فولاد، یکی از اصلی‌ترین مصالح در بسیاری از صنایع است؛ اما این فلز به‌تنهایی مقاومت چندانی در برابر عواملی مانند خوردگی و زنگ‌زدگی ندارد. تولید ورق گالوانیزه فولادی یکی از راه‌حل‌ها و در واقع موثرترین آنها برای این موضوع است. ورق فولادی گالوانیزه ، پوششی از فلز روی یا زینک (Zink) دارد که از آن به‌خوبی در برابر این عوامل تا ده‌ها سال محافظت می‌کند.
اما خواص ورق گالوانیزه چیست؟ این ورق چطور تولید می‌شود و چه کاربردهایی دارد؟ در این مقاله به این سوالات پاسخ خواهیم داد. علاوه بر این، در پایان نیز نگاهی به عوامل موثر در قیمت این محصول و روش استعلام آن خواهیم داشت. اما پیش از آن جالب است که تاریخچه تولید این ورق را بدانید. با ما همراه باشید تا با یکی از پرکاربردترین انواع ورق‌های فلزی نیز، که یکی از مهم‌ترین مقاطع مورد استفاده در صنایع مختلف نیز به شمار می‌رود، آشنا شوید.
فهرست این مطلب
تاریخچه ورق گالوانیزه از ابتدا تاکنون
ردپای استفاده از فلز روی به‌عنوان لایهي محافظ فلزات را می‌توان تا ۲۵۰۰ سال پیش از میلاد مسیح نیز پیدا کرد. باستان‌شناسان، زیورآلاتی مربوط به این دوره از تاریخ را یافته‌اند که حاوی ۸۰ درصد روی هستند. همچنین، فلزی به نام برنج یهودی حدود هزار سال پیش از میلاد مسیح در خاورمیانه استفاده می‌شده که حاوی حدود ۲۳ درصد روی بوده است.
در یکی از کتب معروف پزشکی هندی، مربوط به ۵۰۰ سال پیش از میلاد مسیح به نام Charaka Samhita به فلزی اشاره شده که پس از اکسید شدن، ماده‌ای به نام Philosopher’s Wool تولید می‌کند که احتمالا اکسید روی است. یک زره هندی با پوشش روی، متعلق به قرن هفدهم نیز در موزه‌ی اسلحه‌خانه‌ي سلطنتی بریتانیا نگهداری می‌شود. شواهد نشان می‌دهند که اکسید روی در قرن هفدهم میلادی از هند به چین رفته و در همین زمان نیز اولین کارخانه‌ی ذوب روی در شهر بریستول بریتانیا تاسیس شده است.
جرقه ایده ورق آهن گالوانیزه در اروپا
در سال ۱۷۴۲ بود که یک شیمی‌دان اروپایی به نام P.J.Melouin در مقاله‌ای توضیح داد که چطور می‌توان با فروبردن ورق آهنی در روی مذاب، پوشش روی را به دست آورد. به‌این‌ترتیب، جرقه تولید ورق گالوانیزه توسط این دانشمند زده شد؛ اما قصد او، بیشتر، ایجاد یک پوشش محافظ برای ظروف خانگی بود و در این کار نیز موفق شد.
تحقیق بر روی خواص محافظت‌کنندگی روی، توسط دانشمندان دیگری مانند لوییجی گالوانی (Luigi Galvani)، مایل فارادی (Michael Faraday)، سر همفری دیوی (Sir Humphry Davy) و آلساندرو ولتا (Alessandro Volta) در سال‌های بعدی ادامه یافت.
اما در نهایت در سال ۱۸۳۶ بود که محققی به نام سورل (Sorel)، اختراع ورق فولادی گالوانیزه را تحت عنوان پوشش فولاد با فرو بردن آن در روی مذاب برای خود به ثبت رساند. او نام این فرآیند را با توجه به تاثیراتی که از تحقیقات دانشمند ایتالیایی، لوییجی گالوانی گرفت بود، گالوانیزه کردن (Galvanizing) گذاشت.
کاربرد ورق گالوانیزه در ۱۵۰ سال گذشته
در مورد اولین مصارف ورق‌های گالوانیزه نمی‌توان به‌طور قطعی اظهارنظر کرد؛ اما گمان می‌رود برای اولین بار، در سال ۱۸۴۴، نیروی دریایی ولز از آن استفاده کرده باشد. تا سال ۱۸۵۰ بریتانیا به‌تنهایی ۱۰ هزار تن ورق گالوانیزه تولید کرده بود. در طول جنگ جهانی دوم نیز انواع شیت گالوانیزه در ساخت سنگرگاه و کلبه استفاده شدند.
