تصور کنید جهانی که در آن پلها، خودروها و حتی میخهای کوچک خانههای ما سریعتر از امروز به زنگ زدگی دچار میشوند. گالوانیزاسیون در این میان به عنوان یک قهرمان، فلزات را تقویت میکند تا زمان بیشتری دوام بیاورند و عملکرد بهتری داشته باشند.
این تکنیک در صنایع متعدد بسیار حیاتی است و تاریخچهای غنی در حفاظت از فلزات طی قرنها دارد. امروزه اهمیت گالوانیزاسیون همچنان در حال افزایش است؛ به عنوان مثال، در سال ۲۰۲۳ بازار فولاد گالوانیزه به مبلغ تقریبی ۹۸.۸۰ میلیارد دلار ارزیابی شده و انتظارات نشان میدهد که تا سال ۲۰۳۲ به ۱۶۶.۰۹ میلیارد دلار برسد، با نرخ رشد سالانه تقریبی ۵.۹٪. نقش روی به عنوان آند قربانی موجب میشود که روی ابتدا دچار خوردگی شود و فلز اصلی بدون آسیب باقی بماند.
از میان روشهای متعددی که وجود دارد، گالوانیزاسیون به دلیل توانایی چشمگیر در افزایش دوام فلزات، به عنوان یک انتخاب مقرونبهصرفه و تطبیقپذیر برای اقلام روزمره و پروژههای زیرساختی بزرگ به شمار میآید. در این مقاله، به بررسی گالوانیزاسیون، اهمیت آن و نحوهی کاربرد در صنایع مختلف میپردازیم تا دنیای ما، که عمدتاً از فلز ساخته شده، پایدار باقی بماند.
آذرخش واشر بهبود مستمر کیفیت و افزایش قابلیت اطمینان محصولات تولیدی در کشور است. در همین راستا، همواره در حال اجرای پروژههای نو و توسعه فعالیتهای خود در جهت ارتقاء سطح فنی و عملکردی محصولات هستیم. جهت خرید پتو سرامیکی، واشر در اصفهان، پتو سرمیکی، ورق نسوز، نوار نسوز و … با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.
گالوانیزاسیون چیست؟
گالوانیزاسیون فرآیندی است که طی آن پوشش محافظی از روی بر روی فولاد یا آهن اعمال میشود تا از زنگ زدگی جلوگیری کند. این پوشش نه تنها به عنوان یک سد محافظ عمل میکند، بلکه به صورت قربانی نیز عمل میکند؛ به عبارت دیگر، روی دچار خوردگی میشود تا از فلز پایه محافظت کند. اگرچه رایجترین روش گالوانیزاسیون،(غوطهوری در روی مذاب) است، اما تکنیکهای دیگری نیز وجود دارند.
این اقدام محافظتی میتواند عمر محصولات فلزی را بهطرز قابلتوجهی افزایش دهد، از تیرهای ساختمانی بزرگ گرفته تا موارد روزمره مانند تابلوهای راهنمایی، و کارایی و دوام آنها را در محیطهای مختلف تضمین کند. توانایی روی در تشکیل الگوی کریستالی به نام “اسپنگل” و ادامه حفاظت از فولاد حتی در صورت خراش خوردن، گالوانیزاسیون را به گزینهای پایدار برای نگهداری فلزات تبدیل میکند.
تاریخچه کوتاه گالوانیزاسیون
گالوانیزاسیون ریشه در اواسط قرن هجدهم دارد. واژه “گالوانیزاسیون” از نام دانشمند ایتالیایی لوئیجی گالوانی مشتق شده است که آثار پیشگامانهای در زمینهی پدیدههای الکتریکی ارائه داد. این تکنیک بهطور رسمی در سال ۱۸۳۶ ثبت اختراع شد و به عنوان فناوریای انقلابی در صنعت فلز شناخته میشود، چرا که پوشش روی به آهن یا فولاد اعمال میکرد و دوام و مقاومت آنها در برابر خوردگی را افزایش میداد.
اولین استفاده شناخته شده از گالوانیزاسیون در زرههای هندی قرن هفدهم مشاهده شده است که در یک موزهی بریتانیایی نگهداری میشود؛ این موضوع اهمیت طولانیمدت این فناوری را نشان میدهد. در سال ۱۸۳۶، استانیلاس سورل ثبت اختراع روش مدرن گالوانیزاسیون را به دست آورد و در سال ۱۸۳۷، ویلیام کرافورد در بریتانیا نیز از این فناوری استفاده نمود. تا اواسط قرن نوزدهم، گالوانیزاسیون به طور گستردهای مورد استفاده قرار گرفت؛ نمونه آن در کاربرد از ورقهای آهن موازیشده در سقفسازی مشهود است.
تا سال ۱۸۵۰، مصرف سالانهی روی برای گالوانیزاسیون به حدود ۱۰٬۰۰۰ تن رسیده بود که سرعت پذیرش این فرآیند را نمایان میسازد. این رشد سریع به دلیل گسترش صنعتی در سراسر اروپا و سپس جهان رقم خورد.
