Galvanizleme, çeliği paslanmaya karşı korumanın en yaygın yöntemidir. Esasen, birgalvaniz banyosuÇinko kaplama, metal parçaları kaplamak için kullanılan büyük bir erimiş çinko kazanına denir. Temiz çelik bu banyoya daldırıldığında, çinko hızla yüzeye yapışarak sağlam, korozyona dayanıklı bir kaplama oluşturur. Galvanizleme 150 yılı aşkın süredir var olmasına rağmen, şaşırtıcı derecede verimli ve çevre dostudur. Aslında, mevcut en çevre dostu korozyon önleme işlemlerinden biri olarak sıklıkla gösterilir. Sonuç olarak, çelik minimum bakım ile on yıllarca dış mekanlarda dayanabilir. Aşağıda, bir çelik parçanın tozlu eski metalden galvanizleme banyosu içinde çinko zırhlı hale nasıl geldiğini adım adım açıklıyoruz.
Galvanizleme Banyosu Nedir?
Galvanizleme banyosu, yaklaşık 450°C'ye (842°F) ısıtılmış erimiş çinko dolu bir tanktan ibarettir. Çelik parçalar, gümüş rengi sıvı metal görünümündeki bu sıcak çinkoya daldırılır. Daldırma sırasında çinko, çelikteki demirle reaksiyona girerek çinko ve çelik arasında metalurjik bir bağ oluşturur. Uygulamada, şirketler buna genellikle "galvanizleme banyosu" adını verir.sıcak daldırma galvanizlemeBu işlem, kelimenin tam anlamıyla çeliği "sıcak" (erimiş) çinkoya daldırmak anlamına gelir.
Bu yöntem çok etkilidir. Çinko banyosu genellikle %98'in üzerinde saflıkta çinko içerir ve konveyör veya vinç sistemleri, çelik parçaları dikkatlice açılı bir şekilde yerleştirerek çinkonun parçanın her köşesini kaplamasını sağlar. İçi boş şekiller veya borular bile çinko ile dolar, böylece iç kısım da dış kısım gibi kaplanır. Bir sektör kılavuzunda belirtildiği gibi, sıcak daldırma galvanizleme "tam daldırma" işlemidir – çelik tamamen suya batırılır ve çinko ile kaplanır.Tümüİç ve dış yüzeyler. Çelik, birkaç dakika sonra üzerinde yeni, parlak bir metal kaplama ile yükseltilir.
Sıcak Daldırma Galvanizleme İşlemi (Başlangıçtan Sona)
Galvanizleme işlemi birkaç önemli aşamadan oluşur. Her aşama dikkatlice yapılmalıdır, çünkü çinko yalnızca mükemmel derecede temiz bir yüzeye yapışır. Genel olarak adımlar şunlardır:
Temizleme (Yağdan Arındırma ve Asitleme):Öncelikle çelik, yağ, gres ve gevşek paslardan arındırılmak üzere iyice temizlenir. Bu genellikle çeliği yağdan arındıran sıcak bir alkali (kostik) çözelti içerir. Ardından, çelik, fabrika kirecini ve pası gidermek için asitli bir temizleme banyosuna (genellikle seyreltilmiş sülfürik veya hidroklorik asit) alınır. Temizleme işleminden sonra, inatçı kir, boya veya cüruf elle veya kumlama yöntemiyle temizlenir. Kısacası, tüm kirleticilerin giderilmesi gerekir, çünkü çinko kirli çeliğe yapışmaz.
Akışkanlaştırma:Galvanizleme işleminden hemen önce, temiz çelik genellikle çinko amonyum klorür karışımı olan bir akı çözeltisine daldırılır. Akı, daldırma işleminden önce son oksit izlerini temizler ve yeni oksidasyonu önler. Bazı tesislerde, çeliğin içeri girerken yağdan arındırılmasına yardımcı olmak için çinko banyosunun üzerinde ince bir "akı örtüsü" bile bulunur. Akılama adımı çok önemlidir: erimiş çinkonun etkili bir şekilde işlemesini sağlar.ıslakÇeliği eşit şekilde dağıtın.
