آهن گالوانیزه چیست – کاربردها + انواع و فرایند تولید

در این صفحه، اطلاعات مفیدی درباره آهن گالوانیزه چیست؟ – کاربردها + انواع و فرایند تولید در اختیار شما قرار می‌گیرد.

در ابتدای این مطلب مفهوم آهن گالوانیزه و فرآیند گالوانیزه کردن را می‌آموزیم. سپس تفاوت این نوع آهن را با آهن معمولی آموخته و روش گالوانیزه کردن آهن را یاد می‌گیریم. در ادامه، مزایا و کاربردهای این نوع آهن و تفاوت آن را با فولاد گالوانیزه تبیین می‌دهیم. در نهایت تاریخچه این نوع آهن را ارزیابی می‌کنیم. با مطالعه این مطلب تا انتها می‌توانید به شکلی جامع بیاموزید آهن گالوانیزه چیست.

آهن گالوانیزه، آهنی است که با پوششی از فلز روی پوشانده شده تا در برابر خوردگی محافظت شود. آهن به‌طور طبیعی در برابر عوامل محیطی آسیب‌پذیر است و در تماس با رطوبت و اکسیژن دچار زنگ‌زدگی و خوردگی می‌شود. با گذشت زمان، این خوردگی می‌تواند استحکام و یکپارچگی سازه آهنی را افت دهد. فرایند گالوانیزه کردن با ایجاد یک پوشش محافظ از روی، از این نوع تخریب جلوگیری می‌کند.

هدف اصلی از گالوانیزه کردن آهن، صعود استحکام، دوام و مقاومت آن در برابر خوردگی است. به دلیل این خصوصیت‌ها، آهن گالوانیزه به یکی از جایگزین‌های محبوب آهن معمولی و برخی آلیاژهای فلزی تبدیل شده است. البته گالوانیزه کردن یک محافظت دائمی ایجاد نمی‌کند، اما می‌تواند عمر مفید قطعه را به‌طور قابل‌توجهی صعود دهد. میزان دوام این پوشش به شرایط محیطی بستگی دارد. برای مثال، اگر قطعه در مناطق ساحلی با رطوبت زیاد، بارندگی، مه نمکی و بادهای شدید قرار گیرد، پوشش روی با سرعت‌تر فرسوده شده و طول عمر آن کم شدن می‌یابد.

گالوانیزه کردن، فرایندی برای محافظت از آهن یا فولاد در برابر تماس با هوا و زنگ‌زدگی است که با ایجاد یک پوشش از فلز روی (Zn) روی سطح آن‌ها انجام می‌شود. اگر این پوشش به درستی اعمال شود، می‌تواند بسته به شرایط محیطی، آهن یا فولاد را به مدت ۱۵ تا ۳۰ سال یا حتی بیشتر در برابر خوردگی جوی محافظت کند. رایج‌ترین روش انجام این فرایند، گالوانیزه گرم است که در آن قطعه فلزی درون روی مذاب غوطه‌ور می‌شود تا لایه‌ای محکم و یکنواخت از روی روی سطح آن تشکیل شود.

اگر تا این قسمت از مطلب را مطالعه کرده‌اید، با آهن گالوانیزه و قابلیت‌های آن آشنا شده‌اید. در ادامه مطلب نیز به مطالعه بیشتر این نوع آهن می‌پردازیم.

برای مطالعه بیشتر این نوع مطالب و دسترسی همیشگی به آن‌ها در موبایل خود پیشنهاد می‌کنیم اپلیکیشن بدون هزینه مجله فرادرس را نصب کنید تا همیشه به مطالب مجله فرادرس دسترسی داشته باشید.

برای نصب اپلیکیشن بدون هزینه مجله فرادرس، کلیک کنید.

حتی اگر به مرور زمان در پوشش روی ترک، تخلخل یا ناپیوستگی ایجاد شود، باز هم آهن یا فولاد تا زمانی که با لایه روی در تماس باشد، محافظت می‌شود. دلیل این محور پدیده «خوردگی فداشونده» است. در این فرایند، روی به جای آهن اکسید شده و خورده می‌شود و از زنگ‌زدگی فلز پایه جلوگیری می‌کند. گالوانیزه کردن به روش‌های متفاوتی انجام می‌شود که هر کدام برای کاربردهای خاصی مناسب هستند. پیشنهاد می‌کنیم برای درک بهتر این فرآیند، مطلب حفاظت کاتدی مجله فرادرس را مطالعه کنید.

برای درک بهتر این محور که آهن گالوانیزه چیست، ابتدا باید با مفاهیمی چون اکسایش و کم شدن، واکنش شیمیایی، اکسید شدن، خوردگی و واکنش‌پذیری فلزات آشنا شویم. پیشنهاد می‌کنیم برای یادگیری بهتر این مفاهیم، به مجموعه فیلم آموزش دروس پایه دوازدهم، بخش شیمی فرادرس مراجعه کنید که با زبانی ساده ولی کاربردی به تبیین این مفاهیم می‌پردازد.

