لوله فولادی گالوانیزه چیست؟
لوله فولادی گالوانیزه لوله فولاد کربنی است که با یک‌لایه محافظ از آلیاژ روی پوشانده شده است. لایه روی به‌عنوان یک‌لایه محافظ عمل می‌کند، به‌طوری‌که قبل از آنکه لایه فولادی کربنی زنگ بزند و دچار خوردگی شود، لایه فلزی از جنس روی با پوششی که روی لایه فولادی کربنی دارد مانع از انجام این واکنش می‌شود.
لوله فولادی گالوانیزه شامل دو نوع لوله فولادی گالوانیزه گرم و لوله فولادی گالوانیزه سرد است. لایه گالوانیزه عملکرد ضدخوردگی لوله فولادی را تقویت می‌کند.
علاوه بر عملکرد ضد خورندگی، لوله‌های فولاد گالوانیزه گرم را به دلایل دیگر از جمله هزینه اولیه کم، دوام، طول عمر، دردسترس‌بودن، تطبیق‌پذیری، پایداری و زیبایی‌شناسی انتخاب می‌کنند.
چرا از روی به‌عنوان لایه محافظ استفاده می‌شود؟
گالوانیزه گرم روش خاصی است که در آن لایه‌های آلیاژ روی – آهن با فرایند متالوژیکی تشکیل می‌شوند. یک لوله فولادی در فلز روی مذاب آغشته شده و یک پوشش محافظ برای فولاد ایجاد می‌کند. ازآنجایی‌که روی نسبت به فولاد فعال‌تر است، در شرایط خوردگی – الکتریکی شیمیایی، روی ابتدا دچار خوردگی شده و بدین ترتیب از لوله فولادی محافظت می‌کند. علاوه بر این، این لوله‌ها بادوام‌تر و سازگارتر با محیط هستند.
پس مهم‌ترین دلیل آن فعال‌تر بودن فلز روی نسبت به فولاد است و به‌صورت خلاصه می‌توان گفت:
- ازیک‌طرف، اکسید روی که در سطح لوله فولادی گالوانیزه قرار گرفته، حالتی فشرده دارد که می‌تواند اکسیداسیون (خوردگی) را متوقف کند.
- از سوی دیگر، هنگامی که خوردگی الکتریکی – شیمیایی رخ می‌دهد، اولین نوع فلزی که فاسد می‌شود، روی است تا فولاد.
اثر لایه فلز روی در لوله‌های گالوانیزه شده باعث توقف سرعت خوردگی و افزایش عمر لوله فولادی می‌شود.
فرایند تولید لوله فولادی گالوانیزه داغ
در فرایند تولید لوله عمقی داغ از لوله‌های فولادی، به‌منظور حفاظت این لوله‌ها از خوردگی، لوله‌های فولادی در مایعی از فلز روی با دمای 500 درجه سانتیگراد فرورفته‌اند.
گالوانیزه گرم یا گالوانیزه داغ نوعی عملیات ضدخوردگی مؤثر است که در انواع متفاوتی از محصولات فولادی استفاده می‌شود. از سال 1836 که فرانسه برای اولین‌بار از گالوانیزه گرم در صنعت استفاده کرد، بیش از 180 سال گذشته است.
چرا بازار لوله‌های گالوانیزه عمقی داغ در حال افزایش است؟
بازار لوله‌های فولادی گالوانیزه گرم عمدتاً ناشی از تقاضا برای ساخت مخازن نفت مقاوم در برابر خوردگی و لوله‌های انتقال نفت در صنایع نفت و گاز است.
از دیگر مزایای لوله‌های گالوانیزه داغ که سبب افزایش تقاضای آن در بازار شده است کاربردی است که این لوله‌ها در دماهای بالا دارند به‌طوری‌که پوشش رویی این لوله‌ها محکم و استاندارد بوده که در نهایت به ایمنی طولانی‌مدت می‌انجامد.
امریکای شمالی بیشترین میزان استفاده از لوله‌های فولادی گالوانیزه داغ را در صنایع شیمیایی دارد. در آسیا و اقیانوسیه عمدتاً از این لوله‌ها در صنایع برق استفاده می‌شود. نیاز روزافزون به استفاده از محصولات استاندارد جهت انتقال ولتاژ بالا، حمل‌ونقل و ارتباطات باعث رشد بازار و تقاضای این لوله‌ها در این مناطق شده است. به‌عبارت‌دیگر برای انتقال ولتاژ بالا، حمل‌ونقل و ارتباطات، محصولات حفاظتی نیاز به استانداردهای بالاتری دارند به همین دلیل بازار تقاضای لوله عمقی داغ نیز در حال افزایش است.