در طول سال‌های بعد یعنی در عصر مدرنیسم، شرکت‌های متعددی در اروپا و آمریکا فرآیند تولید ورق فولادی گالوانیزه را بهبود بخشیدند. امروزه از این محصولات در صنایع مختلفی مانند خودروسازی، نظامی، کشتی‌سازی، هوافضا، کشاورزی، لوازم‌خانگی و ساختمان‌سازی استفاده می‌شود.
انواع ورق گالوانیزه
انواع ورق گالوانیزه در واقع بر اساس انواع روش‌های تولید آن دسته‌بندی می‌شوند. در ادامه، این روش‌ها را بررسی می‌کنیم.
۱) گالوانیزه گرم
اولین و مهم‌ترین روش تولید ورق گالوانیزه، گالوانیزه گرم یا Hot-Dip Galvanizing است. در این روش ابتدا ورق فولادی با محلولی مخصوص و عمدتا حاوی اسید سولفوریک داغ رقیق‌شده، چربی‌زدایی می‌شود. در مرحله‌ی بعد و به‌منظور از بین بردن اکسیدهای باقی‌مانده، آن را در محلولی از کلرید روی-آمونیوم یا محلول‌هایی با خواص مشابه، فرو می‌برند. پس از اطمینان از تمیز بودن سطح ورق فولادی، آن را در یک حوضچه‌ي روی مذاب با دمای ۴۶۰ درجه سانتی‌گراد یا ۸۶۰ درجه فارنهایت، غوطه‌ور می‌کنند. با این کار، یک پیوند متالورژیکی بین مولکول‌های سطح فلز و روی، برقرار می‌شود.
پس از خارج کردن ورق از حمام مذاب، لایهي روی که در معرض هوا قرار دارد با اکسیژن هوا واکنش داده و اکسید روی تشکیل می‌شود. اکسید روی نیز با کربن‌دی‌اکسید موجود در جو واکنش داده و پوشش نهایی، یعنی کربنات روی به‌وجود می‌آید. الگوهای کریستالی که روی ورق فولادی گالوانیزه مشاهده می‌کنید، درواقع، همین کربنات روی است که به آن پولک (spangle) نیز گفته می‌شود. لایهي ایجادشده به این طریق، دیگر نه یک لایه خارجی؛ بلکه بخشی از سطح خواهد بود.
از مزایای گالوانیزه به این روش می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- امکان پرداخت‌کاری و براق کردن سطح ورق
- تحمل دما تا ۳۹۲ درجه فارنهایت یا ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد
- سرعت بالا در اجرا
- مقرون‌به‌صرفگی فرآیند
۲) گالوانیلینگ
روش گالوانیلینگ (Galvannealing) ترکیبی از دو روش گالوانیزه گرم و آنیل کردن است. این فرآیند، همان گالوانیزه گرم است؛ با این تفاوت که پس از خارج کردن ورق از حمام روی مذاب، آن را حرارت می‌دهند تا پیوند بین روی و سطح پایه کامل شود. سطح حاصل‌شده، یک سطح مات و یکدست است. ورق گالوانیزه تولید شده به این روش برای جوشکاری ایده‌آل بوده و چسبندگی رنگ آن نیز بالاست. البته به طور‌کلی باید از روش‌های مدرن برای رنگ‌آمیزی ورق فولادی گالوانیزه استفاده کرد. مثلا استفاده از رنگ مخصوص ورق گالوانیزه یکی از واضح‌ترین این روش‌ها است.
۳) پیش گالوانیزه
روش پیش‌گالوانیزه (Pre-galvanizing) نیز همان گالوانیزه گرم است؛ با این تفاوت که در اینجا به‌جای غوطه‌ورسازی ورق در روی مذاب، ورق را تنها از این مایع عبور می‌دهند. به‌منظور تقویت پیوند شیمیایی، پیش از عبور ورق فولادی از روی مذاب، آن را به موادی مخصوص آغشته می‌کنند. حسن این روش، سرعت بالاتر آن نسبت به گالوانیزه‌ي گرم به‌ویژه برای ورق‌های بسیار بزرگ و با تعداد بالاست. همچنین، پوشش ایجاد شده روی ورق نیز به نسبت یکپارچه‌تر است.
