یکی از انواع فرآیندهای مورد استفاده برای آماده سازی فلز برای مصارف صنعتی، گالوانیزه گرم مقاطع فولادی است. این فرآیند، مانند بسیاری از عملیات های دیگر، برای ایجاد خواصی در فولاد طراحی شده است که کاربردهای آن را طولانی تر و طولانی تر می کند. گالوانیزه گرم شامل مراحل خاص خود می باشد که با وجود ساده بودن نیازمند دقت و حساسیت است.
هر دو فلز، فولاد و روی (به شکل مذاب) و بسیاری از مایعات و مواد پاک کننده شیمیایی در این فرآیند نقش دارند.
روی یک فلز طبیعی و بیست و هفتمین فلز در پوسته زمین است. این فلز کاربردهای بی شماری دارد، از صنعت داروسازی گرفته تا ساخت لاستیک. همه موجودات زنده برای زنده ماندن به روی نیاز دارند. اما بیشترین کاربرد روی در فرآیند گالوانیزه گرم قطعات فولادی است که عمدتاً برای جلوگیری از خوردگی فولاد نیز انجام می شود.
این مقاله ابتدا کل فرآیند گالوانیزه گرم قطعات فولادی را معرفی می کند. او سپس توضیح می دهد که چگونه روی از فولاد در برابر خوردگی و رطوبت محافظت می کند. بخش بعدی بخش بعدی را معرفی می کند که در مورد شاخص های کلیدی گالوانیزه گرم صحبت می کند و مراحل این فرآیند را شرح می دهد. سپس در مورد مزایای این عملیات در مقایسه با سایر فرآیندهای مشابه از جمله گالوانیزه سنتی صحبت خواهیم کرد. در نهایت، نکات دیگری را در مورد گالوانیزه گرم ارائه می کنیم که ممکن است به شما در درک و اجرای بهتر این فرآیند کمک کند.
در پایان این مقاله، درک جامعی از این فرآیند تولید خواهید داشت و می توانید تصمیمات بهتری در مورد آن بگیرید.
گالوانیزه گرم پروفیل فولادی چیست؟
گالوانیزه گرم فولاد پروفیل چیست؟
گالوانیزه گرم قطعات فولادی یک مانع کاتدی پتینه فلزی روی است که بر روی قطعات فولادی اعمال می شود. هدف آن نیز جلوگیری از خوردگی است. سازه های فولادی که این فرآیند را پشت سر گذاشته اند، ابتدا تحت یک سری تمیز کردن شیمیایی قرار می گیرند. این فرآیند با ریختن فلز در حمام روی مذاب به پایان می رسد.
روی چگونه از فولاد در برابر خوردگی محافظت می کند؟
پوشش فولادی در سازه هایی که دائماً در معرض عوامل جوی هستند بسیار مهم است. اکثر پروژه های ساختمانی عمری بین 50 تا 100 سال دارند. بنابراین نیاز به حفاظت طولانی مدت در برابر خوردگی در سازه های فولادی مورد استفاده در آن ضروری است. گالوانیزه گرم یا HDG سه سطح مقاومت در برابر خوردگی را ارائه می دهد:
• حفاظت از موانع
• حفاظت کاتدی
• پتینه روی
غوطه وری در آب داغ، مانند هر چسب دیگر، فولاد را از محیط جدا می کند و حفاظت و مانع اساسی را ایجاد می کند. لایه ای از پوشش روی فولاد سخت شده را به فولاد زیرین می چسباند و شکستن آن را سخت می کند.
علاوه بر این دو سطح، قطعات فلزی گالوانیزه گرم سطح سومی از محافظت به نام پتینه روی را فراهم می کنند. هنگامی که روی در معرض محیط قرار می گیرد، معمولاً لایه ای روی سطح ایجاد می کند که سرعت خوردگی را کاهش می دهد. این لایه به عنوان یک پیوند محیطی عمل می کند و پتینه روی نامیده می شود. پوشش روی نرخ خوردگی فولاد را به استاندارد 1.30 کاهش می دهد.
روی چگونه از فولاد در برابر رطوبت محافظت می کند؟
پوشش باعث می شود فولاد در برابر رطوبت نفوذ ناپذیر باشد. تبدیل شدن؛ لایه آلیاژی تشکیل شده به عنوان یک مانع محافظ عمل می کند. به این ترتیب فولاد پایه از مایعات الکترولیتی مانند آب، باران، آب نمک، شبنم و رطوبت جو محافظت می شود. مایعاتی که به راحتی می توانند باعث خوردگی الکتروشیمیایی فلزات شوند.
