کاربرد ورق گالوانیزه چیست؟
اگر کمی با دقت به اطرافتان نگاه کنید متوجه خواهید شد که بسیاری از لوازم مورد استفاده ما در محل کار، خانه، تفریح و ... از انواع محصولات فلزی ساخته شده‌اند. این محصولات از نظر تکنولوژی ساخت، آلیاژهای به کار برده شده برای ساخت آنها، رنگ، نوع کاربرد و ... با هم متفاوت هستند. یکی از محصولات پرکاربرد کارخانجات آهن و فولاد، ورق گالوانیزه است که ابداع و تولید آن تحول عظیمی در صنایع مختلف ایجاد کرده است. در ادامه با کاربرد ورق گالوانیزه بیشتر آشنا خواهید شد.
تحقیق درباره ورق گالوانیزه
ورقهای گالوانیزه تحت تکنولوژی خاصی به نام گالوانیزاسیون تولید میشوند. این شیوه در دفعه اول به صورت تصادفی با ترکیب دو عنصر در محلول که خواص الکتریکی کاملاً متفاوتی داشتند ابداع شد که خاصیت پیل الکتریکی را بوجود آوردند. این خاصیت اولین بار توسط فردی به نام دکتر لوئیجی گالوانی که در سال‌‌های 1737 الی 17985 میزیسته است کشف شد. دکتر لوئیجی محقق نبود و به صورت اتفاقی با این پدیده روبرو شد، اما بعد از او در سال‌‌های بین 1745 الی 1827 میلادی دانشمندی به نام السنادرو ولتا تحقیقات زیاد و کاملی در این زمینه انجام داد و نام گالوانیک را برای جریان الکتریکی تولید شده از واکنش‌‌های شیمایی مواد انتخاب کرد. در کنار این پدیده تحقیقات زیادی روی نحوه اکسیداسیون و خوردگی محصولات آهنی انجام میشد تا بتوانند از این واکنش‌‌های مخرب در آهن‌ها جلوگیری کنند.
بالاخره در سال 1836 میلادی، مهندسی فرانسوی که سورل نام داشت، پدیده گالوانیزاسیون را با ترکیب نتایج این دو گروه از تحقیقات به دست آورد که به معنی غوطهور کردن آهن در مواد مذاب روی بود. امروزه محصولات تولید شده با این روش را با نام ورق گالوانیزه می‌‌شناسند. اولین کارخانه تولید ورق گالوانیزه نیز در سال 1850 در بریتانیا تأسیس شده است. بعد از آن با توجه به گسترش کاربرد ورق گالوانیزه و افزایش تقاضای این محصول کارخانه‌‌های دیگری در کشورهای مختلف مانند ایالات متحده ساخته شده و تولید آن همچنان ادامه دارد. به علاوه در حال حاضر ورقهای گالوانیزه در رنگ‌های متنوعی تولید میشود و هر روز بر کاربردهای آن افزوده خواهد شد.
پوشش ورق گالوانیزه
همان طور که گفتیم گالوانیزاسیون به معنای غوطه ور کردن آهن در مواد مذاب روی است. در این شرایط لایه‌‌ای از روی بر سطح آهن می‌‌چسبد. به دلیل اختلاف خاصیت الکترونگاتیویته‌ای که بین آهن و روی وجود دارد، روی خاصیت آندی پیدا کرده و عواملی که باعث اکسید و تخریب فلز آهن یعنی Fe میشوند، به جای Fe روی را انتخاب می‌کنند و آهن محفوظ می‌ماند یا میزان خوردگی آن به حداقل می‌رسد. در نتیجه ورقهای گالوانیزه نسبت به خوردگی بسیار مقاوم هستند. دقت داشته باشید که در این واکنش علاوه بر خاصیت گالوانیکی که ایجاد میشود یک مانع یعنی همان صفحه نازک روی، بین آهن و هوای آزاد قرار می‌گیرد که کمی رطوبت هم دارد و به خودی خود از میزان اکسیداسیون و زنگ زدن آهن می‌کاهد.