هزینه لوله‌های گالوانیزه عمقی داغ چگونه است؟
بسیاری این تصور را دارند که فولاد گالوانیزه گرم در مقایسه با سایر اشکال حفاظت در برابر خوردگی، هزینه‌های بالایی را بر اساس هزینه اولیه بالا دارد. درصورتی‌که به دلیل قیمت نسبتاً پایدار روی و راندمان فرایند تولید این لوله‌ها در 20 سال گذشته، گالوانیزه داغ به طور پیوسته رقابتی تر و اغلب ارزان‌تر از سایر سیستم‌های حفاظت در برابر خوردگی شده است.
پردازش گالوانیزه گرم:
فرایند پردازش لوله‌های گالوانیزه عمقی داغ شامل مراحل زیر است:
- اسیدشویی
- شستشو
- آبکاری
- خشک‌کردن
- آبکاری آویزان
- خنک‌کردن
- تمیزکردن
- آسیاب
- پرداخت گالوانیزه گرم
ضخامت فلز روی در لوله فولادی گالوانیزه گرم
ضخامت آلیاژ روی به کار برده شده در لوله فولادی گالوانیزه داغ 35 میکرومتر و در ضخیم‌ترین حالت 650 میکرومتر است. در عوض ضخامت آلیاژ روی سرد فقط 5-15μm است. آلیاژ روی دارای اثرات ضدخوردگی در برابر هواست و نقش حفاظت شیمیایی الکتریکی دارد.
نقش آلیاژ روی در ضدخوردگی بودن لوله فولادی گالوانیزه گرم
در پردازش گالوانیزه گرم، ابتدا غشایی از لایه آلیاژ روی – فولاد تشکیل می‌شود که قسمت بالای آن لایه روی خالص است. هنگامی که هوا لایه روی را دچار خوردگی می‌کند، لایه‌ای از ZnO، Zn(OH)2 و لایه محافظ کربنات روی پایه تشکیل می‌دهد که دارای اثرات ضدخوردگی در برابر هوا هستند.
زمانی که این غشا از بین برود، غشای جدیدی شکل می‌گیرد. هنگامی که لایه روی به‌شدت تخریب شود روی به‌عنوان اولین عنصری که در این فرایند حل می‌شود شروع به ایجاد محافظت شیمیایی الکتریکی می‌کند. بدیهی است که فولاد گالوانیزه گرم (داغ) عملکرد ضدخوردگی بهتری نسبت به لوله گالوانیزه سرد دارد.
طول عمر لوله فولادی گالوانیزه گرم چقدر است؟
گالوانیزه گرم (HDG) اغلب برای محافظت از فولاد در برابر خوردگی در سخت‌ترین محیط‌ها استفاده می‌شود، بااین‌حال طول عمر آن‌ها بدون نیاز به تعمیر و نگهداری، به چندین دهه می‌رسد. مقاومت در برابر خوردگی گالوانیزه گرم باتوجه‌به محیط اطراف آن متفاوت است، اما عموماً به میزان 1/30 فولاد بدون پوشش آلیاژ روی، در همان محیط خورده می‌شود.
مقاومت در برابر خوردگی پوشش‌های آلیاژ روی در درجه اول با ضخامت پوشش تعیین می‌شود اما باتوجه‌به شرایط محیطی میزان این خوردگی متفاوت است. هر محیطی بر اساس مجموعه‌ای منحصربه‌فرد از متغیرهای خوردگی، گالوانیزه گرم را به طور متفاوتی تحت‌تأثیر قرار می‌دهد. قابل‌پیش‌بینی بودن طول عمر یک پوشش برای برنامه‌ریزی و بودجه‌بندی جهت نگهداری فولاد موردنیاز مهم است.
لوله فولادی گالوانیزه عمر طولانی دارد که در شرایط مختلف طول عمر استفاده از آن متفاوت است. به‌طورکلی، این لوله عمقی داغ در مناطق صنعتی در حدود 13 سال، در مناطقی مانند اعماق آب‌ها و دریاها 50 سال، در مناطق حومه شهری 104 سال و در مناطق شهری 30 سال عمر می‌کند. در واقع گالوانیزه نقش ضدزنگ را در تمام این مناطق ایفا می‌کند.
فولاد گالوانیزه گرم چه در معرض اتمسفر باشد، چه در معرض اشعه ماوراء بنفش، برف و یا حتی به‌صورت غوطه‌ور در آب، یا در خاک یا بتن فرورفته باشد، یا در محیط‌های مختلف دیگر، می‌تواند عناصر خورنده مختلف را تحمل کند.
فرایند گالوانیزه گرم برای انواع اسیدهای قوی، مه قلیایی و سایر شرایط خورنده قوی مناسب است.
منابع
