فرآیند نورد گرم چیست؟

امروزه یکی از مهم ترین محصولات در ساخت تجهیزات صنایع، ورق های فولادی می باشند که طی فرآیندهای مختلف به محصولات متعددی تبدیل می شوند. دو فرآیند اصلی برای انجام بر کلاف های فولادی وجود دارد که شامل نورد گرم و نورد سرد می باشند. ورق های سیاه بر اساس نورد گرم به دست می آیند و کاربردهای زیادی را به خود اختصاص می دهند. در ادامه به معرفی مراحل گالوانیزه گرم می پردازیم.

نورد گرم چیست؟

به طور کلی یکی از مهم ترین فرآیندها برای تولید محصولات فولادی نورد گرم می باشد؛ به صورتی که فولاد مورد نظر را از بین دو غلتک که فاصله بین آن ها اندکی کمتر از ضخامت فلز ورودی می باشد و در خلاف جهت یک دیگر نیز حرکت می کنند، عبور می دهند. طی انجام این مراحل که در دمای بسیار بالایی نیز انجام می شود، ورق سیاه به وجود می آید که به علت قرار گرفتن تحت این عملیات دارای مقاومت فوق العاده ای می باشد، اما از کیفیت ظاهری چندان بالایی برخوردار نمی باشد.

با این حال فولادهای سیاه یا به اصطلاح گرم و آلیاژهای آن در صنایع عظیم و صنعتی کاربرد زیادی دارند. به طور کلی آن ها به دو دسته کلی تقسیم می شوند که شامل معمولی و صنعتی می باشد. جالب است بدانید برای بهتر شدن ظاهر محصولات سیاه، آن ها را اسیدشویی می کنند که ظاهری درخشان و روشن پیدا می کنند.

همچنین جهت انجام فرآیند نورد سرد بر روی این محصولات حتماً باید اسیدشویی شوند تا زبری قطعات آن ها سبب از بین رفتن غلتک های دستگاه نورد سرد نشود. طی فرآیند نورد سرد ورق های روغنی و سپس گالوانیزه و رنگی به وجود می آیند و همگی به یک دیگر وابسته هستند؛ بنابراین قیمت ورق شیروانی رنگی وابسته به شیت های گرم است. در ادامه چگونگی انجام این عملیات را توضیح می دهیم.

منظور از گالوانیزه گرم چیست؟

به طور کلی دو روش برای انجام فرآیند گالوانیزاسیون وجود دارد که شامل غوطه وری گرم و الکتروگالوانیزه یا گالوانیزه سرد می باشند. در ایران با توجه به نداشتن تکنولوژی دستگاه های الکتروگالوانیزه از روش اول استفاده می کنند. شرکت فولاد امیرکبیر کاشان اولین مجموعه در راه اندازی خط تولید غوطه وری گرم در کشور می باشد که در سال 1379 فعالیت خود را آغاز کرد.

فرآیند گالوانیزه گرم یا Hot dip galvanising process، به عملیات غوطه ور کردن آهن یا فولاد در روی مذاب برای اعمال یک پوشش محافظ گرفته می شود. تمام مواد به کار رفته در این فرآیند صنعتی، مطابق با استاندارد EN ISO:1461:2009  می باشند. طی انجام این فرآیند محصولات فلزی مقاومت ویژه ای در برابر عوامل تهدید کننده فولاد از جمله زنگ زدگی و خوردگی کسب کرده و طول عمر آن ها نیز به 50 سال می رسد؛ در نتیجه قیمت روز ورق گالوانیزه کاملاً به چگونگی انجام این فرآیند و کیفیت محصول نهایی بستگی دارد.

