همه چیز درباره ورق گالوانیزه (Galvanized Sheet)

گالوانیزاسیون چیست؟

گالوانیزاسیون (Galvanization) یا گالوانیزه کردن فرآیندی است که در آن یک لایه محافظ از فلز روی بر سطح آهن یا فولاد کشیده می شود تا از آن ها در برابر عوامل محیطی محافظت شده و مانع از خوردگی و زنگ زدن آن ها شود. بار بعدی که سوار خودرو هستید نگاهی به تابلوهای راهنمایی و رانندگی و تیرهای برق که از کنار آن ها عبور می کنید بیندازید. خیلی از آن ها یک رنگ مات نقره ای دارند. این رنگ نقره ای به دلیل پوشش روی است.

تاریخچه

واژه گالوانیزاسیون از نام یک دانشمند ایتالیایی به اسم لویجی گالوانی (Luigi Galvani) گرفته شده است. استفاده از این واژه اولین بار در تحقیقاتی در اوایل قرن 19 ام بر روی تحریک عضلات با استفاده از جریان الکتریکی بوده است. عبارت “گالوانیزه” از آن زمان برای هر محرکی که منجر به فعال شدن فرد یا گروهی از افراد می شود مورد استفاده قرار می گیرد.

اولیه ترین نمونه های آهن گالوانیزه را اروپاییان در قرن 17 در نیروهای زرهی خود مورد استفاده قرار می داده اند. به دلیل استفاده از آن در نیروهای زرهی، بعدتر از فعل “گالوانیزه کردن” (Galvanizing) به معنای تقویت کردن نیز استفاده می شود.

امروزه، “گالوانیزه کردن” بیشتر به معنای پوشاندن با فلز روی مورد استفاده قرار می گیرد، نه با فلزهای دیگر. فرآیند گالوانیزاسیون گرم (Hot-dip galvanization) اولین بار در سال 1837 توسط فردی به نام استانیسلاس سورل (Stanislas Sorel) در پاریس انجام شده است.

گالوانیزاسیون چه کاربردی دارد؟

گالوانیزه کردن به طرق مختلفی از فولاد محافظت می کند. اول، یک پوشش محافظ است که از فولاد در برابر محیط اطراف محافظت می کند. لایه فلز روی مانع از آن می شود که آب، رطوبت و سایر عناصر موجود در محیط اطراف موجب خوردگی فولاد زیری شوند. در صورتی که لایه فلز روی خیلی عمیق خراش بردارد، فولاد بیرون می افتد و در خطر خوردگی قرار خواهد گرفت.

 

علاوه بر این، گالوانیزاسیون از طریق فرآیندی به نام “خوردگی گالوانیک” از فولاد محافظت می کند. خوردگی گالوانیک زمانی اتفاق می افتد که دو فلز با ساختار الکتروشیمیایی متفاوت در حضور یک الکترولیت، مانند آب شور، در کنار هم قرار بگیرند. بسته به ساختار اتمی دو فلز، یکی از فلزها تبدیل به آند و دیگری تبدیل به کاتد می شود. فلز آند سریع تر از حالت معمول خود دچار خوردگی می شود و فلز کاتد آهسته تر از حالت معمول خود دچار خوردگی خواهد شد. زمانی که روی با انواع مختلف فلزات اتصال پیدا می کند، میل ترکیبی برای تبدیل شدن به آند را دارد. از آنجا که پوشش فلز روی در اتصال با آهن زیرین تبدیل به آند می شود، موجب کند شدن خورده شدن آهن زیرین، یا همان کاتد، می شود. بنابراین اگر پوشش روی خراشیده شود یا آسیبی ببیند و فولاد زیرین در معرض محیط اطراف قرار بگیرد، این روی است که به جای فولاد دچار خوردگی خواهد شد.

