ورق گالوانیزه چیست؟ (زیرِ میکروسکوپ تا کفِ بازار)

صنعتِ جهان به نوعی از فولاد نیاز داشت که دچار زنگ زدگی نشود، قابل شکل دهی و جوشکاری باشد و دوام و طول عمر بالایی داشته باشد. اینجا بود که ورق گالوانیزه متولد شد.
ورقی فولادین، ضد زنگ، انعطاف پذیر و با دوام که این روزها جایگاهی بی رقیب در ساختمان سازی و صنعت به دست آورده است.

چرا گالوانیزه کردن ورق؟

آهن فلزی سرسخت است که در ترکیب با کربن، آلیاژی به نام فولاد را می سازد. هرچند آهن و فولاد همواره به‌عنوان مصالحی مقاوم شناخته می‌شوند اما این متریال در حالت طبیعی نمی توانند از ترکیب شدن با اکسیژن و واکنش شیمیایی با آب در امان باشند. به همین خاطر در مقابل اکسایش و زنگ زدگی بسیار آسیب‌پذیر هستند و رطوبت می‌تواند باعث نابودی آن ها شود. از آن جایی که مقاطع فولادی مانند عرشه فولادی، سازه های کناف L , F , U و… کاربرد گسترده‌ای در صنایع مختلف دارند، لازم است چاره ای برای مقاوم سازی آن ها در برابر اکسایش و خوردگی در نظر گرفته شود. گالوانیزاسیون راهکاری است که ورق فولادیِ پایه را از تهدیدهای محیطی در امان نگه می دارد و عمر مفید این ماده را ده ها سال افزایش می دهد.

ورق گالوانیزه چیست؟

ورق گالوانیزه نوعی ورق فولادی است که سطح خارجی آن با لایه ای از آلیاژ فلزی محافظ پوشش دهی شده است تا در برابر اکسایش و خوردگی در امان باشد. از آنجایی که در سراسر جهان، این فلز محافظ عمدتا از جنس روی (Zn) انتخاب می شود، در بسیار از منابع، ورق گالوانیزه به عنوان محصولی معرفی می شود که روی اندود شده است. با این وجود می توان از آلومینیوم، نیکل، قلع و کروم نیز به عنوان فلزات پوشش دهنده ورق فولادی استفاده کرد، مشروط بر آن که فرایند پوشش دهی با این فلزات از نظر اقتصادی توجیه پذیر باشد و از نظر مقاوم سازی ورق، در محدوده مطلوب قرار بگیرد.

در لحظه رصد کنید:
استعلام قیمت روز ورق گالوانیزه کارخانجات مختلف در ضخامت های متنوع

در فرایند گالوانیزه کردن، ورق پایه که از جنس ورق سیاه یا روغنی است یک پیوند مستحکم با فلز زینک (Zn)  برقرار می کند. تشکیل آلیاژ Fe-Zn اولین سد حفاظتی است که برای مراقبت از فولادِ پایه در برابر خوردگی و زنگ زدگی تشکیل می شود. پس از آن و با ایجاد اکسیدها و ترکیب های روی در لایه بیرونی، ذرات پایدار بیشتری در سطح ورق به وجود می آیند که سطوح حفاظتی آن را کامل تر می کنند.

گالوانیزاسیون در لغت

گالوانیزاسیون یا فرایند گالوانیزه کردن برگرفته از واژه فرانسوی Galvanisation است. هر چند آبکاری فلزات از قرن ها پیش مورد توجه انسان ها بوده و برای آن روش های متنوعی آزموده شده است اما اصطلاح گالوانیزاسیون واژه نسبتا جدیدی است که به افتخار لویجی گالوانی به عنوان یکی از پیشگامان در این عرصه، انتخاب شده و شهرت یافته است.
اصطلاح «گالوانیزه» در زبان فارسی نیز به عنوان واژه ای شناخته شده مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال، معادل فارسی این واژه را می توان عبارت «روی اندود» در نظر گرفت.

ویکی پدیای فارسی فرایند گالوانیزه کردن را به این شکل توضیح داده است:

گالوانیزاسیون یکی از روش‌های محافظت از خوردگی با ایجاد خوردگی گالوانیک است که توسط پوشاندن فلز مادر توسط لایه‌ای از فلز محافظ به صورت آند فداشونده در سری گالوانیک (معمولاً روی) انجام می‌شود. در این حالت پوشش خورده شده و فلز مادر محافظت می‌شود. این فرایند نوع خاصی از حفاظت گالوانیکی است. میزان مقاومت پوشش متناسب با ضخامت آن است. این روش یکی از اقتصادی‌ترین روش‌های محافظت فولادها در محیط‌های خورنده است.

