ورق گالوانیزه چیست؟ مشخصات، مزایا و عمر مفید آن

یکی از بزرگ‌ترین تهدیدها برای سازه‌های فولادی، رطوبت است. اگرچه ساختمان‌های فلزی در برابر آسیب‌هایی مانند آتش‌سوزی، طوفان و باران‌های سیل‌آسا مقاومت بالایی دارند، اما اگر به‌درستی محافظت نشوند، رطوبت می‌تواند به مرور زمان باعث زنگ‌زدگی و خرابی آن‌ها شود. اینجاست که ورق‌های گالوانیزه به‌عنوان راه‌حلی موثر وارد می‌شوند. ورق‌های گالوانیزه، با پوشش خاص خود، در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی مقاوم هستند و همین ویژگی آن‌ها را به گزینه‌ای محبوب در صنایع مختلف تبدیل کرده است. اما ورق گالوانیزه دقیقاً چیست و چرا این مقاومت در برابر خوردگی را دارد؟ در این مقاله، به معرفی این محصول و بررسی ویژگی‌های منحصر‌به‌فرد آن در برابر زنگ‌زدگی خواهیم پرداخت.

گالوانیزه چیست؟

معمولا فولاد و آهن، از عناصری هستند که دچار خوردگی، زنگ‌زدن و در نهایت تضعیف و فروریختن می‌شوند. امروزه راه‌های مختلفی برای محافظت از سازه‌های فولادی در این مشکل وجود دارند. فولاد گالوانیزه یکی از همین روش‌ها و اغلب بهترین روش برای اکثر سازه‌های فولادی محسوب می‌شود.

اگر ورق فولادی را با فلز «روی» پوشش دهند، ورق گالوانیزه ایجاد می‌شود. اگر پوشش روی از بین رود یا حتی شکسته شود، این ورق به هیچ وجه زنگ نخواهد زد؛ همچنین بنا به دلایلی که در ادامه ذکر می‌کنیم استفاده از این ورق‌ها بسیار مقرون به صرفه هستند، به همین دلیل قیمت ورق گالوانیزه اهمیت زیادی دارد. کاربرد این محصول به اندازه‌ای وسیع است که عمولا در بسیاری از مکان‌ها ازجمله:پل‌ها، استادیوم‌ها، دروازه‌ها و نرده‌ها، چراغ خیابان‌ها، سقف منازل و اتومبیل‌ها به چشم می‌خورد.

ورق گالوانیزه چیست؟

ورق گالوانیزه، نوعی ورق فولادی است که به‌وسیله یک لایه محافظ فلزی از جنس روی (Zn) پوشش داده می‌شود. این لایه محافظ از طریق فرآیند گالوانیزاسیون به ورق فولادی اعمال می‌شود، جایی که ورق فولادی به‌طور کامل در فلز روی مذاب غوطه‌ور می‌شود. هدف اصلی این پوشش، حفاظت از ورق فولادی در برابر عوامل خورنده و شرایط جوی مختلف است که موجب افزایش مقاومت آن در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی می‌شود. ورق‌های گالوانیزه به‌دلیل ویژگی‌های منحصر‌به‌فرد خود، شامل مقاومت بالا در برابر آب و هوا، عمر طولانی‌تر، و نیاز به نگهداری کمتر، در صنایع مختلفی مانند ساختمان‌سازی، خودروسازی، و تولید تجهیزات الکتریکی بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند. علاوه‌براین، ورق‌های گالوانیزه اغلب دارای سطحی براق و صاف هستند که علاوه‌بر بهبود مقاومت، به زیبایی ظاهر محصول نهایی نیز می‌افزاید. این ویژگی‌ها ورق‌های گالوانیزه را به یکی از گزینه‌های ایده‌آل برای استفاده در پروژه‌های صنعتی و تجاری تبدیل کرده است.

مشخصات ورق گالوانیزه

این محصول دارای ویژگی‌های منحصر به فرد زیادی است که در زیر تنها به چند نمونه از آن‌ها اشاره می‌کنیم.

• هزینه تولید بسیار پایین نسبت به سایر ورق‌های مقاوم بر برابر خوردگی
• جوشکاری این نوع ورق بسیار آسان انجام می‌شود.
• هزینه نگهدار ورق فولادی گالوانیزه و همچنین تعمیر آن بسیار کمتر از مابقی ورق‌ها است.
• ورق گالوانیزه ظاهری براق و زیبا دارد.
• شکل و فرم گیری این ورق‌ها به راحتی انجام می‌شود.

