گرم يزهگالوانت پوشش در عرض ورق ضخام يكنواختييتاهم

3يآشور، جمال3يديانجمشجمشاد،2ينيد، قاسم1يزمان شاهصفورانجفياسالمآزاد انشگاهد1 دآبا واحد دانشگاه اصفهان،يمركز يشگاهآزما2

اصفهان مباركه فوالد شركت3

دهيچك

زهيگـالوانيفـوالديهـا ورقدر عـرض ضخامت پوشـشيكنواختيياقتصادتياهم پژوهشنيادر

ضـخامتيكنـواختيريـغريتـأثنيهمچنـوآن بـر عوامـل مـؤثر،شده در مجتمع فوالد مباركهديتولگرم

ليـ پروفمنظورنيهمبه. شده استيبررسزهيگالوانورقيخوردگو رفتاريسطحيبر مورفولوژ پوشش

ازيها قسمتپوششدريخوردگو رفتاريسطحيمورفولوژ،ضخامت زهيگـالوان عـرض ورق مختلـف

منيتر مهمنشان دادجينتا.شديبررس بروعوامل دار مـوجولـرزش ورق، ضـخامت پوشـشيكنواختيثر

شيافـزا بـا كـه نشـان داديكروسـكوپيميهـايبررسـنيهمچناست.زهيگالوانخطبهيورودبودن ورق

صـ پوشـشيسـطحيمورفولوژضخامت پوشش، و صـفحاتاديـزهيـ زاوفحات قاعـده بـه صـفحات از

با. استپوششيخوردگكاهش مقاومتآنيجهينتكه كنديمرييتغيمنشور ضـخامتشيافزاهرچند

ازيكاتدپوشش، قدرت حفاظت .ابدييمشيافزاهيراليزپوشش

تافلونيزاسيرپال، آزمون پاشش نمك، آزمونيسطحيمورفولوژ، ضخامت،گرمزهيگالوان:يديكلكلمات

1 s.shahzamani@ma.iut.ac.ir

91سمپوزيوم فوالد 392

مقدمه

آن بر سطح فوالد يباتتركويرواز فلزيخوردگدر برابر محافظيپوششگرم، يزهگالوان يندفرآدر

بخش)1 نمود:يمتقسبه دو بخش يريگ شكلاز نظر نحوه توانيمرا يزهگالوان پوشش. شوديم يجادا

و ياژيآل هاييهالپوشش كه شامليداخل يجادابه داخل شبكه آهنيرونفوذازهايهالينااست

كه يرونيببخش)2و شونديم بريرو يباًتقرپوشش و همراه با خروج ورق از حمام مذاب خالص است

.]1و2[ گردديممتصليهاليرزبه فوالد ياژيآل هاييهالو توسط شدهسطح منجمديرو

يكيمكانو خواصيخوردگمقاومتبر ياديزيرتأث ياژيآل هاييهالو ضخامتيسطحيمورفولوژ

يمياييشيبتركماننديدتوليپارامترهاويخارجخود تابع عوامليزندو عامليناها دارند. پوششينا

ويدما، يراليهزپوشش، ضخامت ورقيكل، ضخامت يزهگالوانحمام .]3[ باشنديم يرهغحمام

م يكيضخامت پوشش در عرض ورق يكنواختي بواز عوامل .است يزهگالوانورق يفيتكر ثر

باعث باال رفتنيزنضخامتيشافزا.دهديمقطعه را كاهشيدمفيخوردگ عمر،پوششيناكافضخامت

يزهگالوانخواص ورق كاهشپوشش در واقع موجب يكنواختييرغ. شوديمو وزن محصوليدتول ينههز

بهيدرخواستم پوششجر يجادااز يناناطميبرا كنندهيدتولينبنابرا. گردديم جرم پوشش يجادامجبور

يگردبه عبارت.گردديميدتولي ينههزو باال رفتنيروباعث مصرف اضافهآن يجهنتكه استياضاف

ضخامتينكمتربايهناحدر عرض ورق توسطيخوردگمقاومت،يكنواختييرغدر صورت وجود

.دپوشش داريخوردگبر مقاومتيمهماثريزنپوششيسطحيمورفولوژ يگرديسواز.شوديم يينتع

باكه دهديمنشانهايبررسبه عنوان مثال، ينبتريقو يوندپيانرژبه علت،كميساندصفحات فشرده

برپژوهشينادرينبنابرا.]4-7[ دارنديبهتريخوردگها مقاومت اتم بر يرگذارتأثعوامليبررس عالوه

