<
X
تبلیغات
پیکوفایل
رایتل
سه‌شنبه 16 اسفند‌ماه سال 1390 @ 11:55

آشنایی با عیوب، روشهای ترمیم و بازرسی پوششهای گالوانیزه گرم

اولین و مهمترین هدف گالوانیزه گرم ، محافظت سازه در مقابل خوردگیست . مدت زمانی که این محافظت می تواند بدون نیاز به ترمیم و بازسازی پوشش دوام داشته باشد ، طول عمر کارآیی (service life ) نامیده می شود . طول عمر کارآیی گالوانیزه مستقیما" به ضخامت لایه روی محافظ بستگی دارد : هر چه ضخامت پوشش بیشتر باشد طول عمر بیشتر خواهد بود . . بنابراین تعیین ضخامت پوشش مهمترین گزینه بازرسی برای تعیین کیفیت پوشش گالوانیزه می باشد .

علاوه بر ضخامت پوشش مواردی مانند یکنواختی ، چسبندگی و ظاهر پوشش نیز قابل بازرسی می باشند . همچنین تردی (embrittlement) و عیوب دیگری که می توانند در اثر نصب و

طراحی ایجاد شوند ، نکات مهم دیگری از نظر بازرسی هستند .

هر چند که حداقل شرایط مشخص شده در استاندارد باید برای تمامی موارد فوق رعایت گردد اما اهمیت نسبی آنها با توجه به شرایط کاری مورد نظر تعیین می شود . بعنوان مثال خواص مورد نیاز برای یک سازه فولادی با خصوصیاتی که برای یک قطعه تزئینی مد نظر است متفاوت خواهد بود . درک صحیح از خصوصیات مورد نیاز برای یک قطعه و قابلیتهای فرآیند گالوانیزه گرم برای اجرای یک بازرسی مناسب ، ضروری است .

اجرای عملیات بازرسی در کارگاه گالوانیزه بیشترین تاثیر و بازده را خواهد داشت چرا که در این حالت می توان به سرعت و دقیق تر پاسخ سئوالات را یافت و موضوعات مورد نظر را بررسی نمود . این موضوع باعث صرفه جویی در زمان پروژه می گردد .

نمونه برداری برای آزمون :

برای تعیین دقیق ضخامت پوشش باید نمونه برداری بگونه ای باشد که نمایانگر کل مجموعه باشد . نمونه های انتخاب شده برای بازرسی باید از یک نوع باشند یعنی :

-تقریبا" در یک زمان گالوانیزه شده باشند .-به یک روش گالوانیزه شده باشند .
-
در یک وان گالوانیزه شده باشند .-بعنوان یک مجموعه تائیدیه دریافت کنند .

بخش 7 استاندارد ASTM  A  123 راهنمائیهایی را در زمینه تعداد نمونه لازم از هر بسته قطعات برای آزمون ، آورده است . برای قطعات کوچک مانند پیچ ، مهره و واشرها . خود قطعه  باید بعنوان نمونه در نظر گرفته شود .

برای قطعات بزرگ مانند ورق ها ، تیرها و نبشی ها ، آزمون باید بر قطعات گالوانیزه شده و بر اساس دستورالعمل مشخص شده در بخش 6 . 1 استاندارد ASTM  A  123 اجرا گردد . اندازه گیری ضخامت پوشش باید بر روی نقاط پراکنده ای روی قطعه صورت گیرد تا بیانگر ضخامت واقعی پوشش باشد . در قطعات بسیار بزرگ ممکن است نیاز به اجرای آزمون در مقاطعی از قطعه باشد .

ساختار میکروسکپی پوشش و تاثیر آن بر ضخامت و یکنواختی :

فاکتور اصلی در تعیین عمر پوشش گالوانیزه ، ضخامت آن می باشد . عواملی که بر ضخامت پوشش تاثیر می گذارند ترکیبی از متغیرهای مختلف می باشد که برخی از آنها در کنترل مجری بوده و برخی دیگر خارج از کنترل مجری هستند . ترکیب شیمیایی فولاد بیشترین نقش را در تعیین ضخامت پوشش دارد .