روی به عنوان کاتد فولاد در نظر گرفته می شود. این بدان معنی است که اگر فلز قبل از فولاد در معرض هوا قرار گیرد، شروع به زنگ زدگی می کند. بنابراین اگر قطعه فولادی به هر دلیل یا در حین نصب خراشیده شود، لایه روی به سرعت خورده می شود. از سوی دیگر، روی در اکثر شرایط محیطی دارای نرخ خوردگی بسیار پایینی است. این بدان معنی است که یک لایه گالوانیزه گرم می تواند قطعات فولادی آنها را به مدت 75 سال یا بیشتر از زنگ زدگی محافظت کند.
بیشتر بدانید: موارد استفاده از ورق گالوانیزه
ویژگی اصلی گالوانیزه گرم
وجود رابطه کاری بین سازنده پروفیل های فولادی، سازنده این قطعات و مسئول کنترل بسیار مهم است. زیرا باید بدانند که قطعه فلزی در چه شرایطی و در چه شرایطی قرار گیرد. در این صورت می توانند تعداد قطعات فلز داغ را به دقت تعیین کنند.
علاوه بر این، استانداردهایی وجود دارد که می تواند راهنمای خوبی برای گالوانیزه کردن مجریان باشد. محبوب ترین این استانداردها استاندارد ASTMA123 آمریکایی است.
شاخص های کلیدی در پروفیل های فولادی گالوانیزه گرم
گرمای اعمال شده به فولاد، ویسکوزیته محلول تمیز کننده، ویسکوزیته روی و در نهایت پوشش روی که قرار است روی فولاد باشد عواملی هستند که باید در طراحی مورد توجه قرار گیرند. در اینجا ما این پارامترها را شرح می دهیم.
ویسکوزیته
در طراحی فولادی که قرار است گالوانیزه شود باید مناطق تخلیه ایجاد شود تا بتوان قطعه را به صورت گرم گالوانیزه کرد. درست است که در مرحله تمیز کردن، محلول شستشو می تواند به درزهای لباس نفوذ کند. اما روی مذاب به دلیل ویسکوزیته کم به این مفاصل نفوذ نمی کند. بنابراین، روی مذاب با دمای 450 درجه سانتیگراد می تواند باعث انفجار در این درزها و یا آسیب به ساختار شود.
خطوط لوله
قسمت توخالی هنگام فرورفتن باید دارای سوراخ هایی در دو طرف باشد. این سوراخ ها باعث می شود هوا از دو طرف مقطع خارج شده و وارد مذاب شود. در غیر این صورت فشار هوا از ورود روی مذاب به قسمت تمام شده جلوگیری می کند. بنابراین، پوشش در آنجا تشکیل نمی شود و از آنجا می تواند خوردگی رخ دهد.
لوله های تخلیه یکی از مهم ترین نشانگرهای گالوانیزه گرم پروفیل های فولادی هستند
ضخامت اتصالات بخش گالوانیزه
پس از گالوانیزه گرم، اندازه سوراخ اتصال باید دوباره مرتب شود. زیرا قطر شفت، مهره، پیچ و مهره و چرخ دنده آنها افزایش می یابد. البته طبق استانداردهای فعلی می توان قطر این اتصال را طوری افزایش داد که پس از گالوانیزه به اندازه مورد نیاز نزدیک شود. یکی از استانداردهای فعلی در این زمینه توسط سازمان سازه های فولادی آمریکا ارائه شده است.
خواص مکانیکی آهن غوطه ور گرم، قطعات فولادی
مطالعه ای که در مرکز تحقیقات فناوری فولاد بریتانیا (BMF) انجام شد نشان داد که گالوانیزه داغ قطعات فولادی بر عملکرد دستگاه تأثیری ندارد. خواص شیمیایی و متالورژیکی بخش روی مانند فولاد خام است.
