پیمانکار رتبه یک تاسیسات

مزیت برج ­های خورشیدی سه­ بعدی نسبت به پنل ­های خورشیدی مسطح
2016-09-03
چگونه دور موتورها را کنترل کنیم؟-بخش دوم
2016-09-06
Show all

گالوانیزاسیون

گالوانیزاسیون

گردآورنده: محسن قنبرنژاد
شهریور ۹۵

گالوانیزاسیون ۲

گالوانیزاسیون فرآیندی است که طی آن لایه ای از فلز روی، جهت جلوگیری از خوردگی فلزات بر روی آن ها قرار می گیرد. این فرآیند نه تنها از خوردگی و زنگ زدن فلزات جلوگیری می کند، بلکه مقاومت آن ها را در برابر فشار و تنش های مکانیکی بیشتر خواهد کرد.

امروزه عمل گالوانیزاسیون بر روی تمامی لوله ها، پیچ ها، اتصالات، سینی و نردبان کابل و به طور کلی تمام تجهیزات فلزی که در معرض خوردگی و زنگ زدگی قرار دارند، انجام می شود.

تاریخچه

گالوانیزاسیونسال ۷۹ بعد از میلاد: اولین آثار استفاده از فلز روی جهت حفاظت از تجهیزات که به عنوان اولین تلاش بشر در راستای تکنولوژی گالوانیزاسیون به حساب می آید.

سال ۱۷۴۲: اولین فرآیند گالوانیزاسیون توسط یک شیمیدان فرانسوی به نام پائول مالویین ثبت شده که آزمایشاتی را جهت پوشش آهن توسط روی انجام داد.

سال ۱۷۷۲: لوئیجی گالوانی که فرآیند گالوانیزاسیون نیز به نام وی نامگذاری شده است، موفق به کشف فرآیند های الکتروشیمیایی بین فلزات شد.

سال ۱۸۰۱: الساندرو ولتا هنگام انجام آزمایشات در مورد فرآیند گالوانیزاسیون موفق به کشف پتانسیل الکتریکی بین فلزات شد.

سال ۱۸۲۹: مایکل فارادی هنگام انجام آزمایشی با استفاده از روی، آب نمک و میخ، متوجه خاصیت فدا شوندگی فلز روی می شود.

سال ۱۸۳۷: یک مهندس فرانسوی به نام استانیس سورل با غوطه ور کردن فلز آهن در روی مذاب و همچنین رنگ آمیزی آن با روی، برای نخستین بار عمل گالوانیزاسیون را به شکل امروزی انجام داد.

سال ۱۸۵۰: اولین کارخانه گالوانیزاسیون در بریتانیا با مصرف سالانه ۱۰۰۰۰ تن روی برای تولید فلز گالوانیزه تاسیس شد.

سال ۱۸۷۰: با گسترده تر شدن این تکنولوژی، کارخانه هایی در کشور آمریکا تاسیس شده و صادرات محصولات به سایر کشور ها آغاز شد.

امروزه این تکنولوژی در تمامی کشور ها مورد استفاده قرار گرفته و یکی از کاربردی ترین روش های محافظت از فلزات در برابر خوردگی به حساب می آید.

روش های گالوانیزاسیون

امروزه با پیشرفت تکنولوژی، گالوانیزاسیون به روش های مختلفی انجام می شود.

دو روش رایج گالوانیزاسیون عبارتند از:

  • گالوانیزاسیون عمقی داغ
  • الکتروگالوانیزاسیون (گالوانیزه سرد)

که در ادامه به بررسی هر کدام از آن ها پرداخته می شود:

گالوانیزاسیون عمقی داغ

این نوع گالوانیزاسیون عبارت است از، فرآیندی که طی آن فلز مورد نظر درون محفظه ای از روی مذاب قرار گرفته تا از فلز مورد نظر در برابر زنگ زدگی محافظت شود. با قرار گرفتن فلز در روی مذاب، یک واکنش متالورژی میان فلز و روی صورت گرفته که باعث تشکیل یک لایه یکنواخت بر روی سطح فلز مورد نظر  می شود.

به طور کلی فرآیند گالوانیزاسیون عمقی داغ دارای سه مرحله است:

مرحله اول : آماده سازی سطح

آماده سازی سطح مهم ترین مرحله از فرآیند گالوانیزاسیون می باشد؛ چرا که اگر سطح فلز کاملا تمیز نباشد، روی مذاب به خوبی به سطح آن نچسبیده و کیفیت گالوانیزاسیون به شدت پایین خواهد آمد.

۱- در گام اول، فلز در محلولی داغ و با خاصیت بازی قرار گرفته تا چربی، رنگ و کثیفی های سطح فلز از آن جدا شوند. در این مرحله تمام آلودگی های سطح فلز از بین نمی رود.

۲- سپس فلز در محلول شستشو قرار می گیرد تا برای مرحله بعد آماده شود.

۳- در این مرحله فلز درون یک محلول اسیدی قرار گرفته تا زنگ زدگی و ذرات ریز موجود در سطح آن از بین روند.

۴- فلز مورد نظر مجددا درون محلول شستشو قرار می گیرد تا یک بار دیگر عمل شستشو روی آن انجام شود.

۵- به عنوان آخرین مرحله از فرآیند آماده سازی، فلز درون محلول داغ روی-آمونیوم کلراید قرار گرفته تا هرگونه ناخالصی روی سطح فلز از بین رود. سپس فلز مورد نظر خشک شده تا برای ورود به محفظه روی مذاب آماده شود.