يرغنقش مباركهتمع فوالدجم يزهگالوان ورقدرآنياقتصاديها نبهجو جرم پوشش يكنواختييرغ

بر يكنواختي .قرار گرفته استيبررسمورديزنيخوردگپوشش

يقتحقروش

) مجتمع JIS G3302( گرمزهيگالوانپوشش داده شده به روشيفوالديها ورقاز پژوهشنيادر

شد يشتربدر يريگهنمونمحل.ديگرداصفهان استفاده مباركهفوالد و موارد از اواسط كالف انتخاب

باشد.يسطح يوبعازيعاراتيدگردكنترليچشمها به صورت نمونهيهكلسطح

ميبررسجهت بروعوامل ويهته mm21250×200نمونه ورق با ابعاد5پوشش، يكنواختييرغثر شد

ب7در يسيمغناطضخامت پوشش توسط پروب دريلپروفو دست آمدنقطه از عرض ورق جرم پوشش

و با پوششيسطحيمورفولوژ،يخوردگرفتار ييراتتغ.يدگردورق رسميروپشت ييرتغهمراه

مشاهداتو تافل يزاسيونپالر،پاشش نمكيها آزمونتوسط هر قسمتدر ضخامت پوشش

393........ اهميت يكنواختي ضخامت

ها نمونهيبازرسو انجام شد JIS Z2371طبق استانداردآزمون پاشش نمك.شد يابيارز يكروسكوپيم

دريدگردانجام باريكساعت8هر ز يدهپوشسطح درصد5به يدنرسآزمون زمانينا. نگ شده توسط

به نمونهتافل يزاسيونپالرجهت انجام آزمون.]8[ قرار گرفت يسهمقايمبناقرمز يكبهيملح يلهوسها

و سپس لبه روكشيمسيمس ت شده نمونه يدهبردار متصل شده الكها در وسط نمكيطمحمقاوم

و سپسيبرامرتبه3يزنآزمونيناپوشانده شد. يتهدانسيبرابدست آمده يانگينمهر نمونه انجام شد

.]9[يدگردمنظوريينها يجهنتبه عنوانيخوردگيلپتانسو يانجر

و بحثيجنتاويزهگالوانضخامت پوشش در عرض ورق يكنواختييرغيبررس آنياقتصاديتاهمگرم

نشان داده شده2و1يها شكلدربيترتبه ورقو پشترودر در عرض ورق جرم پوششليپروف

در دهديمنشانيجنتا است. ، جرم پوشش در پشت يافتهيشافزاورقيروكه جرم پوششينقاطكه

و بالعكس. از يقاًدقيموضعها به صورت قسمتينادر ورقكه دهديمنشانيناورق كم شده است

ويوروددار بودن ورق را در دو عامل موج يدهپدينايلدل. كندينمهوا عبور هاي يغهتينبوسط فاصله

جستجو كرد. توانيمهوا يغهتعبور از مقابلينحلرزش ورق در

و جرم در مجموع( مطلوبجرم پوشش استاندارد مربوطه، بر اساسكهاست ذكرالزم به يروپشت

به جرم پوشش يابيدستو به منظور يكنواختييرغيلدلبه باشد، اما g/m2120يدباها نمونهينادر ورق)

ييراتتغگستره1است. در جدول يدهگرداعمالياضافشجرم پوش،ورقيها قسمتمطلوب در همه

اسيها پوششبه جرم يابيدست، جهت JIS G3302 جرم پوشش طبق استاندارد ت. مختلف نشان داده شده

در توانديمسمت ورق، جرم پوششيكدر g/m260 جرم حدوديك يجادامطابق استاندارد، جهت

در ييرتغg/m269-51محدوده بهيحالكند. در2و1يها شكلكه با توجه يها ورقجرم پوشش

.كنديم ييرتغg/m295-40 در محدوده در مجتمع فوالد مباركه يديتول

، جرم پوشش g/m2120حدوديپوششبه جرميدسترس، جهت1در جدول شدههئارا طبق استاندارد

3گونه كه در شكل كه همانيصورتدر؛كند ييرتغ g/m2138-102در محدوده يستيبادر دو سمت

و جرم پوشش مجموع، شوديممشاهده مجتمع فوالد مباركه در محدوده يديتوليها ورقدريروپشت

g/m2165-110 كنديم ييرتغ.