Çinko Banyosuna Dalma:Şimdi sürecin en önemli kısmına geliyoruz. Hazırlanan çelik, genellikle yaklaşık 450°C'de tutulan erimiş çinko kazanına yavaşça (çoğu zaman açılı olarak) indirilir. Aşağıdaki resim, sıcak çinko banyosuna giren çelik kirişleri göstermektedir. Çelik sıvı metale temas eder etmez bir reaksiyon başlar. Çinko, demir yüzeyiyle alaşım oluşturmaya başlar ve sıvı çinko tüm parçanın etrafında akar. Banyoda, çinko ve demir metalurjik bir reaksiyonla birkaç alaşım katmanı oluşturur. Bu süre zarfında (genellikle birkaç dakika), kaplama uygun kalınlığına ulaşır. Bir katmanerimişÇinko, çeliğin yüzeyine yapışır ve daha sonra soğuyarak katı bir dış tabaka oluşturur.
Şekil: Çelik parçaların sıcak daldırma galvanizleme banyosuna daldırılması. Erimiş çinko (sıvı gümüş) çeliği hızla kaplar.
Tesis operatörleri daldırma işlemini dikkatlice zamanlıyorlar. Çoğu parça için 4-5 dakika daldırma yeterlidir. Daha büyük veya yalıtımlı parçaların tam sıcaklığa ulaşması daha uzun sürebilir. Parça tamamen ısındıktan sonra yavaşça yukarı çekilir. Yükseldikçe, fazla çinko akar – bazen parçayı titreştirerek veya döndürerek bu işlem desteklenir. Geriye kalan ince çinko tabakası soğuyup sertleşir ve genellikle dış yüzeyinde parlak gümüşi bir görünüm alır. Aslında, yeni galvanizlenmiş çelik genellikle parıldar; katılaşırken yüzeyde karakteristik "pul" veya kar tanesi benzeri kristalleşmiş çinko deseni görünebilir.
Soğutma (Pasivasyon/Söndürme):Kaplama işlemi tamamlandıktan sonra, kaplanmış çelik soğutulur. Bu işlem, basit hava soğutmasıyla veya sıcak çeliğin suya veya kimyasal pasivasyon banyosuna daldırılarak soğutulmasıyla yapılabilir. Özel bir kürleme gerekmez; çinko/çelik bağı zaten sağlamdır. Oluşabilecek ince dış çinko oksit tabakası (beyaz pas) genellikle olduğu gibi bırakılır veya hafifçe işlemden geçirilir. Boyalı parçaların aksine, galvanizli çelik genellikle özel bir kürleme gerektirir.başka bir bitirme yokdayanıklılık açısından.
Denetleme:Son adım, hızlı görsel ve teknik incelemedir. Denetçiler her alanın kaplandığını kontrol eder ve kalınlığı ölçer. Çinko sadece temiz metale yapıştığı için, kusurlu noktaları tespit etmek kolaydır (çıplak çelik parlak görünür). Standart ölçüm aletleri, kaplama kalınlığının özelliklere uygun olduğundan emin olmak için ölçüm yapar. Bu noktada galvanizli çelik kullanıma hazırdır ve uzun yıllar korozyona karşı dayanıklılığı garantilidir.
Banyo İçeriği: Metalurji ve Koruma
Erimiş çinkonun içindeki çeliğe aslında ne olduğu karmaşık bir kimya olayıdır ve galvanizlemenin şaşırtıcı güçlü yönlerinden biridir. Sıcak çelik banyoda beklerken, çinko atomları demire yayılır ve çeşitli intermetalik bileşikler oluşturur. Amerikan Galvanizciler Birliği bunu bir kesit ile göstermektedir: neredeyse saf çinkodan oluşan bir dış katman (eta katmanı olarak adlandırılır) ve bunun altında, çelik arayüzünde 3 sert alaşım katmanı (gama, delta, zeta olarak adlandırılır) bulunur. Dikkat çekici bir şekilde, bu çinko-demir alaşım katmanlarıyumuşak çelikten daha sertÖrneğin, minik çizikler bu çok katmanlı kaplamadan kolayca geçemez. Pratikte, galvaniz kaplama son derece sağlam ve aşınmaya dayanıklıdır.