کاربرد ورق های گالوانیزه
از ورق گالوانیزه به صورت گسترده در صنایع مختلف استفاده میشود که تعداد آنها بسیار زیاد است. از تولید لوازم خانگی و صنایع برق و الکترونیک گرفته تا صنایع بزرگ مانند خودروسازی، تجهیزات ترافیکی و ساختمان‌های صنعتی! در همه آنها از انواع ورقهای گالوانیزه استفاده می‌کنند. از جمله مهمترین کاربردهای ورق گالوانیزه عبارتند از:
- استفاده در لوازم خانگی: در بسیاری از لوازم خانگی مانند یخچال، کولر، لباسشویی، ظرف شویی و ... از ورقهای گالوانیزه استفاده میشود. علت اصلی استفاده از این ورق‌ها در وسایل حساسی مانند فریزر، یخچال، کولر، کانال‌های تهویه و ... وجود محیط‌های مرطوب و خورنده است که خیلی سریع ورقهای آهنی بدون پوشش را تخریب می‌کنند.
- استفاده در صنعت برق و الکترونیک: در صنایع الکترونیک نیز از این محصول برای انواع سیم کشی‌ها، تولید قطعات پوششی و ... استفاده می‌کنند.
- صنعت خودروسازی: در صنعت خودروسازی از ورقهای گالوانیزه برای تولید درب قطعات استفاده میشود.
- صنعت ساختمان: در ساختمان سازی برای ساخت ساندویچ پانل‌ها از ورق گالوانیزه استفاده می‌کنند.
- در تجهیزات ترافیکی: در حال حاضر بیشتر گارد ریل‌های موجود در طرح‌های ترافیکی با گالوانیزه ساخته میشوند.
- ساخت سیلوهای گالوانیزه: سیلوها که انبارهایی برای ذخیره مواد غذایی انسانی و حیوانی هستند، در دو نوع بتنی و فلزی وجود دارند که نوع فلزی آنها از ورقهای گالوانیزه ساخته میشوند. این ورقهای گالوانیزه با تکنولوژی رول فرمینگ تولید شده‌اند. استفاده از ورق گالوانیزه در ساخت سیلوها مزایای زیادی دارد که برخی از آنها عبارتند از:
- تا حد زیادی هزینه ها را کاهش می‌دهد.
- طول عمر سیلو را زیاد می‌کند.
- تعمیر و جایگزینی بخش‌های تخریب شده را آسان می‌کند.
- امکان ایجاد دوران برای کنترل دما و اضافه کردن سیستم‌های تهویه هوا وجود دارد.
- نظافت و جداسازی کندوهای سیلو راحت تر است.
نحوه تشخیص ورق گالوانیزه
یکی از دغدغه‌های افراد هنگام خرید ورقهای گالوانیزه عدم توانایی در شناخت این نوع محصولات است؛ زیرا امکان دارد برخی افراد سودجو ورقهای آهنی معمولی که اصلاً هم گالوانیزه نشده‌اند را به جای ورقهای گالوانیزه با همان قیمت بیشتر به فروش برسانند و خریدار را متضرر کنند. بنابراین همه افرادی که خریدار این محصولات هستند باید بتوانند اصل بودن و نبودن آن را تشخیص دهند. ورقهای گالوانیزه مانند ورقهای آهنی کدر نبوده و سطحی براق، صیقلی و شفاف دارند. به علاوه پوشش ورق روی بر سطح آهنی در ورقهای گالوانیزه ضخامتی بین 0.6 الی 6 میلی‌متر دارد. ورقهای گالوانیزه در سه نوع کلی گل درشت، گل ریزه و بدون گل تولید میشوند که هر کدام در موارد مختلفی به کار می‌روند. یکی دیگر از خصوصیات ورقهای گالوانیزه برای تشخیص دادنشان لیز بودن آن‌هاست.
مشخصات فنی ورق های گالوانیزه
پوشش روی آهن در ورق های گالوانیزه عموماً روی است. بنابراین مشخصات شیمیایی و فیزیکی این فلز می‌تواند تأثیر زیادی بر ورقهای گالوانیزه بگذارد. کیفیت آلیاژ به کاربرده شده برای گالوانیزه کردن آهن مهمترین فاکتور در مشخص کردن قیمت ورق گالوانیزه است. به هر حال هم روی و هم آهن از فلزات بسیار عالی هستند که به دلیل استحکام تسلیم بالا، استحکام کششی زیاد، انعطاف پذیری زیاد، سختی خوب و ترکیبات شیمیایی مناسبی که دارند ورقهای گالوانیزه را برای کاربردهای گسترده‌ای آماده می‌کنند.