.استباالتر از حد استاندارد g/m220 شده در هر دو سمت ورق حدود يجاداجرم پوشش يشينهب

و به نظر g/m210حدوديزنجرم پوشش ينهكم يكلآوردن يينپابا رسديمباالتر از حد استاندارد است

دريكنزدبه حالت استاندارد توانيمجرم پوشش ييراتتغگستره بهيحالشد. كيلدلكه يكدرهآن

عمل را انجامينا توانينم دارد يشتريباز حالت استاندارد فاصله ييراتتغگسترهييتنهاسمت ورق به

91سمپوزيوم فوالد 394

جرم يستيبا، گردديميمشتريترضاكه جرم پوشش كمتر از مقدار استاندارد منجر به عدمجاآنداد. از

گردد. يجاداورقيروياضافپوشش

در هـر سـمتيدرخواسـت، ضـخامت پوشـشg/m³14/7حـدود خالصيرويچگال با در نظر گرفتن

ضاست. طبق استانداردµm4/8ورق حدود ييـرتغµm66/9-14/7 در محـدوده توانـديمـ خامت پوشـش،

طبقينهمچناست.µm3/13-6/5هدر محدود شدهيدتوليها ورقدر ضخامت پوششكهيحالكند، در

درµm33/19-28/14ش در محدودهضخامت پوش ييراتتغاستاندارد گستره قابل قبول كهيصورتاست.

ــتره ــراتتغگســ ــخامت ييــ ــا ورقضــ ــدتوليهــ ــده يــ ــدوده شــ ــمت ورق در محــ ــر دو ســ در هــ

µm11/23-4/15گيرديمقرار.

و قابل صرف ياربس يكرومترمضخامت پوشش در واحد ييراتتغ است ممكندر نگاه اول نظر كوچك

در يكنواختييرغازيناشيروه از اندازيشبمصرف فلز، امابه نظر برسد ساالنه مبلغيدتولپوشش،

در.دهديمرا به خود اختصاصيهنگفت يدرخواستجرم پوشش يانگينمكهيصورتبه عنوان مثال

مباركهمحصول فوالد جرم پوشش ييراتتغگستره يشينهب1، مطابق جدول باشد g/m²120يمشترتوسط

از g/m²27 حدود گرم 165مصرفيازادرينبنابرا. مربوطه است استاندارد اساسبر ييراتتغباالتر

آندارد. گرم تلفات وجود27خالص، حدوديرو خطيروتن شمش 800كه در هر ماه حدودجااز در

هر يمتقتن خواهد شد. اگر 130حدوديرو، تلفات فلز گردديممجتمع فوالد مباركه مصرف يزهگالوان

بهيكنزد هر ماهدر نظر گرفته شود، يالر000/000/60 يباًتقرخط در محليلتحويروتن

. گردديميلتحمبه مجتمع فوالد مباركهياضاف ينههز يالر000/000/800/7

آنيخوردگو رفتاريسطحيمورفولوژبريزهگالوانضخامت پوشش يكنواختييرغاثريبررس

دشوديممشاهده)الف(4گونه كه در شكل همان سطحيتمام يباًتقرµm4ر ضخامت پوشش حدود،

بهيخوبپوشش توسط صفحات قاعده به و ضخامت پوشش در عرض ورقيشافزابايجتدرفرش شده

با))ب(4(شكل در سطح پوشش ظاهر شده استيهزاوكمصفحات يزهگالوان ضخامت يشتربيشافزا.

و در شكليمحسوسافتيزنيهزاوكمپوشش صفحات صفحات قاعده در سطح يگردـ)ه(4داشته

، سطح پوشش كامالً توسط))و(4شكل( µm10حدوديها ضخامتدريتنها. در شودينم يدهدپوشش

بايمورفولوژدر ييرتغعلت شده است. يدهپوشيمنشورو صفحات يادزيهزاوصفحات با يشافزاپوشش

.]4-7[ استيسربرقابل پوششيكرنشيانرژويسطحيانرژينبرقابت توسط مدليخوبضخامت به

متفاوت است. به عنوانيساختارهايخوردگمقاومت يادزدارد اختالفيتاهم ينجاادركهآنچه

ازيشافزا، واضح است كه با صفحات قاعدهيبااليخوردگبا توجه به مقاومت مثال ضخامت پوشش،

بهيخوردگطرف مقاومت يك سطح ورق، كاهشيروتريفعض جهت مرجح يريگ شكليلدلآن

395........ اهميت يكنواختي ضخامت

ازيكاتدجرم پوشش، حفاظتيشافزابا يگردو از طرف يافته مقاومت يجهنتدرو يراليهزپوشش

.يابديميشافزاآنيخوردگ

با شوديماست. مشاهده شدهيهارا5نمك در شكل آزمون پاششيجنتا ضخامت پوشش،يشافزاكه

كه استيصورتبه ييراتتغيناو يابديمدر سطح كاهش زنگ قرمز درصد5 يجادازمان الزم جهت

ساعت50ضخامت پوشش در عرض ورق حدودينكمترو يشترينببايها نمونهيبرازمانينااختالف

.جرم پوشش)يكاتد(نقش حفاظت است

بهها نمونهنمودار تافل7و6يها شكلدر ويبترتبا ضخامت پوشش متفاوت ورقيرودر پشت

ضخامتيشافزاباها نمونهيخوردگ يانجريچگالكه شوديمه مشاهدنشان داده شده است. يزهلوانگا

با نمونهيخوردگكاهش مقاومت دهندهنشانكه است يافتهيشافزاپوشش ضخامتيشافزاها همراه

كه همان.پوشش است باشد گفتهتريشپگونه وكر ييرتغآن يحيترججهت ضخامت پوششيشافزا، ده

و كم بايهزاواز صفحات قاعده يدارا. صفحات قاعده گردديميلتبديمنشورو يادزيهزاوبه صفحات

در باشنديميسطحيها اتمازيناش يوندپيانرژينباالتر و يوندهاپيناشكستنيبراالزميانرژ يجهنتو

در حل شدن اتم باينهمچناست. يگردباالتر از صفحات ياربسيخوردگ يدهپدها يشافزاسطح پوشش

خالص،يرو HCP. در ساختار دهديماز دست يمياييالكتروشخود را از نظريتفعاليسطحيانرژ

.استتر يينپا يگردصفحات قاعده نسبت به صفحاتيسطحيانرژ

بايخوردگاز دو آزمون بدست آمدهيجنتاالبته يونيزاسپالرآزمون يراز، باشندينم يكديگردر تضاد

كه در آزمون پاشش نمك مدت زمان خوردهيحالدر؛دهديمسطح پوشش را نشانيخوردگمقاومت

و يخوردگ. واضح است كه هرچه مقاومت گيرديمقرار يسهمقايمبنا،يراليهزبه يدنرسشدن پوشش

ه صرف شده تا كل پوشش خورد يشتريبتافل باالتر باشد مدت زمان يزاسيونپالرپوشش در آزمون

از يگريدعامليول؛ شود برخوردار است جرم پوششيباالتريتاهمكه در آزمون پاشش نمك

كهبا وجودينبنابرااست. يراليهزورقيروموجود شدنتريفضعيلدلبه جرم پوششيشافزابا آن

يكنندگحفاظتيول، يابديمآن كاهشيسطحيخوردگپوشش مقاومت يستالوگرافيكرمرجحتجه

ا و يزهگالوانبا توجه به كاربرد ورقينبنابرا.يابديميشافزا يشتربجرم پوششيلدلبه يراليهزز آن

گردد. يينتعضخامت پوشش مناسب يستيبايمشتردرخواست

گيري يجهنت يناناطميبرا كنندهيدتولو گردديمشده يزهگالوانخواص ورق كاهش باعثپوشش يكنواختييرغ-1

