بلاگ

۸ آذر, ۱۳۹۷

فرایند پوشش دهی گالوانیزه

فرایند پوشش دهی گالوانیزه به دو صورت انجام می شود:

  1. گالوانیزه گرم
  2. گالوانیزه الکترودی

۱.پوشش دهی گالوانیزه گرم ، عبارت از فروبردن محصول در حوضچه روی مذاب می باشد. گالوانیزه گرم یک روش منحصر بفرد پوشش دهی محافظتی ست که به دلیل هزینه کم، سهولت اجرا و مهمتر از همه طول عمر مفید، بسیار پرکاربرد است. در طی این فرایند، روی ذوب شده در دمای ۸۳۰ الی ۸۷۰ درجه با فولاد پیوند زده می شود. از آنجایی که در این روش لایه روی باعث افزایش سایز پیچ ها می گردد، مهره های آن باید بزرگتر از سایز پیچ باشند. همچنین با توجه به ضخامت لایه روی، فرسایش آن کمتر است و برای استفاده در فضاهای بیرونی کاربرد دارد.

۲. پوشش دهی گالوانیزه از طریق الکترودی کردن فرآیندی است که طی آن، لایه ای از روی با استفاده از جریان الکتریسیته بر روی فولاد قرار می گیرد. این یک پوشش نازک نسبت به گالوانیزه گرم است و بنابراین در مقابل فرسایش مقاومت کمتری دارد و مناسب استفاده در فضای باز نیست. مزایای آن جلا و رنگ یکنواختی است که جلوه زیبایی به محصول می دهد.

بعضی از پیچ و مهره ها امکان آبکاری گالوانیزه گرم برایشان وجود دارد و برای برخی از پیچ و مهره ها این امکان وجود ندارد. در صنعت پیچ و مهره ، اصطلاح “تنسایل بالا” در مورد پیچ و مهره هایی به کار می رود که روی آن ها عملیات حرارتی گرمایش و سرمایش سریع صورت گرفته باشد و به درجه قابل قبولی از سختی و استحکام رسیده باشند. اینکه پیچ و مهره ای می تواند آبکاری گالوانیزه گرم شود یا خیر از دو راه قابل تشخیص است:

یک: ترد شدن فولاد بر اثر شکست هیدروژن

شکست هیدروژن زمانی اتفاق می افتد که اتم هیدروژن در حین مرحله شستشو با اسید سولفوریک (یا اسید هیدروکلریک) در مرحله آماده سازی پیچ و مهره ها برای آبکاری گالوانیزه گرم، جذب فولاد می شود. این پدیده باعث کاهش خاصیت چکش خواری فولاد و ترد شدن آن و در نتیجه شکست پیچ و مهره بر اثر فشار و ضربه می گردد.

با توجه به استاندارد ASTM A143 ، شکست هیدروژن در پیچ و مهره هایی از اهمیت ویژه برخوردار است که استحکام کششی آنها از ۱۵۰ksi و یا ۱۱۰۰Mpa فراتر برود.
مطابق این استاندارد  که در جدول زیر نمایش داده شده است، پیچ و مهره های استاندارد ASTM A490, ASTM A453 grade BD, SAE J429 Grade 8 مواردی هستند که سختی بالاتر از حد مجاز برای آبکاری گالوانیزه گرم را داشته و در معرض شکست هیدروژنی هستند و آبکاری گالوانیزه گرم برای این موارد ممنوع است. در جدول سختی بر حسب راکول (Rockwell) آمده است:

استاندارد پیچ

قابلیت گالوانیزه گرم حداقل تنش تسلیم حداقل تنسایل حداقل سختی
ASTM A325 دارد ۸۱ ۹۲ ۱۰۵ ۱۲۰ C24 C19
ASTM A449 دارد ۵۸ ۸۱ ۹۲ ۹۰ ۱۰۵ ۱۲۰ C25 C19 B91
SAE J429 Grade 5 دارد ۸۱ ۹۲ ۱۰۵ ۱۲۰ C25 C19
ASTM A193 Grade B7 دارد ۹۵ ۱۰۵ ۱۱۵ ۱۲۵
ASTM A354Grade BC دارد ۹۴ ۱۰۹ ۱۱۵ ۱۲۵ C26 C22
ASTM A320 Grade L7 دارد ۱۰۵ ۱۲۵
ASTMA490 ندارد ۱۳۰ ۱۵۰ C33
ASTM A354 Grade BD ندارد ۱۱۵ ۱۳۰ ۱۴۰ ۱۵۰ C33 C31
SAE J429 Grade 8 ندارد ۱۳۰ ۱۵۰ C3