مراحل گالوانیزه گرم چگونه انجام می گیرد؟

آماده سازی (Preparation)

واکنش گالوانیزاسیون تنها روی یک سطح که با عوامل شیمیایی تمیز شده است، رخ می دهد. مانند بسیاری از فرآیندهای پوشش دهی، راز دستیابی به یک پوشش با کیفیت و خوب، در مرحله آماده سازی سطح نهفته است. پس می بینید که ضروری است قبل از گالوانیزه کردن، سطح فولاد یا آهن یا هر قطعات آلیاژی دیگر، عاری از چربی، خاک و گرد و غبار و رسوب باشد. محصولات گرم پس از تولید و در برخورد با هوا، لایه ای از اکسید آهن بر سطح آن ها به وجود می آید؛ به همین دلیل آن ها را اسیدشویی می کنند. با وجود این توضیحات همان طور که حدس می زنید، قیمت روز ورق سیاه تأثیر به سزایی در نرخ فولاد های اسیدشویی، گالوانیزه، رنگی و شیروانی دارد.

همه آلودگی ها با یک سری فرآیندها حذف می شوند. در ابتدا با استفاده از محلول سوزاننده که قطعه مورد نظر در آن غوطه ور شده است، چربی زدایی انجام می گیرد. سپس این قطعه ها شستشو داده می شوند و در ادامه، در اسید هیدروکلریک در دمای محیط، غوطه ور می گردند تا زنگ زدگی و رسوب ناشی از آسیاب، از بین برود.

سرباره جوش، رنگ و گریس ها سنگین تر، با این مراحل متداول تمیزکاری، به خوبی پاک نمی شوند و باید قبل از ارسال قطعه به دستگاه گالوانیزه، از بین بروند. پس از شستشوی بیشتر قطعات، آن ها در یک محلول فلاکس - معمولاً حاوی حدود 30٪ کلرید آمونیوم روی، در حدود 65-80 درجه سانتی گراد- غوطه ور می شوند.

گالوانیزاسیون (Galvanising)

هنگامی که آهن یا قطعه فولادی تمیز در روی مذاب فرو برده می شود، (در دمای 450 درجه سانتی گراد)، یک سری لایه ‌های آلیاژ روی - آهن از طریق واکنش متالورژیکی بین آهن و روی تشکیل می گردد. پس از خروج فولاد از حمام گالوانیزه، یک لایه روی مذاب از بالای لایه آلیاژی خارج می شود. این قطعه خنک می شود تا ظاهر درخشان و مرتبط با محصولات گالوانیزه را ارائه دهد. فلز روی سبب ایجاد مقاومت ویژه فلز در برابر خوردگی و زنگ زدگی می شود و تا هنگامی که بر اثر عوامل خارجی از بین نرود، فولاد گالوانیزه خواص خود را حفظ می کند.

پوشش دهی  (Coating)

هنگامی که واکنش بین آهن و روی متوقف شد و محصول با پوشش بیرونی روی از حمام گالوانیزه خارج شد، فرآیند کامل می شود. در حقیقت، هیچ مرزبندی بین فولاد و روی وجود ندارد، بلکه یک انتقال تدریجی از طریق یک سری لایه‌ های آلیاژی که پیوند متالورژیکی را فراهم می‌ کنند، وجود دارد.

کارایی قطعات و ورق های فولادی گالوانیزه

چقرمگی عالی:

پوشش دهی به طور متالورژیکی، روی فولاد متصل می شود و مقاومت بسیار بیشتری در برابر آسیب ها و عوامل بیرونی، نسبت به سایر پوشش ها ایجاد می کند.

پوشش کامل:

به دلیل غوطه ور شدن فولاد یا آهن در روی مذاب، تمام قسمت های سطوح داخل و خارج از جمله گوشه های نا متقارن و شکاف های باریک، به خوبی پوشش داده می شوند.

محافظت سه طرفه؛ گالوانیزه گرم از سه طریق محافظت می کند:

به طور ناچیز در معرض اثرات محیطی قرار می گیرد و طول عمر بالاتری دارد. این پوشش به عنوان یه سد محافظ در هر ناحیه کوچکی عمل می کند؛ یعنی نواحی که از طریق حفاری، برش یا آسیب تصادفی در معرض آسیب قرار می گیرد. اگر نواحی بزرگ تر آسیب ببینند، از خزش جانبی زنگ زدگی جلوگیری می کند.

مزایای مهم و ارزشمند فولاد گالوانیزه

گالوانیزاسیون، بهترین راه حل برای محافظت در برابر خوردگی است و مزایای قابل توجهی نسبت به رنگ یا هر سیستم پوشش دهی دیگری ارائه می دهد. در واقع وقتی صحبت از نگهداری، دوام، ضخامت پوشش، کاربرد و محافظت قطعات فولادی به میان می آید، هیچ حرفی برای مقایسه روش گالوانیزه با سایر روش ها وجود ندارد.

معماران و مهندسان، گالوانیزاسیون را توصیه می کنند؛ زیرا مؤثرترین سیستم محافظت از خوردگی با طول عمر طولانی و بدون نیاز به تعمیرات و نگهداری است. در قسمت زیر، مهم ترین و ارزشمندترین مزایای روش های گالوانیزه کردن را بررسی می کنیم:

یک روش رقابتی

به عنوان یک فرآیند مکانیزه و کاملاً کنترل شده، گالوانیزه داغ می تواند در صنایع بزرگ تر، با قیمت های مقرون به صرفه انجام شود.

کمترین هزینه و کاربردهای مادام العمر

هزینه اولیه کم و عمر طولانی تر، ویژگی هایی هستند که موجب شده اند روش گالوانیزه گرم به همه کاره ترین و اقتصادی ترین راهکار برای محافظت از فولاد برای دوره های طولانی (بیشتر از 25 سال) تبدیل کرده است.

طول عمر طولانی تر

فرآیند گالوانیزه گرم، سال هاست که عملکرد ثابت شده ای دارد. قطعاتی که در این روش ها آماده می شوند، دارای عمر طولانی تا هفتاد سال، در بیشتر شرایط اقلیمی و آب و هوایی هستند و این یک امر عادی است.

قابلیت اطمینان پذیری

این فرآیند ساده و کاملاً کنترل شده است. ضخامت های پوشش دهی بسیار منظم و قابل پیش بینی و اندازه گیری هستند و طبق استانداردها اعمال می گردند.

سرعت بالا برای انجام گالوانیزاسیون

یک پوشش محافظ گالوانیزه را می توان در عرض چند ساعت اعمال کرد. یک سیستم رنگ آمیزی سطح، چهار لایه مناسب تقریباً به یک هفته وقت نیاز دارد. پس با این روش گالوانیزاسیون داغ، شما در زمان و هزینه بیشتر، صرفه جویی می کنید.

پوشش دهی کامل

از آنجایی که فولاد و یا قطعات آهن، در روی مذاب غوطه ور هستند، تمام قسمت های سطوح داخل و خارج از جمله گوشه های نامناسب و شکاف های باریک پوشیده خواهند شد.

سهولت بازرسی

گالوانیزه گرم، یک پوشش آشکار است که اگر پیوسته و سالم به نظر برسد، بازرسی آن به آسانی میسر خواهد بود. ضخامت پوشش را می توان به راحتی با استفاده از یک پروب مغناطیسی (الکومتر) بررسی کرد. لازم به ذکر است برخی از قطعات مانند شیت های اسیدشویی نیاز به انجام آزمایش های تخصصی مانند تست راکول دارند. همچنین قیمت روز ورق اسیدشویی وابسته به سطح کیفیت آن و کارخانه سازنده دارد.

ساخت و ساز سریع تر

فولاد گالوانیزه گرم، به سرعت آماده استفاده است. هنگام خرید این محصول، دیگر نیازی به هیچ مرحله آماده سازی، رنگ آمیزی یا بازرسی بیشتر نمی باشد و می توانید مستقیماً از آن استفاده نمایید.

جمع بندی

در این مطلب روش گالوانیزه گرم یا غوطه وری برای تولید فولاد گالوانیزه و به دنبال آن ورق های شیروانی طرح دار و رنگی توضیح داده شد تا درک بهتری از چگونگی به وجود آمدن خواص این محصول داشته باشید. به طور کلی غوطه وری گرم برای محصولات گالوانیزه سبب ایجاد خصوصیات مهمی از جمله مقاومت در برابر شرایط جوی مانند رطوبت و آب باران می شود و از این رو در صنایع مهمی از جمله تولید لوازم خانگی، خودروسازی و ساخت و ساز به کار برده می شود.