علاوه بر این با مراجعه به فیلم های آموزش فرادرس که در ادامه آورده شده است، می‌توانید به آموزش‌های بیشتری در زمینه آهن گالوانیزه دسترسی داشته باشید.

آهن معمولی تنها از عنصر آهن تشکیل شده است، در حالی که آهن گالوانیزه علاوه بر آهن، دارای یک لایه محافظ از روی نیز هست. در فرایند گالوانیزه کردن، قطعه آهن درون روی مذاب غوطه‌ور می‌شود. پس از خارج شدن و سرد شدن قطعه، لایه روی سخت شده و پوششی محافظ روی سطح آهن تشکیل می‌دهد.

وجود این لایه روی از تماس مستقیم آهن با رطوبت و اکسیژن جلوگیری می‌کند. در صورت نبود این پوشش، آهن با اکسیژن واکنش داده و طی فرایند اکسایش دچار زنگ‌زدگی و خوردگی می‌شود. در ادامه تفاوت آهن معمولی و آهن گالوانیزه آورده شده است.

برای تولید آهن گالوانیزه از روش‌های مختلفی استفاده می‌شود که حائز اهمیت‌ترین آن‌ها در ادامه بیان داده شده است. این روش‌ها شامل گالوانیزه گرم، گالوانیزه سرد، گالوانیلینگ، گالوانیزه الکتریکی، شراردایزینگ و پوشش‌دهی با رنگ یا اسپری روی است.

در این روش، قطعه آهن درون روی مذاب غوطه‌ور می‌شود تا لایه‌ای یکنواخت و مقاوم از روی روی سطح آن تشکیل شود. این روش رایج‌ترین شیوه تولید آهن گالوانیزه است. این فرایند پوششی ضخیم‌تر و بادوام‌تر ایجاد می‌کند، اما سطح حاصل معمولا به اندازه سایر روش‌ها صاف و براق نیست.

در روش گالوانیزه گرم، ابتدا سطح آهن یا فولاد جامعا تمیز شده و از میان محلول فلاکس، مانند مخلوط کلرید روی و کلرید آمونیوم، عبور داده می‌شود. سپس قطعه وارد حوضچه روی مذاب می‌شود تا پوششی یکنواخت از روی روی سطح آن تشکیل شود. در گالوانیزه کردن سیم‌های فولادی، سیم ابتدا از مراحل اسیدشویی، بازپخت و شست‌وشو عبور می‌کند. پس از خشک شدن، وارد حوضچه روی مذاب شده و هنگام خروج، از میان موادی مانند زغال، کک یا ماسه عبور داده می‌شود تا مقدار اضافی روی از سطح آن حذف شود.

در یکی از روش‌های گالوانیزه گرم، قطعه آهن یا فولاد در حضور ذرات ریز روی و در دمایی کمتر از نقطه ذوب روی گرم می‌شود. در این شرایط، ترکیبات بین‌فلزی آهن و روی روی سطح فلز تشکیل می‌شوند که چسبندگی و مقاومت پوشش را رشد می‌دهند. در روش دیگری از گالوانیزه گرم، روی مذاب به صورت اسپری روی سطح تمیز آهن یا فولاد پاشیده می‌شود و به خوبی به سطح فلز می‌چسبد.

در این روش، پوششی از روی به‌صورت رنگ یا پوشش حاوی ذرات روی با استفاده از قلم‌مو یا اسپری روی سطح آهن اعمال می‌شود. این پوشش معمولا نازک‌تر بوده و مقاومت کمتری نسبت به گالوانیزه گرم دارد.

گالوانیلینگ فرایندی است که گالوانیزاسیون و عملیات حرارتی بازپخت را با یکدیگر ترکیب می‌کند. در این روش، ابتدا فولاد با لایه‌ای از روی پوشانده شده و سپس تا دمای مشخصی گرم می‌شود تا روی با آهن واکنش داده و یک لایه آلیاژی روی-آهن روی سطح تشکیل شود.

این پوشش، مقاومت فولاد یا آهن را در برابر خوردگی بیشتر شدن می‌دهد و در عین حال قابلیت رنگ‌پذیری، شکل‌دهی و جوشکاری آن را بهبود می‌بخشد. در خروجی، فولاد گالوانیل شده به طور گسترده در صنایع خودروسازی، ساختمان‌سازی و تولید لوازم خانگی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

برای دستیابی به پوششی با کیفیت، سطح آهن باید جامعا تمیز باشد. از این رو، پیش از گالوانیزه کردن معمولا از فرایند شات بلاست (Shot Blasting) استفاده می‌شود. در این روش، ذرات ساینده با سرعت زیاد به سطح فلز برخورد می‌کنند تا زنگ‌زدگی، آلودگی‌ها و لایه‌های اکسیدی حذف شوند و چسبندگی پوشش روی بیشتر شدن یابد. سایر روش‌های گالوانیزه کردن آهن در ادامه معرفی شده است.