گالوانیزه گرم مقاطع فولادی
آسیب پذیری
سازه های فولادی که کار سرد زیادی را متحمل شده اند مستعد شکنندگی هستند. نمونه هایی از این عملیات عبارتند از مشت زدن، چکش کاری و خم شدن. البته این شکنندگی در دمای اتاق کند خواهد بود. اما زمانی که فلز در معرض حمام روی گالوانیزه قرار می گیرد، می تواند تشدید شود. برای جلوگیری از این اتفاق، یکسری اقدامات احتیاطی وجود دارد. به ویژه، انتخاب فولادی که درصد کربن آن کمتر از 0.25٪ باشد. شعاع انحنای آن باید حداقل سه برابر ضخامت آن باشد.
تغییر شکل ها
برخی از سازه های فولادی؛ حتی در فرم های نامتقارن، تغییر شکل یا اعوجاج دارند. برای به حداقل رساندن این اعوجاج، می توانیم از مقاطع رول متقارن استفاده کنیم. در واقع شیب گرمایش و سرمایش در تمامی نقاط این مقاطع یکسان خواهد بود. علاوه بر این، بهتر است سازه هایی با خمش شعاع بزرگتر بسازید.
روش های گالوانیزه گرم قطعات فولادی
گالوانیزه گرم مقاطع فولادی به عنوان یک فرآیند سریع و آسان شناخته شده است. این فرآیند از چهار مرحله زیر تشکیل شده است که در ادامه هر کدام به تفصیل توضیح داده شده است
• تمیز کردن
• یک جریان
• گالوانیزه
• عملکرد پس از گالوانیزه
مرحله اول؛ تمیز کردن
واکنش های مورد نیاز برای گالوانیزه کردن فقط روی سطوح تمیز شیمیایی رخ می دهد. راز دستیابی به پوشش های با کیفیت خوب روی قطعات فولادی گالوانیزه گرم، عملیات سطح است. قبل از گالوانیزه کردن، سطح مورد نظر باید عاری از چربی، آلودگی و رسوبات باشد.
یکی از روش های رایج چربی زدایی این است که ابتدا بخش فولادی را در محلول های قلیایی یا اسیدی فرو کنید. سپس در آب سرد می شویند. سپس مهره را در اسید کلریدریک در دمای اتاق غوطه ور می کنند تا زنگ زدگی و مانند آن از بین برود.
دومین؛ فرآیند جریان
جای جوش، رنگ و چربی سنگین با این مراحل پاک نمی شود. معمولا نیاز به جراحی فلاکس دارند. فلاکس محلولی است حاوی حدود 30 درصد روی و کلرید آمونیوم و در دمای 65 تا 80 درجه نگهداری می شود. کارخانه های گالوانیزه گرم برای قطعات فولادی از این محلول در حمام های گالوانیزه خود استفاده می کنند تا آخرین آثار اکسید را از سطح فولاد حذف کنند. این فرآیند به روی مذاب اجازه می دهد تا فولاد را بپوشاند و بچسباند.
در این مرحله و مرحله قبل؛ معمولا؛ پروفیل های فولادی روی قفسه ها قرار می گیرند و از طریق کابل وارد حوضچه های مواد شوینده می شوند.
مرحله سوم؛ فرآیند گالوانیزه کردن
در مرحله بعد قسمت فولادی در یک سطح مذاب با دمای حدود 450 درجه سانتیگراد غوطه ور می شود. در این مرحله لایه های آلیاژی موجود در فلز فولاد و روی با واکنش متالورژیکی بین این دو فلز تشکیل می شوند. سرعت واکنش بین فولاد و روی معمولاً متناسب با زمان است. این بدان معنی است که سرعت اولیه واکنش بسیار سریع است و فعل و انفعالات زیادی در حمام روی مذاب رخ می دهد.
حوضچه روی مذاب تقریباً 98 درصد روی خالص دارد. قطعه فولادی باید با زاویه ای وارد حمام روی مذاب شود که اجازه دهد هوا از کانال های لوله ای ساخته شده در آن خارج شود. به این ترتیب روی مذاب به خوبی به داخل و روی سطح قطعه جریان می یابد.
مراحل گالوانیزه گرم پروفیل های فولادی
در این مرحله بیشتر پوشش تشکیل می شود. سپس واکنش کند می شود و پس از آن ضخامت پوشش زیاد افزایش نمی یابد. حتی اگر قطعه برای مدت طولانی در حمام بماند.
پس از انجام این فرآیند، قطعه باید به دقت بررسی شود تا از پوشاندن لایه های مورد نظر در همه جا اطمینان حاصل شود. توجه داشته باشید که روی با فولاد مخلوط واکنش نمی دهد. با ضخامت سنج مغناطیسی می توانید ضخامت مورد نیاز را بررسی کنید.