مزایای گالوانیزه کردن فولاد

اگر برای انجام پروژه بعدی تان قصد خرید فولاد دارید، حتماً خرید ورق گالوانیزه را در نظر داشته باشید. به کار گیری ورق فولادی گالوانیزه مزایای بسیار زیادی دارد، از جمله:

• همانطور که گفته شد گالوانیزاسیون خصوصیت ضد خوردگی به فولاد می دهد، و فولاد، بدون یک پوشش روی، در معرض عوامل محیطی قرار می گیرد و احتمالاً سریع تر اکسیده شده و دچار خوردگی می شود. این موجب می شود که ورق گالوانیزه جایگزینی مقرون به صرفه به جای استفاده از موادی مانند فولاد ضد زنگ یا آلومینیوم برای جلوگیری از خوردگی است.
• ممکن است در نگاه اول انتخاب ورق فولادی گالوانیزه ارزان به نظر نرسد، اما در واقع یک سرمایه گذاری بزرگ در دراز مدت است. علاوه بر آن، قیمت ورق گالوانیزه در واقع از بسیاری از ورق های با پوشش های محافظ دیگر برای فولاد ارزان تر است.
• فولادی که پوشش محافظی نداشته باشد، برای حفظ دوام و ایمنی به نگهداری بیشتری نیاز دارد. اما می توان گفت ورق های گالوانیزه تقریباً نیازی به نگهداری ندارند و دوام و ایمنی بیشتری نیز دارند. در نتیجه هزینۀ نگهداری نیز برای شما نخواهند داشت.
• طول عمر ورق گالوانیزه می تواند تا 50 سال نیز باشد. این نوع ورق می تواند در معرض شرایط مختلف آب و هوایی دوام بیاورد.
• محافظت پوشش گالوانیزه بی مانند است. هر سانتی متر از ورق فولادی گالوانیزه محافظت می شود. از جمله گوشه های تیز و درزهای غیرقابل دسترس.

 

• فرآیند گالوانیزاسیون فرآیندی سریع و راحت است. در واقع، ایجاد یک پوشش محافظ گالوانیزه می تواند تنها چند دقیقه زمان ببرد.
• تولید ورق گالوانیزه معمولاً مطابق با استانداردهای دقیقی انجام می شود. طول عمر پوشش و عملکرد آن کاملاً قابل اطمینان است.
• پوشش گالوانیزه دارای یک ساختار متالورژیک منحصر به فرد است که به آن مقاومت قابل توجهی در برابر آسیب ها مکانیکی در اثر جابجایی، نصب و تعمیر و خدمات می دهد.
• همانطور که گفته شد، پوشش گالوانیزه تمایل به خوردگی بیشتری نسبت به فولاد دارد، این محافظت کاتدی را برای بخش های کوچکی از فولاد زیرین که در اثر آسیب در معرض عوامل مختلف محیطی قرار گرفته است فراهم می کند. بر خلاف پوشش های آلی، پوشش گالوانیزه در نواحی با آسیب دیدگی کوچک نیازی به رسیدگی یا تعمیر ندارد.
• پوشش گالوانیزه به راحتی با چشم قابل بررسی است، و می توان از روش های آزمون غیر مخرب ضخامت برای بررسی آن استفاده کرد.
• گالوانیزاسیون به سطح کار ظاهر بهتری می دهد. ورق های گالوانیزه از نظر ظاهری چشم نواز هستند.
• پوشش گالوانیزه طول عمر هر پوشش آلی ای که بر روی آن به کار رود را افزایش می دهد.

روش های گالوانیزاسیون

دو فرآیند عمده برای گالوانیزه کردن آهن و فولاد وجود دارد:

گالوانیزاسیون به روش غوطه وری یا گالوانیزاسیون گرم

همانطور که از نام آن پیداست، این روش شامل فرو بردن فلز پایه، که عموماً آهن یا فولاد است، به درون یک حوضچه فلز روی مذاب است. ابتدا باید فولاد به شکل مکانیکی یا شیمیایی یا هر دوی آن ها تمیز شود تا کیفیت اتصال بین فولاد و پوشش روی مطمئن باشد. بعد از تمیز کردن،‌ برای از بین بردن اکسیدهای باقیمانده که ممکن است بعد از فرآیند تمیزکاری باقی مانده باشند فولاد گداخته می شود. سپس فولاد درون حوضچه ای از روی غوطه ور می شود و یک پیوند متالورژیکی شکل می گیرد.