در خلال عملیات گالوانیزه واکنشهای متالوژیکی پیچیده ای اتفاق می افتد که حاصل آن ایجاد لایه هایی از آلیاژهای مختلف آهن -  روی می باشد . این لایه ها شامل مقادیر مختلفی از آهن و روی می باشند که مقدار آنها به فاصله از فولاد پایه بستگی دارد . لایه های نزدیکتر به فولاد پایه دارای آهن بیشتر و روی کمتری نسبت به لایه های بعدی می باشند . شکل 2 نمایی عمومی از این لایه ها را نشان می دهد . رشد لایه های آلیاژی با رسیدن دمای فولاد به دمای وان کم کم متوقف می شود . هنگامی که قطعه از وان خارج می گردد یک لایه روی خالص تشکیل می شود که ظاهری براق و نقره ای ایجاد می کند .

ترکیبات خاص فولاد باعث افزایش رشد لایه های آلیاژی آهن - روی می شوند بطوریکه پوشش گالوانیزه دارای ظاهری مات با مقادیر کم و یا بدون روی خالص در لایه نهایی خواهد شد (شکل 3) . فولادهایی با کربن بیش از 0.25% ، فسفر بیش از 0.04% ، یا منگنز بیش از 1.35% چنین پوششهایی را تشکیل می دهند . این پوششها همچنین ضخامت بیشتری را نسبت به پوششهای روشن و براق معمول ایجاد می کنند . مجری گالوانیزه کنترلی بر واکنش فولادهای فعال  آرام شده  (Killed) با سیلیکون ندارند (شکل 4) . پوششهای ضخیم تر بدلیل عدم حضور لایه نهایی از روی خالص ظاهر خاکستری تیره و مات هستند. حضور سیلیکون بیش از 0.30% باعث لایه های آلیاژی روی - آهن ضخیم می گردد .

شرایط سطحی فولاد نیز بر ضخامت و صافی پوشش گالوانیزه موثر است . فولادهای غیر فعال که سطح آنها توسط ذرات ساینده تمیز شده است دارای پوشش با ضخامت 50 تا 100 درصد بیشتر از پوشش فولادهایی هستند که تنها بصورت شیمیایی تمیز کاری شده اند .

در فولادهای فعال عکس این قضیه اتفاق می افتد و ضخامت پوشش فولادهایی که بوسیله ذرات ساینده تمیز شده اند اغلب کمتر از انتظار است هر چند که ظاهر پوشش همچنان مات و با رافنس بالا خواهد بود .

وزن ، شکل و مقدار کار سرد انجام شده روی قطعه نیز بر ضخامت و یکنواختی پوشش موثر است . هنگامی که قطعه دارای مقاطع کوچک و بزرگ است امکان ایجاد تفاوت در ضخامت پوشش قسمتهای مختلف وجود دارد . بدلیل اینکه زمان غوطه وری به نسبت سطح به وزن قطعه بستگی دارد، مجری کار کنترل کمی روی این موضوع دارد .

متغیرهایی که برای مجری قابل کنترل هستند عبارتنداز دمای وان و سرعت خارج کردن . بدلیل اینکه مکانیزم ایجاد لایه های آلیاژی روی-آهن نفوذ میباشد، افزایش دمای وان باعث ایجاد لایه های ضخیم تر می گردد . مشابه بسیاری از فرآیندهای نفوذی سرعت واکنش در ابتدا سریعتر بوده و با رشد لایه ها کاهش می یابد .

ضخامت لایه نهایی روی تا حد زیادی به سرعت خارج کردن قطعه از وان و جدایش روی اضافه (drain-off) از قطعه می باشد . هر چه سرعت خارج کردن بیشتر باشد مقدار روی بیشتر بوده و ضخامت پوشش بیشتر می شود .

هنگام گالوانیزاسیون قطعات سرهم بندی شده ، تفاوت در نحوه ریزش روی در نقاط مختلف که ناشی از تفاوت زاویه خروج قسمتهای مختلف از وان می باشد باعث ایجاد تفاوت ضخامت در این نواحی می شود . بر اساس مستندات گالوانیزه گرم تفاوت ضخامت جزو لاینفک فرآیند می باشد . میانگین ضخامت قطعات تست شده و حداقل وزن هر قطعه همواره بعنوان حداقل ضخامت مورد نیاز تعیین می گردد .

