تاریخچه گالوانیزه و ورق فولادی گالوانیزه

اولین بار به صورت اتفاقی مشخص گردید وجود دو عنصر با خواص الکتریکی متفاوت در هر محلول می تواند باعث ایجاد پیل الکتریکی گردد. این پدیده در سال ۱۷۸۰ میلادی توسط دکتر لوئیجی گالوانی (۱۷۳۷ تا ۱۷۹۸ میلادی) کشف شد. دکتر گالوانی مخترع نبود ولی در میانه ی تحقیقات علمی خود، متوجه این خاصیت گردید. پس از آن دانشمند مشهوری به نام السنادرو ولتا (۱۷۴۵ تا ۱۸۲۷ میلادی) تحقیقات را در زمینه ی این خاصیت کامل نمود و نام “گالوانیک” را به یک جریان الکتریکی که از واکنش شیمیایی حاصل می شود تغییر داد. از طرفی به دلیل انجام تحقیقات زیاد بر روی نحوه ی اکسیداسیون و خوردگی محصولات آهنی، روش هایی ابداع شده بود تا بتواند آهن را در مقابل خوردگی و زنگ زدن محافظت کند. این روش ها و اطلاعات به دست آمده در خصوص خاصیت گالوانیک منجر به این شد که در سال ۱۸۳۶ مهندسی فرانسوی به نام سورل (۱۸۰۳ تا ۱۸۷۱) غوطه ور کردن آهن در مذاب روی را پیشنهاد دهد. این غوطه وری منجر به تشکیل لایه ای از روی (Zn) بر سطح آهن می گردد. هنگامی که آهن با مواد خورنده مواجه می گردد، اگر دارای لایه ای از جنس روی باشد، به علت اختلاف الکترونگاتیویته آن نسبت به آهن، روی آند می شود و عوامل اکسید کننده به جای Fe ، روی را انتخاب کرده و آهن یا خورده نمی شود یا خوردگی آن بسیار بسیار ناچیز خواهد بود. علاوه بر خاصیت گالوانیکی، ایجاد مانع بین آهن و هوای آزاد که در واقع محتوی میزانی از رطوبت نیز هست، عامل تکمیلی برای جلوگیری از اکسیداسیون سطح آهن می باشد. پس از مشاهده ی مزایای این روش، در سال ۱۸۵۰ میلادی کارخانه بزرگی برای گالوانیزه کردن محصولات آهنی در بریتانیا تاسیس شد.

ورق گالوانیزه چیست؟ کاربردها و ویژگی های آن

به ورق فولادی که با فلز روی یا Zn پوشش داده شده است، ورق گالوانیزه گفته می شود. عموما ضخامت ورق گالوانیزه پایین می باشد. قیمت ورق گالوانیزه تحت تاثیر قیمت آهن آلات بوده و همچنین قیمت روی در بازار فلزات می تواند قیمت ورق گالوانیزه را تحت تاثیر خود قرار دهد. 

محصولات فولادی را می توان از طریق غوطه ور نمودن در حوضچه ی روی مذاب، گالوانیزه ساخته و عمر مفید آنها را ۲۰ تا ۳۰ سال افزایش داد. اگرچه فولادها در مقابل آسیب های فراوانی مقاوم هستند و همین باعث کاربرد روزافزون آنها در انواع صنایع شده است، طریقه انجام گالوانیزاسیون بر روی محصولات فولادی الزاماتی دارد که عمده این الزامات در دو استاندارد BS EN 10326 و BS EN 10327 به تفصیل آمده است. زنگ زدگی، اکسیداسیون و خوردگی این محصولات عواملی هستند که به تدریج فولاد را از بین برده و باعث ایجاد خسارت می شوند. در اینجا اهمیت نقش گالوانیزاسیون مشخص می گردد. گالوانیزه کردن فولاد به دو طریق خوردگی فولاد را به تعویق می اندازد. اول اینکه با ایجاد یک لایه میانی مابین رطوبت هوا و فولاد از تشکیل اکسید و نهایتا زنگ زدگی جلوگیری می کند. دوم، در مواردی ممکن است آهن موجود در فولاد یا همان Fe در معرض خوردگی گالوانیکی قرار بگیرد. در این حالت فلزِ روی (Zn) به علت اینکه از آهن به لحاظ الکترونگاتیویته فعال تر است نقش آند را بازی نموده و از خورده شدن آهن ممانعت به عمل می آورد. آهن که در اینجا نقش کاتد را ایفا می کند خورده نمی شود یا خوردگی آن بسیار بسیار ناچیز خواهد بود.

ظاهر ورق گالوانیزه دارای مشخصاتی است که به راحتی از ورق روغنی و ورق سیاه قابل تمایز می باشد. ناخالصی های موجود در مذاب روی در هنگام شکل گیری کریستالهای روی بر سطح فولاد، باعث شکل گیری نوعی عیب بر روی سطح ورق گالوانیزه می گردد که به اصطلاح به آن اسپنگل Spangle یا گل گالوانیزه می گویند. در اصطلاح متالورژی این ناخالصی ها را پولک می نامند. وجود این اشکال بر روی ورق گالوانیزه باعث تفاوت ظاهری آن می گردد. حتی محصولات کارخانجات مختلف نیز در نوع این گلها با هم تفاوت هایی دارند و از این طریق می توان تشخیص داد ورق گالوانیزه مربوط به کدام کارخانه تولیدی می باشد.

