Ark Novin

تدبیر مهندسی ،  تداوم کارایی

مراحل فرایند گالوانیزه گرم

 
تکنیک گالوانیزه گرم از سه مرحله تشکیل می شود که عبارتند از: آماده سازی سطحی، گالوانیزه گرم و بازرسی کیفی. در گالوانیزه گرم قطعات رزوه‌دار، بعد از فرایند گالوانیزه گرم، یک عملیات سانتریفوژ نیز انجام می گیرد تا مذاب اضافی از محل رزوه ها خارج شود. جزئیات اجرایی هر یک از این مراحل با استناد به استانداردهای بین المللی گالوانیزه گرم قطعات آهنی و فولادی، که توسط شرکت ASTM آمریکا به طور سالیانه گردآوری، تصحیح و منتشر می گردد، انتخاب می شود. شکل 1 مراحل آماده سازی و گالوانیزه گرم قطعات فولادی را نشان می دهد.
 
 
شکل 1- تصویر شماتیک فرایند گالوانیزه گرم قطعات فولادی: (a) بدون نیاز به سانتریفوژ و (b) با سانتریفوژ
 
در ابتدای کار، قطعات فولادی با یک سری قلاب به آویزهای مخصوص متصل شده و به محل عملیات حمل می شوند. قطعات کوچک و رزوه دار که باید بعد از گالوانیزه گرم تحت عملیات سانتریفوژ قرار بگیرند در داخل سبد ریخته می شوند. چنانچه قطعه فولادی حاوی رنگ های روغنی بوده یا طی یک عملیات قبلی مانند نورد، خمکاری، یا سوراخکاری سطح آن به روغن های روانساز یا پوسته های نوردی آلوده باشد، باید ابتدا تحت یک عملیات تمیزکاری مکانیکی، مانند بلاست، قرار گرفته و سپس به بخش تمیزکاری اصلی منتقل شود.
 
1-  آماده سازی سطحی
آماده سازی سطحی اولین و ضروری ترین مرحله فرایند گالوانیزه گرم محسوب می گردد. بدون تمیزکاری سطحی مناسب، واکنش های لازم میان سطح فولاد و روی مذاب رخ نمی دهد که نتیجه آن تشکیل یک پوشش غیر پیوسته و مردود شدن گالوانیزه خواهد بود.
فرایند آماده سازی سطحی شامل چربی گیری، اسیدشویی وفلاکس زنی است. شکل 2 عملیات آماده سازی معمول پیش از گالوانیزه را نشان می دهد که توسط مجموعه ارک نوین انجام می گیرد.
 
شکل 2- عملیات تمیزکاری قطعات فولادی پیش از گالوانیزه در مجموعه ارک نوین. این عملیات شامل چربی‌گیری، اسیدشویی و فلاکس زنی است. بعد از هر مرحله عملیات، شستشو با آب انجام می گیرد.
 
1-1 چربی گیری
در حین فرایند چربی گیری قلیایی، که متداول ترین و مژثرترین نوع چربی گیری است، قطعه فولادی در داخل یک حمام حاوی محلول قلیایی داغ در دمای 70 تا 90ºC، غوطه ور می شود. این فرایند، ذرات خاک، اثرات رنگ، چربی، روغن، و سایر آلودگی های اورگانیک را از سطح فلز پاک می کند. زمان غوطه وری به میزان آلودگی سطح بستگی دارد، اما به طور معمول بین 5 تا 15 دقیقه غوطه وری در محلول کافیست. بعلاوه، هم زدن آرام محلول تمیزکننده در حین غوطه وری تأثیر مطلوبی بر بازدهی بیشتر فرایند تمیزکاری خواهد داشت.
سایر آلودگی های سطحی، مانند رنگ های روغنی، پوسته های نوردی و سرباره های حاصل از جوشکاری، در این مرحله از سطح پاک نمی شوند و باید قبل از ارسال قطعه برای گالوانیزه با بکارگیری رنگبرهای خاص یا یک فرایند مکانیکی، مانند سندبلاست، زدوده شوند. پس از پایان فرایند چربی گیری، قطعه در آب شسته می شود.
 
1-2 اسیدشویی
مرحله دوم آماده سازی سطحی، فرایند اسیدشویی است که طی آن قطعه در محلولی از اسید هیدروکلریک در دمای محیط  غوطه ور شده تا زنگ زدگی و پوسته های اکسید آهن از سطح فولاد پاک شوند. غلظت اسید بسته به درجه آلودگی های اکسیدی روی سطح فلز انتخاب می گردد، اما محلولی حاوی حدود 10 تا 20 درصد حجمی اسید عموماً مناسب است. با توجه به اینکه خطر خورده شدن سطح فولاد و تخریب زودهنگام وان اسیدشویی وجود دارد، یک اینهیبیتور نیز به محلول اضافه می شود تا خطر خوردگی قطعه و دیواره وان به حداقل برسد. پس از فرایند اسیدشویی نیز قطعه باید در حمام آب شسته شود.
باید به این نکته توجه داشت که اکسیدها و زنگ زدگی شدید سطح که با اسیدشویی تمیز نمی شوند وارد حمام گالوانیزه شده و میزان تولید سرباره و خاک روی را افزایش می دهند که خود سبب افزایش مصرف روی و کاهش بازدهی فرایند گالوانیزه می گردد و بر کیفیت پوشش گالوانیزه نیز تأثیر منفی می گذارد.
 
