در صنعت دو عنصر کاربردی فولاد و آهن، از عناصری هستند که دچار خوردگی، زنگ زدن و در ادامه دچار تضعیف و فروریختن سازه فولادی خواهد شد. به‌منظور جلوگیری از خوردگی و تخریب ورقهای فولادی را گالوانیزه میکنند. گالوانیزه زمانی پدیدار میشود که ورق فولادی را با فلز روی پوشش دهند. در ورقهای گالوانیزه فلز روی به‌عنوان یک محافظ از خوردگی و اکسید شدن ورق آهن جلوگیری میکند.
هرچه میزان فلز روی بر سطح ورق بالاتر باشد، قدرت ورق فلزی در برابر میزان خورندگی و زنگزدگی بالاتر خواهد رفت. یکی از فاکتورهای تأثیرگذار بر قیمت ورق گالوانیزه نیز سطح روی بکار رفته در ورق فلزی است. در صورتیکه ورق گالوانیزه پس از پولیش که باعث حذف چربی و ناخالصی میگردد، توسط غلتک‌هایی مخصوص برسکاری شوند و سطح آنها سطح و یکنواخت شود و بعد رنگآمیزی روی ورق گالوانیزه انجام شود، ورق رنگی بدست خواهد آمد که به دلیل فرایند رنگآمیزی بر ورق گالوانیزه قیمت ورق رنگی بالاتر است.
تاریخچه گالوازیناسیون
در سال 1742 میلادی شیمیدانی فرانسوی به نام مالویین Malouin از روش پوشش آهن با فروبردن آن در مذاب روی نام برد. در ادامه و در سال 21780 یک ایتالیایی به نام گالوانی کشف کرد زمانی که پای قورباغه روی فلزی کشیده شود پدیده الکتریکی اتفاق میافتد و به‌اشتباه منبع برق را پای قورباغه اعلام کرد. گالوانی در سال 1791 نتایج کارهای خود را منتشر کرد. نتایج تحقیقات گالوانی سبب شد تا دیگر دانشمندان در این زمینه تحقیق و به تصمیمگیری بپردازند. دانشمندی به نام ولتایده نظری مخالف گالوانی ارائه کرد و منبع برق را قوس فلزی معرفی کرد و این موضوع آغازگر تحقیقات بیشتر دیگر دانشمندان شد.
در سال 1836 دانشمندی فرانسوی به نام سورل حق انحصاری پوشش آهن با روی و تمیزکردن آن با 9 درصد اسیدسولفوریک را به دست آورد. به‌این‌ترتیب در سال 1850 صنعت بریتانیا ده‌هزار تن روی را برای حفاظت از فولاد به مدت یک سال استفاده کرد. پس از آن و پیشرفتهای بیشتر در متالوژی فرایند گالوانیزاسیون پیشرفت کرده و امروزه بیشتر عنصر روی تولید شده برای امر پوششدهی فلزات مورداستفاده قرار میگیرد.
نحوه گالوانیزه کردن
تمامی محصولات فلزی را از دو روش در برابر خوردگی گالوانیزه میکنند. اگرچه در هر دو روش از فلز رو به‌عنوان پوشش استفاده میشود، اما فرایند کار در دو روش متفاوت خواهد بود.
1-روش حرارتی یا گالوانیزه گرم یا Hot-Dip-Galvanizing
در روش حرارتی آهن یا فولاد را در مخزن مذابی از فلز روی به‌منظور گالوانیزاسیون و یا پوششدهی فرو میبرند. در ادامه با خنک شدن، فولاد و روی به‌سختی به‌هم‌چسبیده و پوششی محافظ بر فولاد ایجاد میشود. روش حرارتی یا گالوانیزه گرم از روشهای مرسوم و قدیمی به‌منظور فرایند گالوانیزاسیون است. در روش حرارتی فلز روی به‌عنوان قطب آند عمل میکند. روش حرارتی گالوانیزاسیون دارای دو مزیت است:
- چسبندگی روی به فلز اولیه
- مقاومت بالا در مقابل اصطکاک
روش حرارتی گالوانیزاسیون دارای معایبی نیز میباشد، از جمله اینکه فلزاتی که به روش حرارتی گالوانیزه و روی اندود میشوند در محیطهایی که به طور مداوم در معرض مواد خورندهای چون اسید قرار دارند، کاربردی نخواهند داشت. همچنین ورق حاصل از گالوانیزه گرم به‌سختی رنگ خواهد شد.
