گالوانیزه چیست؛ با کاربرد، ویژگی و انواع این محصول آشنا شوید
فهرست مطالب
فرآیند گالوانیزه یکی از پرکاربردترین روش‌های محافظت از فلز در برابر خوردگی است. این روش شامل اعمال یک پوشش نازک روی، بر روی یک فلز پایه ضخیم‌تر می‌باشد که به محافظت از آن در برابر محیط اطراف کمک می‌کند. اگر به تابلوهای خیابان و تیر چراغ‌ها نگاهی بیندازید، می‌بینید که تعداد زیادی از آن‌ها دارای رنگ نقره‌ای هستند. آن “نقره” درواقع پوشش روی می‌باشد. در این مقاله مشخصات، انواع و کاربرد این محصول موردبحث قرارگرفته است.
معرفی گالوانیزه
گالوانیزه کردن با تشکیل یک غشاء بین فلز و هوا، به افزایش عمر قطعات فولادی کمک می‌کند و از تجمع اکسید آهن بر روی لایه فولادی جلوگیری می‌نماید. این فرآیند همچنین باعث افزایش مقاومت فلزات در برابر خوردگی نسبت به قطعاتی که در معرض هوا هستند، می‌شود. این فرآیند در مرحله اول، یک پوشش محافظ ایجاد می‌کند که فلز را از محیط اطراف دور نگه می‌دارد. لایه روی، مانع از خوردگی فولاد به‌وسیله آب، رطوبت و سایر عناصر موجود در هوا می‌شود. اگر پوشش روی به‌اندازه کافی عمیق نباشد یا خراشیده شود، فلز در معرض عناصر فرسایشی قرار می‌گیرد و مستعد خوردگی می‌شود.
پیشینه گالوانیزه
در سال 1780، یک ایتالیایی به نام لوئیجی گالوانی، طی آزمایشی با پاهای قورباغه، فرآیند الکتروشیمیایی را که بین فلزات انجام می‌شود، کشف کرد. گالوانی به اشتباه فکر می‌کرد که پای قورباغه منبع برق است. اصطلاح گالوانیزه کردن تا حدی به کار انجام‌شده توسط مایکل فارادی که طی آزمایشی با استفاده از فلز روی، آب نمک و ناخن، عمل قربانی روی را کشف کرد، مرتبط می‌باشد.
در سال 1824، سر همفری دیوی نشان داد که وقتی دو فلز غیرمشابه به صورت الکتریکی به هم متصل شوند و در آب غوطه‌ور گردند، خوردگی یکی تسریع می‌شود، در حالی که دیگری درجه‌ای از محافظت را دریافت می‌کند.
در سال 1836، سورل در فرانسه اولین اختراع را برای فرآیند پوشش فولاد با فرو بردن آن در روی مذاب پس از تمیز کردن، به ثبت رساند. او این فرآیند را با نام «گالوانیزه کردن» ارائه کرد. علاوه بر ثبت اختراع سورل در سال 1836، یک پتنت بریتانیایی برای فرآیند مشابه در سال 1837 به ویلیام کرافورد اعطا شد.
در اواسط قرن نوزدهم، ورق‌های فولاد گالوانیزه در بریتانیا هیجان‌انگیز و جذاب به نظر می‌رسید. مفهوم افزودن استحکام به ورق‌های فولادی نه تنها امکان ساخت سقف‌های با دهانه وسیع را بدون نیاز به دیوارهای باربر دست و پاگیر می‌کرد، بلکه در یک محیط ساخته‌شده که سنگ و الوار بر آن تسلط دارند نیز جدید به نظر می‌رسید.
کاربرد گالوانیزه
همان‌طور که گفته شد، فرآیند گالوانیزه کردن می‌تواند فلز را از عناصر مختلفی محافظت کند. امروزه استفاده از گالوانیزه کردن تقریباً در همه کاربردها و صنایع که در آن‌ها از آهن یا فولاد استفاده می‌گردد، یافت می‌شود. صنایع آب و برق، فرآیندهای شیمیایی، خمیر و کاغذ، خودروسازی و صنایع حمل‌ونقل از لحاظ تاریخی، از این محصول برای کنترل خوردگی استفاده گسترده‌ای کرده‌اند.
این فرآیند بسیار کم‌هزینه است و به‌طور گسترده برای، پوشاندن اقلام خانگی ساخته‌شده از آهن و فولاد مانند سطل، وان و سایر ظروف که برای استفاده روزانه می‌باشند، به کار گرفته می‌شود. همچنین از آن بر روی قطعات ماشین‌آلات، ابزار، مخازن کشتی، سیم و غیره نیز استفاده می‌شود. لوله‌ها، ورق‌های فلزی و سیم‌ها محبوب‌ترین اقلامی هستند که هم در مصارف صنعتی و هم در مصارف خانگی کاربرد وسیعی دارند و گالوانیزه می‌شوند.
