הסבר מפורט על-גלוון חם וגלוון אלקטרו (גלוון קר)

השם המלא של ציפוי חם- הוא ציפוי חם, המתייחס לשיטת הטבילה של חומר המתכת המצופה לתוך מתכות נוזליות אחרות או סגסוגות עם נקודות התכה נמוכות יותר לציפוי. חומר המצע העיקרי לציפוי חם- הוא פלדה, ולכן נקודת ההיתוך של המתכת בחומר הציפוי חייבת להיות נמוכה בהרבה מזו של הפלדה, אחרת היא תשפיע על חומר המצע.

חומר ציפוי
מתכות ציפוי נפוצות כוללות אבץ (נקודת התכה 419.5 מעלות), אלומיניום (נקודת התכה 658.7 מעלות), פח (נקודת התכה 231.9 מעלות), ועופרת (נקודת התכה 327.4 מעלות).

גלוון חם-, הידוע גם בשם גלוון, הוא שיטה להשגת ציפוי מתכת על רכיבי פלדה על ידי טבילתם באבץ מותך.

תהליך של גלוון-בחום

תהליך זה כרוך ביצירת סגסוגת ברזל-אבץ בין מצע הברזל לשכבת האבץ הטהורה החיצונית ביותר. היווצרות שכבת סגסוגת אבץ - זו על פני השטח של רכיב הפלדה במהלך גלוון - חמה מבטיחה קשר חזק בין הברזל לשכבת האבץ הטהורה. ניתן לתאר בקצרה את התהליך באופן הבא:

כאשר חומר העבודה מברזל טובל באבץ מותך, נוצרת תחילה תמיסה מוצקה של אבץ וברזל (קובי-במרכז) בממשק. זהו גביש שנוצר מהתמוססות של אטומי אבץ במצב המוצק של ברזל המתכת הבסיסית; שני אטומי המתכת מתמזגים יחד, וכוח המשיכה בין האטומים קטן יחסית.

לכן, כאשר האבץ מגיע לרוויה בתמיסה המוצקה, האטומים של שני היסודות, אבץ וברזל, מתפזרים זה לתוך זה. אטומי אבץ שמתפזרים לתוך מצע הברזל נודדים בסריג הבסיס, ויוצרים בהדרגה סגסוגת עם ברזל.

הברזל שמתפזר לתוך האבץ המותך יוצר את התרכובת הבין-מתכתית FeZn13 עם אבץ, אשר שוקע בתחתית סיר הגלוון החם- ויוצר טבל אבץ.

כאשר מסירים את רכיב הפלדה מהאבץ המותך, נוצרת שכבת אבץ טהורה על פני השטח. שכבה זו היא גביש משושה עם תכולת ברזל של לא יותר מ-0.003%.

התהליך בפועל של גלוון פני השטח של צינורות פלדה (לדוגמה, צינורות פלדה)

Solid iron dissolves ->Iron combines with zinc to form an iron zinc alloy compound, producing an iron zinc alloy layer ->הצד החיצוני של שכבת סגסוגת אבץ הברזל מחובר לשכבת אבץ טהורה. לאחר הקירור, שכבת האבץ הטהורה מתגבשת ומתחברת למצע הפלדה בצד הפנימי של שכבת האבץ. לכן, תהליך הגלוון החם- הוא בעיקר תהליך של יצירת שכבה מגולוונת עקב דיפוזיה.

השפעת ההגנה של הציפוי המגולוון על משטח הפלדה

כיסוי מלא, הגנה-לאורך זמן
כאשר השכבה המגולוונת שלמה, קצב הקורוזיה של האבץ עצמו איטי ביותר, מה שיכול להאריך את חיי השירות של הפלדה פי 15-30. השכבה המגולוונת מחוברת מתכתית למצע, מכסה בצורה מקיפה ויציבה ויכולה לעמוד בפני נזקים מכניים.

להקריב את הגנת האנודה כאשר יש נזק חלקי
אם הציפוי ניזוק חלקית, בסיס הפלדה החשוף והאבץ יהוו סוללה ראשונית בסביבה לחה. אבץ, בתור האנודה (בעלת פוטנציאל שלילי יותר), מחליד עדיפות כדי להגן על הפלדה בתור הקתודה, הידועה בשם הגנת "אנודת קורבן".

הדבקה חשובה יותר מעובי
השכבה המגולוונת קורוזיה לעתים קרובות מהמפרק החלש. אם ההדבקה גרועה, גם אם הציפוי עבה, הוא יתכלה ויכשל מוקדם, בדומה ל"אפקט הלוח הקצר של חביות עץ". לכן, הידבקות כוללת היא גורם מפתח המשפיע על חיי ההגנה.