زنگ زدگی چیست؟

زنگ‌زدگی نام دیگر اکسید آهن است و زمانی رخ می‌دهد که آهن یا آلیاژ حاوی آهن مانند فولاد برای مدت طولانی در معرض اکسیژن و رطوبت باشد. با گذشت زمان اکسیژن با فلز در سطح اتمی ترکیب شده و ترکیب جدیدی به نام اکسید را تشکیل می‌دهد که باعث تضعیف پیوندهای فلز می‌شوند. آب با شکستن مولکول اکسیژن به واکنش آهن با اکسیژن کمک می‌کند. در ابتدای واکنش، آهن الکترون‌های خود را به اکسیژن می‌دهد؛ سپس یون‌های آهن با آب واکنش می‌دهند تا هیدروکسید آهن و هیدروژن تشکیل شوند.

پس از این واکنش و با انجام اکسایش بر سطح یک جسم آهنی، آند شکل می‌گیرد. در بخش دیگری از این سطح که آب و اکسیژن حضور دارند، کاتد تشکیل می‌شود. فرآیند صورت گرفته باعث شکل‌گیری یک سلول ولتایی یا پیل ولتایی کوچک می‌شود؛ با حرکت آندها به سمت کاتدها زنگ خوردگی صورت می‌گیرد.

عملیات گالوانیزاسیون یا آبکاری ورق گالوانیزه

در فرآیند گالوانیزه کردن، عناصر فلزی در سطح میکروسکوپی تغییر و حفاظت یکنواختی را ایجاد می‌کنند. می‌توان گفت فرآیند‌ تولید ورق گالوانیزه کردن باعث به وجود آمدن محصولات با ظاهر، ضخامت و دوام متفاوت می‌شود. در این بخش توضیح مختصری در مورد روش‌های تولید آن ارائه می‌دهیم. کلیه محصولات فلزی را می‌توان از دو طریق در برابر زنگ‌زدگی مقاوم کرد: (اگرچه هر دو روش پوشش فولاد با فلز روی است ولی در نهایت دو محصول متفاوت تولید می‌شوند)

• روش حرارتی (گالوانیزه گرم)

روش حرارتی (HOT-DIP-Galvanizing) یعنی فرو بردن آهن یا فولاد در مخزنی از مذاب فلز روی (به منظور پوشش‌دهی) را گالوانیزاسیون با روش غوطه‌وری گرم می‌گویند. پس از غوطه‌ور کردن فولاد در حمام فلز روی مذاب شده و خنک شدن آن، فولاد و روی به سختی به یکدیگر چسبانده می‌شوند و یک پوشش محافظ بر روی فولاد ایجاد می‌شود. این ویژگی باعث می‌شود که استفاده از این فولادهای گالوانیزه یکی از گزینه‌های مقرون به صرفه، پایدار و بادوام برای محافظت از سازه فولادی در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی باشد.

گالوانیزاسیون به روش غوطه‌وری گرم از شیوه‌های پرکاربرد و قدیمی در برابر زنگ‌زدگی است. محافظت از فولاد با ایجاد لایه‌ای محافظ بر روی آن انجام می‌شود. در این روش فلز روی به عنوان آند قربانی عمل می‌کند، زیرا از آهن فعال‌تر است. باید توجه داشته باشید که شرایط حاکم بر محیط و ضخامت روی بر محافظت از فولاد و آهن به منظور جلوگیری از زنگ‌زدگی تاثیر به‌سزایی را ایفا می‌کنند.

لایه محافظ شکل گرفته دو ویژگی مهم دارد:

• چسبندگی به فلز اولیه
• مقاوم بودن در برابر اصطحکاک

تعداد لایه محافظ در فرآیند گالوانیزه کردن بیش از یک عدد است به عبارتی لایه مدنظر، جزئی از سطح فولاد را شکل می‌دهد. با همه این تفاسیر، گالوانیزه با روش حرارتی برای فلزاتی که به صورت مداوم در معرض مواد خورنده مثل اسید هستند، کاربردی ندارد. از فولاد ضدزنگ یا Stainless steel برای این مشکل به عنوان جایگزین بهتر استفاده می‌شود. محیط‌های دریایی و شور نیز به دلیل رسانایی الکتریکی بالای آب دریا (که باعث زنگ‌زدن می‌شود) عمر این ورق‌ها را کوتاه می‌کنند.

