الطلاء المجلفن: السُمك والعوامل والتأثيرات

الجلفنة هي عملية ربط طبقة من الزنك بالفولاذ. الطلاء المجلفن هو طبقة واقية من الزنك تُوضع على الفولاذ لمنع التآكل. يختلف سمك هذه الطبقة بناءً على عوامل مثل نوع الفولاذ، وطريقة الجلفنة، والغرض من استخدامها.

ستُرشدك هذه المقالة خلال نطاقات سماكة الطلاءات المجلفنة المختلفة، وتستكشف العوامل المؤثرة على السماكة وفوائدها، وتُحدد طرق قياسها. كما ستُقدم تصنيفات قياسية للفولاذ المجلفن مثل G30 وG40 وG60 وG90، ولكل منها سماكة محددة لطبقة الزنك.

ما هو سمك الطلاء المجلفن؟

يختلف سمك الطلاء المجلفن باختلاف عملية الجلفنة، ونوع الفولاذ، والمعايير المعمول بها. ويتراوح سمك الطلاء عمومًا بين 5 وأكثر من 100 ميكرومتر.

فيما يلي جدول للمعايير الرئيسية ونطاقات السُمك:

في معيار ASTM A653/A653M، يُصنف الفولاذ المجلفن بناءً على وزن الطلاء. ويُمثل بأسماء مثل G30، وG40، وG60، وG90. وفيما يلي سماكات الطلاء النموذجية لكل منها:

العوامل المؤثرة على سمك طلاء الزنك

العامل الرئيسي المؤثر على سُمك طلاء الزنك هو طريقة الجلفنة المُستخدمة في الإنتاج. تُنتج كل طريقة سُمكًا مختلفًا للطبقة نظرًا لخصائصها العملية الفريدة. يوضح الجدول أدناه كيف تؤثر تقنيات الجلفنة المختلفة على سُمك طبقة الزنك الناتجة.

من بين هذه العمليات، تُعدّ الجلفنة بالغمس الساخن والجلفنة بالكهرباء أكثر الطرق استخدامًا. في الأقسام التالية، سنستكشف العوامل الرئيسية التي تؤثر على سُمك طلاء الزنك في الفولاذ المجلفن بالغمس الساخن والكهربائي.

الجلفنة بالغمس الساخن

• تكوين الفولاذ

يؤثر السيليكون والفوسفور في الفولاذ على سُمك طبقة الزنك. فارتفاع تركيز هذين العنصرين يجعل الفولاذ أكثر تفاعلاً مع الزنك المنصهر، مما يؤدي إلى زيادة سُمك طبقة الزنك.

للسيليكون تأثيرٌ خاص. يُعرف هذا باسم "تأثير ساندلين"، حيث تُؤدي مستويات السيليكون بين 0.03% و0.12% إلى نموٍّ مُتسارعٍ للطلاء. يميل الفولاذ ذو المحتوى المنخفض من السيليكون والفوسفور إلى تكوين طبقة زنك أكثر تحكمًا وتناسقًا.

• سمك الفولاذ وهندسته

في الجلفنة بالغمس الساخن، يؤثر سُمك الفولاذ وشكله بشكل كبير على سُمك طلاء الزنك. تحتفظ أقسام الفولاذ السميكة بالحرارة لفترة أطول، مما يسمح بترابط كمية أكبر من الزنك وتكوين طلاء متين.

يؤثر شكل الفولاذ أيضًا على توزيع الطلاء. غالبًا ما تكون طبقات الزوايا والحواف أكثر سمكًا لأنها تحتفظ بدرجة حرارة أعلى، بينما تُنتج المساحات المسطحة عادةً طلاءً أكثر تناسقًا.

• ضوابط عملية تحديد سمك الطلاء

وقت الانغماس:ضبط مدة بقاء الفولاذ في حمام الزنك المنصهر.

سرعة السحب:التحكم في السرعة التي يتم بها إزالة الفولاذ من حمام الزنك؛ حيث يؤدي الانسحاب الأبطأ غالبًا إلى الحصول على طلاءات أكثر سماكة.

المسح بالهواء أو الطرد المركزي:استخدام السكاكين الهوائية أو الطرد المركزي لإزالة الزنك الزائد، مما يضمن طبقة أكثر تجانسًا وتحكمًا.

درجة حرارة الحمام:تنظيم درجة حرارة حمام الزنك؛ حيث يمكن لدرجات الحرارة المرتفعة أن تزيد من التفاعلية، مما يؤثر على السُمك.

الجلفنة الكهربائية

يوفر الجلفنة الكهربائية عمومًا تحكمًا أكبر في سُمك الطلاء مقارنةً بالجلفنة بالغمس الساخن. ويُتحكم عادةً في سُمك طلاء الزنك من خلال العوامل التالية.