הציפוי המגולוון החם-מספק למצע הפלדה את ההגנה הבאה בפני קורוזיה של -:

השכבה המגולוונת החמה- יכולה לספק את ההגנה המשולשת הבאה נגד-קורוזיה עבור מצע הפלדה:

הגנה על שכבת בידוד
שני המאפיינים החשובים של שכבת ההגנה הבידודית הם היצמדותה למתכות ועמידות הבלאי שלה. בהקשר זה, גלוון טבילה חם- מספק שכבת בידוד קשה ומלוכדת מתכת שיכולה לכסות לחלוטין את פני הפלדה ולבודד אותה מסביבות קורוזיביות.

הגנה על שכבת מוצר קורוזיה
תוצרי הקורוזיה הנוצרים על פני השכבה המגולוונת החמה-יגרמו להרחבת נפח, יחסמו את הפערים הבלתי רציפים הנגרמים מהתמוססות סלקטיבית של הציפוי, ובכך מונעים קורוזיה נוספת של הציפוי ומפחיתים את קצב הקורוזיה של השכבה המגולוונת במדיה קורוזיבית סביבתית.

הגנה אלקטרוכימית
עבור כל אזור קטן שנחשף על ידי נזק מקרי, כגון בליטות או שריטות, עקב הפוטנציאל השלילי של אבץ בהשוואה לברזל, השכבה המגולוונת החמה- מושחתת כאנודת הקרבה, המספקת הגנה קתודית לפלדה.

היתרונות של תהליך הגלוון החם-

בהשוואה לשיטות אחרות נגד קורוזיה-מתכת, לגלוון חם-יש יתרונות שאין שני להם במונחים של הגנה אלקטרוכימית, צפיפות ציפוי, עמידות ציפוי, ציפוי נטול תחזוקה, התאמה לצורה ולגודל של חלקי פלדה ויעילות ייצור גבוהה.

לפלדה מגולוונת לטבילה חמה-יש יתרונות כגון יכולת צורה, ריתוך, צביעה וגמישות טובה. טכנולוגיית הגלוון החמה-מתפתחת יותר ויותר לקראת ייצור-בקנה מידה גדול, בעלות נמוכה-.

עובי ואורך חיים של שכבה מגולוונת

כיוון שתוחלת החיים של השכבה המגולוונת תלויה בעיקר בעובי שלה, קל לבדוק חזותית את פני השטח שלה לרציפות ובהירות, וניתן להשתמש במד עובי מגנטי למדידה נוחה ומדויקת האם העובי עומד בדרישות התקן.

בדיקות חשיפה אטמוספריות מראות כי לשכבה מגולוונת חמה- בעובי של 86 מיקרומטר יש חיי שירות של 13 שנים באזורי תעשייה כבדה, 50 שנים בסביבות ימיות, 104 שנים באזורים פרבריים ו-30 שנים באזורים עירוניים.

בדרך כלל, לשכבה מגולוונת עם ציפוי אבץ של 600 גרם/מ"ר יש חיי שירות ללא-תחזוקה של 20-50 שנה. עבור יריעות פלדה מצופות בצבע-לא מגולוון המשמשות בבנייה, חיי השירות הם 3-5 שנים, בעוד שיריעות פלדה מצופות בצבע עם מצע מגולוון יכולות להחזיק מעמד 20-30 שנה.

אלקטרוגלוון, הידוע בכינויו "גלוון קר" או "גלוון מים"; הוא משתמש בשיטות אלקטרוכימיות כדי להשתמש במטילי אבץ כאנודות, כאשר אטומי אבץ מאבדים אלקטרונים ומתמוססים לתוך האלקטרוליט במצב יוני. חומרי פלדה פועלים כקתודות, כאשר יוני אבץ מופחתים לאטומי אבץ ומושקעים על פני הפלדה, ויוצרים שכבה אחידה, צפופה ומלוכדת היטב של מתכת או סגסוגת.

זרימת תהליך חילול אבץ (כסוף-לבן / כחול-לבן)

עובי ציפוי שונה

גלוון חם- מייצר בדרך כלל שכבת אבץ עבה יותר, בדרך כלל מעל 40 מיקרומטר, ואפילו עד 200 מיקרומטר או יותר. השכבה המגולוונת החמה- עבה בדרך כלל פי 10 עד 20 מהשכבה המגולוונת.