Bir diğer önemli avantaj ise katodik (kurban edici) korumadır. Çinko, çelikten daha elektrokimyasal olarak aktiftir. Basitçe söylemek gerekirse, kaplama çizilerek çıplak çeliğe ulaşıldığında, çevredeki çinko öncelikli olarak korozyona uğrayarak çeliği koruyacaktır. Aslında, sıcak daldırma galvanizleme bununla ünlüdür: bir kaynak, çizikte çıplak çelik (¼ inç kadar büyük) bile açığa çıksa, "çevredeki tüm çinko tüketilene kadar korozyon başlamayacağını" belirtmektedir. Bu, küçük çiziklerin yeniden boyanmasını gerektirmediği anlamına gelir; çinko zamanla kendini feda eder.
Yıllar içinde hava ve yağmura maruz kalma, çinkoyu zararsız yan ürünlere (oksitler, hidroksitler, karbonatlar) dönüştürür; eski galvanizli metallerde görebileceğiniz gri patina da bu yan ürünler arasındadır. çinko patina Yavaş yavaş, korozyonu daha da yavaşlatan koruyucu bir dış kabuk oluşturur. Aslında, tamamen aşınmış galvanizli çelik, çıplak çeliğe göre yaklaşık 30 kat daha yavaş korozyona uğrar. Pratikte bu, galvaniz kaplamanın, çevreye bağlı olarak, genellikle 50-60 yıl veya daha fazla bakım gerektirmeden dayanabileceği anlamına gelir.
Şaşırtıcı AvantajlarıGalvanizleme
Galvanizleme, basit bir metal kaplamadan beklemeyeceğiniz birçok "şaşırtıcı" özellik sunar:
1. Tam Kapsamlı Sigorta:Sıcak daldırma galvanizleme, parçayı tamamen suya batırdığı için, içi boş bölümlerin ve boruların iç kısımlarını bile kaplar. Fırçayla sürülen boyaların aksine, dişler ve gizli köşeler de çinko ile kaplanır. Bu tam daldırma, pasın beklenmedik yerlerden içeri sızmasını engeller.
2. Doğal Dayanıklılık:Çinko-demir katmanları doğal olarak sert ve aşınmaya dayanıklıdır. Bazı testlerde, galvanizli çeliğin kaplaması daha yüksek bir aşınma direncine sahipti.on kezTipik boyalardan daha aşınmaya dayanıklıdır. Dış saf çinko tabakası (eta) daha yumuşak ve esnektir, darbelere karşı dayanıklılık sağlarken, iç alaşım katmanları çelikten daha serttir. Bu çok katmanlı bağ, galvanizli parçaların sert kullanıma ve aşınmaya dayanmasını sağlar.
3. Kendini İyileştirme (Katodik) Koruma:Belirtildiği gibi, çinko çeliği korumak için "kendini feda eder". Galvanizli çelikteki küçük çizikler paslanmaz çünkü çinko önce aşınır (katodik koruma olarak da adlandırılır). Boyalı çelikte olan olay için "yanal yayılma" diye bir isim bile vardır (pasın boyanın altına yayılması) ve galvanizleme esasen bunu önler.
4. Hızlı Teslimat:Ağır ekipmanlara rağmen, galvanizleme işlemi oldukça hızlıdır. Bir parçayı asıp çinkoya daldırmak sadece birkaç dakika sürer. Hazırlık aşaması çoğunlukla kimyasal temizlikten oluşur ve iyi yönetilen bir tesis, bir siparişi birkaç gün içinde tamamlayabilir. Hatta modern galvanizleme atölyeleri, küçük siparişler için 24 saat hizmet sunmaktadır.
5. Uzun Hizmet Ömrü:Galvaniz kaplama, çeliği onlarca yıl boyunca yeniden boyamaya gerek kalmadan koruyabilir. Tipik dış mekan (endüstriyel veya kırsal) koşullarında, ilk bakımın 50 yıldan fazla sürmesi yaygındır. Bu uzun ömürlülük, uzun vadede galvanizlemeyi periyodik yeniden boyamadan daha ekonomik hale getirir.
6. Çevre Dostu:Galvanizleme işlemi nispeten temizdir. Kullanılmış çinko geri dönüştürülür ve boyada olduğu gibi uçucu organik çözücüler içermez. Galvanizli çelik, kullanım ömrünün sonunda %100 geri dönüştürülebilir. Sektör grupları, galvanizlemeyi "muhtemelen mevcut en çevre dostu" korozyon koruma yöntemi olarak bile nitelendiriyor.