هنگامی که تعیین ضخامت در قطعات بزرگ مد نظر باشد باید تعداد نقاط کافی - حداقل 5 نقطه و ترجیحا" 10 نقطه - در قسمتهای انتهایی و میانی قطعه اندازه گیری شود (شکل 5) . نقاط اندازه گیری در هر نقطه باید حداقل چهار اینچ از لبه قطعه فاصله داشته و بطور مناسبی گسترده باشند . اغلب قسمتی از قطعه که در نهایت از وان خارج می گردد ضخامت پوشش بیشتری خواهد داشت . این ناحیه معمولا" قسمتی است که آخرین قطرات مذاب روی از قطعه جدا می شوند .

حداقل ضخامت مورد نیاز برای دسته های مختلف قطعات بر اساس ASTM  A123 در جدول 1 ، ASTM  A153 در جدول 2 و ASTM  A767 در جدول 3 آورده شده است . ضخامت پوشش روی بر اساس هزارم اینچ گزارش می شود . برای تسهیل تبدیل ضخامت به اینچ و میل باید گفت که در هر اونس روی در یک فوت مربع معادل 0.0018 اینچ یا 1.8 میل می باشد . تبدیل واحد بر اساس وزن پوشش بر اساس واحد انگلیسی و متر یک در جدول 5 آمده است .

در جدول 4 نیز حداقل ضخامت مورد نیازبرای قطعات مختلف بر اساس استاندارد کانادا CSA آورده شده است .

ضخامت سنجی :

روشهای مختلفی برای تعیین ضخامت یا وزن پوشش قطعات گالوانیزه شده وجود دارد . روش ضخامت سنجی بر اساس ابعاد ، شکل و تعداد قطعاتی که باید تست شوندانتخاب می شود . بعضی از روشها غیر مخرب بوده و بعضی دیگر مخرب می باشند بطوریکه نیاز به برداشتن لایه پوشش و یا مقطع زدن قطعه دارند .

ضخامت سنجی مغناطیسی :

ضخامت پوشش را می توان بوسیله دستگاه سنجش مغناطیسی بر اساس استاندارد ASTM  E376 اندازه گیری کرد . برای هر نمونه باید حداقل عددی که از پنج تست بدست آمده در نظر گرفته شود . میانگین ضخامتی که برای هر نمونه بدست می آید نباید از مقدار تعیین شده در دستورالعمل کمتر باشد. اگر این اندازه گیری روی قطعه ای با ضخامتهای مختلف اجرا گردد معیار مشخص شده برای هر قسمت باید رعایت گردد .

روش جداسازی و توزین :

میانگین وزن پوشش را می توان بر اساس استاندارد ASTM  A 90 با برداشتن لایه پوشش یک قطعه و وزن کردن آن بدست آورد . همچنین اینکار را می توان با جداسازی پوشش قسمتهایی از قطعه ( با حداقل مساحت 10 اینچ مربع ) اجرا کرد . بدین منظور باید یک نمونه به فاصله 4 اینچ از هر انتها و یک نمونه از وسط قطعه را انتخاب انتخاب نمود . وزن بدست آمده برای هر یک از نمونه ها نباید کمتر از مقدار مشخص شده در دستورالعمل باشد . میانگین وزن پوشش حاصل از سه نمونه نباید کمتر از مقدار مشخص شده باشد . اگر قطعه گالوانیزه شده از قسمتهایی با ضخامتهایی با ضخامتهای مختلف تشکیل شده باشد معیار وزن برای هر قسمت باید جداگانه در نظر گرفته شود .

توزین قبل و بعد از گالوانیزاسیون :

میانگین وزن پوشش را می توان با وزن کردن قطعه قبل و بعد از عملیات گالوانیزه بدست آورد . در این روش حاصل تقسیم تفاوت وزن قطعه قبل و بعد از گالوانیزه به مساحت آن برابر میانگین وزن پوشش خواهد بود . توزین اول باید پس از اسید شویی و خشک کردن قطعه و توزین دوم پس از سرد شدن قطعه تا دمای محیط انجام گیرد .

وزنی که از این طریق بدست می آید مقدار آهنی که بصورت آلیاژی در پوشش قرار دارد را در بر نمی گیرد لذا وزن بدست آمده معمولا" 10% کمتر از وزن واقعی پوشش است . میزان فعال بودن فولاد مقدار این تفاوت را تغییر می دهد .