گالوانیزاسیون در محیطهای سخت بهویژه بسیار ارزشمند بود و عمر سازهها و اجزای فلزی را بهطرز چشمگیری افزایش داد؛ امری که آن را به یکی از ستونهای اصلی در صنایع ساخت، خودروسازی، و سایر حوزهها تبدیل کرده است.
نحوهی عملکرد گالوانیزاسیون
گالوانیزاسیون شامل پوششدهی فولاد یا آهن با روی است تا سد محافظی ایجاد کند که از خوردگی جلوگیری میکند. این فرآیند معمولاً شامل چندین مرحله میباشد:
- پاکسازی کامل فلز: ابتدا فلز باید بهطور کامل از چربی، روغن و آلودگیهای سطحی پاک شود.
- غوطهوری در روی مذاب: فلز در روی مذاب با دمای تقریبی ۴۵۰ درجه سانتیگراد (۸۵۰ درجه فارنهایت) غوطهور میشود. در این مرحله، یک پیوند متالوژیکی بین روی و فلز ایجاد میگردد.
- حفاظت قربانی: حتی اگر پوشش روی بعداً خراش بخورد، روی به عنوان یک پوشش قربانی باقی میماند، به این ترتیب فلز اصلی حفظ شده و دوام آن افزایش مییابد.
این روش تضمین میکند که محصولات فلزی از نظر دوام و عمر مفید بهبود یابند.
فرآیند شیمیایی پشت گالوانیزاسیون
بنیاد شیمیایی گالوانیزاسیون بر مبنای خوردگی گالوانیکی است. در این فرایند:
- روی به عنوان آند عمل کرده و به جای آهن یا فولاد خراشیده میشود.
- زیرا روی دارای خواص الکتروشیمیایی فعالتری نسبت به آهن است، ابتدا در معرض محیط خورنده اکسید میشود.
- وجود الکترولیتهایی مانند آب این واکنش را تسریع میکند و باعث تشکیل یک پاتین محافظ از کربنات روی بر روی سطح فلز میشود.
- این پاتین، علاوه بر محافظت از فلز اصلی، دوام و استحکام ظاهری فلز را نیز افزایش میدهد.
مراحل مختلف گالوانیزاسیون
فرآیند گالوانیزاسیون شامل مراحل کلیدی زیر است تا پوشش رویای مقاوم و یکنواخت بر روی فلز حاصل شود:
- پاکسازی / چربیزدایی: حذف روغن، خاک و رسوبات آلی بهمنظور آمادهسازی فلز برای پوششدهی.
- طوسی کردن (حمام اسیدی ملایم): حذف مقیاسهای فلس و اکسیدهای آهن که مانع از چسبندگی پوشش میشوند.
- شستشو: حذف بقایای اسید برای جلوگیری از خوردگیهای آتی.
- فلاکسدهی: اعمال ماده فلاکسی برای جلوگیری از اکسیداسیون فلز قبل از ورود به حمام روی و بهبود چسبندگی روی.
- غوطهوری در روی مذاب: در این مرحله، فلز در روی مذاب غوطهور شده و پیوند متالوژیکی شکل میگیرد.
- خنکسازی / کوئنچینگ: تثبیت پوشش روی جهت افزایش مقاومت و دوام آن.
- بازرسی: بررسی یکنواختی و ضخامت پوشش جهت تضمین کیفیت و پوشش کامل.
مزایای گالوانیزه
۱. مثل یک حرفهای با زنگزدگی مبارزه میکند
وظیفه شماره ۱ گالوانیزه، جلوگیری از زنگزدگی در مسیرهای آن است. پوشش روی مانند زره عمل میکند – آب، اکسیژن و هر چیز دیگری را که باعث خوردگی میشود، دور نگه میدارد. حتی اگر پوشش خراشیده شود، روی همچنان با خوردگی اولیه از فولاد زیرین محافظت میکند. این همان چیزی است که ما آن را محافظت فداکارانه مینامیم .
۲. برای دههها دوام میآورد
فلز گالوانیزه نه تنها دوام میآورد، بلکه واقعاً دوام میآورد. در بیشتر محیطها، میتواند ۲۵ تا ۵۰ سال بدون نیاز به تعمیرات اساسی دوام بیاورد. در مناطق خشک و معتدل، حتی میتواند بیش از ۷۰ سال دوام بیاورد. این به معنای تعویض کمتر و دردسر کمتر در طول زمان است.
۳. مقرون به صرفه
در مقایسه با استفاده از فولاد ضد زنگ یا سایر فلزات مقاوم در برابر زنگ زدگی، گالوانیزه کردن بسیار ارزانتر است. شما با قیمت پایینتری از محافظت عالی برخوردار میشوید. و از آنجایی که مدت زیادی دوام میآورد، در درازمدت نیز در هزینهها صرفهجویی میکنید – نیازی به رنگآمیزی یا تعمیر مداوم نیست.