 

گالوانیزاسیون گرم موجب نشستن یک لایه محکم و ضخیم فلز روی بر روی سطح فولاد می شود. فرایند گالوانیزه کردن گرم به طور کلی استقامت ورق را کاهش نمی دهد. محافظت حاصل از گالوانیزاسیون به روش گرم برای محصولاتی که به طور مداوم در فضای آزاد و در معرض مواد خورنده، مانند اسیدها، از جمله باران اسیدی، قرار دارند کافی نیست. برای چنین کاربردهایی استفاده از فولاد ضد زنگ ارجحیت دارد. ضمناً، فرآیند غوطه وری برای پوشش های با وزن بالا مورد استفاده قرار می گیرد.

یک خصوصیات ظاهری و حتی زیبا در پوشش گالوانیزه اندازه کریستال هاست. با تغییر تعداد مواد در پروسه گالوانیزاسیون، این پولک ها می توانند از یک سطح ظاهراً یک شکل(کریستال ها بسیار کوچک هستند و با چشم غیر مسلح دیده نمی شوند) تا دانه دانه هایی با عرض چند سانتی متر تغییر کنند.

فواید گالوانیزاسیون گرم اقتصادی بودن آن و امکان انجام سریع و با شکل های پیچیده است. در صنعت، برای ورق گالوانیزه گرم از “EG” استفاده می شود.

گالوانیزاسیون الکتریکی یا گالوانیزاسیون سرد

در مواردی مانند ساخت بدنه اتومبیل ها، که پوشش های تزئینی اضافی مانند رنگ روی آن ها به کار می رود، شکل ظریف تری از گالوانیزه کردن یعنی گالوانیزاسیون الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد. بر خلاف پروسه گالوانیزاسیون گرم، در‌ گالوانیزاسیون الکتریکی از حوضچه روی مذاب استفاده نمی شود. به جای آن، از یک جریان الکتریکی در یک محلول الکترولیت برای انتقال یون های فلز روی به فلز فولاد پایه استفاده می شود. پوشش روی طی یک فرآیند آبکاری بر روی فولاد کشیده می شود، که در این فرآیند روی نقش آند و فولاد نقش کاتد را دارد و الکترولیت سولفات روی است. در صنعت این نوع از ورق گالوانیزه با “EG” شناخته می شود. فرایند گالوانیزاسیون الکتریکی برای پوشش های سبک تر مناسب تر است.

از معایب این روش می توان به این موارد اشاره کرد: این فرآیند به برق زیادی نیاز دارد. پوشش روی در این روش معمولاً نازک تر از پوشش حاصل از شیوۀ گالوانیزاسیون گرم است که می تواند موجب کاهش حافظت در برابر خوردگی شود.

از مزایای این روش می توان به این موارد اشاره کرد: شکل نهایی پوشش حاصل از این روش بسیار عالی، یکدست و با ضخامتی دقیق است.

موارد استفاده ورق گالوانیزه

امروزه بسیاری از قطعات کاربردی گالوانیزه می شوند، چون فرآیندی ارزان و کم هزینه است و به افزایش طول عمر آهن و فولاد کمک می کند. در صورتی که قرار است پروژه ای که روی آن کار می کنید در فضای باز قرار بگیرد، ورق فولادی گالوانیزه انتخابی عالی برای شماست. ورق گالوانیزه نه تنها موجب بهتر شدن ظاهر نهایی کارتان می شود، بلکه یک محافظت خوب در برابر آب، خراشیدگی و زنگ زدن نیز فراهم می کند.

کاربرد ورق گالوانیزه به بسیار زیادی و متنوع است. برخی از موارد معمول استفاده از آن ها در اینجا آمده است:

