تاریخچه لوله های گالوانیزه صنعتی
در خصوص تاریخچه ی لوله گالوانیزه صنعتی، می بایست تاریخچه ی کلی لوله را مد نظر قرار داد. همانگونه که در دانشنامه لوله گالوانیزه تست آب بیان گردید، فلسفه ی تولید لوله به دست انسان، انتقال آب بوده است. توضیحات مفصل تر را در این دانشنامه مطالعه فرمایید. اما استفاده های بیشتر ساختمانی و کشاورزی از این لوله می تواند به عنوان تفاوت بارزی برای لوله گالوانیزه صنعتی با دیگر لوله ها در نظر گرفته شود.
در ابتدای کار هر گونه مقطع استوانه ای شکل Steel cylindrical section که از جنس فولاد تولید می شد به نحوی برای انتقال آب و یا دیگر سیالات به کار می رفت. اما با گذشت زمان و نیاز طراحان به پروفایل هایی با مقطع دایره ای شکل، تولید این نوع مقاطع با هدف استفاده در ساخت و ساز نیز در دستور کار قرار گرفت.
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.
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.
سایز لوله های گالوانیزه
طول لوله های گالوانیزه به طور کلی ۶ متری است ولی قطر لوله بین ۱ تا ۸ اینچ متغیر است.
به دلیل کاربرد این لوله در جاهایی که با دما و فشار مواجه است باید از ضخامت خوبی برخوردار باشد پس تفاوتی بین قطر داخلی و خارجی لوله به وجود می آید در نتیجه این لوله ها بر اساس نمره یا قطر اسمی در بازار شناسایی میشوند و بر این مبنا, سایز لوله گالوانیزه شامل موارد زیر است:
• لوله نمره ۲ با سایز ۲/۱ اینچ به ضخامت ۲ میلیمتر
• لوله نمره ۲٫۵ با سایز ۴/۳ اینچ به ضخامت ۲ میلیمتر
• لوله نمره ۳ با سایز ۱ اینچ به ضخامت ۲ میلیمتر
• لوله نمره ۴ با سایز ۴/۱٫۱ اینچ به ضخامت ۲ میلیمتر
• لوله نمره ۵ با سایز ۲/۱٫۱ اینچ به ضخامت ۲ میلیمتر
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.
با لوله های گالوانیزه آشنا شدیم. حال به مهمترین فرآیند در تولید لوله های گالوانیزه یعنی گالوانیزاسیون آشنا می شویم :
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:
1. 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.
2. 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
لوله های گالوانیزه فولادی
لوله گالوانیزه آهنی
لوله گالوانیزه آهنی که عمدتا به رنگ خاکستری و تیره می باشد و از این طریق قابل شناسایی هستند . و به دو نوع گالوانیزه متوسط و سبک تقسیم بندی می شوند. لوله ی گالوانیزه آهنی از جنس آهن سفید نورد شده می باشد که به ان ها لوله درز دار نیز گفته می شود که در این لوله ها درزایجاد شده هنگامی که ورقه های نورد به شکل استوانه در اورده می شود لبه ها و شکاف ایجاد شده به وسیله دستگاه هایی به یکدیگر متصل گردیده و جوش داده می شوند و پس از آن لوله در حمام فلز روی که به حال مذاب درآمده فرو برده شده و گالوانیزه می شود.
لوله گالوانیزه فولادی
لوله گالوانیزه فولادی که عموما جهت مصرف برای تهویه استفاده می گردد و همچنین در تخلیه فاضلاب ساختمان ها نیز از این نوع لوله ی گالوانیزه فولادی استفاده می گردد. از آنجایی که لوله گالوانیزه فولادی از جنس فولاد نرم می باشد و هنگام ساخت این نوع لوله برای افزایش مقاومت به خوردگی و گالوانیزه کردن آن ها و مقاومت در برابر انواع اسیدها و زنگ زدگی و زنگار زدن آن ها را در یک وان پر از فلز روی مذاب غوطه ور کرده تا عمل گالوانیزاسیون لوله انجام گیرد.
.
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.
