گرم فرایندی است که طی آن قطعات تولید شده پس از غوطه وری در مذاب روی پوششی از روی خالص یا آلیاژ روی آهن که با پیوندهای متالورژیکی (فلزی) به فلز پایه (آهن) متصل می‌گردد.
در حال حاضر این فرایند به دو صورت گالوانیزه تر و خشک انجام می‌شود. در گالوانیزه تر، مخلوط کلرید آمونیاکی روی در سطح مذاب پاشیده می‌شود و قطعات پس از انجام مراحل آماده‌سازی مستقیماً و همزمان با آغشته شدن به فلاکس وارد مذاب می‌شود. در گالوانیزه خشک، قطعات پس از انجام مراحل آماده‌سازی در محلول کلرید آمونیاکی روی قرار گرفته و پس از آغشته شدن در خشک کن و در ادامه درون مذاب قرار می‌گیرند. تاریخچه استفاده از گالوانیزه به سال ۱۷۲۴ بازمی‌گردد. زمانی که یک شیمی‌دان فرانسوی به نام Melouin در آکادمی رویال فرانسه یک روش پوشش روی مذاب بر روی آهن را توصیف نمود. در سال ۱۸۳۶ دیگر شیمی‌دان فرانسوی Sorel این موضوع را ادامه داد. وی برای پوشش دادن آهن توسط روی ابتدا آن را نه بار در اسید سولفوریک تمیز کرد وسپس توسط فلاکس کلرید آمونیم آن را آغشته و در مخزن روی مذاب قرار داد تا اولین قطعه فولادی گالوانیزه شکل گیرد. گالوانیزه گرم به سبب افزایش طول عمر قطعات از لحاظ بالا بردن مقاومت آنها در برابر خوردگی شیمیایی و الکتروشیمیائی در بیشتر صنایع و به خصوص در نواحی که در معرض خوردگی هستند همواره مورد توجه صنعتگران می‌باشد.
آبکاری روی (Zinc plating) (روش الکترو شیمیائی) پاشش مکانیکی روی (Sherardizing) (روش گرمایش پودر روی در درام) پاشش گرمایی روی (Zinc spray) (روش پاشش گرد روی از طریق گرمای سوختن) پوشش با رنگ‌های غنی از روی (Zinc rich paint)
برای جلوگیری از خوردگی فولاد بخصوص در مواقعی که سطح مقطع آن پایین بوده و بیشتر در معرض خوردگی باشد این عمل از اهمیت زیادی برخوردار خواهد بود. هر چه میزان پوشش روی در دو سطح ورق بیشتر باشد اصطلاحاً کوتینگ ورق بالاتر می‌رود.در ذیل به تفسیر فرایند گالوانیزهاسیون رو برای شما شرح دادیم
حمام گرم از سود (حدود ۹۰ درجه سانتیگراد) یا ترکیبات خاص چربی گیر معمولاً در اولین ایستگاه فرایند گالوانیزه برای پاک کردن سطوح قطعات از رنگ، روغن، گریس و هر گونه ترکیبات الی دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد. ترکیبات دیگری که سطح را آلوده می‌کند و در این مرحله زدوده نمی‌شود را در مرحله بعدی (اسید شوئی) می‌زدایند. کلیه سطوح قطعه از لحاظ زدوده شده رنگ باید به‌طور دقیق کنترل شوند، بعضی از انواع رنگها ممکن است به راحتی زدوده نشده و نیاز به انجام عملیات مکانیکی ویژه مانند سند بلاست کردن باشد. نیازمند است قطعاتی که قرار است گالوانیزه شوند درحین فرایند آویزان نگه داشته شوند.
به این منظور باید اسبابی تدارک دیده شود که قطعات را در مراحل آماده‌سازی و غوطه وری به‌طور معلق بتواند جابجا نماید. این نکته را نباید از خاطر دور کرد که هر گونه آلودگی مانند علائم با رنگ، گریس، روغن و … قبل از شروع مراحل آماده‌سازی از سطح قطعات زدوده شود. نحوه قرارگیری و منافذ داخلی قطعات باید به نحوی باشد که محلول‌های شستشو و مذاب روی قادر باشد در تمام نواحی قطعه جریان یابد. اجزاء سازه‌ها در هنگام طراحی باید به نحوی پیش‌بینی گردد ناحیهای بن‌بست نباشد تا هوا، محلول‌های شستشو (چربی گیر، اسید و فلاکس) و در نهایت مذاب به آن دسترسی نداشته باشد.
قطعات در این مرحله به منظور برداشتن زنگ، پوسته و سایر اکسیدهای فلزی در حمام اسید کلریدریک غوطه ور می‌شوند. سطح فولاد می‌بایست به‌طور کامل از این آلودگی‌ها زدوده گردد تا مذاب روی قادر گردد با فولاد به‌طور کامل واکنش دهد زنگ زدگی عمیق و سنگین را ممکن است نتوان به راحتی با روش اسیدشوئی برطرف کرد، به همین دلیل شاید لازم باشد از سایر روشهای مکانیکی به منظور تمیز کردن سطح قبل از اسیدشوئی استفاده کرد.
پس از اینکه قطعات اسید شوئی شدند در وان آب شسته شدند، در پایان مراحل آمادهسازی در حمام گرم کلرید آمونیاکی روی قرار گرفته و به آن آغشته می‌شوند. محلول کلرید آمونیاکی روی، سطح فولاد را برای انجام واکنش با مذاب روی آماده می‌نماید.
مذاب روی با سطح فولادی که در مراحل قبلی کاملاً تمیزشده است، واکنش داده و لایهای از آلیاژ روی، آهن را که پیوند بسیار قوی با سطح فولاد برقرار کرده را تشکیل می‌دهد. پوشش گالوانیزه در ۲ الی ۳ دقیقه ابتدایی ورود به حمام مذاب تشکیل می‌شود که در هر حال به ضخامت فولاد بستگی دارد.
پس از اتمام فرایند گالوانیزه گرم که با خروج قطعات از درون مذاب همراه است، آنها را بلافاصله در آب یا محلول دی کرومات سدیم غوطه ور می‌کنند. عملیات غوطهوری در محلول دی کرومات سدیم موجب خنک شدن قطعات می‌گردد که به همین سبب به راحتی قابل انتقال بوده و سطوح نسبت به واکنشهای بعدی غیرفعال گردیده و براق خواهد شد.
ویژه گی‌های پوشش روی به روش گالوانیزه به روش غوطه وری گرم، hot dip galvanizing (HDG) در مقایسه با روش الکترولیز (zincelectroplating (ZEP)) و گالوانیزه پیوسته (galvanizing-(GC)continuous) ارجحیت دارد، زیرا: ۱- پوشش گالوانیزه گرم ضخامت بیشتر و در نتیجه طول عمر بالغ بر ۵۰ سال بدون زنگ زدن دارد. ۲- پوشش گالوانیزه گرم سخت‌تر و ۵ برابر مقاومت سایشی بیشتری نسبت به روش‌های دیگردارد. ورق‌های گالوانیزه از وزن نسبی آهن پیروی می‌کنند که چگالی آن عدد دقیق ۷/۸۶ می‌باشد که بهتر است در محاسبات ورق‌های گالوانیزهایرانی ۸ در نظر گرفته شود.
پوشش گالوانیزه در آهن آلات هم بکار می‌رود و طرز تولید آهن گالوانیزه یا آهن سفید دقیقاً مشابه فولاد گالوانیزه است.
[ورق گالوانیزه-فولاد ایران https://fooladiran.com/articles-galvanized-sheet]