تئوري گالوانيزاسيون گرم

گالوانيزه گرم فرايندي است كه طي آن قطعات توليد شده پس از غوطه وري در مذاب رويپوششي از روي خالص و يا آلياژ روي آهن كه با پيوند هاي متالورژيكي (فلزي)به فلز پايه ( آهن ) متصل مي گردد .
در حال حاضر اين فرايند به دو صورت گالوانيزه تر و خشك انجام مي شود . در گالوانيزه تر، مخلوط كلريد امونياكي روي در سطح مذاب پاشيده مي شود و قطعات پس از انجام مراحل اماده سازي مستقيماً و همزمان با اغشته شدن به فلاكس وارد مذاب مي شود .
در گالوانيزه خشك ، قطعات پس از انجام مراحل اماده سازي در محلول كلريد امونياكي روي قرار گرفته و پس از اغشته شدن در خشك كن و در ادامه درون مذاب قرار مي گيرند .
تاريخچه استفاده از گالوانيزه به سال 1724 باز ميگردد. زماني كه يك شيمي دان فرانسوي به نام Melouin در آكادمي رويال فرانسه يك روش پوشش روي مذاب بر روي آهن را توصيف نمود.
در سال 1836 ديگر شيمي دان فرانسوي Sorel اين موضوع را ادامه داد . وي براي پوشش دادن آهن توسط روي ابتدا آنرا نه بار در اسيد سولفوريك تميز كرد وسپس توسط فلاكس كلريد آمونيم آنرا آغشته و در مخزن روي مذاب قرار داد تا اولين قطعه فولادي گالوانيزه شكل گيرد .
گالوانيزه گرم به سبب اافزايش طول عمر قطعات از لحاظ بالا بردن مقاومت آنها در برابر خوردگي شيميائي و الكتروشيميائي در بيشتر صنايع و بخصوص در نواحي كه در معرض خوردگي هستند همواره مورد توجه صنعتگران مي باشد .
ساير روش هاي گالوانيزه عبارتند از :
آبكاري روي Zinc plating ( روشالكترو شيميائي)
پاشش مكانيكي روي Sheradising ( روش گرمايش پودر روي در درام )
پاشش گرمائي روي Zinc spray ( روش پاشش گرد روي از طريق گرماي سوختن )
پوشش با رنگ هاي غني از روي Zinc rich paint

فرايند گالوانيزاسيون به روش غوطه وري در مذاب:

 

Degreasing چربي گيري
- حمام گرم از سود ( حدود 90 درجه سانتيگراد ) و يا تركيبات خاص چربي گير معمولاً در اولين ايستگاه فرايند گالوانيزه براي پاك كردن سطوح قطعات از رنگ ، روغن ، گريس و هر گونه تركيبات الي ديگر مورد استفاده قرار ميگيرد .
- تركيبات ديگري كه سطح را آلوده مي كند و در اين مرحله زدوده نمي شود را در مرحله بعدي ( اسيد شوئي ) مي زدايند .
- كليه سطوح قطعه از لحاظ زدوده شده رنگ بايد بطور دقيق كنترل شوند ، بعضي از انواع رنگ ها ممكن است به راحتي زدوده نشده ولازم باشد به اين منظور نيازمند انجام عمليات مكانيكي ويژه مانند سند بلاست كردن باشند .
- قطعاتي كه قرار است گالوانيزه شوند نيازمند هستند درحين فرايند اويزان نگهداشته شوند .


Loading – jigging بار گذاري – تعليق
به اين منظور بايد اسبابي تدارك ديده شود كه قطعات را در مراحل اماده سازي و غوطه وري بطور معلق بتواند جابجا نمايد .
- اين نكته رانبايد از خاطر دور كرد كه هر گونه الودگي مانند علائم با رنگ ، گريس ، روغن و ... قبل از شروع مراحل آماده سازي از سطح قطعات زدوده شود .
- نحوه قرارگيري و منافذ داخلي قطعات بايد به نحوي باشد كه محلول هاي شستشو و مذاب روي قادر باشد در تمام نواحي قطعه جريان يابد.
- اجزاء سازه ها در هنگام طراحي بايد به نحوي پيش بيني گردد ناحيه ائي بن بست نباشد تا هوا ، محلول هاي شستشو( چربي گير، اسيد و فلاكس ) و در نهايت مذاب به آن دسترسي نداشته باشد .
- حتماً در ابتدا و حين فرايند طراحي و ساخت سازه ها با گالوانيزه كننده هماهنگي نمائيد.


- Acid pickling اسيد شوئي
- قطعات در اين مرحله به منظور برداشتن زنگ ، پوسته و ساير اكسيد هاي فلزي در حمام اسيد كلريدريك غوطه ور مي شوند
- سطح فولاد مي بايست بطور كامل از اين الودگي ها زدوده گردد تا مذاب روي قادر گردد با فولاد بطور كامل واكنش دهد .
- زنگ زدگي عميق و سنگين را ممكن است نتوانيم به راحتي با روش اسيد شوئي برداريم ، به همين دليل شايد لازم باشد از ساير روش هاي مكانيكي به منظور تميز كردن سطح قبل از اسيد شوئي استفاده كرد .


- Pre-fluxing فلاكسينگ
- پس از اينكه قطعات اسيد شوئي شدند در وان اب ابشوئي گرديده و در پايان مراحل اماده سازي در حمام گرم كلريد امونياكي روي قرار گرفته و به ان اغشته مي شوند .
- محلول كلريد امونياكي روي سطح فولاد را براي انجام واكنش با مذاب روي اماده مي نمايد .


- Hot dip galvanizing گالوانيزه گرم
- مذاب روي با سطح فولادي كه در مراحل قبلي كاملاً تميزشده است ، واكنش داده و لايه ائي از الياژ روي – اهن را كه پيوند بسيار قوي با سطح فولاد برقرار كرده را تشكيل ميدهد .
- پوشش گالوانيزه در 2 الي 3 دقيقه ابتدائي ورود به حمام مذاب تشكيل مي شود كه در هر حال به ضخامت فولاد بستگي دارد .


- Quenching خنك كردن
- پس از اتمام فرايند گالوانيزه گرم كه با خروج قطعات از درون مذاب همراه است ، انها را بلافاصله در اب و يا محلول دي كرومات سديم غوطه ور مي كنند .
- عمليات غوطه وري در محلول دي كرومات سديم موجب خنك شدن قطعات مي گردد كه به همين سبب به راحتي قابل انتقال بوده و سطوح نسبت به واكنش هاي بعدي غيرفعال گرديده و براق خواهد شد .


- Characteristics ويژگي ها
- لايه الياژي روي اهن 80% الي 100 % پوشش را ممكن است ، شامل گردد .
- لايه هاي الياژي روي اهن 250 برابر از فولاد سخت تر است


- Coating comparisons مقايسه پوشش
- ويژه گي هاي پوشش روي به روش گالوانيزه به روش غوطه وري گرم, hot dip galvanizing (HDG) در مقايسه با روش الكتروليز (zinc electroplating (ZEP)) و گالوانيزه پيوسته ( galvanizing-(GC)continuous) ارجحيت دارد ، زيرا
1- پوشش گالوانيزه گرمضخامت بيشتر و در نتيجه طول عمر بالغ بر 50 سال بدون زنگ زدن دارد .
2- پوشش گالوانيزه گرم سخت تر و 5 برابر مقاومت سايشي بيشتري نسبت به روش هاي ديگر دارد .