ورق گالوانیزه چیست
ورق گالوانیزه چیست؟ مشخصات، مزایا و عمر مفید آن
رطوبت، دشمن شماره یک سازه‌های فولادی است. اگرچه این سازه‌ها در برابر آتش‌سوزی، طوفان و باران‌های سیل‌آسا مقاوم هستند، اما زنگ‌زدگی ناشی از رطوبت در گذر زمان می‌تواند جان آنها را به خطر اندازد. ورق‌های گالوانیزه با پوششی خاص، راه حلی ایده‌آل برای این مشکل هستند. این ورق‌ها به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی، محبوبیت زیادی در صنایع مختلف پیدا کرده‌اند. در این مقاله به معرفی ورق گالوانیزه، ساختار آن و چگونگی مقابله با زنگ‌زدگی می‌پردازیم.
گالوانیزه چیست؟
فولاد و آهن، به طور ذاتی در معرض خوردگی و زنگ‌زدگی هستند که می‌تواند منجر به تضعیف و تخریب سازه‌های ساخته شده از آنها شود. برای مقابله با این مشکل، روش‌های مختلفی برای محافظت از سازه‌های فولادی ارائه شده است. در میان این روش‌ها، فولاد گالوانیزه به عنوان یکی از کارآمدترین و مطمئن‌ترین گزینه‌ها، به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در این روش، ورق‌های فولادی با پوششی از فلز روی محافظت می‌شوند. این پوشش نه تنها مانع از رسیدن عوامل خورنده به فولاد می‌شود، بلکه حتی اگر آسیب ببیند یا از بین برود، از زنگ‌زدگی فلز پایه جلوگیری می‌کند. به دلیل همین ویژگی‌ها، استفاده از ورق گالوانیزه اقتصادی و موثر است و قیمت ورق گالوانیزه اهمیت زیادی دارد. این نوع فولاد به طور گسترده در مختلف صنایع استفاده می‌شود، از جمله در ساخت پل‌ها، استادیوم‌ها، نرده‌ها، چراغ‌های خیابانی، ساختمان‌ها و حتی اتومبیل‌ها.
برخی از این مزایای ورق گالوانیزه عبارتند از:
1- هزینه تولید بسیار پایین: این ورق ها در مقایسه با سایر ورق های ضد خوردگی، به طور قابل توجهی ارزان تر هستند.
2- سهولت جوشکاری: جوشکاری این نوع ورق ها بسیار آسان بوده و نیاز به مهارت خاصی ندارد.
3- کاهش هزینه های نگهداری و تعمیر: ورق های گالوانیزه به دلیل مقاومت بالا در برابر زنگ زدگی، نیاز به نگهداری و تعمیر کمتری دارند که این امر موجب صرفه جویی در هزینه ها می شود.
4- ظاهر زیبا: این ورق ها دارای ظاهری براق و زیبا هستند و می توانند به عنوان عنصری دکوراتیو نیز مورد استفاده قرار گیرند.
5- شکل پذیری بالا: ورق های گالوانیزه به راحتی خم و برش می خورند و می توان از آنها برای ساخت انواع مختلف سازه ها استفاده کرد.
زنگ زدن فولاد: سفری به دنیای اتم‌ها و مولکول‌ها
زنگ زدن فولاد، فرآیندی شیمیایی است که در آن، آهن موجود در فولاد با اکسیژن و رطوبت هوا واکنش می‌دهد و اکسید آهن (زنگ) را تشکیل می‌دهد. این اتفاق زمانی رخ می‌دهد که فولاد برای مدت طولانی در معرض این عوامل محیطی قرار بگیرد.
در سطح اتمی، اکسیژن با اتم‌های آهن ترکیب شده و پیوندهای جدیدی را به وجود می‌آورد. این پیوندهای جدید، ضعیف‌تر از پیوندهای موجود در ساختار فولاد هستند و باعث می‌شوند که فلز به تدریج سست و شکننده شود. آب نیز در این فرآیند نقش دارد؛ مولکول‌های آب به اکسیژن کمک می‌کنند تا با آهن واکنش دهد.
