گالوانیزه کردن فلزات به ویژه فولاد و آهن با هدف جلوگیری از خوردگی به واسطه ی ایجاد یک لایه محافظ از فلز روی (Zn) بر سطح آنها انجام می شود. این فرآیند یکی از پرکاربردترین روش ها برای حفاظت از فلزات در برابر عوامل محیطی است. گالوانیزه کردن به طور کلی به دو روش گالوانیزه گرم و گالوانیزه سرد انجام می شود. هر یک از این روش ها از لحاظ ساختاری، ویژگی های مکانیکی، مقاومت به خوردگی، هزینه و کاربرد با هم تفاوت های زیادی دارند.
در این مقاله، تفاوت گالوانیزه گرم و سرد ، مزایا و معایب هر روش از لحاظ علمی، متالورژیکی و عملیاتی به تفصیل بررسی می شود.
فرآیند گالوانیزه گرم (Hot-Dip Galvanizing)
گالوانیزه گرم به فرآیندی اطلاق می شود که در آن فولاد یا آهن پس از تمیزکاری سطح، در حمامی از روی مذاب با دمای تقریباً 450 تا 460 درجه سانتی گراد غوطه ور می شود. در این فرآیند، واکنش های متالورژیکی بین فلز پایه (فولاد یا آهن) و فلز روی اتفاق می افتد و ترکیبات بین فلزی همچون:
- Fe₃Zn₁₃
- FeZn₇
- FeZn₁₆
تشکیل می شود. این ترکیبات باعث چسبندگی عالی لایه روی به سطح فلز پایه می شود و مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی و سایش ایجاد می کند.
ویژگی های گالوانیزه گرم:
- ضخامت پوشش: معمولاً ضخامت پوشش گالوانیزه گرم بین 70 تا 150 میکرون است و در برخی موارد می تواند به 300 میکرون برسد.
- پیوند متالورژیکی: در گالوانیزه گرم، لایه روی با فلز پایه پیوند متالورژیکی برقرار می کند و این پیوند، یک لایه مقاوم و بادوام تولید می کند که امکان جدا شدن یا پوسته شدن آن به شدت کم است.
- مقاومت در برابر خوردگی: به دلیل ضخامت بالای لایه روی و پیوند متالورژیکی، این پوشش مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی به ویژه در شرایط سخت محیطی (مثل محیط های مرطوب، صنایع شیمیایی، یا مناطق ساحلی) دارد.
- مناسب برای سازه های بزرگ: این فرآیند به ویژه برای پوشش دهی قطعات و سازه های بزرگ و سنگین که امکان استفاده از گالوانیزه سرد را ندارند، مناسب است.
کاربردهای گالوانیزه گرم:
- سازه های فولادی: مانند اسکلت های فلزی، دکل های برق، لوله های گالوانیزه گاز و آب، و سایر تجهیزات صنعتی.
- صنایع ساختمانی: پوشش دهی تیرها و ستون های فولادی در سازه های بلند.
- صنایع دریایی: لوله ها، مخازن و تجهیزات در معرض رطوبت و آب شور.
- مناطق صنعتی با رطوبت بالا: استفاده در صنایع پتروشیمی، معدن، و کشاورزی.
فرآیند گالوانیزه سرد (Cold Galvanizing)
گالوانیزه سرد به فرآیندی اطلاق می شود که در آن پوششی از پودر روی یا مایع روی بر روی سطح فلز به صورت رنگ یا اسپری اعمال می شود. برخلاف گالوانیزه گرم که یک فرآیند متالورژیکی است، گالوانیزه سرد فقط یک پوشش فیزیکی بر سطح فلز ایجاد می کند. در این روش، روی مذاب استفاده نمی شود و پوشش ایجاد شده بر اساس چسبندگی مکانیکی عمل می کند.
ویژگی های گالوانیزه سرد:
- ضخامت پوشش: پوشش گالوانیزه سرد نسبت به گالوانیزه گرم نازک تر است و معمولاً ضخامت آن در حدود 20 تا 40 میکرون است.
- چسبندگی سطحی: در گالوانیزه سرد، پیوند ایجاد شده بین لایه روی و سطح فلز، فقط مکانیکی است و به همین دلیل پوشش گالوانیزه سرد در برابر ضربه، خراش و سایش مقاومت کمتری دارد.
- مقاومت به خوردگی: مقاومت به خوردگی گالوانیزه سرد نسبت به گالوانیزه گرم به مراتب کمتر است و در محیط های مرطوب یا صنایع با خوردگی بالا، مدت زمان محافظت کمتری دارد.
- هزینه پایین: اجرای گالوانیزه سرد هزینه کمتری نسبت به گالوانیزه گرم دارد و به همین دلیل در مواردی که نیازی به پوشش های مقاوم طولانی مدت نیست، استفاده می شود.
کاربردهای گالوانیزه سرد:
- تعمیرات و بازسازی: برای پوشش دهی مجدد قطعاتی که قبلاً گالوانیزه شده اند.