عرض ورقهای گالوانیزه معمولاً مانند ورقهای روغنی بین 1 الی 1.25 متر است. همچنین طرح‌های خاص زیادی را می‌توان روی ورقهای گالوانیزه پیاده کرد که یکی از نمونه‌های آن ساخت ورقهای مورد استفاده در عرشه‌های فولادی است. در واقع ویژگی شکل پذیری بسیار عالی ورقهای گالوانیزه کاربردهای آن را بیش از پیش گسترش داده است.
از طرفی بسته به نوع کاربرد ورق گالوانیزه، خواص آن می‌تواند کاملاً متفاوت باشد. مثلاً اگر برای یک پروژه انعطاف پذیری ورقهای گالوانیزه اهمیت زیادی داشته باشد از موادی استفاده میشود که این خاصیت را افزایش دهند. در حالی که در برخی پروژه‌های دیگر استحکام ورقهای گالوانیزه از هر چیزی مهمتر است. در مورد پوشش این محصولات ذکر این نکته حائز اهمیت است که هر چقدر جرم یا وزن پوشش بیشتر باشد، قطعاً کیفیت آن بالاتر است. زیرا بهتر می‌تواند از ورق آهنی در برابر شرایط محیطی و اکسیداسیون محافظت نماید. در نتیجه هر چه میزان پوشش مواد روی در واحد سطح ورق فولادی یا آهنی بیشتر باشد، میزان محافظت در برابر خوردگی ورق نیز بیشتر خواهد بود.
انواع ورق های گالوانیزه
رایج‌ترین ورقهای موجود در بازار ایران دارای پوشش‌هایی با ضخامت‌های بین 80 الی 150 میکرون هستند. این محصولات طبق استانداردی به نام استاندارد ISO1460 ساخته میشوند که میزان روی در واحد سطح ورق گالوانیزه را تعیین می‌کند. طبق این استاندارد، میزان روی در واحد سطح ورق با ضخامت روی و یک ضریب ثابت رابطه مستقیم دارد. مثلاً پوشش‌های شماره 80 به این معنا هستند که در هر مترمربع از ورق گالوانیزه تنها 80 گرم روی وجود دارد. شایان ذکر است ورقهای وارداتی دارای پوشش‌های با ضخامت‌های بین 160 الی 200 میکرون هستند و به همین دلیل گرانتر و مرغوبتر هستند. نکته قابل توجه دیگر این است که علاوه بر میزان ضخامت پوشش روی در ورقهای گالوانیزه، ترکیبات موجود در این پوشش نیز تأثیر زیادی در کیفیت ورق گالوانیزه دارند. از این لحاظ این محصولات در دو نوع زیر با کیفیت‌های متفاوت تولید میشوند:
- اگر جنس پوشش روی بر سطح ورق آهنی خالص باشد، به آن ورق Z می‌گویند.
- اگر در جنس پوشش روی علاوه بر روی مقداری عنصر آهن Fe نیز یافت شود، به آن ورق ZF می‌گویند.
مورد دیگری که ورقهای گالوانیزه را از هم متفاوت می‌کند تکنولوژی ساخت آن‌هاست. روش‌های مختلفی برای ساخت ورق گالوانیزه وجود دارد که از جمله آنها می‌توان به گالوانیزه سرد Cold galvanizing یا الکترولیز Electrolize، گالوانیزه گرم (غوطه وری) Hot deep galvanizing، متالایزینگ Metalizing و پاشش روی Zink spraying اشاره کرد. هر کدام از این روش‌ها کیفیت متفاوتی در ورق گالوانیزه تولید شده ایجاد می‌کنند که تأثیر مستقیمی بر قیمت آنها خواهد داشت.
تولید ورق های گالوانیزه
مراحل ساخت ورق گالوانیزه همیشه یکسان نخواهد بود و به روشی که برای تولید آن انتخاب میشود، بستگی دارد. در زیر برای آشنایی بیشتر شما مراحل تولید ورق گالوانیزه به روش غوطه‌وری یا گالوانیزه گرم را شرح خواهیم داد:
- آماده سازی: در این مرحله ورقهای کویل برای گالوانیزه به شکل پیوسته یا به صورت برش خورده آماده میشوند.
- چربی شویی: مرحله دوم تمیز کردن ورقهای آهنی به وسیله محلول‌های سود انجام می‌گیرد. اگر این مرحله با دقت انجام نشود و مقداری چربی روی قسمت‌های مختلف ورق بماند، پوشش روی به صورت یکسان پخش نخواهد شد و ورق گالوانیزه تولید شده، کیفیت مطلوبی ندارد.