ورق گالوانیزه به لطف برخورداری از محافظت گالوانیکی که فلز روی در سطح آن ایجاد می کند، قادر است سال های طولانی در محیط های پرآسیب سالم باقی بماند؛ از سوی دیگر، مقرون به صرفه بودن فرایند گالوانیزاسیون و قیمت مناسب این محصول، ورق گالوانیزه را در صنعت و ساختمان سازی به متریالی بسیار پرطرفدار تبدیل کرده است.

تاریخچه ورق گالوانیزه

نیاز به پوشش دادن فلزات، دغدغه ای است که اجداد ما از صدها سال پیش در جستجوی راهکاری برای آن بوده اند؛ چرا که با ایجاد یک پوشش مقاوم بر سطح فلزِ آسیب پذیر، علاوه بر زیباسازی ظاهرِ آن می توان از زنگ زدگی و آسیب پذیری فلز جلوگیری کرد و طول عمر و مدت کارکرد آن را به طرز معناداری افزایش داد. به همین خاطر است که در گوشه گوشه جهان می توان نمونه هایی از کشف آثار باستانی، ظروف و زیورآلاتی پیدا کرد که به روش های گوناگون آبکاری و پوشش دهی شده اند. با این حال اولین اطلاعات مکتوب درباره تاریخچه آبکاری فلزات به 300 سال قبل بر می گردد. زمانی که کیمیاگری ناشناس ظرف آهنینی را در محلول روی مذاب غوطه‌ور کرد و در کمال تعجب مشاهده کرد که پوششی براق بر روی سطح آهن ایجاد شده است. با این حال در مقیاس صنعتی می توان ادعا کرد که نخستین فرایندهای گالوانیزه کردن ورق به روش غوطه وری گرم در حمام روی مذاب در سال 1837 در فرانسه و انگلستان توسعه پیدا کرد.

معرفی ورق گالوانیزه در فاز میکروسکوپی

جرم روکش روی بر سطح گالوانیزه، میزان کوتینگ گالوانیزه نامیده می شود. این پوشش که در طی فرآیند گالوانیزه کردن ورق ایجاد می‌شود، از نظر متالورژیکی به فولادِ پایه متصل شده و عملاً بخشی از خود ورق فولادی می‌شود. تصویر میکروسکوپی زیر مقطعی از پوشش فولاد گالوانیزه را نشان می دهد که یک ریزساختار متشکل از سه لایه آلیاژی و یک لایه فلز روی خالص را نشان می دهد.

لایه اتا (Eta)

اِتا بیرونی ترین لایه از روکش گالوانیزه است و در خارجی ترین سطح ورق قرار گرفته است. لایه اتا در واقع روکش روی اندود ورق است که در تماس مستقیم با فلز آهنِ زیرین قرار ندارد به همین خاطر عنصر زینک موجود در آن خالص بوده و با فولاد پایه ترکیب نشده است.

لایه زتا (Zeta)

در این لایه، عنصر روی کم کم شروع به ترکیب شدن با آهن موجود در ورق می کند، نسبت ترکیب آهن به روی در این لایه 94% روی به 6% آهن است.

لایه دلتا (DELTA)

در لایه دلتا، سهم فلز آهن کم کم بیشتر می شود و به 10 درصد می رسد، اما هنوز هم 90% این لایه از عنصر روی ساخته شده است.

لایه گاما (Gamma)

هرچه روکش روی به ورقِ پایه نزدیک تر می شود، نقش عنصر آهن پررنگ تر می شود به صورتی که آهن در این لایه 25 درصد از سهم ترکیب را به خود اختصاص داده می دهد و 75 درصد ترکیب به روی اختصاص دارد.

فلز پایه (Base steel )

در نهایت روکش نازک اما مقاوم روی به پایان می رسد و با ورق فولادی پایه (که عموما از جنس ورق روغنی است) روبرو می شویم.