خود لایه از چهار لایه دیگر تشکیل شده است. این سه گرید چرخ های آلیاژی از روی و آهن هستند. لایه آخر روی خالص است. در نتیجه این واکنش یک لایه بسیار سخت و مقاوم در برابر سایش تشکیل می شود.
در واقع، سه لایه اول آلیاژ روی-آهن از خود فولاد قوی تر است. استحکام پیوند آنها با فولاد تقریباً 3600 psi است. بنابراین این لایه محافظ در برابر خوردگی، سایش و سایر آسیب ها بسیار مقاوم است.
معمولا ضخامت این لایه بیش از چهار میلی متر است. اما این ضخامت به درجه فولاد، ابعاد و ضخامت آن بستگی دارد.
اقدامات بعد از آبکاری
پس از مراحلی که شامل حمام روی مذاب می شود، قسمت مورد نظر در یک خنک کننده جریان آب یا هوا خنک می شود. در مراحل اضافی، ممکن است نیاز به رنگ آمیزی قطعه مورد نظر یا اعمال پوشش های شیمیایی یا سایر سیستم های ضد رطوبت، سایش و رنگ آمیزی باشد.
در بیشتر موارد، این مرحله در هنگام استفاده از قطعات گالوانیزه ضروری نیست. در واقع پوشش های آلیاژی به دست آمده در برابر اکثر شرایط آب و هوایی بسیار مقاوم هستند. با این حال، در محیطی که ممکن است قطعات در معرض خوردگی، ساییدگی و استرس ناشی از عوامل رطوبتی باشند، این اقدامات احتیاطی توصیه می شود.
بیشتر بدانید: انواع و کاربردهای سازه های فولادی گالوانیزه
مزایای پروفیل های فولادی گالوانیزه گرم
مهر زنی داغ قطعات فلزی حدود 100 سال است که مورد استفاده قرار می گیرد. این روش همانطور که گفته شد یک مزیت ذاتی دارد و آن مقاومت در برابر خوردگی است. اما مزایای دیگری نیز دارد که در اینجا به بررسی همه آنها می پردازیم.
ادامه هید
پروفیل های فولادی گالوانیزه گرم بسیار بادوام هستند. پوشش کامل، مقاومت عالی در برابر سایش و حتی محافظت از دلایل این ویژگی است. لایه بین فلزی تشکیل شده در طول گالوانیزه گرم پروفیل فولادی که از نظر متالورژی به کف فولاد متصل می شود، دشوارتر است. در عین حال، لایه رویی که از روی خالص ساخته شده است، نرم تر است و می تواند ضربه های بیشتری را وارد کند.
نظریه دیگر این است که پوشش فلزی متناسب با فلز رشد می کند. بنابراین تعداد گوشه ها و لبه ها با سطح فلت ها برابر است. علاوه بر این، روش غوطه وری تضمین می کند که سوراخ ها و لوله ها چه در داخل و چه در خارج محافظت می شوند. این پوشش کامل و یکنواخت به این معنی است که هیچ راهی برای زنگ زدگی فلز وجود ندارد.
علاوه بر هوا، از مقاطع فولادی گالوانیزه گرم نیز برای پروژه هایی استفاده می شود که فولاد باید در خاک یا آب جاسازی شود. در این محیط ها، فولاد گالوانیزه برای چندین دهه دوام می آورد.
بسیاری از برنامه ها و دسترسی آسان
امروزه بسیاری از کارخانه ها در سراسر جهان از فولاد گالوانیزه گرم استفاده می کنند. تنها در ایالات متحده سالانه حدود 3.4 میلیون تن فولاد گالوانیزه می شود.
این فرآیند بسیار ساده و آسان است. نگهداری و نگهداری پروفیل های گالوانیزه نیاز به شرایط خاصی ندارد. همچنین روی مورد استفاده در حمام مذاب خنک شده و پس از فرآوری مجدداً مورد استفاده قرار می گیرد و بازیافت می شود.
پایداری و سازگاری با محیط زیست
روی و فولاد 100% قابل بازیافت هستند. حدود 95 درصد سازه های فولادی از فولاد بازیافتی ساخته شده اند. 30 درصد تولید روی از منابع بازیافتی تامین می شود. فولاد گالوانیزه می تواند بیش از 70 سال عمر کند.