روش میکروسکپی :

ضخامت پوشش را می توان بر اساس استاندارد ASTM  B  487 با مقطع زدن و اندازه گیری زیر میکروسکوپ تعیین نمود . این روش به یک میکروسکوپ با سنجه چشمی کالیبره شده نیاز دارد . ضخامت تعیین شده به این روش بیانگر ضخامت یک نقطه می باشد . نقاط اندازه گیری در این روش نباید از 5 نقطه کمتر باشد و باید بگونه ای گسترده باشند که بیانگر کل سطح قطعه باشد . میانگین حداقل 5نقطه بیانگر ضخامت پوشش می باشد . روش میکروسکپی یک روش مخرب است و ممکن است گاها" برای قطعات کوچک بکار رود اما اجرای آن برای قطعات بزرگ عملی نمی باشد .

چسبندگی پوشش :

پوششهای گالوانیزه گرم باید از چسبندگی مناسب برخوردار باشند بطوریکه در اثر عملیات معمول و حمل و نقل دچار جدایش و پوسته شدن نشوند . عملیات خم کاری یا شکل دهی - به جز صافکاری بعد از گالوانیزه گرم - جزو عملیات معمول محسوب نمی شوند .

هنگامی که فولادهای خاص و یا مقاطع بزرگ فولادی گالوانیزه گرم می شوند ممکن است پوششی با ضخامتی بیش از حد معمول ایجاد شود . همانطور که قبلا" گفته شد این موضوع خارج از کنترل مجری گالوانیزه و ناشی از ترکیب شیمیایی فولاد و یا زمان غوطه وری بالای قطعات ضخیم است .

پوشش های گالوانیزه ضخیم تردتر از پوششهای نازک می باشند ، بنابراین در اجرا و تفسیر تست چسبندگی استاندارد باید این موضوع در نظر گرفته شود .

تست چسبندگی :

یک روش برای بررسی چسبندگی پوشش گالوانیزه آزمون STOUT  KNIFE است . هر چند که این روش معیار دقیقی از استحکام چسبندگی پیوند متالوژیکی پوشش گالوانیزه بدست نمی دهد اما بعنوان نشانگر چسبندگی عمل می کند.

در این روش ساده اما موثر پوشش گالوانیزه توسط نوک یک تیغه تیز برداشته می شود . فشار قابل توجهی برای برداشتن پوشش باید اعمال گردد . اگر پوشش بصورت پولکی کنده شود و یا در ناحیه نوک تیز جدا شود . این پوشش چسبندگی مناسبی نخواهد داشت . اما اگر پوشش تنها در یک نقطه کنده شود چسبندگی خوبی خواهد داشت . کنده شدن ذرات کوچک از پوشش بعنوان عیب و از بین رفتن پوشش محسوب نمی شود . این تست در استانداردهای ASTM  A 123 و A 153 و همچنین استاندارد CSA  G  164 – M توضیح داده شده است .

ظاهر پوشش :

در بررسی ظاهر و کارآیی پوشش گالوانیزه باید توانایی آن در محافظت از خوردگی بعنوان معیار اصلی در نظر گرفته شود . خصوصیات سطحی اساسی مورد نیاز در گالوانیزه گرم عبارتند از صافی نسبی ، یکنواختی و پیوستگی و عاری بودن از عیوب درشت سطحی . صافی سطح معمولا" یک خصوصیت مبهم است و نوع استفاده نهایی قطعه مقدار تلورانس صافی سطح را تعیین می کند . همچنین پوشش گالوانیزه برای تامین محافظت مناسب در برابر خوردگی باید از پیوستگی مناسب برخوردار باشد .

در فرآیند گالوانیزه ممکن است برای وارد و خارج کردن قطعه در وان نیاز به استفاده از ابزاری مانند گیره ، سیم باشد . این ابزار ممکن است باعث ایجاد اثر روی پوشش گالوانیزه شوند . این آثار لزوما" دلیل معیوب بودن پوشش و یا مردود شدن آن نمی شوند مگر اینکه خراش به سطح فلز پایه رسیده باشد . اگر نیاز به رفع این آثار باشد می توان آنها را براحتی طبق دستورالعمل موجود در استاندارد ASTM  A  780 ترمیم نمود .

