گالوانیزه خشک روشی برای پوشش اشکال هندسی پیچیده

گالوانیزه خشک (گالوانیزه بخار) یا شراردیزینگ (Sherardizing) یکی دیگر از روش‌های گالوانیزیشن است که از بخارِ عنصر روی برای تشکیل آلیاژهای روی با مواد با پایه استفاده می کند. فلز پایه‌ای که در این روش استفاده می‌شود، عمدتاً آهن است. برای این کار، به منبع پودری از عنصر روی لازم است. در این روش لازم است منبع تأمین کننده پودر عنصر Zn به مقطع مورد نظر که قرار است گالوانیزه شود، نزدیک باشد؛ زیرا فشار بخشی Zn پایین است. محصولات شراردیزینگ از نظر ظاهری خاکستری مات هستند.

شراردیزینگ یا گالوانیزه انتشاری (diffusion galvanizing) پوششی یکنواخت و مقاوم ایجاد می‌کند. این فرایند از سال 1900 میلادی انجام می‌شود و به نام مخترع انگلیسی آن، شرار اوسبورن کوپرکولز (Sherard O. Cowper-Coles) نامگذاری شده است. این روش از گالوانیزیشن، پایه‌ای عالی برای رنگ‌آمیزی می‌سازد. یک مثال از کاربرد تاریخی شراردیزاسیون، سکه‌های آهنی بود که در سال 1920 ضرب شد.

در فرایند Sherardizing، مقطع یا مقاطع مورد نظر، همراه با پودر جامد Zn در محفظه‌های استوانه‌ای شکل چرخان قرار داده شده و حرارت داده می‌شوند. در این محفظه، علاوه بر ذرات خشکِ عنصرِ Zn، یک سری مواد (مثل ماسه) به عنوان ماده پر کننده نیز وجود دارد. در دمای 300 درجۀ سانتی‌گراد، پودر Zn شروع به تبخیر می‌کند. در حالی که دمای مقطع فولادی بالاست، ذرات Zn و مواد پر کننده، بر سطح آن اعمال می‌شود. به این ترتیب، حتی درزها و شکاف‌های بسیار ریز موجود بر سطع مقطع فولادی نیز با این مواد پر می‌شود.

پودر روی در فاز بخار با سطح فولاد واکنش می‌دهد؛ این فرآیند در دمای بین 320 تا 500 درجه سانتیگراد انجام می‌شود. اکنون لایه پایه (پوشش پایه) بطور جدایی ناپذیری به عنوان آلیاژ روی-آهن، با مقطع فلزی پیوند خورده است. لایه گالوانیزه نفوذی، به طور فعال از مقطع پایه محافظت می‌کند. این حالت، محافظت کاتدی نامیده می‌شود. هر قدر ضخامت لایه گالوانیزه بیشتر باشد، حفاظت کاتدی بهتر و دوره و دوام آن طولانی‌تر خواهد بود.

دمای ظرف طوری کنترل می‌شود که به دمای ذوب Zn نرسد؛ معمولاً بین 320 تا 500 درجۀ سانتی گراد (608-932 درجه فارنهایت).

sherardizing حفاظت کاتدی را فراهم می‌کند. از آنجا که خاصیت الکتروشیمیایی Zn کمتر از Fe است، حافظت فعال کاتدی ایجاد می‌کند. به این معنا که تا زمانی که روی به اندازه کافی در مجاورت ماده پایه باشد، ماده دوم یعنی فولاد تحت تأثیر قرار نخواهد گرفت. در محیط‌های شهری، عمر متوسط محصولاتی که به روش شراردیزینگ گالوانیزه می‌شوند، 20 سال است.

Sherardizing در محدوده دمایی بین 320-425 تا 500 درجه سانتیگراد انجام می‌شود. این یک مزیت است؛ زیرا به قطعات اجازه می‌دهد تا گالوانیزه شوند بدون آنکه خواص مکانیکی خود را از دست بدهند. گالوانیزیشن در دماهای بالا (گالوانیزه گرم) باعث می‌شود تا مقاطع خواص مکانیکی خود را در حمام گالوانیزه از دست بدهند.