- شست و شو: بعد از چربی شویی برای اطمینان از تمیز شدن سطح ورق‌ها و از بین رفتن کامل محلول‌های چربی گیر که روی ورقهای آهن باقی مانده است، یک شستشوی کامل انجام میشود.
- زنگ زدایی: در این مرحله ورق‌ها در یک محلول زنگ زدا که دارای غلظت بالایی از اسیدکلریدریک است، غوطهور میشوند تا همه زنگ زدگی‌های احتمالی ورقهای آهنی به طور کامل از بین بروند.
- شست و شوی مجدد: در این مرحله دوباره برای پاک کردن مواد زنگی جدا شده از سطح ورق‌ها، آنها را شست و شو می‌دهند.
- فلاکس: فلاکس ماده‌ای ترکیبی از کلرید روی و عناصر دیگر است که روی ورقهای آهنی زده میشود تا برای عملیات گالوانیزه کردن آماده شوند. این مرحله به این علت انجام میشود که فلز روی بتواند به خوبی روی فولاد بچسبد یا اصطلاحاً روی و فولاد به خوبی ممزوج شوند.
- هم دما کردن: در این مرحله از فرایند پیش‌گرم برای هم دما کردن عناصر استفاده می‌کنند که معمولاً دما را تا 80 درجه سانتی‌گراد افزایش می‌دهند. این مرحله از پاشش فلز روی مذاب در هنگام غوطه‌وری در داخل وان مذاب جلوگیری می‌کند.
- گالوانیزاسیون: در این مرحله دیگر ورق فولادی برای عملیات اصلی یعنی گالوانیزه شدن آماده شده است و در وان مذاب روی غوطه ور میشود.
- آماده سازی ورق برای عرضه به بازار: بعد از اینکه ورق در وان مذاب غوطهور شد باید عملیاتی روی آنها انجام شود تا بتوان این محصولات را به انبار برده و برای عرضه به بازار آماده کرد. این عملیات عبارتند از:
آبکاری ورق گالوانیزه چیست؟
به دو روش سرد و گرم این ورق‌ها را آبکاری می‌کنند. برای انجام این کار ابتدا مانند مراحلی که در قسمت قبلی گفته شد با محلول‌های چربی‌گیر، امولسیون، تمیزکاری با مواد حلال صنعتی و چربی زداهای مختلف ورق‌ها را به خوبی پاک کنند. سپس اسید شویی با مواد محلول آب، اسیدکلریک و یا اسید سولفوریک انجام میشود. غلظت اسیدهای موجود در این محلول‌ها باید 10 تا 15 درصد و دمای آن بین 60 الی 80 درجه سانتی گراد بوده و در نهایت آبکاری گالوانیزه انجام میشود. در واقع آبکاری گالوانیزه همان عملیات گالوانیزاسیون است که به صورت مرحله به مرحله برای ایجاد پوشش روی بر سطح آهن انجام خواهد شد.
خاصیت حالت پذیری و فرم گیری ورق های گالوانیزه
یکی از مواردی که می‌تواند میزان فرم پذیری و انعطاف این محصولات را تغییر دهد اندازه ضخامت آنها است. بدیهی است هر چه ضخامت این ورق‌ها کمتر باشد میزان شکل پذیری و انعطاف آنها نیز بیشتر خواهد بود. ورقهای گالوانیزه با ضخامت‌های بالا انعطاف کمتری دارند که برای اتصالات استفاده میشوند. مزیت این محصولات این است که می توان از انواع اتصالات جوشی و غیر جوشی برای تولید محصولات مختلف با ورقهای گالوانیزه استفاده کرد. این ورق نیز ممکن است در کارخانه جهت کاربردهای خاص مانند استفاده در کرکره‌ها و سقف‌های عرشه فولادی شکل دهی شوند.
جمع بندی
تولید ورقهای گالوانیزه تحول بزرگی در استفاده از ورقهای آهنی ایجاد کرد. تا قبل از آن به دلیل اکسیداسیون و خوردگی آهن امکان استفاده از آن برای شرایط مرطوب وجود نداشت و خیلی زود آهن دچار زنگ زدگی و خوردگی میشد. اما در حال حاضر در صنایع مختلف به صورت گسترده از انواع ورقهای گالوانیزه استفاده میشود.