تفاوت در رنگ و براقیت پوشش گالوانیزه تاثیر چندانی در قابلیت محافظت خوردگی آن ندارد .همچنین حضور و یا عدم حضور گل (SPANGLE) در پوشش گالوانیزه ، کارآیی آنرا تغییر نمی دهد . این گلها در اثر فرآیند کریستالیزه شدن بوجود می آیند که به ترکیب وان ، سرعت سرد کردن ، روش اسید شویی ، ترکیب فولاد و ضخامت پوشش بستگی دارد . با توجه به اینکه طول عمر پوشش را ضخامت آن تعیین می کند ، بنابراین پوشش خاکستری تیره یا خاکستری مات تکه تکه عمری برابر با پوشش براق یا گلدار خواهند داشت . تغییرات ظاهری و پرداخت سطح تنها زمانی اهمیت می یابد که بر خواص خوردگی و یا کاربردی قطعه تاثیر داشته باشند . هدف اصلی پوشش گالوانیزه محافظت از خوردگیست .

راهنمای بازرسی چشمی :

نقاط پوشش نشده (BARE  SPOTS) :

بدلیل خاصیت فداشوندگی روی ، نقاط پوشش نگرفته کوچک خاصیت خود اصلاحی داشته و تاثیر کمی در طول عمر پوشش دارند . در صورت نیاز این نقاط را می توان بر اساس استاندارد ASTM  A  780 ترمیم نمود . مناطق پوشش نگرفته ای که قابل ترمیم نیستند باید مردود اعلام شوند . برخی از عوامل ایجاد نقاط پوشش نشده در زیر توضیح داده شده اند .

آماده سازی نامناسب سطح : آماده سازی مناسب سطح فولاد، اساس یک گالوانیزه خوب است . باقی ماندن رنگ، روغن ، چربی ، پوسته اکسیدی و یا زنگار روی سطح معمولترین دلایل ایجاد نقاط پوشش نشده می باشند . نقاطی که به این مواد آغشته باشند توسط روی مذاب پوشش نگرفته و بدون روکش باقی خواهند ماند .

گل جوش : سرباره های جوش در مقابل اسید شویی مقاوم هستند و باید قبل ازغوطه ور کردن قطعه برداشته شوند . در اینگونه قطعات سنگ زنی و بلاست کردن بشدت توصیه می گردد و نسبت به برس زنی و کاردک زدن بسیار موثر تر می باشند . برداشتن گل جوش جزو وظایف سازنده محسوب می شود مگر اینکه در قرارداد به گونه دیگری مشخص شده باشد .

عیوب نورد در فولاد : این عیوب را می توان به عنوان ناپیوستگی هایی مطرح کرد که در خلال نورد دهانه آنها بسته شده و کشیده شده اند اما جوش نخورده اند . به عنوان مثال می توان به لایه ای شدن ، لبه ای شدن و چین خوردن و یا ناخالصی های حبس شده در سطح فولاد اشاره کرد . اینچنین عیوبی کاملا" قبل و یا بعد از اسید شویی مشخص می شوند اما ممکن است تا قبل از اینکه در اثر حرارت وان گالوانیزه دهان باز کنند نمایان نشوند . عیوب کوچک فولاد را می توان با سنگ زنی برطرف نمود اما مواقعی که سطح فولاد بشدت معیوب باشد امکان اصلاح بندرت وجود دارد .

ماسه حبس شده در ریخته گری : این حالت می تواند باعث نواحی پوشش نگرفته شود . بدلیل اینکه ماسه و ناخالصی های سطحی دیگر با اسید شویی حذف نمی شوند ، در این موارد اغلب به تمیز کاری با ذرات ساینده نیاز است.  این تمیز کاری معمولا" قبل از ارسال قطعه برای گالوانیزه در کارگاه ریخته گری اجرا میگردد .

فولاد اکسید شده : در صورتیکه زمان بین فلاکس زدن و گالوانیزاسیون طولانی گردد و یا دمای خشک کردن قطعه بیش از حد باشد ، ممکن است قابلیت محافظت خوردگی فولاد فلاکس زده شده از بین برود . در این حالت سطوح قطعات زنگار خواهد بست و ظاهر قطعه گالوانیزه شده نیز- در حالات شدید زنگ زدگی - شبیه به سطح زیرین و بصورت زنگار زده خواهد بود .

آلومینیوم بیش از حد : در صورتیکه مقدار آلومینیوم وان گالوانیزه بیش از حد شود می تواند باعث ایجاد نقاط سیاه (black  spots) گردد . اگر آلومینیوم کمتر از 0.01% باشد ( که بیشتر از حد لازم برای براق سازیست ) این مشکل بندرت بوجود خواهد آمد .