در مراحل اولیه زنگ زدگی، آهن الکترون‌های خود را به اتم‌های اکسیژن می‌دهد و یون‌های آهن (Fe2+) را تشکیل می‌دهد. این یون‌ها با مولکول‌های آب واکنش داده و هیدروکسید آهن (Fe(OH)2) و هیدروژن آزاد می‌کنند.
با ادامه این واکنش‌های شیمیایی، سطح فولاد به دو بخش مجزا تبدیل می‌شود: بخش آند که در آن اکسیداسیون (از دست دادن الکترون) آهن اتفاق می‌افتد و بخش کاتد که در آن احیا (کسب الکترون) اکسیژن رخ می‌دهد. این دو بخش، به همراه الکترولیتی که توسط آب و یون‌های موجود در آن تشکیل می‌شود، یک سلول ولتایی کوچک را ایجاد می‌کنند. جریان الکتریکی حاصل از این سلول، باعث می‌شود که یون‌های آهن به سمت کاتد حرکت کنند و در آنجا با اکسیژن ترکیب شده و زنگ را تشکیل دهند.
این فرآیند به طور مداوم ادامه پیدا می‌کند تا زمانی که تمام آهن موجود در فولاد به زنگ تبدیل شود. زنگ زدگی نه تنها باعث از بین رفتن زیبایی و استحکام فولاد می‌شود، بلکه می‌تواند منجر به خرابی‌های جدی در سازه‌ها و تجهیزات مختلف نیز گردد.
عملیات گالوانیزاسیون یا آبکاری ورق گالوانیزه
در فرآیند گالوانیزه، لایه نازکی از روی به سطح فولاد اضافه می‌شود تا از آن در برابر زنگ‌زدگی محافظت کند. این پوشش فلزی در سطح میکروسکوپی با فولاد پیوند ایجاد می‌کند و یک لایه محافظ یکنواخت به وجود می‌آورد. تنوع در ضخامت لایه روی، روش تولید و نوع فولاد پایه، منجر به تولید ورق‌های گالوانیزه با ظاهری متفاوت، ضخامت‌های گوناگون و دوام‌های مختلف می‌شود. در ادامه به طور خلاصه به روش‌های تولید ورق گالوانیزه می‌پردازیم.
دو روش کلی برای محافظت از فلزات در برابر زنگ‌زدگی وجود دارد:
1- گالوانیزه کردن غوطه‌وری گرم: در این روش، ورق‌های فولادی را در حمام مذاب روی فرو می‌کنند تا پوششی از روی روی سطح آنها ایجاد شود. این روش رایج‌ترین روش تولید ورق گالوانیزه است و پوششی ضخیم و بادوام به وجود می‌آورد.
2- گالوانیزه کردن الکترولیتی: در این روش، از جریان الکتریکی برای رسوب‌دهی لایه نازکی از روی بر روی سطح فولاد استفاده می‌شود. این روش پوششی نازک‌تر و ظریف‌تر از روش غوطه‌وری گرم ایجاد می‌کند، اما برای مصارف داخلی و محیط‌های با خوردگی کم مناسب است.
انتخاب روش مناسب برای گالوانیزه کردن به عوامل مختلفی مانند نوع کاربرد، ضخامت پوشش مورد نظر و هزینه نهایی بستگی دارد.
مشخصات فولاد گالوانیزه
فولاد گالوانیزه به لطف لایه پوششی از جنس روی، در برابر خوردگی و زنگ زدگی بسیار مقاوم است. این پوشش مانند یک مانع عمل می‌کند و از رسیدن مواد خورنده به فولاد زیرین جلوگیری می‌کند. به همین دلیل، عمر مفید فولاد گالوانیزه به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد و می‌تواند تا بیش از 70 سال بدون نیاز به تعمیر و نگهداری دوام بیاورد. نکته قابل توجه این است که روی، تنها فلزی است که چنین خاصیتی را به فلز پایه می‌دهد.
علاوه بر این، فولاد گالوانیزه جایگزینی مقرون به صرفه برای فولاد ضد زنگ به شمار می‌رود. حتی اگر روکش روی خراشیده یا آسیب ببیند، باز هم تا حدی از فولاد زیرین در برابر زنگ زدگی محافظت می‌کند.
