حماية الحديد من الصدأ بطريقة الجلفنة
طريقة الجلفنة لحماية الحديد من الصدأ
يمكن استخدام تقنية الجلفنة كأفضل عملية للحفاظ على المواد المعدنية، والتي تتم عن طريق طلائها بطبقة من الزنك كواقي على الحديد أو الفولاذ، وذلك لمنع تسرب الصدأ
الطريقة الأكثر انتشارا بين الكثير من الأشخاص لمعالجة هذه المسألة هي الجلفنة، وتتم عن طريق عملية تعرف بالغمس الساخن، وتعتمد هذه الطريقة على تقنية وتكتيك محدد حيث يتم غمر القطع المعدنية في حوض يحتوي على مادة خاصة وهي الزنك المصهور، وتلعب هذه المادة دورا في حماية الحديد من التآكل
– يتألف تنظيف الفولاذ لإعداد الطلاء المجلفن بالغمس على الساخن من ثلاث خطوات
- يتم إزالة الشحوم من الفولاذ عن طريق غمره في حمام يحتوي على محلول قلوي مثل محلول الكاوي القلوي لإزالة الشوائب العضوية مثل الأوساخ والزيوت والشحوم من سطح الفولاذ. بعد إزالة الشحوم، يتم شطف الفولاذ بالماء.
- بعد التشكيل، يتم تخليل الفولاذ في محلول مخفف من حمض الهيدروكلوريك أو حمض الكبريتيك، والذي يزيل الأكاسيد.
- بعد إزالة جميع الأكسدة من الفولاذ، يتم شطفه مرة أخرى بالماء وإرساله إلى الخطوة الأخيرة في تحضير السطح.
- أخيرا، يتم غمس الفولاذ في محلول لتنظيفه من جميع أشكال الأكسدة التي تكونت عليه منذ تحضيره، وذلك لإنشاء طبقة واقية تمنع تكون أي أكسدة قبل دخوله إلى عملية الجلفنة.
- بعد إزالة الشحوم والتخليل والصهر، يصبح سطح الفولاذ نظيفًا تمامًا وخالٍ من أي أكسدة أو مواد ملوثة أخرى التي قد تعيق تفاعل الحديد والزنك المصهور في غلاية الجلفنة، ويصبح عبارة عن معدن أبيض قريب.
- تم استخدام عملية الجلفنة بالغمس الساخن منذ عام ألف سبعمائة واثنين وأربعين لتوفير حماية طويلة الأمد وخالية من الصيانة للسطح من التآكل بتكلفة معقولة لسنوات طويلة.
- الهدف من تحضير السطح في عملية الجلفنة بالغمس الساخن هو الحصول على سطح فولاذي نظيف قدر الإمكان عن طريق إزالة جميع الأكاسيد والشوائب الأخرى الملوثة.
- يعتبر الإعداد الدقيق لسطح الفولاذ أمرًا بالغ الأهمية، حيث أن الزنك لن يتفاعل مع الفولاذ غير النظيف، ولذلك يتم تعليق المواد التي تحتاج للجلفنة باستخدام سلاسل أو أسلاك أو رفوف غمس مصممة خصيصًا لتمريرها عبر خطوات التنظيف وحوض الجلفنة.
- تقوم عملية الحماية بتشكيل حاجز يمنع المواد المسببة للتآكل من الوصول إلى الفولاذ أو الحديد الأساسي.
- يقوم الزنك بعمل عازل، حيث إذا تم خدش الطلاء، سيظل الفولاذ المكشوف محميًا بواسطة الزنك المتبقي.
- تعمل طبقة الزنك على حماية المعدن الأساسي من التآكل بدلاً من الحديد.
- يتفاعل سطح الزنك مع الجو المحيط ليشكل طبقة من الزنجار المضغوط الملتصق والذي لا يذوب في مياه الأمطار.
مكونات أحواض الجلفنة
يحتوي خزان منفصل على نوع واحد من التدفق الحمضي قليلاً، ويتكون من مزيج من كلوريد الزنك وكلوريد الأمونيوم، ويوجد نوع آخر من التدفق يسمى التدفق العلوي، ويطفو فوق الزنك السائل في غلاية الجلفنة ولكنه يخدم نفس الغرض.
طرق حماية الحديد من التآكل
يوجد طرق لحماية الحديد من الصدأ، وكذلك يوجد طرق لحماية الحديد من التآكل، والتآكل هو شكل من أشكال أكسيد الحديد، ويحدث عندما يتفاعل الحديد مع الأكسجين الموجود في الهواء مما يؤدي إلى تآكله، وفيما يلي طرق حماية الحديد من التآكل
- طريقة كورتين أو الصلب التجوية
يتم استخدام الفولاذ المقاوم للعوامل الجوية، المعروف أيضا باسم فولاذ `كور-تن`، والذي يحتوي على ما يصل إلى 21٪ من العناصر المسبكة مثل الكروم والنحاس والنيكل والفوسفور.