نوع گالوانیزه کردن با توجه به کاربرد قطعه انتخاب می‌شود. برای مثال، ورق‌های سقفی که در تمام طول سال در معرض باران، نور خورشید و سایر شرایط محیطی قرار دارند، معمولا به روش گالوانیزه گرم یا گالوانیزه الکتریکی تولید می‌شوند. در مقابل، برخی سقف‌ها، ناودان‌ها و لوله‌ها تنها با رنگ یا اسپری روی پوشش داده می‌شوند. در گالوانیزه الکتریکی یا آبکاری الکتریکی، پوششی از روی با ضخامت جامعا کنترل‌شده و بدون استفاده از حرارت روی سطح فلز رسوب داده می‌شود.

این روش دقت بیشتری نیاز دارد و برای قطعاتی که باید دقیقا آب‌بندی شوند، به اندازه گالوانیزه گرم مناسب نیست، زیرا مانند روش گرم باعث آب‌بندی درزها نمی‌شود. با این حال، پوشش حاصل از گالوانیزه الکتریکی معمولا چسبندگی بیشتری به سطح فلز دارد. پیشنهاد می‌کنیم برای درک بهتر خوردگی فلزات و واکنش‌های آن‌ها، فیلم آموزش خوردگی و اکسیداسیون فرادرس که لینک آن در ادامه آورده شده است را مشاهده کنید.

آهن گالوانیزه به دلیل مقاومت بالا در برابر عوامل محیطی، در بسیاری از کاربردهای صنعتی و ساختمانی استفاده می‌شود. حائز اهمیت‌ترین مزایای آن در ادامه نام برده شده است.

به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی و طول عمر زیاد، آهن گالوانیزه در صنایع مختلف کاربرد گسترده‌ای دارد. آهن گالوانیزه در کاربردهای گوناگونی استفاده می‌شود، اما حائز اهمیت‌ترین کاربرد آن در ساخت ورق‌های سقف، مصالح ساختمانی، پروفیل‌های فلزی، تایل‌های فلزی سقف و حصارهای فلزی است. در ادامه در تولید توری فلزی، لوله‌ها، تزئینات معماری فضای بیرونی، ناودان، فلاشینگ، سطل‌های فلزی و انواع اتصالات مانند پیچ و میخ نیز کاربرد دارد. مقاومت بالای این ماده در برابر زنگ‌زدگی باعث شده است که یکی از پرکاربردترین فلزها برای پروژه‌های فضای باز باشد. در ادامه برخی از این کاربردها را معرفی می‌کنیم.

آهن گالوانیزه نوعی آهن است که با یک لایه روی پوشش داده می‌شود تا در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی مقاوم شود. این پوشش معمولا با روش گالوانیزه گرم یا الکتروگالوانیزه ایجاد می‌شود و با جلوگیری از تماس آهن با رطوبت و اکسیژن، عمر مفید آن را صعود می‌دهد. از این رو، آهن گالوانیزه در تولید ورق‌های سقفی، لوله‌ها، حصارها، پیچ‌ومهره و سایر تجهیزات مورد استفاده در فضای باز کاربرد گسترده‌ای دارد.

در مقایسه با آهن گالوانیزه، فولاد گالوانیزه از هسته فولاد کم‌کربن ساخته شده و به دلیل استحکام، انعطاف‌پذیری و مقاومت بیشتر در برابر خوردگی، برای کاربردهای سازه‌ای و صنعتی مانند تیرهای ساختمانی، شاسی خودرو و گاردریل مناسب‌تر است. اگرچه فولاد گالوانیزه معمولا بها بالاتری دارد، اما دوام بیشتر آن باعث می‌شود در پروژه‌های سنگین و بلندمدت انتخاب بهتری باشد.

در ادامه از مجله فرادرس آموختیم مفهوم آهن گالوانیزه چیست. واژه «گالوانیزه» از نام «لوییجی گالوانی»، پزشک و فیزیک‌دان ایتالیایی قرن هجدهم، گرفته شده است. او پژوهش‌های گسترده‌ای در زمینه زیست‌الکتریسیته و الکتروشیمی انجام داد. اگرچه تحقیقات او مستقیما به تولید آهن گالوانیزه منجر نشد، اما زمینه را برای شناخت واکنش‌های شیمیایی میان فلزها فراهم کرد. بعدها آشکار شد که پوشش روی از اکسایش آهن جلوگیری می‌کند و مانع تبدیل آن به زنگ آهن می‌شود. این کشف تحول بزرگی در صنعت فلزکاری ایجاد کرد و پایه‌گذار صنعت مدرن گالوانیزه شد.

سوالات متداول

آیا این خبر بروزرسانی می‌شود؟

در صورت انتشار اطلاعات جدید، این گزارش نیز بروزرسانی خواهد شد.

آخرین وضعیت آهن گالوانیزه چیست؟ – کاربردها + انواع و فرایند تولید چگونه است؟

جدیدترین جزئیات و تغییرات مربوط به این موضوع در متن گزارش آمده است.

آیا اطلاعات این گزارش قطعی است؟

تمام اطلاعات بر اساس گزارش‌های منتشر شده در زمان نگارش این مطلب تهیه شده است.