۴) الکتروگالوانیزه
روش الکتروگالوانیزه (Electro galvanizing) که به آن گالوانیزه‌ي سرد نیز گفته می‌شود، جدیدترین روش تولید ورق گالوانیزه محسوب می‌شود که غوطه‌وری در روی مذاب را حذف کرده است. به‌جای این فرآیند، غوطه‌وری ورق در محلول الکتریکی جایگزین شده است که در آن، یون‌های فلز روی با بار منفی، روی سطح فلز با بار مثبت نشسته و پیوندی قوی بین آنها برقرار می‌شود.
یکی از خواص ورق گالوانیزه تولیدشده به روش سرد، نازکی لایهي تشکیل‌شده روی ورق است. به همین دلیل از ورق‌های الکتروگالوانیزه بیشتر در صنایع خودروسازی می‌شود.
کاربرد ورق گالوانیزه در صنعت ساختمان سازی
همانطور که گفتیم، انواع ورق گالوانیزه در صنایع مختلفی کاربرد دارند که یکی از مهم‌ترین آنها صنعت ساختمان‌سازی است. مقاومت بسیار بالای این ورق‌ها در برابر عوامل جوی، زیبایی ظاهری، قابلیت جوشکاری و نیز مقاومت بالا در برابر افزایش دما، سبب کاربرد گسترده‌ي آنها در این صنعت برای مدت بیش از یک قرن شده است. به عنوان مثال حتما چشمتان به شیروانی هایی که برای خانه‌ها در نظر گرفته می‌شود خورده است. ورق شیروانی بکار در آنها در حقیقت از جنس ورق گالوانیزه است که برای این مصرف به خصوص پرداخت شده است. از مهم‌ترین موارد مصرف ورق‌های فولاد گالوانیزه در ساختمان‌سازی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- نرده‌های راه‌پله
- درب پارکینگ
- دیوار و سقف مکان‌هایی مانند انباری و بالکن که در معرض رطوبت قرار دارند
- کانال‌های کولر
- مصارف مربوط به نما و دکوراسیون داخلی
- قاب پنجره‌ها
- پانل‌های دیواری
- لوله‌ها
- کف و سقف ساختمان به‌عنوان محافظ مصالح
لازم به ذکر است که ورقی که در کف و سقف ساختمان استفاده می‌شود، به ورق عرشه فولادی معروف است که پس از گالوانیزه، پرس می‌شود. برای آشنایی بیشتر با سقف عرشه فولادی می‌توانید از طریق لینک آبی رنگ به صفحه این بلاگ مراجعه نمایید و مزایا و معایب آن را مورد بررسی قرار دهید.
مزایا ورق فولادی گالوانیزه
گستردگی کاربرد ورق گالوانیزه در صنایع مختلف به دلیل مزایای متعدد و ویژگی‌های ذاتی آن است که در ادامه، مهم‌ترین آنها را بررسی می‌کنیم.
۱) مقاومت بالا در برابر خوردگی
لایه آند تشکیل‌شده روی ورق گالوانیزه، پیش از فولاد خود را در برابر عوامل خورنده قربانی کرده و در واقع، این فرآیند را متوقف می‌کند. به این لایه، لایهي فداکار گفته می‌شود و حتی از مناطق آسیب‌دیده بر اثر خراشیدگی نیز محافظت می‌کند.
۲) جلوگیری از زنگ زدگی
عناصر آهن موجود در فولاد به‌شدت مستعد زنگ‌زدگی هستند؛ اما پوشش روی به‌عنوان یک لایهي محافظ در برابر اکسيژن عمل می‌کند. حتی گوشه‌های تیز و فرورفتگی‌های پرپیچ‌وخم قطعات ساخته‌شده از ورق گالوانیزه نیز در برابر زنگ‌زدگی مقاوم هستند.
۳) دوام طولانی بدون نیاز به نگهداری
به‌طور متوسط، عمر ورق فولادی گالوانیزه بدون نیاز به هیچ لایهي محافظ دیگر، حدود ۵۰ سال است. حتی در شرایط سخت آب و هوایی و در معرض عوامل خورنده‌ی شدید نیز ورق گالوانیزه بیش از ۲۰ سال عمر می‌کند. در صورت استفاده از لایه‌های محافظ اضافه، متوسط عمر ورق گالوانیزه می‌تواند چندین سال دیگر نیز افزایش یابد. با افزایش ضخامت لایهي روی تا ۸۵ میکرون نیز می‌توان دوام ورق فولادی را تا نزدیک به یک قرن افزایش داد.