اندازه گیری شاخص پایداری امروزه برای همه فلزات مهم تلقی می شود. بنابراین؛ در مورد فولاد گالوانیزه، برای اندازه گیری این پایداری، انرژی مصرف شده و آلودگی ایجاد شده از مرحله استخراج فولاد و روی به مرحله گالوانیزه شدن و سپس به مرحله ای که این دو فلز بازیافت می شوند و به حالت خام باز می گردند، می باشد. مراقب باش.
تاکید صنایع گالوانیزه همیشه بر این بوده است که فولاد گالوانیزه برای چندین دهه بدون نیاز به نگهداری دوام می آورد. بنابراین؛ اثرات زیست محیطی آن منحصر به فرآیند تولید آن است. تنها تأثیر زیست محیطی در طول عمر فولاد گالوانیزه زمانی رخ می دهد که آلیاژ بالایی تشکیل شود، در طول دهه ها خورده شود و توسط عوامل جوی به زمین بازگردانده شود.
نکات اضافی در مورد گالوانیزه گرم پروفیل های فولادی
در این بخش اطلاعات بیشتری در مورد این فناوری ارائه می دهیم. این موارد دانش ما را از این فرآیند افزایش می دهد. همچنین مراقبت از آنها بهترین نتیجه را در گالوانیزه گرم به همراه خواهد داشت.
تفاوت بین گالوانیزه معمولی و گالوانیزه گرم
تفاوت اصلی این دو روش در این است که در گالوانیزه معمولی سطوح نهایی نرم و براق هستند. اما سطوح سخت و ناهموار هنگام گالوانیزه گرم قطعات فولادی به دست می آید. علاوه بر این، خلوص فلز روی اعمال شده به فولاد در فرآیند گالوانیزه گرم بیشتر است. به همین ترتیب، در گالوانیزه معمولی، مراحل شستشو قبل از گالوانیزه کردن فلز محدودتر است. با توجه به شرایط ذکر شده می توان گفت که طول عمر، مقاومت در برابر خوردگی، سایش و دوام ورق گالوانیزه گرم بالاتر از ورق گالوانیزه معمولی است.
حجم قطعه در فرآیند گالوانیزه گرم قطعات فولادی
گالوانیزه گرم را می توان بر روی انواع قطعات با حجم های مختلف از پیچ و مهره گرفته تا قطعات بزرگتر انجام داد. این تنوع در کنار استحکام پیچ گالوانیزه هر بخش، محدودیت های گالوانیزه را کاملا برطرف می کند. همانطور که قبلا ذکر شد، بسیاری از قسمت های پیچیده و حتی بیرونی را می توان در داخل و خارج گالوانیزه کرد
مدت زمان فرآیند گالوانیزه گرم نهایی قطعات فلزی
زمان معمول غوطه ور شدن قطعه در حمام مذاب حدود چهار تا پنج دقیقه است. اما برای قطعات سنگین با اینرسی حرارتی بالا و یا در مواردی که روی نیاز به نفوذ به لایه های داخلی دارد، این زمان افزایش می یابد.
پس از خارج کردن قطعه از حمام مذاب، می توان یک لایه روی مذاب را مجدداً روی قطعه اعمال کرد. این امر ظاهری درخشان و براق به قطعه گالوانیزه می دهد.
گالوانیزه گرم پروفیل فولادی چیست؟
جوشکاری قبل و بعد را گالوانیزه کردن قطعات فولادی می گویند
ممکن است لازم باشد قطعات فولادی قبل از گالوانیزه به یکدیگر جوش داده شوند. این کار برای به دست آوردن یک منطقه بزرگتر یا شکل دلخواه انجام می شود. کیفیت جوش می تواند بر روی گالوانیزه از نظر کیفیت پوشش، اعوجاج و افزایش احتمال ترک و خوردگی تأثیر بگذارد. با انجام اقدامات مناسب می توان از این امر جلوگیری کرد.
آزمایشات نشان داده است که جوشکاری با کیفیت بالا را می توان روی فولاد گالوانیزه انجام داد. کیفیت و مشخصات فنی این جوش ها؛ مانند پایداری و خمش آنها; هیچ تفاوتی با جوشکاری که روی سطح فولادی معمولی انجام می شود ندارد. علاوه بر این، S