• استفاده از روش گالوانیزه خشک، به قطعات با اندازه کوچک محدود است. اندازه اشیایی که می‌توانند تحت این فرآیند قرار گیرند، به ابعاد ظرف که 2 متر × 5 متر × 4 متر است محدود می‌شود. بنابراین، این روش برای تولید ورق گالوانیزه و مقاطعی مانند لوله جدار چاه مورد استفاده قرار نمی‌گیرد.
• یک روش پر زحمت است.
• برای گالوانیزیشن اجسامی با شکل‌های هندسی پیچیده، ایده آل است.
• پوشش یکنواختی از Zn با ضخامت 15 تا 80 میکرومتر ایجاد می‌کند.
• این روش برای ایجاد پوشش حاوی Zn به صورت درزگیری کردن و اتصال یا چسباندن فلز به قطعات لاستیکی و سطوح روغنی مناسب است.

• گالوانیزه خشک در دمای پایین انجام می‌شود؛ از این رو، خواص مکانیکی مواد حفظ می‌شود.
• برای مواد پخته شده مناسب است، زیرا یک فرایند خشک است.
• مناسب برای اجسام با شکل‌های هندسی نامنظم.
• مناسب برای اجسام فرو رفته.
• فاقد شکنندگی یا تردی ناشی از هیدروژن.
• روش سازگار با محیط زیست است، زیرا زباله‌های شیمیایی تولید نمی‌کند.
• صرفه‌جویی در هزینه‌ها.
• کاهش نرخ خوردگی در اتمسفرهای آلوده: نرخ خوردگی Zn با گذشت زمان در اتمسفرهای بسیار آلوده افزایش می‌یابد؛ با این حال ماهیت پوشش‌های Sherardized آن را کمتر مستعد این امر می‌کند.

پوشش Sherardized بر روی تمام سطوح قابل دسترسی یکنواخت است بدون اینکه هیچ گونه برآمدگی در گوشه‌ها و بخش‌های مرتفع مقطع، نسبت به بخش‌های فرورفته ایجاد کند. این ویژگی برای پوشش دادن اشکال پیچیده و نامنظم که ممکن است با فرآیندهای دیگر به سختی به دست آید، ایده‌آل است.

شکنندگی هیدروژن می‌تواند به طور قابل توجهی انعطاف‌پذیری و ظرفیت باربری فولاد را کاهش دهد و در نتیجه شکست غیر قابل پیش‌بینی را به همراه داشته باشد. فرآیند Sherardizing بدون هیدروژن و کاملاً خشک است؛ بنابراین، از هر گونه اثر نامطلوب ناشی از شکنندگی هیدروژن جلوگیری می‌کند. این در حالیست که دیگر فرایندهای گالوانیزیشن (روش‌های گرم و سرد) هیدروژن را جذب می‌کند و این هیدروژن باعث ایجاد تردی و شکنندگی در مقاطع فولادی می‌گردد.

روکش خاکستریِ مات که گالوانیزه خشک ایجاد می‌کند، بافتی دارد که سطحی عالی برای پیوند بعدی با روغن‌ها، رنگ‌ها و لاک‌ها ایجاد می‌کند و نیاز به پرایمرهای گران قیمت اضافی را از بین می‌برد. در نتیجه، استفاده از رنگ بر روی یک پوشش Sherardized با کاهش هزینه و افزایش طول عمر همراه است.

• روی‌اندود کردن پین‌های لولای پشتیبان سقف در صنعت معدن.
• روی‌اندود کردن اتصالات و زانویی‌های مورد استفاده در سیستم‌های مخابرات زیر دریایی.
• گالوانیزیشن اتصالات ریلی خطوط راه آهن مثل بولت ها.
• گالوانیزه کردن قلاب کابل برای سیستم‌های ارتباطی.
• روی‌اندود کردن وسایل لاستیکی.