مرحله دوم : گالوانیزه کردن

پس از خشک شدن، فلز وارد روی مذاب شده و با ایجاد واکنش بین روی و فلز، لایه ای از روی، سطح فلز را می پوشاند. ضخامت لایه تشکیل شده بستگی به مدت زمان قرار داشتن فلز در روی مذاب بستگی دارد. هنگامی که ضخامت لایه محافظ به میزان کافی برسد، فلز از درون محفظه خارج می شود. با قرار گرفتن در هوای آزاد، فلز روی خالص، با اکسیژن موجود در هوا واکنش نشان داده و تشکیل اکسید روی می دهد؛ سپس این اکسید روی با کربن دی اکسید موجود در هوا واکنش داده روی کربنات را ایجاد می کند که چنین ترکیبی بسیار مقاوم بوده و از فلز مورد نظر در برابر خوردگی و ضربات محافظت می کند.

کیفیت و چسبندگی این پوشش به پارامتر هایی نظیر درصد خلوص روی مصرفی و عتاصر آلیاژی موجود در آن و همچنین آماده سازی سطح قطعات وابسته است.

مرحله سوم : کنترل کیفیت

گام آخر کنترل کیفیت لایه گالوانیزه است. در این مرحله ضخامت لایه روی، یکنواختی، میزان چسبندگی و ظاهر آن بررسی شده و با استاندارد ASTM مطابقت داده می شود.

در شکل زیر می توان زمان تقریبی جهت اولین بازدید و تعمیر را برای یک فلز گالوانیزه مشاده کرد. بدیهی است که شرایط آب و هوایی منطقه و محل قرار گیری تجهیز در این امر تاثیرگذار است، لذا منحنی های مختلف جهت نمایش این بازه زمانی انتخاب شده اند که هر کدام بیانگر یک موقعیت جغرافیایی می باشند.

همانطور که در شکل مشاهده می کنید، با افزایش ضخامت لایه روی، طول عمر گالوانیزاسیون و در نتیجه فلز مورد حفاظت افزایش خواهد یافت.

لازم به ذکر است که منحنی بالا فقط در مورد فلزاتی که در هوای آزاد قرار دارند، صادق است.

الکتروگالوانیزاسیون

در این روش، عمل گالوانیزاسیون از طریق آبکاری انجام می شود. طی این عمل، فلزی که مورد حفاظت قرار خواهد گرفت به همراه فلز روی درون یک الکترولیت قرار خواهد گرفت. با توجه به رسانایی محلول مورد نظر، رفته رفته یون های روی از فلز جدا شده و از طریق محلول الکترولیت به سمت فلز مورد نظر حرکت کرده و به آن می چسبند. بدین ترتیب پس از گذشت مدت کوتاهی، لایه ای از روی، سطح فلز را پوشانده و در برابر خوردگی از آن محافظت می کند.

گالوانیزاسیون ۴تفاوت های میان این دو روش عبارتند از:

  • در روش گالوانیزاسیون عمقی داغ علاوه بر روي، اندکی آهن نیز به آن اضافه می شود که در نتیجه آن یک واکنش متالورژیکی بین آهن و فلز مورد نظر رخ داده که این باعث چسبندگی و مقاومت بیشتر لایه گالوانیزه می شود.
  • به علت اینکه در روش گالوانیزاسیون عمقی، فلز به طور یکنواخت درون روي مذاب قرار می گیرد، همه قسمت هاي آن از جمله گوشه ها و نقاط نوك تیز داراي روکش یکنواخت هستند که در روش گالوانیزه سرد اینگونه نیست.
  • با توجه به اینکه در روش گالوانیزاسیون عمقی داغ ضخامت لایه محافظ به مراتب از روش دیگر بیشتر است، لذا براي فلزاتی که در فضاي آزاد و در معرض باران و رطوبت مستقیم قرار دارند، بهتر است از روش گالوانیزاسیون عمقی داغ استفاده کنیم.
  • تفاوت دیگري که فلزات گالوانیزه شده به روش عمقی داغ نسبت به روش الکتروگالوانیزاسیون دارند در ظاهر آن ها است. فلزاتی که با روش الکتریکی گالوانیزه می شوند معمولا سطح براق تر و صیقلی تري نسبت به روش عمقی داغ دارند.
  • الکتروگالوانیزاسیون تنها برای تجهیزات فلزی با ابعاد کوچک مناسب است. در حالیکه روش گالوانیزاسیون عمقی داغ، برای تجهیزات با هر ابعادی قابل استفاده است.
  • فلزهای محافظت شده به روش گالوانیزاسیون عمقی داغ، عمر بیشتری در مقایسه با روش الکتروگالوانیزاسیون خواهند داشت.

با گذشت زمان و دستاوردهای جدید در علم متالورژی، پیشرفت های چشمگیری در صنعت گالوانیزاسیون صورت گرفته است، طوری که سالانه میلیون ها تن فلز روی جهت تولید فلزات گالوانیزه در سرتاسر دنیا مصرف می شود. در مجموع امروزه گالوانیزاسیون به عنوان رایج ترین روش محافظت از فلزات به حساب می آید. این روش نسبت به سایر روش های محافظت همانند رنگ آمیزی فلزات از لحاظ اقتصادی بسیار به صرفه است.

منابع:

www.innovateus.net

www.galvanizeit.org

www.mooregalvanizing.com

www.piping-engineering.com

 

یک دیدگاه