پوشش‌های الکتروگالوانیزه به وسیله اعمال محلول فلز سولفات روی یا سیانید بر ورق‌ها و نوارهای فولادی به وسیله برق ساخته شده‌اند. در این روش، ضخامت پوشش بسیار کمتر از روش گالوانیزه گرم بوده اما دارای سطح صاف‌تری است. در الکتروگالوانیزه پوشش محافظ سبک‌تر و نازک‌تر از روش قبلی است و می‌توان ضخامت آن را به طور دقیق کنترل کرد.

لازم به ذکر است که در روش گالوانیزه گرم چون لایه بسیار ضخیمی از روی ایجاد می‌شود، رنگ‌آمیزی آن سخت خواهد بود؛ ولی در گالوانیزه آبکاری ورق تولید شده دارای ظاهر براق و زیبایی بوده و رنگ کردن آن نیز ساده‌تر است. به همین دلیل فولاد مورد استفاده در بدنه خودرو با استفاده از الکتروپلات محافظت می‌شود.

مشخصات فولاد گالوانیزه

• پوشش روی مانع از رسیدن مواد خورنده به فولاد زیرین یا آهن می‌شود، از خوردگی فلزات جلوگیری کرده و مقاومت فولاد پوشش داده شده عمیقا افزایش می‌یاید.
• یک پوشش گالوانیزه می‌تواند بیشتر از ۷۰ سال بدون تعمیر و نگه‌داری دوام بیاورد.
• روی تنها ماده‌ای است که همچین قابلیتی را به فلز زیرین می‌دهد.
• فولاد گالوانیزه جایگزین مناسبی برای فولاد ضد زنگ است.
• اگر پوشش روی خراشیده شده و آسیب ببیند، همچنان از فولاد زیرین محافظت شده و زنگ نمی‌زند.

ویژگی‌های ورق گالوانیزه

ورق گالوانیزه به‌دلیل پوشش محافظ روی، یکی از پرکاربردترین ورق‌های فولادی در صنایع مختلف به‌ویژه تولید لوازم خانگی محسوب می‌شود. ترکیب دوام بالا، هزینه نگهداری پایین و قابلیت‌های فنی مناسب باعث شده این محصول انتخابی اقتصادی و کاربردی برای تولیدکنندگان باشد.مهم‌ترین ویژگی‌های این ورق عبارتند از: 

• مقاومت بالا دربرابر خوردگی و اکسیداسیون
• قابلیت رنگ‌پذیری بالا
• صرفه اقتصادی بالا
• ظاهر براق و سطح زیبا
• هزینه تولید و خرید مناسب

کوتینگ (Coatting) ورق گالوانیزه

کوتینگ ورق گالوانیزه یکی از مواردی است که در کاربرد آن تاثیر خواهد گذاشت.کوتینگ در اصطلاح به قطر لایه روی (ZN) ورق‌های گالوانیزه گفته می‌شود. هر چقدر که لایه گالوانیزه روی ورق قطورتر باشد، کوتینگ ورق بالاتر است. کوتینگ ورق‌های گالوانیزه با توجه به کارخانه و کشور سازنده آن‌ها متفاوت است. به طور مثال درصد کوتینگ ورق‌های گالوانیزه ژاپنی در حدود 170 یا حتی بیشتر است اما درصد کوتینگ در ورق‌های چینی بین 100تا 125 متغیر است. خریداران محترم ورق‌های گالوانیزه باید توجه کنند که باتوجه به نیاز خود و صنعتی که در آن فعال هستند، از ورق گالوانیزه با کوتینگ متناسب خود استفاده نمایند تا بتوانند کیفیت و طول عمر محصولات تولیدی خود را تا حد قابل قبولی افزایش دهند.  

«جالب است که بدانید، طول عمر ورق‌های گالوانیزه در حدود 50 سال بیشتر از سایر ورق‌های فولادی است.»

مزایای استفاده از ورق گالوانیزه

ورق گالوانیزه مزیت‌های زیادی به خصوص در ساخت‌وساز دارد که به واسطه آن‌ها، از این ورق در ساخت بسیاری از محصولات ساختمانی استفاده می‌‌شود و به این ترتیب تغییرات نرخ ورق گالوانیزه بر تغییر قیمت رابیتس و سایر محصولات متشکل از این ورق موثر خواهد بود. در تصویر زیر به مزایای ورق گالوانیزه پرداخته شده است:

معایب ورق گالوانیزه

تنوع و تعدد کاربرد ورق گالوانیزه در صنایع قابل انکار نیست اما باید بدانید که این ورق‌ها دارای معایبی هستند. البته که این معایب باعث کاهش استفاده از آن‌ها نمی‌شود اما بهتر است که با آن‌ها آشنایی داشته باشید. 
در بخش‌های قبلی به این مورد اشاره کردیم که ورق‌های گالوانیزه برای جوشکاری و فرم‌دهی مناسب هستند اما در زمان جوشکاری این ورق‌ها باید به یک نکته دقت کنید. هنگام جوشکاری ورق گالوانیزه، نوعی گاز سمی ایجاد می‌شود. تنفس طولانی مدت این گاز می‌تواند مشکلات ریوی شدیدی را برای افراد ایجاد کند. به همین علت توصیه می‌شود که هنگام کار با ورق‌های گالوانیزه از ماسک‌های مخصوص استفاده کرد. همچنین توجه کنید که هیچ وقت بیشتر از 4 ساعت به صورت متوالی به جوشکاری ورق گالوانیزه مشغول نشوید. 
از جمله عوارض ابتدایی جوشکاری این ورق‌ها بدون ماسک می‌توان به مشکلاتی مانند سردرد، سرگیجه و حالت تهوع اشاره کرد.
نحوه تشخیص ورق گالوانیزه با کیفیت
اگر از خریداران ورق‌های گالوانیزه هستید، بهتر است با روش شناسایی ورق گالوانیزه نیز آشنایی داشته باشد. ورق‌های گالوانیزه دارای سطحی براق، درخشان و صیقلی هستند. بهتر است بدانید، یکدست نبودن سطح ورق گالوانیزه و دیده شدن لکه روی آن به معنای وجود ناخالصی در مواد گالوانیزاسیون است. به همین جهت توصیه می‌شود تا ورق‌هایی که کاملا صیقلی و براق هستند را مورد استفاده قرار دهید. 

«در صورتی که از روش گرم برای گالوانیزاسیون ورق‌های فولادی استفاده شود، عمر مفید این ورق‌ها به 70 سال خواهد رسید.»

عمر مفید ورق گالوانیزه چقدر است؟

زمان زیادی طول می‌کشد تا ورق گالوانیزه از بین برود یا زنگ بزند. همان‌طور که در بالا اشاره کردیم، عمر مفید این ورق بین ۲۰ تا ۳۰ سال است؛ ولی اگر خشک و دور از باران باشد (با هر روشی که تولید می‌شود)، می‌تواند برای همیشه سالم بماند. فولاد گالوانیزه‌ای که برای استفاده طولانی مدت در فضای باز در نظر گرفته شده است باید از جنس فولاد گالوانیزه گرم (یا همان حمام مذاب فولاد با فلز روی) باشد که معمولا در محیط‌های مختلف تا حدود ۷۰ سال دوام می‌آورد. از این فولاد برای تولید انواع ورق نیز استفاده می شود و قیمت ورق گالوانیزه به نرخ آن بستگی دارد.

البته می‌توان از رنگ کردن برای محافظت بیشتر ورق در محیط‌هایی که میزان زنگ‌زدن عناصر در آن‌ها بسیار بالاست یا به اصطلاح بسیار خورنده هستند، برای افزایش طول عمر فولاد گالوانیزه استفاده کرد. البته باید دقت کنید که قبل از رنگ‌آمیزی حتما سطح آن تمیز، خشک و عاری از هرگونه آلودگی، از جمله نمک روی و هرگونه محلول کرومات باشد. این کار را می‌توان با استفاده از یک دستگاه شوینده و تهویه فلزی انجام داد.

چرا ورق گالوانیزه انتخابی هوشمندانه است؟

در این مقاله به بررسی ویژگی‌ها، کاربردها و مزایای ورق گالوانیزه پرداختیم. بررسی روش‌های تولید، مشخصات فنی و مزایای این محصول نشان می‌دهد که ورق گالوانیزه از نظر دوام، کیفیت و عملکرد بلندمدت گزینه‌ای قابل‌اطمینان به‌شمار می‌آید. برای پروژه‌هایی که کاهش هزینه‌های نگهداری و افزایش طول عمر سازه اهمیت دارد، استفاده از ورق گالوانیزه انتخابی اقتصادی و کارآمد است. این محصول با مقاومت مناسب دربرابر شرایط محیطی سخت، نیاز به تعمیرات مداوم را به حداقل می‌رساند و در بلندمدت صرفه‌جویی قابل توجهی در هزینه‌ها ایجاد می‌کند. علاوه بر این، استفاده از ورق گالوانیزه از منظر پایداری و بهره‌وری منابع نیز اهمیت دارد و می‌تواند به بهبود عملکرد کلی پروژه کمک کند. انتخاب صحیح این ورق متناسب با نیاز پروژه، نقش مؤثری در افزایش کارایی و کاهش هزینه‌های اجرایی خواهد داشت.