• در کشاورزی – ساخت سیلوهای گندم، سمپاش ها، ظروف، تشتک ها، آبشخورها و …
• در خودروسازی – ساخت بدنه ماشین ها، اتوبوس ها و کامیون ها، فیلترهای روغن و هوا، مخازن سوخت و روغن، لوله های اگزوز و …
• در ساخت و ساز – ساخت سقف، دیوارها، پنل ها، پارتیشن بندی ها، ناودان ها، دریچه ها، سقف های کاذب، درهای کرکره ای، گاردریل ها، قفسه بندی ها، و محصولات دارای پوشش رنگ و …
• در لوازم مربوط به خانه – ساخت صندوق، ظروف بستنی، تشت، سطل، ظروف ذخیرۀ مواد غذایی، تانکر آب، ماشین ظرفشویی، لوله ها، اتصالات لوله ها و درهای دستشویی و حمام و …
• در کارهای الکتریکی – ساخت سیستم های تهویه مطبوع، یخچال، فریزر، پنل های الکتریکی، لامپ های تزئینی و …
• در مبلمان و اثاثیه – ساخت میز، کمد، طبقه بندی، میزهای سبک و …
• در کاربردهای عمومی دیگر – ساخت داکت، بشکه، ظروف نگهدارنده، آبکاری حرارتی، تابلوها، بیلبوردها و تابلوهای جاده ها و …

ضخامت ورق گالوانیزه

ضخامت پوشش ورق گالوانیزه به چندین فاکتور بستگی دارد، از جمله:

• شیوه پراکندگی، اسیدی کردن، پیش گرم کردن و …
• سرد کاری انجام شده پیش از گالوانیزاسیون
• مدت زمان فرو بردن ورق در روی مذاب
• سرعت بیرون آورده شدن ورق از درون روی مذاب
• سرعت خنک شدن ورق

تفاوت ورق گالوانیزه با فولاد ضد زنگ و سایر ورق ها

گاهی اوقات جایگزینی ورق گالوانیزه با ورق های دیگری که در برابر خوردگی مقاوم اند، مانند فولاد ضد زنگ یا آلومینیوم، به دلیل بالا رفتن هزینه ها انتخاب درستی نیست. در بعضی موارد چنین جایگزینی ای از لحاظ اقتصادی معقول به نظر نمی رسد.

 

ورق آلومینیوم گران تر از ورق گالوانیزه است، و ورق فولاد ضد زنگ خیلی گران تر از ورق آلومینیوم است. به علاوه، ممکن است در برخی کاربردها، خصوصیات ورق گالوانیزه، مانند استقامت یا وزن آن، مانع جایگزینی شود.

محاسبه وزن ورق گالوانیزه

برای محاسبه وزن ورق گالوانیزه با استفاده از اندازه ورق گالوانیزه از این فرمول استفاده می شود:

طول ورق گالوانیزه (بر حسب متر) × عرض ورق گالوانیزه (بر حسب میلی متر) × ضخامت ورق گالوانیزه (بر حسب میلی متر) × عدد چگالی ورق فولادی گالوانیزه / ۱۰۰۰

مقدار چگالی ورق گالوانیزه 86/7 است. ولی برای محاسبه وزن ورق گالوانیزه ایرانی بهتر است از عدد ۸ در فرمول استفاده شود.

روش دیگر برای مشخص کردن وزن ورق گالوانیزه مراجعه به جدول وزن ورق گالوانیزه است. با استفاده از این جدول می توانید با توجه به ضخامت ورق گالوانیزه مورد نظرتان، وزن آن را بر اساس طول و عرض دلخواه تان به دست آورید. قیمت ورق گالوانیزه در بازار با توجه به وزن آن تعیین می شود.

 کشورهای عمده تولید کننده ورق گالوانیزه

بخش عمده ای از تولید ورق گالوانیزه، یعنی چیزی حدود %50 از آن، در قارۀ آسیا انجام می شود. کشورهای چین و کره جنوبی بزرگ ترین صادر کننده ورق گالوانیزه هستند. کشور های بلژیک و ایتالیا نیز در زمینه صادرات ورق گالوانیزه موفق هستند.

ایران هم یکی از کشورهای موفق در زمینۀ تولید ورق فولادی و به طور خاص ساخت ورق گالوانیزه است. بیشترین صادرات ورق گالوانیزۀ ایران به کشور عراق انجام می شود. علاوه بر عراق که سال هاست بیشترین میزان واردات ورق گالوانیزه مورد نیازش از ایران انجام می شود، کشورهای ارمنستان، افغانستان و ترکمنستان نیز وارد کننده ورق گالوانیزه ایران هستند. با افزایش ظرفیت تولید ورق گالوانیزه در ایران پیش بینی می شود که فروش ورق گالوانیزه به کشورهای دیگر نیز انجام شود.