نحوه تشخیص ورق گالوانیزه

بسیاری از افراد در هنگام خرید ورق گالوانیزه با چالش هایی مواجه می شوند چرا که قادر به تشخیص و اورجینال بودن آن نیستند. به طور کلی ورق های گالوانیزه دارای سطحی براق، صیقل و شفافیتی فوق العاده برخودارند. همچنین، پوشش ورق های گالوانیزه در محدوده ۱۰ الی ۲۷۵ میلی متر بوده و دارای ضخامتی معادل بین ۰.۱۸ الی ۶ میلیمتر هستند. ورق گالوانیزه به سه دسته ورق گالوانیزه گل درشت، ورق گالوانیزه گل ریزه و ورق گالوانیزه بدون گل تقسیم شده و هرکدام کاربرد های مختلفی دارند. از دیگر روش های تشخیص ورق گالوانیزه میتوان به لیز بودن سطح آن اشاره کرد.

مشخصات شیمیایی و فیزیکی ورق گالوانیزه

با توجه به اینکه پوشش روی از ورق فولادی محافظت می کند، مشخصات پوشش می تواند همانند جنس ورق در مشخصات ورق گالوانیزه نقشی تعیین کننده داشته باشد. لازم به ذکر است این موارد قیمت ورق گالوانیزه را نیز تحت تأثیر خود قرار می دهد. ابتدا خوب است به خواص عمده ورق فولادی اشاره کنیم. خواصی نظیر استحکام تسلیم، استحکام کششی، انعطاف پذیری، سختی و ترکیب شیمیایی ورق.

در این خصوص باید در نظر داشته باشیم آنچه به عنوان این خواص در مورد ورق های روغنی ذکر شد، در خصوص ورق های گالوانیزه نیز صدق می نماید. حتی از نظر ابعادی نیز می توان همان مشخصات ورق روغنی را در نظر گرفت. برای مثال عرض ورق های گالوانیزه ۱ و ۱.۲۵ متر می باشند، ضخامت آنها نیز معمولا از ۰.۴ میلیمتر تا ۳ میلیمتر را شامل می گردد. طرح های شکل دهی مختلفی نیز می تواند بر روی ورق های گالوانیزه اعمال گردد.

بسته به کاربرد مورد نیاز، خواص ورق متفاوت است. مثلا برای یک کاربرد، انعطاف پذیری ورق مهم می باشد ولی برای کاربرد دیگر استحکام. از مشخصات ورق پایه و خواص آن که بگذریم در مورد پوشش گالوانیزه باید گفت هرچه جِرم پوشش بیشتر باشد، کیفیت پوشش بهتر خواهد بود. در واقع جرم بیشتر پوشش، نشان دهنده ی مقدار روی در سطح مشخصی از فولاد است، و این مقدار با قدرت محافظت از خوردگی رابطه ی مستقیمی دارد. هرچقدر میزان پوشش روی، در واحد سطح ورق فولادی بیشتر باشد، میزان محافظت از خوردگی ورق بیشتر خواهد شد.

ورق های رایج در بازار ایران دارای پوششی در دامنه ی ۸۰ تا ۱۵۰ میکرون (میکرو متر) می باشد. بر اساس استاندارد ISO1460 که مشخصا در خصوص تعیین میزان روی در واحد سطح ورق گالوانیزه می باشد، نحوه ی محاسبه ی مقدار روی، تعیین شده است. بر این اساس مقدار روی موجود در واحد سطح ورق می تواند با ضخامت روی و یک ضریب ثابت رابطه مستقیم داشته باشد. عنوان نمونه پوشش شماره ۸۰ به این معناست که در هر متر مربع ورق گالوانیزه ۸۰ گرم روی وجود دارد.در مورد ورق های گالوانیزه وارداتی این عدد در محدوده ۱۶۰ تا ۲۰۰ می باشد که نشان دهنده ی کیفیت بهتر آنها می باشد. همین اعداد می توانند اثر مستقیمی در قیمت ورق گالوانیزه داشته باشند.

در پایان بد نیست به این موضوع اشاره گردد که فرآیند استفاده شده در گالوانیزه کردن ورق نیز تاثیر به سزایی در کیفیت آن دارد. به طور کلی روشهای مختلفی برای گالوانیزه کردن وجود دارد که از آن جمله می توان گالوانیزه گرم (غوطه وری) Hot deep galvanizing، گالوانیزه سرد Cold galvanizing یا الکترولیز Electrolize ، متالایزینگ Metalizing ، پاشش روی Zink sprayingو غیره را نام برد. رایج ترین نوع فرآیند به کار رفته در تولید ورق های گالوانیزه همان روش اول یا گالوانیزه گرم می باشد. به محصولاتی که به این طریق گالوانیزه می شوند Hot deep Galvanized یا به اختصار HDG گفته می شود.

منبع: وبسایت مدیران آهن