از انواع روش های گالوانیزه کردن می‌توان به روش پاشش مذاب عنصر روی، روش غوطه‌وری در حمام مذاب روی، شراردیزاسیون و الکتروگالوانیزه اشاره کرد. تمامی تکنیک‌های مذکور به منظور افزایش مقاومت تجهیزات آهنی و فولادی در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی و در نتیجه افزایش طول عمر آن‌ها صورت می‌گیرد. اما تفاوت‌هایی با هم داشته و هر کدام مزیت‌ها و کاستی‌های خاص خود را دارند که باعث می‌شود تا هر کدام برای کاربردهای خاصی مورد استفاده قرار گیرند.
فرآیند گالوانیزه به روشی اشاره دارد که طی آن لایه‌ای از عنصر روی (Zn) بر سطح قطعات آهنی یا فولاد، اعمال شده و آن‌ها را پوشش می‌دهد. با این فرآیند می‌توان از مواد فلزی در برابر زنگ زدگی و فساد محافظت کرد. این فرایند با تکنیک‌های مختلفی انجام می‌شود که هر کدام ویژگی و برتری‌های خاص خود را دارند. فرایند گالوانیزیشن در تولید ورق گالوانیزه و سایر پروفیل‌ها و مقاطع فولادی حرف اول را می‌زند!
دلیل اینکه در فرآیند گالوانیزه کردن، از عنصر روی به جای فلزات دیگر استفاده می‌شود این است که روی اکسید می‌شود و با اکسید شدن خود، به طور فداکارانه‌ای مانع از خوردگی اسیدی فولاد می‌گردد. به عبارت دیگر، وقتی Zn با فولاد در تماس است و در کنار آن حضور دارد، اکسیژن و اسیدها بجای فولاد، روی را مورد حمله قرار می‌دهند.
علاوه بر تأثیر خوب و مناسبی که عنصر روی دارد، کم هزینه بوده و کار با آن آسان است. به همین دلیل، به طور کل، یکی از رایج‌ترین پوشش‌های فلزی مورد استفاده در دنیا است.
Zn در خاک‌های قلیایی و برخی از محیط های سیمانی عملکرد ضعیفی دارد. اما می‌توان با عملیاتی مانند رنگ آمیزی محافظت آن را تقویت کرد.
روی را می‌توان با چند روش مختلف بر سطح آهن و مقاطع فولادی اندود کرد؛ این روش‌ها عبارتند از:
طول عمر قطعات گالوانیزه شده در برابر خوردگی، با ضخامت لایه روی تعیین می‌شود و با آن ارتباط مستقیم دارد. ضخیم‌ترین پوشش‌ها در فرآیند غوطه‌وری گرم و پاشش ایجاد می‌شود. ضخامت پوششِ روی (Zn) نوع فولاد و پیش‌تصفیه سطح فولاد نیز در ماندگاری و دوام گالوانیزه مؤثر است. در کنار این‌ها، دما و زمان اندرکنش روی با بستر فولادی و آلیاژ شدن آن‌ها در سطح مشترک‌شان نیز می‌تواند دوام پوشش تأثیر بگذارد.
از میان روش های گالوانیزه کردن، بهترین پیوند بین عنصر Zn و Fe، در روش گالوانیزه گرم و روش شراردیزاسیون ایجاد می‌شود. این دو روش قوی‌ترین آلیاژ Fe-Zn را ایجاد می‌کنند که می‌تواند بر سختی، چگالی و خواص پوششِ حاصل تأثیر بگذارد.
در جدول زیر، مقایسه‌ای بین انواع روش های گالوانیزه کردن و تفاوت هر یک از روش‌ها با دیگری ارائه شده است. روش اسپری یا پاشش در ادامۀ همین مطلب توضیح داده شده است. سایر روش‌ها به عنوان مقاله جداگانه و کامل در دانشنامه وجود دارد؛ جهت دریافت اطلاعات تکمیلی و بیشتر، بر روی لینک آن‌ها در بالا کلیک کنید.