- پوشش های دکوراتیو: در صنایعی که نیاز به ظاهر براق و صاف دارند.
- پوشش های جزئی و موقتی: برای قطعات کوچک یا در شرایطی که نیاز به پوشش دهی سریع باشد.
- قطعاتی با ابعاد کوچک یا قطعات جوشکاری شده که نمی توان آن ها را به روش گرم گالوانیزه کرد.
مقایسه فنی گالوانیزه گرم و سرد
در این بخش، تفاوت ها و مقایسه های فنی میان گالوانیزه گرم و سرد از جنبه های مختلف مورد بررسی قرار می گیرد:
| ویژگی | گالوانیزه گرم | گالوانیزه سرد |
|---|---|---|
| فرآیند | غوطه‌وری در روی مذاب (450-460°C) | اسپری یا رنگ زدن با ترکیب روی |
| ضخامت پوشش | 70 تا 150 میکرون (تا 300 میکرون) | 20 تا 40 میکرون |
| پیوند به فلز پایه | پیوند متالورژیکی (تشکیل ترکیبات بین فلزی) | پیوند سطحی مکانیکی |
| مقاومت به خوردگی | بسیار بالا (استاندارد ISO 9223) | متوسط (مناسب برای محیط های کمتر خورنده) |
| دوام و عمر مفید | 30 تا 60 سال در شرایط سخت | 1 تا 5 سال (بسته به شرایط محیطی) |
| مناسب برای ابعاد بزرگ | بله (برای قطعات سنگین و بزرگ) | خیر (برای قطعات کوچک و متوسط) |
| هزینه اجرایی | بالا (نیاز به تجهیزات ویژه) | پایین (نیاز به تجهیزات ساده) |
| ظاهر سطح | مات، زبر، نقره ای | صاف، براق، قابل رنگ آمیزی |
تحلیل رفتار الکتروشیمیایی پوشش روی
گالوانیزه کردن، به ویژه در گالوانیزه گرم، یک فرآیند الکتروشیمیایی است که پوشش روی در تماس با محیط اطراف به عنوان آند فداشونده عمل کرده و از خوردگی فلز پایه (آهن یا فولاد) جلوگیری می کند. این پدیده در گالوانیزه گرم بسیار مؤثر است چرا که:
- در گالوانیزه گرم، پیوند متالورژیکی بین روی و فلز پایه باعث می شود که پوشش از نفوذ مواد خورنده جلوگیری کرده و در صورت آسیب دیدگی، همچنان مقاومت خود را حفظ کند.
- در گالوانیزه سرد، پوشش به دلیل چسبندگی مکانیکی ممکن است در برابر آسیب ها و آسیب های فیزیکی آسیب پذیر باشد.
مزایا و معایب گالوانیزه گرم و سرد
مزایای گالوانیزه گرم:
- مقاومت به خوردگی فوق العاده در محیط های سخت
- دوام بالا و عمر طولانی حتی در شرایط جوی بسیار شدید
- پیوند متالورژیکی پایدار که باعث عدم جدا شدن پوشش می شود
معایب گالوانیزه گرم:
- هزینه بالای اجرای فرآیند
- نیاز به تجهیزات پیشرفته (حمام مذاب، تهویه و …)
- ظاهر نسبتا زبر و مات که ممکن است برای برخی کاربردهای دکوراتیو مناسب نباشد
مزایای گالوانیزه سرد:
- هزینه کمتر و اجرای ساده تر
- ظاهر براق و صاف برای کاربردهای دکوراتیو
- مناسب برای ترمیم و بازسازی پوشش های قبلی
معایب گالوانیزه سرد:
- مقاومت کمتر در برابر خوردگی
- چسبندگی سطحی ضعیف تر که می تواند در اثر سایش و ضربه آسیب ببیند
- عمر مفید کوتاه تر نسبت به گالوانیزه گرم
شرایط استفاده از گالوانیزه گرم:
- سازه های بزرگ و سنگین که نیاز به مقاومت طولانی مدت در برابر خوردگی دارند.
- صنایع دریایی، پتروشیمی، و مناطق ساحلی که نیاز به حفاظت در برابر عوامل خورنده دارند.
- مناطق جغرافیایی با شرایط آب وهوایی سخت (رطوبت بالا، بارش زیاد، شرایط صنعتی)
- پوشش دهی سریع و کم هزینه برای پروژه‌های دایمی یا کوتاه مدت.
- ترمیم و بازسازی قطعات قبلاً گالوانیزه شده.
- پروژه های دکوراتیو که ظاهر صاف و براق مدنظر است.
برای خرید و استعلام قیمت انواع مقاطع فولادی ،آلومینومی ، مسی ، استیل و پلیمری می توانید به صفحه اصلی سایت دمیرال مراجعه و بعد از انتخاب مقطع و ابعاد مورد نظر، قیمت به روز محصول را از تامین کنندگان مختلف مشاهده و در هر ساعتی از شبانه روز سفارش خود را ثبت کنید . همچنین جهت مشاوره رایگان با کارشناسان دمیرآل با شماره 67128-021 تماس بگیرید.