گالوانیزه گرم یکی از روش‌های موثر و پرکاربرد برای افزایش مقاومت فولاد در برابر خوردگی است که در صنایع مختلفی همچون ساختمان سازی، پل سازی، تولید تجهیزات صنعتی و خطوط انتقال انرژی کاربرد دارد. در این فرآیند، فولاد با پوششی از فلز روی پوشانده می‌شود که ضمن ایجاد محافظی فیزیکی، با واکنش‌های متالورژیکی باعث افزایش دوام و مقاومت فولاد در شرایط محیطی مختلف می‌شود. در ادامه، مراحل اصلی فرآیند گالوانیزه گرم و اهمیت هر یک توضیح داده می‌شود.
اهمیت گالوانیزه گرم در حفاظت فولاد
یکی از مشکلات رایج فولاد، حساسیت آن به خوردگی و زنگ زدگی است. مواجهه مداوم با رطوبت، اکسیژن و مواد شیمیایی، موجب تخریب سطح فولاد و کاهش عمر مفید قطعات می‌شود. گالوانیزه گرم با ایجاد پوشش محافظتی از جنس فلز روی که خاصیت کاتدی دارد، این مشکل را به شکلی موثر برطرف می‌کند. این پوشش حتی در صورت خراشیده شدن، از فولاد زیرین محافظت می‌کند و از گسترش خوردگی جلوگیری می‌نماید.
یکی از دلایل محبوبیت این روش، هزینه نسبتاً کمتر آن نسبت به فولادهای ضد زنگ است. همچنین اجرای سریع و قابلیت پوششدهی قطعات با اشکال و اندازه‌های مختلف، گالوانیزه گرم را به گزینه‌ای مطلوب در بسیاری از صنایع تبدیل کرده است.
مراحل اصلی فرآیند گالوانیزه گرم
فرآیند گالوانیزه گرم شامل چهار مرحله اصلی است که هر کدام نقش مهمی در کیفیت و دوام پوشش نهایی دارند:
1. آماده‌سازی سطح قطعات فولادی
اولین و شاید مهم‌ترین مرحله، آماده سازی سطح فولاد برای پوششدهی است. کیفیت پوشش نهایی به تمیزی و آماده بودن سطح قطعه بستگی دارد. به همین دلیل، فرآیند شامل چند مرحله تمیز کاری می‌شود:
-
چربی‌زدایی: قطعات ابتدا در محلول‌های قلیایی گرم (معمولاً شامل سود سوزآور) غوطه‌ور می‌شوند تا چربی‌ها، روغن‌ها و آلودگی‌های سطحی از بین بروند.
-
شستشو: پس از چربی‌زدایی، قطعات با آب گرم و سپس آب سرد شسته می‌شوند تا محلول قلیایی کاملاً پاک شود.
-
اسیدشویی: در این مرحله، قطعات در حمام اسید کلریدریک یا سولفوریک قرار می‌گیرند تا اکسیدهای سطحی، زنگ‌زدگی‌ها و رسوبات معدنی پاک شوند. دمای اسیدشویی معمولاً بین ۶۰ تا ۷۰ درجه سانتی‌گراد تنظیم می‌شود تا عملکرد موثر همراه با حداقل خوردگی ایجاد شود.
-
شستشو و خشک‌کردن: پس از اسیدشویی، قطعات مجدداً شسته شده و برای مرحله بعدی آماده می‌شوند.
این مراحل تضمین می‌کند که سطح قطعات کاملاً تمیز و عاری از هرگونه آلودگی باشد تا پوشش روی به صورت یکنواخت و چسبنده ایجاد شود.
2. مرحله فلاکس زنی در گالوانیزه گرم
در این مرحله، قطعات به منظور جلوگیری از اکسید شدن مجدد سطح فولاد و افزایش چسبندگی پوشش روی، در محلول فلاکس غوطه‌ور می‌شوند. این محلول معمولاً ترکیبی از کلرید روی و کلرید آمونیوم است.
-
قطعات معمولاً برای چند دقیقه در این محلول با دمای حدود ۶۵ تا ۸۰ درجه سانتی‌گراد قرار می‌گیرند.
