لوله های گالوانیزه به عنوان جایگزینی مناسب برای لوله های سیاه معرفی شده و به صورت گسترده در خطوط تامین آب و ساختمان ها به کار می روند. امروزه نیز لوله های گالوانیزه از محبوبیت زیادی برخوردار هستند و بعد از لوله های سیاه مانیسمان و لوله های سیاه درزدار از لوله های فلزی پر مصرف در بازار به شمار می روند.
لوله گالوانیزه چیست؟
لوله های سیاه را گالوانیزه می گوییم هرگاه از فولادی که با یک یا چند لایه روی مذاب (Zinc) پوشش داده شده تا در برابر خوردگی مقاوم شود. رنگ لوله های گالوانیزه وقتی برای اولین بار نصب می شوند مشابه نیکل است.
گالوانیزاسیون
گالوانیزه کردن از پرکاربردترین روش ها برای محافظت از فلزها در برابر خوردگی است. فرآیند گالوانیزاسیون لایه نازکی از پوشش روی (Zn) را بر روی لوله ی فلزی ایجاد می کند و از آن در برابر محیط اطراف محافظت می کند. اگر به محیط اطرافتان توجه کنید خواهید دید بسیاری از وسایل مانند تابلوهای کنار جاده، ستون های برق به رنگ نقره ای می باشند. رنگ نقره ای در واقع بیانگر گالوانیزه بودن این وسایل است.
بنابراین گالوانیزه کردن لوله های فلزی نیز به عنوان فرآیندی ضدخوردگی شناخته می شود. بدون پوشش محافظ روی (Zinc) فلز مستقیما در معرض هوای محیط قرار گرفته و اکسیده شده و فرآیند خوردگی رخ می دهد. در کاربردهایی که خوردگی موضوع مهمی است استفاده از لوله های گالوانیزه مقرون به صرفه تر از لوله های فولادی ضدزنگ آستنیتی یا لوله های آلومینیومی است.
گالوانیزاسیون چگونه باعث جلوگیری از خوردگی می شود؟
گالوانیزه کردن از راه های مختلف از خوردگی جلوگیری می کند:
- پوشش گالوانیزه به عنوان لایه ای محافظ عمل می کند که از فلز در برابر محیط اطراف محافظت می کند. لایه روی (zinc) مانع خورده شدن لوله توسط آب، رطوبت و سایر عناصر موجود در هوای اطراف می شوند. در این شرایط برای اینکه لوله در معرض خوردگی قرار بگیرد بایستی پوشش گالوانیزه خراشیده شود و رطوبت به لوله برسد و خورده شود.
- گالوانیزاسیون از خوردگی فلز طی فرآیندی که به عنوان “خوردگی گالوانیک” شناخته می شود محافظت می کند. خوردگی گالوانیک وقتی اتفاق می افتد که دو فلز با خواص الکترومکانیکی مختلف با مایع الکترولیتی مانند آب نمک در تماس باشد. بسته به ساختار اتمی دو فلز، یکی از آنها به عنوان کاتد و دیگری آند می شود. در این فرایند آند سریع تر از کاتد خورده می شود. دلیل اینکه از فلز روی به منظور گالوانیزه کردن استفاده می شود این است که پوشش روی در تماس با بیشتر فلزهای دیگر نقش آند را داشته و در مقابل لوله تبدیل به کاتد می شود و فرآیند خوردگی لوله و فلز پایه کاهش می یابد.
روش های مختلف گالوانیزه کردن
روش های مختلفی برای گالوانیزه کردن فلز وجود دارد که مهمترین آنها عبارتند از روش گالوانیزه گرم عمیق، پیش گالوانیزه کردن و الکتروگالوانیزاسیون
گالوانیزه گرم عمیق(hot dip galvanizing)
همانطور که از نام آن پیداست این روش به وسیله غوطه ور کردن فلز پایه در استخر روی (Zn) مذاب انجام می شود. در ابتدا فلز یا لوله بایستی کاملا تمیز و شستشو شود تا از چسبندگی مناسب بین فلز و پوشش روی اطمینان حاصل شود. بعد از فرآیند تمیز کاری بایستی ذرات اکسیدی باقی مانده نیز از فلز پایه پاک شود. سپس فلز در حمام روی مذاب غوطه ور شده و چسبندگی متالورژیکی بین پوشش روی و فلز ایجاد می شود.