7.Tanınabilir Yüzey:Galvanizli çelik genellikle karakteristik bir özelliğe sahiptir.pulluYa da yüzeyinde kar tanesi benzeri bir desen. Bu gümüşi kristaller, katılaşan çinko taneleridir ve galvanizli yüzeylere ayırt edici bir görünüm kazandırır. Gerçek bir sıcak daldırma kaplamanın mevcut olduğunun görsel bir işaretidir.
Yüksek Kaliteli Ekipman: Bonan Tech'in Boru Galvanizleme Tesisi
Büyük galvanizleme atölyeleri, bu işlemleri sürekli olarak yürütmek için ağır hizmet tipi makineler kullanır. Örneğin, ekipman üreticisi Bonan Technology Co., Ltd., bu konuda özellikle ağır hizmet tipi makinelerin önemini vurgulamaktadır.“Üstün Kalitede Boru Galvanizleme Tesisi”Yüksek kaliteli çelik ve bileşenlerden üretilmiştir. Otomatik hatları her şeyi halleder: boruları asmak için kullanılan aparatlar, alkali yağ giderme tankları, asitli yıkama tankları, akı istasyonları, çinko kazanından geçen bir konveyör ve soğutma tankları. Bonan, boru galvanizleme tesislerinin tüm boru çaplarında sürekli üretim için tasarlandığını belirtiyor.
Şekil: Çalışır durumda bir sürekli boru galvanizleme hattı. Bu tür otomatik tesisler, boru bölümlerini temizleme, eritme ve erimiş çinko banyosundan geçirir.
Bonan Tech üretim hattında her adım dikkatlice kontrol edilir. Aslında, boru galvanizleme işlemi genellikle şu belirli aşamaları takip eder:
Kostik Temizleme:Borular, yağ ve değirmen tortusunu temizlemek için sıcak sodyum hidroksit banyosuna girer.
Asit Turşusu:Daha sonra, pası ve kalan oksitleri çözmek için asit banyosundan (genellikle HCl veya H₂SO₄) geçirilirler.
Durulama ve Akışkanlaştırma:Durulama işleminden sonra borular, çeliğin galvanizleme işleminden önce oksitsiz kalmasını sağlamak amacıyla çinko-amonyum klorür akı çözeltisine daldırılır.
Kurutma:Çelik üzerindeki nem, hava kurutucu yardımıyla üflenerek veya buharlaştırılarak uzaklaştırılır.
Daldırma (Çinko Banyosu):Borular erimiş çinko kazanına taşınır. Sıcak daldırma işlemi, boruları tamamen çinko ile kaplar.
Söndürme:Son olarak, sıcak daldırma galvanizli borular, kaplamanın sabitlenmesi için su veya soğutma banyosunda hızla soğutulur.
Artık üretilen her boru, korozyonu önlemek için homojen bir çinko kaplamaya sahip. Bonan'ın açıklamasına göre,“Borular için Otomatik Galvanizleme Makinesi”"Galvanizlenecek boruların tüm çeşitlerini" işleyebilme kapasitesine sahip olan bu cihaz, çok büyük veya çok küçük boruların bile uygun çinko tabakasına sahip olmasını sağlar.
Çözüm
Galvanizleme banyosu sadece bir metal kabından ibaret değil; çeliğe neredeyse kendi kendini onaran bir kalkan kazandıran, kanıtlanmış, bilimsel temelli bir sürecin merkezidir. Temizleme aşamalarından sıcak çinko daldırmaya kadar her adım, dayanıklı, metalurjik olarak bağlanmış bir kaplama üretmek için optimize edilmiştir. Galvanizli çeliğin sadece pasa karşı direnç göstermekle kalmayıp, çok katmanlı alaşımlar, aşırı tokluk ve onlarca yıllık kullanım ömrü ile bunu şaşırtıcı derecede iyi başardığını gördük.
İster bir köprü tasarlayan bir mühendis olun, ister çit direkleri seçen bir ev sahibi, galvanizleme banyo sürecini anlamak, galvanizli çeliğin neden bu kadar etkili olduğunu açıklamaya yardımcı olur. Kısacası, o mütevazı erimiş çinko banyosunun içinde, çelik yapıları nesiller boyu güvende tutacak güçlü ve şaşırtıcı derecede gelişmiş bir savunma sistemi yatmaktadır.
Yayın tarihi: 21 Mayıs 2025