تكون السبائك طبقة واقية من الصدأ التي تقلل من معدل التآكل مع مرور الوقت، ويكون الفولاذ COR-TEN عادة أرخص من الفولاذ المقاوم للصدأ
- ستانلس ستيل
سبائك مقاومة التآكل، هي سبائك تحتوي على نسبة لا تقل عن 11٪ من الكروم، وتتكون طبقة واقية من أكسيد الكروم على سطح الفولاذ المقاوم للتآكل، وتعمل كدرع ضد التآكل، وفي حالة تلف الجزء الواقي يمكن إعادة تشكيله، ويمكن زيادة مقاومة التآكل بإضافة النيكل.
- التصميم السليم
يجب أن يسمح التصميم للهواء بالدوران بحرية حول المعدن، ويمكن أن يؤدي التخطيط السليم أثناء مرحلة التصميم إلى تقليل تغلغل المياه وتقليل مخاطر التآكل، ويجب تجنب الشقوق والتجاويف، ويجب أن تكون الوصلات المعدنية ملحومة وليست مثبتة بمسامير، وينبغي النظر في فتحات تصريف المياه
استخدامات الحديد المجلفن
الاستخدامات النموذجية للحديد المجلفن والصلب المجلفن تشمل الاستخدامات ما يلي:
- الآفاريز وزخارف الحائط الأخرى.
- أغطية الأبواب والنافذة.
- القوباء المنطقية المزخرفة والمفروشات المصممة لتقليدها.
- مواد أخرى.
- زخارف السقف مثل التوج والتيجان.
كما تشمل الاستخدامات النموذجية أيضاً في الوقت الحالي ما يلي:
تشمل هذه المنتجات صفائح معدنية للوميض والمزاريب وأنابيب الصرف ومسامير فولاذية مجلفنة بالغمس الساخن.
عيوب الجلفنة
في مناطق اللحام غير المجلفنة، إذا كانت هناك أخطاء في الطلاء فذلك يعود لوجود عيوب في اللحام، ويجب على المُصنع إزالة جميع خبث اللحام قبل إرساله للجلفنة.
_ وجود تلطيخ داكن بجوار اللحامات، بسبب المواد الكيميائية المستخدمة في التحضير التي تخترق التراكبات غير المحكمة أو اللحامات ذات الجودة السيئة، وتسبب أخطاء في الطلاء وتلوث السطح أثناء عملية الجلفنة
ينتج الفولاذ التفاعلي، عند استخدام الطلاء الرمادي الباهت، طبقات طلاء مجلفنة أكثر سمكًا تكون باهتة من الطلاءات العادية في شكل ولونها. وتتميز هذه الطلاءات بعمر أطول نظرًا لسمكها الأكبر، ووظيفتها هي تعدين الصلب، وعادةً ما تكون خارجة عن التحكم في عملية الجلفنة.
تلطيخ السطح يمكن أن يؤثر عملية الجلفنة حيث يتم تغطية القطعة بالزنك، ويتم إزالة الرماد الناتج عن سطح الزنك المصهور قبل إخراج القطعة من حوض الجلفنة.
في بعض الأحيان، يتم تجميد الرماد في مناطق غير قابلة للوصول ويتم لصقها على الجانب الخارجي من الطلاء، ويتم إزالتها عند تنظيف العمل من الحمام.
يمكن أن يتسبب الرماد في ظهور بقع بنية فاتحة أو سطح باهت بعد إزالته، ولكنه لن يؤثر على شكل الطلاء المجلفن.
_ الشقوق السطحية العامة، يمكن أن تحدث الحواف والخطوط الأكثر سمكًا من الطلاء المجلفن القريب بسبب معدلات تفاعل الزنك مع سطح الفولاذ بسبب مناطق الضغط على سطح الفولاذ أو وجود مناطق لحام أو معدن اللحام مع تغيير تعدين المعدن الأصلي، يظهر هذا الحدوث بشكل متكرر على منتجات الأنابيب، لا يوجد تأثير على أداء الطلاء.
لا يمكن تجنب تأثير العيوب والصدأ على المسامير وأجزاء الصرف خلال عملية الجلفنة بالغمس الساخنة، ويمكن تحمل هذه العيوب طالما لا تؤثر على وظيفة العنصر أو تشكل خطرا على السلامة، ويتطلب ذلك دهان الحديد ضد الصدأ لتجنب تلك المشكلات