۴) هزینه تولید و نگهداری پایین
تاکنون هیچ روشی ارزان‌تر از گالوانیزه ابداع نشده است که بتواند نتایج مشابهی داشته و به این اندازه، کم‌هزینه باشد. فولاد گالوانیزه تقریبا بلافاصله پس از تولید، آماده استفاده بوده و نیازی به رنگ‌آمیزی و لایهي محافظ دیگری ندارد. تکنولوژی تولید این ورق‌ها ساده است و محل تولید نیز نیازی به شرایط محیطی ویژه‌ای ندارد. همه‌ي این موارد، سبب کاهش هزینه‌ي تولید و نگهداری شیت گالوانیزه شده است. همچنین از دیگر مزایا شیت گالوانیزه ، سرعت بالای فرآیند آن است که امکان تولید انبوه را به‌خوبی فراهم می‌کند. اگر تمایل دارید تا با مهم‌ترین کارخانه‌های تولیدکننده ورق گالوانیزه در ایران آشنا شوید، از طریق لینک مشخص شده می‌توانید ۶ کارخانه برتر تولیدکننده ورق گالوانیزه در ایران را مورد بررسی قرار دهید.
استعلام قیمت روز ورق فولادی گالوانیزه
هنگام خرید ورق فولادی گالوانیزه، اصلی‌ترین معیاری که باید در نظر داشته باشید، کیفیت و اعتبار برند است. بااین‌حال با توجه به افزایش شدید قیمت فلزات و آهن در سال‌های گذشته، مسئله‌ي قیمت نیز به‌ویژه در پروژه‌های بزرگ مطرح است. قیمت ورق گالوانیزه به عوامل زیر بستگی دارد:
- ابعاد ورق
- ضخامت لایهي روی
- براق یا مات بودن ورق
- قیمت فولاد و آهن در بازارهای داخلی و خارجی
- قیمت حامل‌های انرژی
- وضعیت عرضه و تقاضا در بازار اصلی و بازارهای وابسته
- قیمت ارز، هزینه‌های واردات، قیمت نفت، وضعیت داخلی و تولید کشورهای تولیدکننده فولاد
توصیه می‌شود حتما پیش از خرید ورق‌های گالوانیزه، اقدام به استعلام قیمت برندهای مختلف کنید. وب‌سایت فولادینو، به‌صورت روزانه، قیمت انواع ورق گالوانیزه در بازار را منتشر می‌کند. برای دریافت قیمت از این وب‌سایت، کافی است پس از ورود به آن در قسمت جستجوگر قیمت، «ورق» و سپس «ورق گالوانیزه» را انتخاب کرده و سپس روی «مشاهده قیمت» کلیک کنید.
سخن آخر
فولاد، یکی از اصلی‌ترین مصالح مورد استفاده در صنایع مختلف است. بااین‌حال، این فلز در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی مقاومت پایینی دارد. گالوانیزه کردن ورق‌های فولادی، اصلی‌ترین راه افزایش عمر این فلز بوده که به روش‌های مختلفی انجام می‌شود. انواع ورق گالوانیزه بر اساس روش تولید به دو دسته‌ي گرم و سرد تقسیم می‌شوند که روش گرم، مرسوم‌تر بوده و ورق‌های تولیدشده با آن، کاربرد بیشتری به‌ویژه در صنعت ساختمان‌سازی دارند.
به‌طورکلی، گالوانیزه کردن که سابقه آن به شکل صنعتی به حدود ۲۰۰ سال پیش بازمی‌گردد، شامل نشاندن لایه‌ای از فلز روی یا زینک، بر ورق فولادی است. در گالوانیزه گرم، این کار با غوطه‌ور ساختن ورق در وان مذاب روی انجام می‌شود. این فرآیند، ساده، مقرون‌به‌صرفه و سریع است. مهم‌ترین خواص ورق گالوانیزه ، طول عمر بالا تا ده‌ها سال، زیبایی ظاهری و قیمت مقرون‌به‌صرفه هستند. توصیه می‌شود پیش از خرید این محصول حتما قیمت آن را از وب‌سایت فولادینو استعلام کنید.