اگر به تصویر نگاه کنید، خواهید دید که در آن علاوه بر درصد ترکیبات شیمیایی از یک مشخصه دیگر به نام DPN نیز یاد شده است. DPN که یک معیار برای سنجش میزان سختی متریال است نشان می دهد که در لایه گاما، بیشترین میزان سختی با عدد 250 وجود دارد، اما نکته حایز اهمیت آن است که لایه های اتا، زتا و دلتا نیز نسبت به فلز پایه از سختی بیشتری برخوردار هستند و همین عامل توجیه می کند که چطور پوشش نازکی از روی می تواند مقاومت و طول عمر ورق فولادی را چندین برابر کند.

از سوی دیگر، حتی اگر لایه خارجی ورق گالوانیزه دچار خراش و آسیب شود، باز هم عنصر روی از نظر شیمیایی قادر است از آهن در برابر رطوبت و آب محافظت کند. از آن جایی که فلز آهن در جدول عناصر E°  پایین تری نسبت به زینک دارد، در صورت رسیدن آب یک سلول گالوانی در محل خراش ایجاد می شود که و فلز روی در نقش آند فداشونده عمل کرده از اکسایش فلز آهن جلوگیری می کند.

بیشتر بخوانید:
شوره ورق گالوانیزه چیست؟

نقش ورق گالوانیزه در بازار آهن و فولاد

اگر ورق سیاه را مادر ورق های فولادی در نظر بگیریم، ورق گالوانیزه فرزند پیشتاز و همه فن حریفِ خانواده ورق های فولای است. ورق گالوانیزه با برخورداری همزمان از چند ویژگی ارزشمند یعنی:

• سختی مطلوب
• مقاومت بالا
• انعطاف پذیری قابل ملاحظه 
• تنوع بالا از نظر ضخامت و فرم پذیری 

توانسته  گوی سبقت را از سایر ورق های فولادی برباید و در بازار خرید و فروش ورق های فولادی پیشتاز باشد؛ به گونه ای که آمار تولید این ورق در سال 2023 بالغ بر 37 میلیون تن برآورد شده است و پیش بینی می شود تا سال 2034 این عدد 3.2% رشد کند. در ایران نیز، در سال های اخیر کارخانجات زیادی با هدف تولید ورق گالوانیزه احداث شده اند که بیانگر تقاضای روزافزون بازار داخلی برای این ورق پرکاربرد است. 

کاربرد و مزایای ورق گالوانیزه

با توجه به قدمت بالای ورق گالوانیزه در ایران و جهان و تعدد تولیدکنندگان این محصول در داخل و خارج از کشور، طبیعی است که انواع متنوعی از آن در بازار وجود داشته باشد. ضمن این که مشخصه هایی مانند ضخامت، عرض، میزان پوشش روی (کوتینگ) و… می تواند در مورد محصولات برندهای مختلف متفاوت باشد.  از دلایل محبوبیت این محصول در صنعت و ساختمان سازی می توان به موارد زیر اشاره کرد: 

• قیمت مقرون به صرفه 
• عمر مفید بالا
• عملکرد پوششی قابل اطمینان 
• هزینه پایین برای نگهداری و تعمیرات
• قابلیت تمیزکاری سریع و آسان 
• سهولت بازرسی بدون نیاز به ابزار
• قابلیت جوش پذیری 
• امکان خم کاری، فرمینگ و شکل دهی
• مقاومت در برابر اکسایش و خوردگی
• ظاهر زیبا، براق و صیقلی

خصوصیاتی که موجب شده ورق گالوانیزه در صنایع و بازارهای مختلفی از جمله صنعت خودروسازی، ساخت و ساز، تولید لوازم خانگی و… روز به روز به محبوبیت بیشتری دست پیدا کند. 

بیشتر بخوانید:
3 باور اشتباه درباره ورق گالوانیزه

سخن پایانی

ورق گالوانیزه یا Galvanized Sheet یکی از بهترین ورق‌های فولادی برای مصارفی است که در آن ها مقاومت به زنگ زدگی، انعطاف پذیری، دوام و مسائل اقتصادی مورد توجه است. این ورق که با لایه ای از فلز روی پوشش دهی می شود، در ضخامت های متنوع و توسط برندهای مختلفی تولید می شود. برای خرید اینترنتی ورق گالوانیزه می توانید در بخش استعلام قیمت وبسایت زرین فولاد شهریاری، درخواست استعلام این محصول را ثبت کنید یا برای کسب اطلاعات بیشتر و دریافت مشاوره با کارشناسان فروش ما تماس حاصل نمایید.

03191003131

منابع: acorrosionpedia ، galvanizeit ، chemanalyst