۴. نیاز به نگهداری کم
وقتی گالوانیزه شد، تقریباً میتوانید آن را فراموش کنید. نیازی به رنگآمیزی یا ترمیم منظم نیست. خودش بیسروصدا در پسزمینه کار خودش را انجام میدهد.
۵. سرسخت و آماده برای هر چیزی
پوششهای گالوانیزه قوی هستند. آنها میتوانند در حین حمل و نقل یا ساخت و ساز، بدون لبپریدگی یا ترک خوردگی، در برابر ضربات شدید مقاومت کنند. این ویژگی آنها را برای پروژههای فضای باز، سازههای ساختمانی، نردهها و موارد دیگر ایدهآل میکند.
۶. پوشش کامل، حتی لبهها و گوشهها
برخلاف رنگ که ممکن است نقاط تنگ را از دست بدهد یا به سرعت ساییده شود، گالوانیزه کل سطح را پوشش میدهد – از جمله گوشههای صعبالعبور، رزوهها و سوراخهای کوچک. این به معنای محافظت همهجانبه بهتر است.
۷. سازگار با محیط زیست
فولاد گالوانیزه ۱۰۰٪ قابل بازیافت است. هم فولاد و هم روی میتوانند دوباره استفاده شوند، که این امر آن را به انتخابی هوشمندانه برای افراد و شرکتهایی تبدیل میکند که به دنبال کاهش ضایعات و پایداری بیشتر هستند.
چگونه گالوانیزه از زنگ زدگی جلوگیری می کند
۱. چیزهای بد را مسدود میکند (حفاظت مانع)
اولین خط دفاعی ساده است: پوشش روی، فولاد را مانند یک کت بارانی میپوشاند. این پوشش از رسیدن آب، هوا و نمک به فلز زیرین جلوگیری میکند. از آنجایی که زنگزدگی برای تشکیل به اکسیژن و رطوبت نیاز دارد، عدم تماس به معنای عدم زنگزدگی است.
۲. ضربه را برای فولاد تحمل میکند (حفاظت فداکارانه)
اما اگر پوشش خراشیده یا لبپریده شود چه؟ اینجاست که جادوی روی واقعاً وارد عمل میشود. روی «فعالتر» از فولاد است، به این معنی که ابتدا میخواهد زنگ بزند. بنابراین، اگر خراشی فلز لخت را در معرض دید قرار دهد، روی اطراف آن همچنان ابتدا خورده میشود – نه فولاد. به این میگویند محافظت فداکارانه .
مثل این است که یک دوست شجاع پا پیش بگذارد و تقصیر یا خسارت را به گردن بگیرد تا شما آسیبی نبینید. روی خودش را فدا میکند تا از فلز زیرین محافظت کند.
۳. به مرور زمان یک لایه اضافی ایجاد میکند
همانطور که روی به آرامی خورده میشود، یک لایه خاکستری کدر به نام کربنات روی تشکیل میدهد . این لایه مانند یک مانع طبیعی عمل میکند و سطح را بیشتر آببندی میکند و زنگزدگیهای بعدی را کند میکند. بنابراین هر چه قدیمیتر شود، محافظت بیشتری میشود.
خواص فولاد گالوانیزه
از جمله خواص فولاد گالوانیزه گرم میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- مقاومت در برابر خوردگی. فولاد گالوانیزه تا ۱۰۰ برابر بهتر از فولاد بدون پوشش در برابر خوردگی مقاومت میکند و همین امر باعث دوام و ماندگاری بالای آن میشود.
- ظاهر سطح. تمام فولاد گالوانیزه ظاهری خاکستری مات دارد. پوشش روی اعمال شده توسط الکتروگالوانیزه صافتر از فولاد گالوانیزه ساخته شده با گالوانیزه گرم است.
- شکلپذیری. پوشش روی روی فولاد گالوانیزه در برابر ترکخوردگی و از دست دادن چسبندگی مقاوم است و آن را بسیار شکلپذیر میکند.
- دوام. پوشش گالوانیزه بسیار بادوام و در برابر خراشهای ناشی از سایش مقاوم است.
- قابلیت بازیافت. فولاد گالوانیزه به اندازه سایر انواع فولاد قابل بازیافت است و آن را به یک ماده سازگار با محیط زیست تبدیل میکند.
- عمر طولانی. فولاد گالوانیزه گرم عمر طولانی دارد، به نگهداری کمتری نیاز دارد و هزینه بلندمدت پایینی را ارائه میدهد.
- تطبیقپذیری. به دلیل استحکام، شکلپذیری و مقاومت در برابر خوردگی، در انواع پروژهها و صنایع از جمله کشاورزی، انرژی خورشیدی، خودرو و ساخت و ساز قابل استفاده است.
