وقتی صحبت از افزایش دوام و جلوگیری از زنگزدگی لولههای فولادی به میان میآید، یکی از اولین راهکارهایی که به ذهن میرسد، گالوانیزاسیون لوله است. این فرآیند با ایجاد یک لایه محافظ از روی بر سطح لوله، مانع تماس مستقیم فولاد با رطوبت و عوامل خورنده میشود و به همین دلیل سالهاست که جایگاه ویژهای در صنایع مختلف دارد. از خطوط انتقال آب و گاز گرفته تا سازههای فلزی و پروژههای ساختمانی، همه و همه برای افزایش عمر مفید لولهها به گالوانیزاسیون متکی هستند. در ادامه، صفر تا صد این فرآیند را بررسی میکنیم.
برخی فلزات، بهویژه آنهایی که حاوی آهن هستند، در برابر رطوبت، آب و مواد اسیدی یا بازی مقاومت چندانی ندارند. به همین دلیل، قرار گرفتن در چنین شرایطی باعث خوردگی و فرسودگی تدریجی آنها میشود. فرسودگیای که در نهایت میتواند به تخریب و از کار افتادن کامل وسیله فلزی منجر گردد.
برای جلوگیری از این مشکل، دو راهکار پیشرو داریم: یا از موادی استفاده کنیم که ذاتاً مقاومت بیشتری در برابر عوامل خورنده دارند، یا با ایجاد یک لایه محافظ، سطح فلز را در برابر آسیبها ایمن کنیم. از آنجا که بیشتر تماسها با عوامل خورنده از سطح فلز آغاز میشود، ایجاد یک روکش مقاوم بر سطح آن بهترین راهکار خواهد بود.
نمونهای ساده از این موضوع، رنگآمیزی درب و پنجرههای آهنی است. در این حالت، پیش از رنگ، از موادی مانند ضدزنگ استفاده میشود تا مانعی در برابر زنگزدگی ایجاد کند. همین ایده در ابعاد صنعتی و پیشرفتهتر به کار گرفته میشود و به آن گالوانیزه کردن لولهها میگویند.
یکی از مؤثرترین روشها برای افزایش دوام لولهها و مصالح فلزی، انجام فرایند گالوانیزه کردن سطح یا گالوانیزاسیون فولاد است. در گالوانیزاسیون لوله، لایهای از فلز روی بر سطح فولاد قرار میگیرد و بهعنوان یک پوشش محافظ عمل میکند. از آنجا که فلز روی در برابر رطوبت و زنگزدگی مقاومت بالایی دارد، این روکش میتواند مانعی مطمئن برای خوردگی و پوسیدگی لولهها و مصالح باشد.
در واقع، وجود این لایه باعث میشود فولاد در تماس مستقیم با شرایط جوی و عوامل آسیبزا قرار نگیرد. بااینحال، اگر روکش روی آسیب ببیند یا بخشهایی از آن دچار خراش شود، بخشهای بدون پوشش مستعد زنگزدگی و پوسیدگی خواهند بود.
همچنین باید توجه داشت که برخی مواد اسیدی قادرند لایه گالوانیزه را از بین ببرند. در چنین شرایطی، با تخریب پوشش محافظ، فولاد نیز در معرض خوردگی قرار خواهد گرفت. به همین دلیل، در محیطهایی که امکان تماس با اسیدها وجود دارد، لازم است از فولادی با مقاومت بالاتر استفاده شود.
فرآیند گالوانیزه کردن لولهها معمولاً به دو شیوه انجام میشود: گالوانیزه سرد و گالوانیزه گرم. در ادامه، روش گالوانیزاسیون گرم را مرحله به مرحله بررسی میکنیم و در نهایت به مقایسه هر یک از این روشها خواهیم پرداخت.
در نخستین مرحله، سطح لولهها باید برای پذیرش لایهای جدید آماده شود. این کار با پاکسازی کامل سطح فلز از چربیها، ذرات اضافی و ناخالصیها انجام میگیرد. برای این منظور از فرآیند اسیدشویی استفاده میشود تا هرگونه آثار زنگزدگی و آلودگی از سطح لولهها زدوده شود و فلز به حالت کاملاً تمیز درآید.
پس از این مرحله، نوبت به آمادهسازی سطح برای پذیرش فلز روی میرسد. لولهها در محلولی به نام فلاکس غوطهور شده و سپس در کورههایی با دمای حدود ۱۲۰ درجه سانتیگراد قرار میگیرند تا کاملاً خشک شوند. به این ترتیب سطح فلز آماده اجرای روکش گالوانیزه خواهد شد.