1-3 فلاکس زنی
در مرحله فلاکس زنی، قطعه اسیدشویی شده در یک محلول حاوی کلرید آمونیوم-کلرید روی با نسبت وزنی مناسب غوطه ور می شود. این فرایند تمامی اکسیدهای باقی مانده را از سطح فولاد جدا نموده و یک پوشش محافظ نازک روی سطح تشکیل می دهد که از اکسید شدن مجدد فولاد قبل از گالوانیزه جلوگیری می کند و زمینه واکنش دهی آهن و مذاب روی حین گالوانیزه را فراهم می آورد. فلاکس زنی، یک مرحله اجباری در آماده سازی قطعه بوده و قطعه ای که فلاکس نداشته باشد، گالوانیزه نخواهد شد. قطعه پس از اعمال فلاکس در دمای حداکثر 80ºC خشک می شود.
 
2- گالوانیزه گرم
پس از آماده سازی سطحی، قطعه تمیز به وان گالوانیزه منتقل شده و در حمام روی مذاب غوطه ور می‌شود. دمای مذاب روی معمولاً حدود 450ºC نگهداشته می شود، که حدود 30ºC از نقطه ذوب روی بالاتر است. سیالیت روی مذاب در این دما بالا بوده و چسبندگی بهتری با سطح فولاد برقرار می شود. پس از اتمام فرایند گالوانیزه گرم، محصولات پوشش داده شده از حمام خارج شده و روی اضافی با چکاندن و لرزاندن قطعه شره گیری می گردد. نمونه‌ای از یک عملیات غوطه وری در حمام مذاب، که در مجموعه گالوانیزه ارک نوین انجام می گیرد، در شکل 3 آمده است.
 
شکل 3- عملیات گالوانیزه گرم قطعات فولادی در مجموعه ارک نوین
 
مجموعه ارک نوین جهت گالوانیزه گرم قطعات کوچک و/یا رزوه دار مجهز به یک دستگاه سانتریفوژ پرتابل است. سبد قطعات در داخل دستگاه سانتریفوژ نصب شده و دستگاه به وان گالوانیزه منتقل می گردد. سپس سبد در حمام روی مذاب غوطه ور شده و پس از اتمام فرایند گالوانیزه گرم، سبد در داخل دستگاه سانتریفوژ می چرخد و با حرکت گریز از مرکز، مذاب اضافی از قطعات جدا می‌شود.
شکل 4 میکروساختار یک پوشش گالوانیزه را نشان می دهد. در حین غوطه وری قطعه، مذاب روی در سطح قطعه با آهن واکنش داده و چندین لایه ترکیبات بین فلزی آهن- روی تشکیل می دهد. بیرونی ترین لایه پوشش معمولاً روی خالص است.
 
 
شکل 4- میکروساختار مقطع یک پوشش گالوانیزه گرم [American Galvanizers Association]
 
3- کنترل کیفی
بعد از اینکه قطعات گالوانیزه شده تا دمای اتاق سرد شدند، روی جامد اضافی که با شره گیری اولیه جدا نشده و همچنان متصل به قطعه باقی مانده، به روش های مناسب مانند سوهانکاری دستی یا سنباده زنی برقی جدا می شود. نواحی گالوانیزه نشده و سایر عیوب احتمالی دیگر نیز مطابق با دستورالعمل استاندارد ASTM A780 اصلاح و ترمیم می شوند. چنانچه عیوب پوشش طبق الزامات استاندارد قابل اصلاح نباشد، مردود شده و باید مجدداً گالوانیزه شود.
پس از پایان عملیات گالوانیزه گرم، قطعات طبق دستورالعمل استاندارد ASTM A123 تحت عملیات بازرسی قرار می گیرند. این عملیات در حضور سازندگان، کارفرمایان و بازرسان خارج سازمانی که توسط کارفرمایان انتخاب می گردند انجام می گیرد. در صورتی که کارفرما تمایلی به انجام بازرسی خارج سازمانی نداشته باشد، بنا به صلاحدید کارفرما، یک گزارش بازرسی داخل سازمانی توسط تیم تضمین کیفیت ارک نوین تهیه شده و در اختیار کارفرما قرار داده خواهد شد. این گزارش شامل تصاویری از کیفیت ظاهری قطعات، فرم تکمیل شده ضخامت سنجی، گزارش تست چسبندگی پوشش و certificate نهایی قطعات گالوانیزه شده است. جهت کسب اطلاعات تکمیلی در مورد جزئیات مراحل بازرسی به متن استاندارد ASTM A123 یا بخش کنترل کیفیت وب سایت ارک نوین مراجعه فرمایید.
 
4- انبارداری، بسته بندی و جابجایی
محصولات گالوانیزه شده باید به نحوی انبار شوند که هوا از میان قطعات جریان داشته باشد و پوشش گالوانیزه دچار شوره سفید نشود. بعلاوه، اجزا باید جدا از هم و در داخل کانتینرهای عاری از رطوبت بسته‌بندی شوند. قطعات کوچک که داخل صندوق یا کیسه ریخته می شوند، در انبارش طولانی مدت باید در مجاورت هوا قرار بگیرند و کیسه یا صندوق باید باز نگه داشته شود. جهت کسب اطلاعات تکمیلی به بخش نحوه انبارش قطعات گالوانیزه در وب سایت ارک نوین مراجعه فرمایید.