-
پس از خارج شدن از محلول فلاکس، قطعات خشک می‌شوند تا کاملاً آماده ورود به مرحله بعد باشند.
این مرحله باعث می‌شود سطح قطعات به طور کامل برای واکنش با روی مذاب آماده شود و پوشش نهایی یکنواخت و با کیفیت باشد.
3. غوطه‌وری در وان روی مذاب
این مرحله قلب فرآیند گالوانیزه گرم است. قطعات فولادی پس از آماده‌سازی، در وان بزرگی پر از روی مذاب با دمای تقریبی ۴۵۰ درجه سانتی‌گراد غوطه‌ور می‌شوند. در این دما، واکنش‌های متالورژیکی بین فولاد و روی رخ می‌دهد و لایه‌های مختلفی از آلیاژ Fe-Zn تشکیل می‌شود.
-
زمان غوطه‌وری معمولاً بین ۴ تا ۵ دقیقه است که برای ایجاد پوششی با ضخامت مناسب کافی است.
-
پس از خارج کردن قطعات از وان، روی مذاب روی سطح آن‌ها جامد شده و لایه‌ای براق و مقاوم شکل می‌گیرد.
-
در مواردی که قطعات دارای رزوه هستند، از سانتریفوژ برای حذف روی اضافی استفاده می‌شود تا عملکرد رزوه‌ها دچار مشکل نشود.
این مرحله مطابق با استانداردهای بین‌المللی مانند ASTM انجام می‌شود و کیفیت پوشش و دوام آن را تضمین می‌کند.
4. بازرسی و پرداخت نهایی
پس از گالوانیزه شدن و سرد شدن قطعات، عملیات پایانی جهت تضمین کیفیت انجام می‌شود. این مرحله شامل:
-
حذف هر گونه روی اضافی یا ناهمواری‌های سطحی با استفاده از سمباده و سوهان‌کاری.
-
اندازه‌گیری ضخامت پوشش با دستگاه‌های مخصوص.
-
تست چسبندگی و مقاومت مکانیکی پوشش.
-
اطمینان از انطباق با استانداردهای مربوطه از جمله ASTM A780.
این بازرسی‌ها تضمین می‌کنند که قطعات با پوشش گالوانیزه شده، آماده استفاده در شرایط محیطی مختلف بوده و عملکرد مطلوبی خواهند داشت.
مزایا و کاربردهای گالوانیزه گرم
گالوانیزه گرم به دلیل مزایای متعددی که دارد، به یکی از روش‌های استاندارد حفاظت از فولاد تبدیل شده است. این مزایا عبارتند از:
-
مقاومت بالا در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی.
-
عمر طولانی پوشش، که در بسیاری موارد به چند دهه می‌رسد.
-
هزینه کمتر نسبت به استفاده از فولادهای ضدزنگ.
-
قابلیت پوششدهی قطعات با اشکال و ابعاد گوناگون.
-
سرعت نسبی اجرای فرآیند.
کاربردهای گالوانیزه گرم بسیار گسترده است و در صنایعی همچون ساخت و ساز، پل‌سازی، خطوط انتقال برق، تجهیزات کشاورزی، لوله‌کشی صنعتی و خودروسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
با توجه به آنچه در مورد فرآیند گالوانیزه گرم گفته شد، این روش به عنوان یکی از مراحل کلیدی در آماده سازی استراکچر سازه چادری نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. در سازه های پارچه ای، که معمولاً در فضای باز و شرایط محیطی متغیر نصب می‌شوند، مقاومت در برابر خوردگی اهمیت بسیار بالایی دارد. به همین دلیل، اعضای فولادی استراکچر پس از ساخت و قبل از نصب، تحت فرآیند گالوانیزه گرم قرار می‌گیرند تا با ایجاد پوششی مقاوم از روی، دوام و طول عمر سازه در برابر عوامل جوی تضمین شود. این پوشش نه تنها از زنگ‌زدگی جلوگیری می‌کند، بلکه نیاز به نگهداری مکرر را نیز به حداقل می‌رساند.