• الكثافة الحالية

تُسرّع كثافة التيار العالية ترسب أيونات الزنك، مما يُنتج طبقة أكثر سمكًا في وقت أقل. ومع ذلك، قد يؤدي ذلك إلى طبقات غير متساوية أو خشنة. أما تباطؤ معدل الترسيب، فقد يؤدي إلى طبقة أرق وأكثر تحكمًا.

• وقت الطلاء

مدة الطلاء الأطول تسمح بترسيب المزيد من الزنك، مما ينتج عنه طبقة أكثر سمكًا. أما المدة الأقصر فتنتج طبقات أرق. يُعدّ وقت الطلاء طريقة سهلة للتحكم في السُمك النهائي حسب احتياجات التطبيق.

تأثير سمك طلاء الزنك على أداء الفولاذ

مقاومة التآكل

يوفر الطلاء السميك حاجزًا أقوى ضد الرطوبة والملوثات، مما يقلل من احتمالية تكوّن الصدأ على سطح الفولاذ. كما تُؤخر طبقة الزنك الإضافية تعرض الفولاذ الأساسي للعوامل المسببة للتآكل.

المتانة وعمر الخدمة

كلما زادت سماكة طبقة الزنك، زادت متانة الفولاذ المجلفن وعمره الافتراضي. توفر الطبقات السميكة حماية أطول، إذ تستغرق وقتًا أطول للتآكل في البيئات المسببة للتآكل.

على سبيل المثال، قد يوفر الفولاذ المجلفن G30، ذو الطبقة الرقيقة، حماية لمدة تتراوح بين 5 إلى 10 سنوات في البيئات المعتدلة، بينما يمكن لطلاءات G90 تمديد هذه الحماية إلى 20 عامًا أو أكثر في ظل ظروف مماثلة.

يكلف

كلما زادت سماكة طبقة الزنك، ارتفعت تكلفة الفولاذ المجلفن. تتطلب الطبقات السميكة كمية أكبر من الزنك، مما يزيد من تكاليف المواد. إضافةً إلى ذلك، قد يتطلب الحصول على طبقة أكثر سماكة أوقات معالجة أطول، مما قد يرفع تكاليف الإنتاج.

المظهر السطحي

يؤثر سُمك طبقة الزنك على مظهر سطح الفولاذ المجلفن. فالطبقات السميكة غالبًا ما تُنتج سطحًا أكثر خشونة ووضوحًا، بينما تُعطي الطبقات الرقيقة سطحًا أكثر نعومة.

يؤثر هذا التنوع في الملمس على مدى التصاق المعالجات الإضافية، مثل الطلاء أو الطلاء بالمسحوق، بالسطح. عادةً ما تتيح الطلاءات الأرقّ لمسة نهائية أكثر تناسقًا وجمالًا.

كيفية التحقق من سمك الطلاء المجلفن؟

الأساليب غير المدمرة

• مقاييس السُمك المغناطيسية

هذه إحدى أكثر الطرق غير الإتلافية شيوعًا. تستخدم مسبارًا مغناطيسيًا لقياس سمك طبقة الزنك على الفولاذ. إنها محمولة ودقيقة ومثالية للفحوصات الميدانية.

• اختبار التيار الدوامي

يستخدم هذا مجالًا كهرومغناطيسيًا لقياس الطلاءات الرقيقة بدقة، وغالبًا ما يستخدم للطلاءات المجلفنة كهربائيًا.

• فلورسنت الأشعة السينية (XRF)

يستخدم هذا الجهاز الأشعة السينية لقياس تركيب وسمك طبقة الزنك. ورغم دقته العالية، إلا أنه يُستخدم عادةً في بيئات مُتحكم بها نظرًا لتكلفته.

الأساليب التدميرية

• المقطع العرضي المجهري

يتضمن ذلك قطع عينة لقياس طبقة الزنك تحت المجهر. يوفر هذا نتائج دقيقة، لكنه يُتلف العينة، لذا يُستخدم للتحليل الدقيق.

• الوزن قبل وبعد الجلفنة

يقيس هذا فرق الوزن قبل الجلفنة وبعدها لحساب السُمك. على الرغم من دقته، إلا أن هذه الطريقة مُدمرة وتُستخدم بشكل رئيسي في بيئات الإنتاج.

حلول الفولاذ عالية الجودة

للحصول على فولاذ مجلفن موثوق به ومتوافق مع المعايير، مجموعة ستيل برو نقدم حلولاً عالية الجودة مصممة لتلبية متطلبات مشروعك. منتجاتنا مصنوعة بدقة، مما يضمن مقاومة استثنائية للتآكل، ومتانة، وأداءً متميزًا. انقر هنا لتلقي عرض خصم حصري!