Ark Novin

تدبیر مهندسی ،  تداوم کارایی

فرایند گالوانیزه گرم

تکنیک گالوانیزه گرم از سه مرحله عملیات تشکیل می شود که عبارتند از: آماده سازی سطحی، گالوانیزاسیون، و بازرسی کیفی. جزئیات اجرایی هر یک از این سه مرحله 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.

در ابتدای کار، قطعات فولادی در داخل سبد قرار داده شده و یا با یک سری قلاب به آویزهای مخصوص متصل شده و به محل عملیات حمل می شوند. چنانچه قطعه فولادی تحت عملیات قبلی مانند نورد، خمکاری، یا سوراخکاری قرار گرفته باشد، سطح آن به روغن های روانساز آلوده است و باید ابتدا تحت یک عملیات تمیزکاری اولیه قرار گرفته و سپس به بخش تمیزکاری اصلی منتقل شود.

مرحله اول: 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 قطعه گالوانیزه خواهد بود.

فرایند آماده سازی سطحی بسته به تر یا خشک بودن فرایند گالوانیزه گرم شامل دو یا سه مرحله است. در فرایند گالوانیزه گرم تر، دو مرحله چربی گیری و اسیدشویی مورد استفاده قرار می گیرد. اما فرایند گالوانیزه گرم خشک از یک مرحله فلاکس زنی نیز بعد از چربی گیری و اسیدشویی استفاده می کند که طی آن، قطعه فولادی پس از چربی گیری و اسید شویی به یک حمام فلاکس منتقل می شود. 

در حین فرایند چربی گیری، قطعه فولادی در داخل یک حمام حاوی محلول قلیایی داغ، مانند سود سوزآور در دمای 70 تا 90oC، اسید رقیق، یا یک محلول تمیزکننده بیولوژیکی، 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 اپوکسی ها و سرباره های حاصل از جوشکاری، که در مرحله از سطح پاک نمی شوند، باید توسط یک فرایند مکانیکی، مانند شستشو با پاشش ماسه تمیزکاری شوند. پس از پایان فرایند چربی گیری، قطعه در حمام آب غوطه ور شده و شسته می شود.

مرحله دوم آماده سازی سطحی، فرایند اسیدشویی است که طی آن قطعه در یک محلول رقیق از اسید سولفوریک داغ (با دمای با دمای 60 تا 70oC) یا محلولی از اسید هیدروکلریک در دمای محیط  غوطه ور شده تا زنگ زدگی و اکسیدها 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 به این منظور کافیست. با توجه به اینکه خطر حفره دار شدن سطح فولاد و تخریب زودهنگام وان اسیدشویی وجود دارد، عوامل بازدارنده نیز به محلول اضافه می شوند تا خطر خوردگی قطعه و دیواره وان به حداقل برسد.

یک فرایند تمیزکاری مکانیکی، مانند تمیزکاری سایشی یا پاشش پرفشار شن یا باد نیز می تواند  تمیزکاری شیمیایی یا به عنوان جایگزین آن بکار برده شود. پس از فرایند اسیدشویی نیز قطعه باید در حمام آب شسته شود.

باید به این نکته توجه داشت که اسیدشویی ناقص یا نامناسب تأثیر بسیار نامطلوبی بر کیفیت پوشش روی خواهد داشت. بعلاوه، 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.

چنانچه فرایند گالوانیزه گرم تر مورد استفاده قرار گیرد، قطعه فولادی بلافاصله بعد از اسیدشویی به حمام گالوانیزه انتقال می یابد. اما در روش گالوانیزه گرم خشک، قطعه اسیدشویی شده در یک محلول حاوی کلرید آمونیوم روی 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 گالوانیزاسیون جلوگیری می کند. قطعه پس از اعمال فلاکس در دمای حدود 120oC خشک می شود.

مرحله دوم: گالوانیزاسیون

پس از آماده سازی سطحی، قطعه تمیز به وان گالوانیزه منتقل شده و در حمام روی مذاب غوطه ور می شود. دمای مذاب روی معمولاً حدود 450oC نگهداشته می شود، که حدود 30oC از نقطه ذوب روی بالاتر است. این دمای بالای روی مذاب سیالیت روی افزایش یافته و چسبندگی بهتری با سطح فولاد برقرار می شود. 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.

پس از اتمام گالوانیزاسیون، محصولات پوشش داده شده از حمام خارج شده و روی اضافی با چکاندن و لرزاندن قطعه از آن جدا می گردد. قطعات گالوانیزه شده کوچک، مانند پیچ و مهره، تحت یک عملیات سانتریفوژ نیز قرار می گیرند تا جدا شدن روی اضافی تسهیل شود.

سپس قطعات گالوانیزه شده در آب کوئنچ می شود. اگر سرمایش به اندازه کافی سریع نباشد نفوذ میان اتم های روی و آهن همچنان ادامه یافته و اثر کرکندال رخ می دهد که طی آن لایه مرزی میان آهن و فولاد به دلیل اختلاف نرخ نفوذ اتم های روی و آهن جابجا می شود. در نتجه خطر حفره دار شدن و پوسته ای شدن پوشش روی نیز افزایش می یابد.

مرحله سوم: بازرسی کیفی

بعد از اینکه قطعات گالوانیزه شده تا دمای اتاق سرد شدند روی اضافی، که همچنان متصل به قطعه باقی مانده، به روش های مناسب، مانند سنباده زنی جدا می شود. لازم به ذکر است که سنباده زنی بیش از حد می تواند سبب آسیب دیدن پوشش شود. مشکل دیگر از بین بردن اثرات روی اضافی است که پس از سنباده زنی روی سطح باقی می ماند. هر گونه غیر پیوستگی پوشش روی با اطلاع مشتری و مطابق با استانداردهای ASTM در تعمیر پوشش معیوب، اصلاح می شود.

محصولات گالوانیزه شده باید در محفظه های عاری از رطوبت قرار داده شده و به صورت مجزا بسته بندی شوند تا هوا بین قطعات جریان داشته باشد.