در گام بعد از گالوانیزاسیون لوله، حمامی از فلز روی مذاب با دمای بسیار بالا (حدود ۴۵۰ درجه سانتیگراد) آماده میشود و لولهها برای مدت کوتاهی، حدود یک دقیقه، در این حمام غوطهور میگردند. دمای بالا باعث میشود پیوندهای سطحی فلز شکسته شده و امکان برقراری اتصال محکم میان اتمهای فولاد و روی فراهم گردد.
پس از بیرون آوردن لولهها از حمام مذاب، بلافاصله آنها را در آب سرد فرو میبرند تا از تشکیل لایههای ناخواسته آهن و روی جلوگیری شود. در پایان نیز با دمیدن هوا با فشار بالا، سطوح داخلی و خارجی لوله از فلز روی اضافی پاکسازی شده و فرآیند گالوانیزه گرم به اتمام میرسد.
در روش گالوانیزه سرد، محلولی با خاصیت اسیدی بر سطح لولهها پاشیده میشود تا لایهای محافظ ایجاد کند. از آنجا که در این روش پیوندی میان اتمهای فلز پایه و لایه روی شکل نمیگیرد، پوشش حاصل استحکام چندانی ندارد و نسبت به روش گرم سریعتر از بین میرود. به همین دلیل، لولههای گالوانیزه سرد بیشتر در مصارف خانگی یا برای ساخت قطعات کمهزینهتر به کار میروند. ضخامت لایه ایجاد شده در این شیوه حدود ۲۵ میکرون است.
میزان مقاومت لوله گالوانیزه در برابر زنگزدگی به عواملی مانند ضخامت لایه روی، روش گالوانیزاسیون، کیفیت فولاد پایه و شرایط محیطی بستگی دارد. در روش گالوانیزه گرم، پوشش روی با فولاد واکنش داده و لایههای بینفلزی Zn-Fe را تشکیل میدهد که محافظتی پایدار و طولانیمدت در برابر خوردگی ایجاد میکند. این لایه علاوه بر ایجاد یک مانع فیزیکی، نقش یک سپر الکتروشیمیایی را نیز ایفا میکند.
به بیان دیگر، اگر در گالوانیزاسیون لوله، سطح لوله دچار خراش یا آسیب شود، فلز روی بهعنوان آند فداشونده عمل کرده و مانع از اکسید شدن فولاد میگردد.
طبق استانداردهای ISO 1461 و ASTM A123، ضخامت پوشش روی معمولاً بین ۸۵ تا ۱۲۰ میکرون است که میزان مقاومت نهایی را در شرایط مختلف تعیین میکند. در محیطهای صنعتی یا دریایی که رطوبت و گازهای خورنده فراوان است، نرخ خوردگی روی حدود ۱ تا ۳ میکرون در سال برآورد میشود. بنابراین، یک لوله گالوانیزه میتواند بین ۲۵ تا ۵۰ سال در برابر زنگزدگی دوام بیاورد. بااینحال، در محیطهای اسیدی یا با pH کمتر از ۵/۵، سرعت خوردگی افزایش مییابد و در چنین شرایطی استفاده از پوششهای تکمیلی مانند روکش اپوکسی یا پلیاتیلن ضروری خواهد بود.
همانطور که اشاره شد، فرآیند گالوانیزه کردن لولهها میتواند به دو روش گرم یا سرد انجام گیرد. این دو شیوه تفاوتها و ویژگیهای خاص خود را دارند:
| ویژگی مورد مقایسه | گالوانیزه گرم | گالوانیزه سرد |
|---|---|---|
| مقاومت در برابر رطوبت | مقاومت بسیار بالا در برابر رطوبت و خوردگی | مقاومت کمتر و آسیبپذیری در برابر خراش یا ضربه |
| ظاهر سطح لوله | سطح براق و درخشان | سطح مات و کمدرخش |
| ضخامت لایه روی | ضخامت بیشتر، ایجاد دوام و ماندگاری بالاتر | ضخامت کمتر و دوام پایینتر |
| هزینه اجرا | هزینه بالاتر به دلیل مصرف بیشتر فلز روی | هزینه کمتر و اقتصادیتر |
فرایند گالوانیزه کردن لوله روشی مؤثر برای افزایش دوام و مقاومت لولههای فولادی در برابر زنگزدگی و خوردگی است. گالوانیزاسیون لوله با ایجاد پوششی از فلز روی، مانع تماس مستقیم فولاد با رطوبت و عوامل خورنده میشود. بسته به روش اجرا، گالوانیزاسیون بهصورت گرم یا سرد انجام میگیرد که هرکدام مزایا و محدودیتهای خاص خود را دارند. در نهایت، لولههای گالوانیزه با طول عمر بالا و هزینه نگهداری کمتر، یکی از بهترین گزینهها در صنایع مختلف به شمار میروند. برای اطلاعات بیشتر میتوانید به کارشناسان سایت پرگاس مراجعه فرمایید.
پشتیبانی