در مجموع، فولاد گالوانیزه به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی، عمر مفید طولانی و قیمت مناسب، انتخابی ایده‌آل برای طیف گسترده‌ای از کاربردها است.
خواص ورق گالوانیزه
ورق‌های گالوانیزه به دلیل برخورداری از ویژگی‌های منحصر به فرد، جایگاه ویژه‌ای در صنایع مختلف پیدا کرده‌اند. مهم‌ترین مزیت این محصول، مقاومت بالا در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی است که طول عمر و پایداری آن را تضمین می‌کند. به همین دلیل، از ورق‌های گالوانیزه در تولید لوازم خانگی، به خصوص ماشین‌های لباسشویی که در معرض رطوبت دائمی قرار دارند، استفاده گسترده‌ای می‌شود.
علاوه بر مقاومت عالی، ورق‌های گالوانیزه به دلیل قابلیت رنگ‌پذیری و فرم‌پذیری بالا، کاربردهای متنوعی در صنایع مختلف دارند. این ورق‌ها به طور اقتصادی نیز مقرون به صرفه هستند، چرا که هزینه تولید و نگهداری آنها پایین بوده و به ندرت نیاز به تعمیر دارند.
قابلیت جوشکاری آسان، ظاهر زیبا و براق، مقاومت در برابر آسیب‌های حین حمل و نقل و نصب، و سهولت در بازرسی کیفی از دیگر مزایای ورق‌های گالوانیزه به شمار می‌روند. به طور کلی، این نوع ورق به دلیل تنوع ویژگی‌ها و مزایا، انتخابی ایده‌آل برای طیف گسترده‌ای از کاربردها در صنایع مختلف محسوب می‌شود.
تاثیر کوتینگ بر کاربرد ورق گالوانیزه
کوتینگ یا همان ضخامت لایه روی (Zn) در ورق‌های گالوانیزه، نقش تعیین‌کننده‌ای در کاربرد و طول عمر آنها دارد. هر چه این لایه ضخیم‌تر باشد، مقاومت ورق در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی افزایش یافته و برای مصارف خاص‌تر و در محیط‌های خورنده‌تر مناسب خواهد بود.
میزان کوتینگ ورق‌های گالوانیزه بسته به کشور و کارخانه تولیدکننده متفاوت است. برای مثال، ورق‌های گالوانیزه ژاپنی با داشتن لایه‌ای ضخیم‌تر از روی (حدود 170 گرم بر متر مربع یا بیشتر) در مقایسه با ورق‌های چینی (100 تا 125 گرم بر متر مربع) عمر طولانی‌تری دارند و برای استفاده در شرایط آب و هوایی نامطلوب و یا محیط‌های صنعتی خورنده مناسب‌تر هستند.
انتخاب ورق گالوانیزه با کوتینگ مناسب، متناسب با نیاز و نوع کاربرد، از اهمیت بالایی برخوردار است. چرا که با افزایش ضخامت لایه روی، کیفیت و پایداری محصول نهایی افزایش یافته و از خوردگی و زنگ‌زدگی زودهنگام آن جلوگیری می‌شود.
مزایای ورق گالوانیزه در صنعت ساختمان
ورق گالوانیزه به دلیل برخورداری از مزایای متعدد، به خصوص در صنعت ساختمان، کاربرد فراوانی دارد. برخی از این مزایا عبارتند از:
طول عمر بالا: این ورق‌ها در برابر خوردگی مقاوم هستند و می‌توانند در محیط‌های خورنده بین 20 تا 70 سال عمر کنند.
هزینه کم: روش گالوانیزاسیون، به دلیل چسبندگی بالای روی مذاب به فولاد، محصولی بادوام و با نیاز به تعمیر و نگهداری کم تولید می‌کند. با وجود اینکه قیمت اولیه آن ممکن است از سایر ورق‌های فولادی بیشتر باشد، اما در بلندمدت به دلیل نیاز به تعمیرات کمتر، مقرون به صرفه‌تر خواهد بود.