انواع روش‌های مختلف گالوانیزه کردن
روش‌های مختلفی برای انجام فرآیند گالوانیزه کردن فلز وجود دارد که در ادامه توضیح داده‌شده‌اند:
گالوانیزه گرم
همان‌طور که از نام آن پیدا است، این روش شامل فرو بردن فلز پایه در یک حوضچه پر از روی مذاب می‌باشد. ابتدا، فلز پایه باید به صورت مکانیکی، شیمیایی یا هر دو تمیز گردد تا اطمینان حاصل شود که اتصال باکیفیتی بین فلز پایه و پوشش روی ایجاد می‌گردد. سپس فلز پایه در یک حمام مایع از روی حرارت دیده، فروبرده می‌شود و یک پیوند متالورژیکی تشکیل می‌گردد. اگر ضخامت یکنواخت پوشش موردنیاز باشد، بلافاصله پس از انجام فرآیند، ورق‌ها از طریق مجموعه غلتک‌ها کشیده می‌شوند. این فرآیند، روی اضافی را از بین می‌برد و اجازه می‌دهد فقط مقدار موردنیاز روی سطح باقی بماند. بدون این فرآیند نمی‌توان ضخامت پوشش را کنترل کرد. پس از آن، ورق‌ها خشک می‌شوند و سپس برای حمل‌ونقل آماده می‌گردند.
مزایای این روش اقتصادی بودن آن است. به عبارت دیگر، این ارزان‌ترین روش گالوانیزه می‌باشد که در تولید انبوه به کار می‌رود. می‌توان آن را به سرعت و برای اشکال پیچیده فلزات انجام داد. با این حال، پوشش نهایی می‌تواند نسبت به سایر فرآیندها ناسازگار باشد.
پیش گالوانیزه کردن
این روش بسیار شبیه به گالوانیزه گرم است، اما در کارخانه فولاد، معمولاً بر روی ورق‌هایی که از قبل به شکل خاصی درنیامده باشند، انجام می‌شود. در این روش همانند روش قبل، فلزات پیش از اعمال پوشش روی، تمیز می‌گردند. در این روش، ورق فولادی از درون حوضچه‌ای پر از روی مایع و داغ عبور داده می‌شود و سپس خشک می‌گردد.
مزیت این روش این است که کویل های بزرگ ورق فولادی را می‌توان به‌سرعت با پوشش یکنواخت‌تری در مقایسه با روش قبل، گالوانیزه نمود. یک نقطه ضعف آن نیز این است که پس از انجام این فرآیند، به محض شروع کار با ورق، نواحی که برش داده می‌شوند، بدون پوشش و در معرض عناصر مختلف قرار می‌گیرند.
الکتروگالوانیزه کردن
برخلاف فرآیندهای قبلی، الکتروگرالوانیزاسیون از حمام روی مذاب استفاده نمی‌کند. در عوض، این فرآیند از جریان الکتریکی در محلول الکترولیت برای انتقال یون‌های روی به فلز پایه استفاده می‌نماید. این شامل کاهش الکتریکی یون‌های روی با بار مثبت به فلز روی است که سپس روی ماده با بار مثبت رسوب می‌کند. همچنین می‌توان در این روش از تصفیه‌کننده‌های غلات استفاده کرد که به صاف بودن پوشش روی بر روی فولاد کمک می‌کند. مشابه فرآیند پیش گالوانیزه کردن، الکتروگالوانیزه معمولاً به‌طور مداوم روی یک ورق فلز اعمال می‌شود.
از مزایای این فرآیند، می‌توان به پوشش یکنواخت و ضخامت دقیق پوشش روی اشاره کرد. با این حال، در این فرآیند معمولاً پوشش روی نازک‌تر از پوشش روی در روش گالوانیزه گرم است که می‌تواند منجر به کاهش دوام لایه محافظ بر روی فلزات شود.
جمع‌بندی
گالوانیزه کردن فرآیندی است که طی آن پوششی از مواد بسیار مقاوم در برابر خوردگی بر روی سطح یک فلز ایجاد می‌شود. در واقع، این فرآیند به‌طور گسترده‌ای جهت ایجاد پوشش روی، بر روی آهن و فولاد استفاده می‌گردد و به یک فلز خاصیت ضد خوردگی می‌دهد. به‌طور بالقوه، بدون پوشش محافظ روی، وقتی فلز در معرض عناصر قرار بگیرد، بسیار سریع اکسید و خورده می‌شود. بنابراین فولاد گالوانیزه یک جایگزین مقرون‌به‌صرفه برای استفاده از موادی مانند فولاد ضدزنگ آستنیتی یا آلومینیوم به‌منظور جلوگیری از خوردگی است.
📌 مطالب پیشنهادی :