مزایای این روش عبارت است از :
- اقتصادی و به صرفه است.
- به سرعت قابل اجرا است.
- برای متریال فلزی با شکل های پیچیده قابل اجراست.
- اگرچه پوشش نهایی ایجاد شده نسبت به روش های دیگر گالوانیزاسیون غیریکنواخت تر است
پیش گالوانیزه کردن
این روش مشابه گالوانیزه گرم عمیق بوده ولی در کارخانه های فولاد و بر روی متریالی اجرا می شود که شکل خاصی دارند. در روش پیش گالوانیزه کردن فرایند تمیزکاری مشابه روش گالوانیزه گرم عمیق را بر روی فلز نورد شده انجام می دهد و سپس فلز مورد نظر از یک استخر فلز روی مذاب عبور داده می شود.
مزیت این روش این است که لوله های فولادی می تواند به سرعت گالوانیزه شده و پوشش یکنواخت تری از فلز روی نسبت به روش گالوانیزه گرم عمیق برآن ایجاد شود. یکی از معایب این روش این است که وقتی فرایند پیش گالوانیزه کردن این متریال انجام می گیرد ممکن است نقاطی از این متریال در معرض هوا و رطوبت قرار بگیرد. این بدین معنی است که وقتی ورق ها و لوله های بزرگ بریده شده و به قسمت های کوچک تبدیل می شود لبه های ایجاد شده بدون پوشش باقی می ماند و در معرض خوردگی قرار می گیرد.
الکتروگالوانیزه کردن
برخلاف روش های قبل روش الکتروگالوانیزاسیون از حمام روی مذاب استفاده نمی کند و بجای آن از یک جریان الکتریکی گذرنده از محلول الکترولیتی به منظور انتقال یون های فلز روی (Zn) بر روی فلز پایه انجام می شود. در این روش با اعمال جریان مستقیم الکتریکی و فرایند الکترولیز پوشش گالوانیزه بر سطح قطعه که نقش کاتدی داشته، ایجاد می شود.
مزایا لوله های گالوانیزه
لوله های فولادی گالوانیزه به دلیل پوشش ضد خوردگی خود مزایای متعددی دارند:
- مهمترین مزیت لوله های گالوانیزه طول عمر میانگین 40 تا 50 ساله آن در مناطق غیرشهری و دوردست است. در شرایط کاری سخت و نقاط شهری این طول عمر به 25 سال می رسد. لوله های گالوانیزه در تمام عمر خود نیاز به هیچگونه نگهداری ندارند.
- گالوانیزه کردن لوله معمولا هزینه ای کمتر از روش های مشابه برای پوشش دهی لوله ها دارد. بنابراین لوله های گالوانیزه هزینه اولیه کمتری دارند.
- بازرسی پوشش لوله های گالوانیزه آسان بوده و با چشم غیر مسلح قابل بررسی است و ضخامت آن نیز را با روش های غیر مخرب قابل اندازه گیری است.
معایب لوله های گالوانیزه
- اگرچه پوشش روی (Zn) بر روی لوله های گالوانیزه می تواند مانع اکسیده شدن لوله برای مدت مشخصی شود اما خوردگی این لوله ها به دلیل دائمی بودن تماس آنها با رطوبت اجتناب ناپذیر است. از بین رفتن لایه روی اغلب از داخل لوله شروع می شود که به دنبال آن باعث کاهش دبی جریان سیال شده و افت فشار سیال نیز افزایش می یابد. این خوردگی پوشش لوله ممکن است منجر به نشتی سیال نیز شود.
- خوردگی لوله های گالوانیزه ممکن است منجر به وارد شدن متریال غیربهداشتی به خطوط تغذیه آب شود. این امر نهایتا منجر به تغییر رنگ و آلودگی آب می شود.