ציפויים באלקטרוגלוונים הם דקים מאוד, כ-3-15 מיקרומטר, עם משקל ציפוי של 10-50 גרם/מ"ר בלבד.

משקל ציפוי אבץ שונה

משקל ציפוי האבץ של יריעות מגולוונות חמות-לא יכול להיות נמוך מדי, בדרך כלל מינימום של 50-60 גרם/מ"ר משני הצדדים, ומקסימום של 600 גרם\\מ"ר. ליריעות אלקטרוגלוון יכולות להיות שכבת אבץ דקה מאוד, עם מינימום של 15 גרם/מ"ר, אך השגת ציפוי עבה יותר דורשת מהירות קו ייצור איטית מאוד, שאינה מתאימה למאפייני התהליך של קווי ייצור מודרניים. המקסימום הוא בדרך כלל 100 גרם/מ"ר. בשל כך, הייצור של יריעות מגולוון מוגבל באופן משמעותי.

מיקרו מבנה ציפוי שונה

ליריעות מגולוונות בטבילה- חמה יש שכבת תרכובת שבירה מעט בין ציפוי האבץ הטהור לבין מצע הפלדה. ציפוי האבץ הטהור יוצר לרוב כתמי אבץ במהלך התגבשות, והציפוי אחיד ואינו -נקבובי.

בגלולוון אלקטרו, אטומי אבץ מושקעים ומשקעים רק על פני יריעת הפלדה, והם מחוברים למשטח רצועת הפלדה על ידי כוחות פיזיקליים. ישנן נקבוביות רבות, מה שהופך אותו לרגיש מאוד לקורוזיה של בור הנגרמת על ידי מדיה קורוזיבית. לכן, יריעות מגולוונות-חממות עמידות יותר בפני קורוזיה- מאשר יריעות מגולוונות.

תהליכי טיפול בחום שונים

גיליונות מגולוונים לטבילה-חמים משתמשים בדרך כלל ביריעות מגולגלות קרות-כחומרי גלם. החישול והגלוון החם- מתבצעים באופן רציף על קו הגלוון. רצועת הפלדה מחוממת ואז מתקררת תוך תקופה קצרה, כך שהחוזק והפלסטיות שלה מושפעים במידה מסוימת. ביצועי ההחתמה שלו נחותים מאלו של גיליונות מגולגלים קרים- דומים שעברו הסרת שומנים וחישול בקו ייצור מקצועי.

גיליונות-מגולוונים אלקטרו משתמשים בדפים מגולגלים קרים-כחומרי גלם, מה שבעצם מבטיח את אותם ביצועי עיבוד כמו גיליונות מגולגלים- קרים. עם זאת, התהליך המורכב שלו גם מגדיל את עלויות הייצור.

מראה שונה

פני השטח של השכבה המגולוונת החמה- הם מחוספסים ובהירים, ובמקרים חמורים, יש אבץ;

השכבה המגולוונת האלקטרו- חלקה ומשעממת (מלוכלכת).

היקף יישום ותהליך שונה

גלוון בחום מתאים לרכיבים וציוד גדולים; יריעת פלדה מגולוונת חמה מוחמצת תחילה כדי להסיר תחמוצת ברזל על פני השטח של צינור הפלדה. לאחר הכבישה, מנקים אותו בתמיסה מימית של אמוניום כלוריד או אבץ כלורי או במיכל תמיסת מימית של אמוניום כלוריד ואבץ כלורי, ולאחר מכן נשלח למיכל הציפוי החם-.

אלקטרוגלוון מתאים לרכיבים קטנים. באמצעות תמיסת ציפוי, החל אלקטרודות חיוביות ושליליות על לוח הפלדה ותמיסת הציפוי בהתאמה.

סְקִירָה

לגלוון בחום יש יכולת כיסוי טובה, ציפוי צפוף וללא זיהומים. יש לו את היתרונות של ציפוי אחיד, הידבקות חזקה וחיי שירות ארוכים. לגלוון בטבילה חמה עמידות טובה יותר בפני קורוזיה אטמוספרית מאשר גלוון באלקטרוניקה על ברזל מתכת בסיס.

לשיטת הציפוי האלקטרוני לייצור יריעות פלדה מגולוונות יש ביצועי עיבוד טובים, אך הציפוי דק יותר ועמידות בפני קורוזיה אינה טובה כמו יריעות פלדה מגולוונת חמה-; כמות האבץ המחוברת ליריעת מגולוון מצופה אלקטרו קטנה מאוד, מגולוונת רק על דופן הצינור החיצוני, בעוד ציפוי טבילה חם- מצופה מבפנים ומבחוץ.