بهيدرخواستپوشش جرم يجادااز مصرفآني يجهنتكه استياضافجرم پوشش يجادامجبور

.استيدتولي ينههزو باال رفتنيرواضافه

91سمپوزيوم فوالد 396

آنيوروددار بودن ورق موج-2 بر يرگذارتأثعواملاز هوا، يغهتهنگام عبور از مقابلو لرزش

.باشنديمجرم پوشش يكنواختي

يسطحيمورفولوژ ييرتغو ضخامت پوششيشافزاباكه دهديمنشان تافل يزاسيونپالرآزمونيجنتا-3

كاهش پوششيخوردگمقاومت،يمنشورو صفحات يادزيهزاواز صفحات قاعده به صفحات

قدرت پوشش جهتيشافزادهنده نشاننمك آزمون پاششيجنتا يگرداز طرف.يابديم

با يراليهزازيكاتديكنندگ حفاظت كهبا وجودينبنابرا است.پوشش شدنيمضخهمراه با آن

ازيكنندگحفاظتيول،يابديمآن كاهشيسطحيخوردگجرم پوشش مقاومتيشافزا آن

.يابديميشافزا يراليهز

مراجع[1] Hot dip coatings, “ASM Handbook Corrosion”, Vol. 13, 1999 [2] D. Wetzel, “batch hot dip galvanized coating”, Surface Engineering, ASM

Handbook, Vol. 5, 1994, pp. 360-371. [3] E. Herbert, Townsend, Bethlehem Steel Corporation, “Continuous Hot Dip

Coatings”, Surface Engineering, ASM Handbook, Vol. 5, 1999. [4] H. Parkand, J.A. Szpunar, “The role of texture and morphology in optimizing the

corrosion resistance of zinc-based electro galvanized coatings”, Corrosion Science, Vol. 40, No. 4/5, 1998, pp. 525-545.

[5] O. B.Girin, Z. Panasenko, “Effect of the texture of electrolytic zinc coatings on their corrosion resistance”, 1989, pp. 480-482

[6] L. Joshua, Z. Zevin, S. Lungo, “Preparation and characterization reactive-sputter-deposited tin films on glass substrates”, Thin Solid Films. 1991, pp. 117-128

[7] H. Asgari, M.R. Toroghinejad, M.A. Golozar., “Effect of coating thickness on modifying the texture and corrosion performance of hot-dip galvanized coatings”, Current Applied Physics 9, 2009, pp. 59–66

[8] “Galvanizing-The Salt Spray Test”, GalvInfo Center, Note. 3.4 [9] J. CScully, “The Fundamentals of Corrosion”, 1990, Pergamon Press

JIS G3302گستره تغييرات قابل قبول جرم پوشش ورق گالوانيزه طبق استاندارد.1جدول

جرم پوشش)g/m2(كمينه جرم پوشش)g/m2(بيشينه جرم پوشش)g/m2(درخواستي دو طرف ورقيك طرف ورقدو طرف ورقيك طرف ورق

5/571155/42851006913851102120

5/1032075/76153180

397........ اهميت يكنواختي ضخامت

(رو . جرم پوشش1 شكل ( . جرم پوشش2 شكل.ورق)يدر عرض ورق .ورق) پشتدر عرض ورق

( جرم پوششليپروف.3 شكل و در عرض ورق .ورق)يرومجموع پشت

(راست) با افزايش ضخامت پوشش: الف) صفحيسطحمورفولوژي.4شكل ب) صفحات قاعده ريز ات قاعده،

و زاويه زياد (پايين) و كم زاويه د) صفحات قاعده و كم زاويه، ج) صفحات قاعده (چپ)، و كم زاويه و قاعده

و كم زاوي (راست) و منشوري ه) صفحات زاويه زياد ((باال)، و) صفحات زاويه زياده و .يو منشورچپ)

91سمپوزيوم فوالد 398

.زنگ قرمز درصد5پوششو زمان الزم جهت ايجاد ارتباط ميان ضخامت.5شكل

.هاي با ضخامت پوشش متفاوت در پشت ورق گالوانيزه نمودار پالريزاسيون تافل نمونه.6 شكل

.هاي با ضخامت پوشش متفاوت در روي ورق گالوانيزه . نمودار پالريزاسيون تافل نمونه7شكل