در برخی موارد، عناصری را می‌توان به روی (به عنوان مثال، آلومینیوم) اضافه کرد تا محافظت در برابر خوردگی را در محیط های خاص افزایش داد. در حالی که وجود عناصر دیگر در بستر فولادی (به عنوان مثال، سیلیکون) تشکیل آلیاژ روی/آهن را تشویق می‌کند و پوشش های ضخیم، سخت و سنگین تولید می‌کند. روی در اکثر اتمسفرها (به استثنای محیط‌های صنعتی حاوی دی اکسید گوگرد بالا) به دلیل تشکیل محصولات خوردگی محافظ نسبتاً مقاوم در برابر خوردگی است و نسبت به فولاد آند است.
در مواردی که قرار است از روش پاشش جهت ایجاد پوششِ روی استفاده شود، به اندازۀ 15 – 30 درصد وزنی، عنصر Al به ترکیب Zn اضافه می‌شود.
در مواردی که قرار است از روش آبکاری استفاده شود، روی با آهن، کبالت و نیکل آلیاژ می‌شود.
در روش اسپری کردن، ذرات ریز Zn مذاب بر سطح فولاد پاشیده می‌شود. این کار با استفاده از تفنگ های مخصوص و یا شعله های مخصوص انجام می‌شود. روش اسپری کردن در مورد مقاطعی که به دلیل اندازه بزرگ نمی‌توانند در حمام گالوانیزه فرو روند و برای اجسامی که در حین گالوانیزه گرم دچار اعوجاج می‌شوند، مناسب است. روش پاشش همچنین در مورد قطعاتی که بخشی از آن‌ها را نمی‌توان از روش غوطه وری گالوانیزه کرد، مناسب است.
در میان روش های گالوانیزه، تکنیک پاشش می‌تواند جایگزین مناسبی با روش غوطه وری باشد. زیرا در هر دو روش، Zn در حالت مذاب بر سطح مقاطع اعمال می‌شود. البته در روش پاشش، حرارت کمتر است. اسپری Zn داغ در مقایسه با روش گالوانیزه گرم، پوشش نهایی پودری برتری ایجاد می‌کند.
قبل از اسپری کردن Zn لازم است کارهای زیر انجام شود:
آماده‌سازی سطح مقطع فولادی با از بین آلایندگی‌ها، زنگ زدگی‌ها، چربی‌ها و هرگونه پوشش سطحی ناخواسته. تمیز کردن سطح، با استفاده از ساینده‌های مخصوص صورت می‌گیرد. این ساینده‌ها سطح فولاد را اندکی زبر می‌کند. اما همین زبری سطح، باعث می‌شود تا چسبندگی پوشش روی بهتر و موفقیت آمیزتر باشد.
سپس ذرات فلزی اتمیزه شده (ذرات ریز) Zn سطح زبر شده اسپری می‌شوند و در آنجا به سطح چسبیده و جامد می‌شوند. چندین لایه برای ایجاد ضخامت پوشش اعمال می‌شود، با مقادیر معمولی بین 80 میکرون تا 300 میکرون، اما ضخامت‌های 50 تا 500 میکرون نیز امکان‌پذیر است.
در مورد محیط های تهاجمی (مانند محیط های نمکی) می‌توان با اعمال یک یا دو لایه رنگ اپوکسی بر سطح پوشش Zn محافظت از مقاطع فولادی را افزایش داد.
گالوانیزه به روش اسپری را می‌توان برای صفحات فولادی و مقاطعی که در موارد زیر کاربرد دارند، اعمال کرد:
پوشش‌های پاشش حرارتی Zn توسط استانداردهای بین‌المللی و اروپایی ENISO 14713 به رسمیت شناخته شده‌اند. در میان انواع روش های گالوانیزه، طول عمر مقاطعی که به روش پاشش گالوانیزه می‌شوند، در محیط‌های چالش برانگیز مثل مناطق دریایی، حدود 20 سال است.
سحر کوه فر
لیسانس زمین‌شناسی کاربردی، ارشد پترولوژی، سئوکار، نویسنده محتوای وبسایت؛ دارای مقالات تخصصی کنفرانسی و علمی - پژوهشی در زمینۀ زئولیت. علاقه‌مند به سنگ‌ها، فلزات، نفت و گاز و ژنز آن‌ها در زمین و روش‌های اکتشاف آن‌ها؛ حامی زمین و محیط زیست...