ورق گالوانیزه چیست؟ مشخصات، مزایا و عمر مفید آن

معمولا بزرگترین تهدید برای سازه‌های فولادی، رطوبت است. ساختمان‌های فلزی، در برابر صدمات یا آسیب‌هایی مانند آتش‌سوزی، طوفان و باران‌های سیل‌آسا بسیار مقاوم هستند؛ با این حال اگر به خوبی پوشش داده نشوند، رطوبت در طولانی مدت باعث زنگ‌زدگی آن‌ها می‌شود. ورق‌های گالوانیزه که کاربرد فراوانی در صنایع متفاوت دارند، به دلیل پوشش خاص خود دچار زنگ‌خوردگی نمی‌شوند؛ همین امر سبب گردیده تا این ورق‌ها از محبوبیت خاصی برخوردار باشند. اما ورق گالوانیزه چیست و چه ساختاری دارد؟ در این مطلب قصد داریم به معرفی این محصول و بررسی عدم خوردگی و زنگ‌زدگی آن بپردازیم.

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.

ویژگی های 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.

خواص ورق گالوانیزه

ورق‌های گالوانیزه ویژگی‌های زیادی دارند که در ادامه با برخی از مهم‌ترین آن‌ها آشنا خواهیم شد. همان‌طور که پیش‌تر به آن اشاره کردیم، اولین ویژگی این محصول مقاومت آن در برابر خوردگی و اکسید شدن است. همین ویژگی باعث شده تا ورق گالوانیزه در صنایع مربوط به تولید لوازم خانگی مانند انواع ماشین لباس شویی کاربرد پیدا کند. از دیگر ویژگی‌های این محصول می‌توان به قدرت رنگ پذیری و فرم‌دهی آن اشاره کرد. جالب است بدانید که استفاده از ورق‌های گالوانیزه نسبت به سایر ورق‌های آهنی از لحاظ اقتصادی به صرفه‌تر است؛ چراکه به هزینه تعمیر و نگهداری کمی نیاز دارد. 

همچنین هزینه تولید ورق‌های گالوانیزه هم نسبتا پایین است. همین مورد باعث می‌شود که قیمت خرید آن نیز برای تولیدکنندگان به صرفه باشد. از دیگر ویژگی‌های ورق گالوانیزه می‌توان به خاصیت جوش پذیری آن اشاره کرد. این ویژگی باعث شده تا ورق‌های گالوانیزه در جوشکاری نیز کاربرد داشته باشند. داشتن ظاهری زیبا و براق هم یکی دیگر از ویژگی‌های این نوع ورق است. همچنین باید بدانید که ورق‌های گالوانیزه به دلیل مقاومت بالایی که در برابر عوامل بیرونی دارند در حین فرآیند حمل و نقل و نصب، کمتر از سایر ورق‌های فولادی آسیب می‌بینند. نکته بعدی که باید به آن اشاره کرد، هزینه بازرسی پایین ورق‌های گالوانیزه است. بازرسی این ورق‌ها نیاز به صرف هزینه‌های سنگین برای تست‌های کیفی نداشته و بررسی آن‌ها با چشم غیر مسلح ممکن است. 

کوتینگ 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؛ در این قسمت به برخی از این مزیت‌ها اشاره می‌کنیم:

• طول عمر طولانی: اگر ورق‌های گالوانیزه در محیط‌هایی که میزان خوردگی بالایی دارند مورد استفاده قرار گیرند، بین ۲۰ تا ۷۰ سال عمر می‌کنند. البته این سال‌ها بستگی به میزان قرار گرفتن فولاد در برابر مواد خورنده دارد.
• هزینه کمتر: همان‌طور که گفته شد، روی مذاب با فولاد به خوبی به یکدیگر می‌چسبند و محصولی بسیار بادوام را تولید می‌کنند؛ در نتیجه روش گالوانیزاسیون نسبت به سایر روش‌هایی که برای جلوگیری از زنگ‌زدگی استفاده می‌شود، هزینه کمتری برای تعمیر و نگه‌داری دارد. شاید در مقایسه با سایر محصولات فولادی هزینه اولیه این محصول بالا به نظر برسد، اما اجرای آن به دلیل سرمایه‌گذاری بلندمدت (یعنی در طولانی مدت نیاز به تعمیر و نگه‌داری ندارد)، بهترین گزینه برای اکثر پیمان‌کاران می‌باشد.
• بازرسی آسان: از آن‌جایی که باید سازه‌ها را به صورت سالیانه مورد بررسی قرار داد، بنابراین روش بازرسی بسیار اهمیت خواهد داشت. ورق‌های گالوانیزه بدون نیاز به آزمایش خاصی، به راحتی و تنها از طریق چشم قابل بررسی هستند و در آزمایش و تست کیفیت آن هزینه زیادی صرف نمی‌شود.
• سختی: گالوانیزه یکی از سخت‌ترین پوشش‌های محافظ موجود در بازار می‌باشد. این بدان معنی است که علاوه بر اینکه در برابر زنگ‌زدن مقاومت دارند، از آسیب‌های زمان حمل و نقل نیز در امان هستند.
• سادگی در تمیزکردن: این محصولات را می‌توانید با آب قلیایی اسپری کرده و در صورت لزوم با یک پارچه نرم پاک کنید.
• صرفه‌جویی در منابع: فولاد گالوانیزه یکی از محصولات بسیار با دوام و با پایداری بالاست. همان حمام مذابی که از آن برای تولید ورق گالوانیزه استفاده می‌شود را می‌توان بارها و بارها استفاده کرد.
• تطبیق‌پذیری و قابلیت اطمینان بالا: این محصولات کاملا منطبق بر استانداردهای بین‌المللی ساخته می‌شوند، بنابراین قابلیت اطمینان بالایی دارند.

به واسطه این مزایا، از این ورق در ساخت خیلی از محصولات ساختمانی استفاده می‌نمایند و به این ترتیب تغییرات نرخ ورق گالوانیزه بر تغییر قیمت رابیتس و سایر محصولات متشکل از این ورق موثر خواهد بود.

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.

مشخصات، مزایا و اهمیت ورق گالوانیزه در صنایع

در این مطلب به بررسی فولاد گالوانیزه و به خصوص ورق گالوانیزه پرداختیم، از روش‌های تولید، مشخصات، مزایا و عمر مفید آن صحبت کردیم. باز هم تاکید می‌کنیم اگر می‌خواهید سازه در طولانی مدت به صورت مداوم نیاز به نگه‌داری و تعمیرات نداشته باشد، ورق گالوانیزه به‌عنوان یک مقطع فولادی کاربردی، بادوام و مقرون‌به‌صرفه در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی مورد استفاده در صنایع مختلف است. ویژگی‌هایی همچون طول عمر بالا، سهولت استفاده، و مقاومت در برابر عوامل مخرب محیطی، این ورق را به یکی از بهترین گزینه‌ها برای سازه‌های فلزی و محصولات صنعتی تبدیل کرده است. انتخاب صحیح نوع ورق گالوانیزه و توجه به نیازهای پروژه می‌تواند به کاهش هزینه‌ها و افزایش کارایی کمک شایانی کند. این محصول نه‌تنها به حفظ سازه‌ها کمک می‌کند، بلکه در راستای پایداری و حفظ منابع نیز گام موثری برمی‌دارد