2-روش الکتروپلات یا الکتروگالوانیزه
در روش الکتروپلات به‌منظور گالوانیزه کردن، از محلول فلز سولفات روی یا سیانید بر روی ورقهای فلزی و فولادی توسط برق استفاده میشود. در روش الکتروپلات اگرچه ضخامت کمتری از فلز روی بر ورق ایجاد میشود اما سطح ورق بسیار صاف و صیقلی خواهد بود. روش الکتروگالوانیزه پوشش روی سبک تر و نازکتر بوده و میتوان ضخامت آن را دقیقاً کنترل کرد. ورق حاصل از گالوانیزاسیون به روش الکتروپلات به‌سادگی رنگآمیزی شده و ورق مورداستفاده در بدنه خودرو از روش الکتروپلات گالوانیزه میشود. به مقدار پوشش روی بر سطح فولاد کوتینگ گویند. میزان کوتینگ یا میزان روی بر ورق فولادی به عوامل ذیل بستگی دارد که عبارتند از:
- میزان ترکیبات ورق فولادی
- وضعیت و کیفیت سطح ورق
- گذراندن مراحل و فرایندهای سرد قبل از فرایند پوشش بر سطح فلز
- مدت‌زمان غوطهوری فلز در سطح مذاب
- سرعت عمل خارج کردن ورق از مذاب
- چگونگی سردکردن ورق
- تکنولوژی عملیات گالوانیزه
ورقهای گالوانیزه به دلیل مزایای ذیل کاربرد بسیار وسیعی دارند:
- عمر طولانی: درصورتی‌که ورق گالوانیزه در محیطی خورنده قرار گیرد، تقریباً بین 20 تا 70 سال عمر خواهد کرد.
- هزینه کمتر: هزینه اولیه این محصول به‌منظور گالوانیزاسیون به یکی از دو روش حرارتی یا الکتروگالوانیزه، شاید در ابتدا بالا به نظر برسد ولی اجرای آن به دلیل سرمایهگذاری بلندمدت مقرون‌به‌صرفه خواهد بود.
- بازرسی آسان: ورقهای گالوانیزه به‌سادگی با استفاده از چشم و بدون نیاز به آزمایشی خاص، از طریق چشم قابل‌بررسی بوده و نیاز به‌صرف هزینهای خاص برای تست نمیباشد.
- سختی زیاد: ورق فولادی رویاندود شده علاوه بر داشتن پوشش مقاوم روی خود در برابر زنگ زدن مقاوم بوده و از آسیبهای زمان حمل نیز در امان خواهد بود.
- سادگی در تمیزکردن: ورقهای گالوانیزه را میتوان با آب قلیای اسپری کرده و با پارچهای نرم پاک و تمیز کنید.
- صرفهجویی در منابع: در روش حرارتی به‌منظور گالوانیزاسیون ورق فولادی، از حوض مذاب فلز روی میتوان بارهاوبارها برای گالوانیزاسیون ورق فولادی استفاده کرده، لذا ورق گالوانیزه شده در منابع صرفهجویی خواهد کرد.
- تطبیقپذیری و قابلیت اطمینان بالا: محصولات گالوانیزه شده مطابق با استانداردهای بالایی گالوانیزه شده و قابلیت اطمینان بالایی دارند.
- از ورق گالوانیزه در ساخت و تولید لوازم‌خانگی (وسایل گرمایشی و سرمایشی و ماشین لباسشویی و …)، صنعت برق (تابلو و سینی کابل و …) صنعت خودروسازی (ساخت بدنه و قطعات داخلی)، صنعت کامپیوتر و الکترونیک و … استفاده میکنند.