 

دو: اثر گرمایش و سرمایش سریع

نگرانی دیگری که در مورد پیچ و مهره های با استحکام بالا وجود دارد موضوع کاهش استحکام آن ها طی عملیات آبکاری گالوانیزه گرم می باشد. دمایی که در طی پوشش دهی گالوانیزه گرم به پیچ و مهره ها اعمال می شود بین ۴۲۰ الی ۴۶۰ درجه است. اما  آیا این دما باعث تغییر خواص مکانیکی پیچ و مهره ها نمی شود؟

از نظر تئوریک جواب این سوال منفی است. اما آنچه در عمل روشن می شود آن است که اعمال گرما به پیچ و مهره ، یعنی همان حرارتی که طی عملیات حرارتی باعث افزایش استحکام پیچ شده است، در اینجا می تواند به کاهش استحکام منجر شود. اما سوالی که مطرح است این است که تا چه اندازه حرارت برای تغییر خواص مکانیکی پیچ و مهره لازم است. موسسه سازه های فولادی امریکا AISC در صفحه ۴-۴ از ویرایش نهم خود صریحا قید کرده است:

پیچ و مهره هایی که عملیات حرارتی – سرمایش و گرمایش سریع و متناوب – روی آن ها انجام گرفته است نباید مورد جوشکاری قرار بگیرند و یا در معرض حرارت شدید قرار باشند.

دمای ایجاد شده برای جوشکاری سطوح فلزی بسیار بالاست و قابل مقایسه با دمای فرایند گالوانیزه گرم نیست. اما به هرحال در لیست این موسسه،  این دو در کنار هم ذکر شده اند.
رفرنس دیگری که درباره پیچ و مهره ها با استحکام بالا آورده شده است در استاندارد ASTM F1554 آمده است:
“Hot bending performed on heat-treated bar stock shall not have the temperature come within 100°F 56°C of the tempering stress relieve temperature of the heat-treat process at any location during hot bending and shall be allowed to air cool after bending.”
طبق این استاندارد اعمال هر گونه حرارت به پیچ و مهره در محدوده دمایی ۵۶ درجه  بالاتر و یا پایین تر از دمایی که عملیات حرارتی روی پیچ و مهره های استحکام بالا صورت گرفته، موجب تغییر در خواص مکانیکی آن می شود.
اما مهمترین مرجع شاید در مورد فرایند پوشش دهی گالوانیزه گرم پیچ و مهره های استحکام بالا، استاندارد ASTM F2329 در قسمت ۷.۲.۱.۲ می باشد:
“Testing for mechanical properties is not necessary if the galvanizing process is carried out at a lower temperature than the stress relief or tempering temperature of the fasteners.”

طبق این جدول تست خواص مکانیکی برای پیچ و مهره هایی که فرایند آبکاری آن ها در دمای نزدیک به عملیات حرارتی آن ها انجام نگرفته است ضرورتی ندارد. این بدان معناست که پیچ و مهره هایی که عملیات حرارتی آن ها در دمای برابر و یا کمتر از ۴۵۰ درجه سانتی گراد صورت گرفته باشد، در اثر فرایند گالوانیزه گرم مورد تغییر مکانیکی خواص قرار می گیرند و مواردی که عملیات حرارتی آن ها در دماهای بالاتر از ۴۵۰ درجه صورت گرفته بدون افت سختی و به سهولت آبکاری گالوانیزه گرم می شوند.

جدولی از دماهای انجام عملیات حرارتی برای استاندارد های مختلف پیچ و مهره در زیر آورده شده است:

استاندارد ASTM پیچ و مهره حداقل دمای عملیات حرارتی
A325 ۴۳۰
A449 ۴۳۰
A354 Grade BC ۴۳۰
A320 Grade L7
A193 Grade B7 ۶۰۰
F1554 Grade 105 ۶۰۰

کلمات کلیدی:

پیچ ، مهره ، پیچ و مهره ، خرید پیچ و مهره ، استادبولت ، رول بولت ، واشر ، پولاد پیچ گستر ماد

اطلاعات فنی اتصالات, پوشش دهی, پوشش دهی و آبکاری , , , , , ,
درباره امیرپرویز بهرامی

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *