מהו תהליך גלוון פלדה?

גלוון הוא תהליך של מריחת ציפוי אבץ מגן על פלדה למניעת קורוזיה. השיטה התעשייתית הנפוצה ביותר היא גלוון חם- מתמשך, שבו מנקים רצועת פלדה או חלקים מיוצרים, שוטפים וטבולים באבץ מותך כך שנוצרת שכבת אבץ מלוכדת מתכתית על פני השטח. מכיוון שאבץ מחליד על פני פלדה, הציפוי מגן על מתכת הבסיס הן כמחסום והן כאנודת הקרבה. מאמר זה מסביר את התהליך צעד אחר צעד, ייעודי הציפוי המשמשים בסחר בינלאומי, והגורמים הקובעים את חיי השירות.

למה לגלוון פלדה?

פלדה חשופה מחלידה כאשר לחות וחמצן מגיעים לפני השטח שלה. ציפוי אבץ מפריע לתהליך זה בשתי דרכים:

הגנה על מחסום: שכבת האבץ הצפופה מפרידה פיזית בין הפלדה לאטמוספירה.

הגנה קורבנית (קתודית): בשריטות ובקצוות חתוכים בהם פלדה נחשפת, אבץ שוחה על פני פלדה, כך שהאזור החשוף נשאר מוגן כל עוד אבץ נמצא בקרבת מקום.

מנגנון כפול זה הופך את הגלוון לאחת ממערכות ההגנה מפני קורוזיה-היעילות ביותר עבור פלדה מבנית, עם חיי שירות אופייניים-ללא תחזוקה הנמדדים בעשרות שנים ברוב הסביבות האטמוספריות.

תהליך הגלוון החם- צעד אחר צעד

1. הכנת פני השטח

איכות ציפוי האבץ תלויה כמעט לחלוטין בניקיון פני השטח. הפלדה עוברת תחילה דרך אמבט הסרת שומנים אלקליין כדי להסיר שמנים, שומנים ותרכובות משיכה, ולאחר מכן דרך כבישה בחומצה הידרוכלורית או גופרתית מדוללת כדי להסיר אבנית וחלודה. לאחר כל שלב כימי הרצועה שוטפת במים.

2. שטף

לפני הטבילה, הפלדה מצופה בשטף, בדרך כלל תמיסת אבץ אמוניום כלוריד. השטף מונע חמצון של המשטח הנוקה בין כבישה לטבילה ומקדם הרטבה של הפלדה על ידי אבץ מותך.

3. ציפוי חם-

הפלדה המוכנה נטבלה באמבט של אבץ מותך שנשמר בטמפרטורה של כ-450 מעלות (כ-840 מעלות F). ברזל ואבץ מגיבים בממשק ויוצרים סדרה של שכבות סגסוגת בין-מתכתית של ברזל-, שעליהן שכבה של אבץ טהור יחסית. הקשר המטלורגי הזה הוא המבדיל בין גלוון-לחום לבין צבע או ציפויים משטחים אחרים.

4. נסיגה ובקרה על משקל הציפוי

כשהפס עוזב את האמבטיה, סכיני גז (מגבי אוויר או חנקן) מפשירים עודפי אבץ מהמשטח ושולטים על עובי הציפוי הסופי במדויק. לאחר מכן הציפוי מקורר, ולמוצרי יריעות עשוי לקבל מעבר קל או טיפול גימור אחר.

5. בדיקה

משקל הציפוי מאומת על ידי שקילת דגימה לפני ואחרי המסת שכבת האבץ (מבחן הנקודה המשולשת-), ונבדקת הידבקות הציפוי על ידי בדיקות כיפוף. קווי ייצור רציפים מנטרים את עובי הציפוי באופן מקוון עם מדידים.

משקלי ציפוי וייעודים לפי ASTM A653/A653M

מוצרי גיליון מגולוונים מתוארים לפי דרגת מתכת בסיסית וציפוי. ASTM A653/A653M, המפרט הסטנדרטי ליריעות פלדה, אבץ- המצופה בתהליך הטבילה החמה, מגדיר כינויי ציפוי המציינים את משקל הציפוי הכולל המינימלי בשני המשטחים.

G-60: משקל ציפוי מינימלי של 0.60 אונקיות/ר"ר (כ-183 גרם/מ"ר) שני הצדדים ביחד, המתאים בדרך כלל לעובי ציפוי של כ-0.40 מיל (10 מיקרומטר) לכל צד.

G-90: משקל ציפוי מינימלי של 0.90 אונקיות/ר"ר (כ-275 גרם/מ"ר), בערך 0.60 מיל (15 מיקרומטר) לכל צד.

G-110, G-140, G-165 ו-G-185 מייעדים ציפויים כבדים יותר ויותר עבור סביבות קורוזיביות יותר.