بازرسی آسان: برخلاف سایر روش‌ها، ورق‌های گالوانیزه به طور بصری و بدون نیاز به آزمایش‌های خاص قابل بررسی هستند و این امر فرآیند بازرسی را آسان و کم‌هزینه می‌کند.
سختی بالا: گالوانیزه یکی از سخت‌ترین پوشش‌های محافظ موجود در بازار است که علاوه بر مقاومت در برابر زنگ‌زدگی، در برابر آسیب‌های حمل و نقل نیز مقاوم است.
تمیزکاری آسان: این ورق‌ها را به راحتی می‌توان با آب قلیایی و در صورت نیاز با پارچه نرم تمیز کرد.
صرفه‌جویی در منابع: فولاد گالوانیزه محصولی بادوام و پایدار است و حمام مذاب مورد استفاده در فرآیند گالوانیزاسیون قابل بازیافت و استفاده مجدد است.
قابلیت اطمینان و تطبیق‌پذیری بالا: این ورق‌ها مطابق با استانداردهای بین‌المللی تولید می‌شوند و از قابلیت اطمینان بالایی برخوردارند.
به دلیل مزایای ذکر شده، ورق گالوانیزه در ساخت بسیاری از مصالح ساختمانی از جمله رابیتس کاربرد دارد و نوسانات قیمت آن بر قیمت نهایی این محصولات نیز تاثیر می‌گذارد.
مضرات ورق گالوانیزه و نکات مهم در جوشکاری آن
ورق‌های گالوانیزه به دلیل مقاومت بالا در برابر زنگ‌زدگی، کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف دارند. با این حال، در کنار مزایای متعدد، این ورق‌ها معایبی نیز دارند که باید مورد توجه قرار گیرند.
یکی از مهم‌ترین معایب ورق‌های گالوانیزه، تولید گازهای سمی هنگام جوشکاری است. تنفس این گازها می‌تواند منجر به مشکلات ریوی جدی شود. به همین دلیل، استفاده از ماسک‌های مخصوص در هنگام جوشکاری این ورق‌ها ضروری است. علاوه بر این، به دلیل خطرات سلامتی، نباید بیش از 4 ساعت به طور مداوم به جوشکاری ورق‌های گالوانیزه مشغول شد.
از جمله علائم اولیه تنفس گازهای سمی ناشی از جوشکاری بدون ماسک، می‌توان به سردرد، سرگیجه و حالت تهوع اشاره کرد.
نکات مهم در انتخاب ورق گالوانیزه باکیفیت:
1- سطح صاف و براق: ورق‌های گالوانیزه باکیفیت، سطحی صاف، براق و بدون لکه دارند. ناهمواری یا وجود لکه در سطح ورق، نشان‌دهنده وجود ناخالصی در مواد گالوانیزاسیون است.
2- ضخامت یکنواخت: ضخامت ورق در تمام نقاط آن باید یکسان باشد. اختلاف ضخامت در نقاط مختلف، نشان‌دهنده کیفیت پایین ورق است.
طول عمر ورق گالوانیزه:
ورق‌های گالوانیزه به دلیل پوشش روی که دارند، در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی بسیار مقاوم هستند. عمر مفید آنها به طور کلی بین 20 تا 30 سال تخمین زده می‌شود، اما این عدد می‌تواند با توجه به شرایط محیطی و نوع گالوانیزه شدن، به طور قابل توجهی افزایش یابد.
در محیط‌های خشک و بدون بارش، ورق‌های گالوانیزه می‌توانند عمری نامحدود داشته باشند. برای استفاده در فضای باز و شرایط آب و هوایی نامناسب، فولاد گالوانیزه گرم (حمام مذاب) بهترین گزینه است که تا 70 سال نیز عمر می‌کند.
رنگ‌آمیزی ورق‌های گالوانیزه در محیط‌های بسیار خورنده، می‌تواند به افزایش طول عمر آنها کمک کند. قبل از رنگ‌آمیزی، باید سطح ورق کاملاً تمیز، خشک و عاری از هرگونه آلودگی باشد.