במונחים מטריים, ייעודים נפוצים הם Z180, Z275 ו-Z350, כאשר המספר הוא מסת הציפוי הכוללת בגר'/מ"ר. ניתן להזמין את אותו ציפוי פיזי בכל אחת מהמערכות; ASTM A653/A653M הוא התקן השולט עבור ייעודי אינץ'-פאונד, בעוד ש-ISO 1461 מכסה ציפויים מגולוונים חמים-על פריטי ברזל ופלדה מיוצרים, ו-GB/T 2518 קובע יריעות אבץ{11}}מתמשכות בסין.

שיטות גלוון אחרות

מלבד ציפוי חם-מתמשך של גיליון ורצועה, נעשה שימוש במספר תהליכים קשורים:

אצווה (כללית) גלוון חם-לפי ISO 1461: מבנים מיוצרים כגון מגדלי תמסורת ומעקות מנוקים, מזרימים וטבולים באבץ מותך.

אלקטרוגלוון: אבץ מושקע בצורה אלקטרוליטית, ונותן ציפוי דק וחלק יותר המשמש בעיקר עבור לוחות מרכבי רכב שבהם חשובה הדבקת הצבע.

ריסוס תרמי באבץ: אבץ מותך או אבק מותז על מבנים גדולים שלא ניתן לטבול.

שרדיזציה: חלקים קטנים מונפים באבק אבץ בטמפרטורה גבוהה ליצירת ציפוי דיפוזיה.

חיי שירות והגנה מפני קורוזיה

חיי השירות של ציפוי מגולוון תלוי בעובי הציפוי ובקורוזיביות של הסביבה. ככלל מעשי, אבץ מחליד בערך 1 מיקרומטר בשנה באטמוספרות כפריות מתונות, ומהיר יותר בסביבות תעשייתיות או ימיות. ציפוי G-90 מספק אפוא עשרות שנים של הגנה ברוב היישומים הפנימיים. נתוני שיעור הקורוזיה מתפרסמים ב-ISO 9223 ובתקנים נלווים, המסווגים קורוזיביות אטמוספרית ומאפשרים למהנדסים לבחור את משקל הציפוי עבור חיי התכנון.

יישומים נפוצים

פלדה מגולוונת משמשת בכל מקום בו נדרשים חיים ארוכים ותחזוקה נמוכה: מסגרות בניין, יריעות גג וקירות, מגדלי הולכה ועמודי שירות, מעקות בטיחות לכבישים מהירים, מבנים חקלאיים, תעלות HVAC, מארזי חשמל ומיכלי שנאים. בתעשיית החשמל, מיכלי שמן שנאים מיוצרים לעתים קרובות מפלדה מגולוונת או מפלדה מוגנת-באופן אחר מפני קורוזיה כדי לשרוד שירות חיצוני.

שאלות נפוצות

מה ההבדל בין ציפוי G-60 ל-G-90?

שני הייעודים מוגדרים ב-ASTM A653/A653M כמשקל ציפוי מינימלי על שני המשטחים. G-90 (0.90 oz/ft², כ-275 g/m²) כבד יותר ב-50% בערך מ-G-60 (0.60 oz/ft², כ-183 גרם/m²) ומעניק חיי שירות ארוכים יותר באופן יחסי באותה סביבה.

האם הגלוון מגן על קצוות חתוכים ושריטות?

כֵּן. מכיוון שאבץ הוא אנודי לפלדה, הפלדה החשופה בקצוות החתוכים ובשריטות מוגנת בהקרבה על ידי ציפוי האבץ שמסביב. מאפיין ריפוי עצמי-זה מהווה יתרון מרכזי על פני מערכות צבע.

מדוע מנקים את הפלדה לפני הטבילה?

אבץ אינו מרטיב פלדה שמנונית או קשקשת. הסרת שומנים, כבישה ושטיפה מבטיחים משטח נקי כימי, ללא-תחמוצת, כך שהאבץ המותך יכול להגיב עם הפלדה וליצור קשר מתכות מתמשך.

מהי הטמפרטורה באמבט האבץ המותך?

קווי טבילה חמים-מתמשכים פועלים בכ-450 מעלות. טמפרטורות גבוהות יותר מאיצות את היווצרותן של שכבות סגסוגת ברזל-שבירות של אבץ, ולכן טמפרטורת האמבט נשלטת בחלון צר.

האם ניתן לצבוע פלדה מגולוונת?

כן, עם הכנה מתאימה של פני השטח כמו ניקוי ופריימר מתאים. מערכת הדופלקס של גלוון בתוספת צבע מעניקה חיים ארוכים בהרבה מכל אחת מהמערכות לבדן, והיא נמצאת בשימוש נרחב עבור מבנים{1}}בעלי ראות גבוהה.

איך אני בוחר את משקל הציפוי הנכון?

בחר את משקל הציפוי מקטגוריית הקורוזיביות של אתר ההתקנה (ISO 9223) ואת חיי התכנון הנדרשים. ציפויים כבדים יותר כגון G-140 או G-185 מוגדרים עבור אטמוספרות ימיות ותעשייתיות, בעוד ש-G-60 או G-90 מכסים את רוב היישומים הפנימיים והכפריים.