تماس قطعات با یکدیگر : روی مذاب باید بتواند براحتی به تمام سطح فلز دسترسی داشته باشد . قطعاتی که وارد وان شده و در آن عبور می کنند نباید با یکدیگر در تماس شدید باشند .

زبری (ROUGHNESS) :

پوشش های زبر معمولا" در اثر رشد بیش از حد و یا عدم یکنواختی لایه های آلیاژی ایجاد می شوند . این شرایط به ترکیب شیمیایی فولاد و یا شرایط اولیه سطح آن بر می گردد . بدلیل اینکه غیر یکنواختی لایه آلیاژی همزمان با ضخامت آنها افزایش می یابد معمولا" پوششهای ضخیم تر زبرتر از پوشش های نازک تر هستند . در پوششهای ضخیم ایجاد زبری تا حدودی غیر قابل اجتناب می باشد . اهمیت زبری سطح به ماهیت قطعه برمی گردد . در قطعات خاص که ظاهر قطعه نقش مهمی دارد و یا قطعاتی که با دیگر قطعات جفت می شوند ، زبری سطح اهمیت خاصی می یابد اما در اغلب موارد میزان زبری سطح عامل بحرانی نمی باشد . در صورتیکه چسبندگی خوب باشد و ظاهر پوشش مد نظر نباشد زبری قابل پذیرش است .

فرورفتگی سرباره (DROSS  PROTRUSIONS) :

منظور از سرباره (DROSS) آلیاژ روی - آهن است که ته وان ته نشین می شود . ناخالصی های سرباره که در اثر تلاطم وان در پوشش ایجاد می شوند باعث این عیب می گردند . بدلیل اینکه سرعت خوردگی این سرباره تقریبا" برابر سرعت خوردگی روی است این نقص تاثیر کمی بر عمر پوشش می گذارد . این نقص اغلب بصورت ذرات ریز جوش مانند پراکنده در پوشش ظاهر می شود .

البته در صورتیکه این عیب زیاد باشد بدلیل اینکه پوشش را در مقابل صدمات مکانیکی حساستر می کند و احتمال تغییر رنگ در اثر هوازدگی ایجاد می کند ، باید برداشته شود .

موج دار شدن و شره کردن (lumpiness   & Runs) :

یکنواختی سطح پوشش اساسا" توسط نحوه جدایش روی هنگام خروج از وان کنترل می شود . در صورتیکه خارج کردن قطعه از وان خیلی سریع باشد و یا دمای وان بحدی پائین باشد که سیلان روی کاهش یابد سطحی نامناسب وموجدار ایجاد می شود . همچنین تاخیر جدایش روی در حفره پیچ ها ، شیارها ، درزها و دیگر مکانهایی که روی می تواند مجتمع گردد می تواند باعث ایجاد روی اضافه گردد که این موضوع مستقیما" به طراحی مربوط می شود . این حالت بجز در مواردی که صافی سطح مدنظر باشد ، بعنوان عیب محسوب نمی شود . هنگامی که قطعات در حالت تماس با یکدیگر از وان خارج می شوند نیز ممکن است حالتی مشابه فوق ایجاد گردد .

ناخالصی های فلاکس (Flux  Inclusions) :

ناخالصی های فلاکس در فرآیند گالوانیزه تر ایجاد می شوند . در فرآیند تر ، یک لایه کلرید آمونیوم روی بر سطح روی مذاب جاری است . قطعه ای که باید گالوانیزه شود درست قبل از وارد شدن به مذاب روی از درون این ماده می گذرد . هنگام خارج کردن قطعه این فلاکس با دقت کنار زده می شود . ناخالصی های فلاکس ممکن است به طرق مختلفی ایجاد شوند . بعنوان مثال برخی فلاکسها (stale  kettle) هنگام غوطه وری بیشتر تمایل به چسبیدن به سطح فولاد دارند تا جدا شدن از آن . همچنین هنگام استفاده از فلاکسهای اکتیو نیز در صورت وجود چربی ، اکسید و یا دیگر آلودگیهای سطحی که در مقابل خاصیت تمیز کنندگی فلاکس مقاومت می کنند ، امکان چسبیدگی فلاکس به سطح وجود دارد . در هر دو حالت ناخالصی با نقاط پوشش نشده در سطح همراه خواهند بود . نقاط سیاه حاصل از ذرات فلاکس توسط خاصیت تمایل به جذب آبی که دارند از دیگر عیوب سطحی مانند اکسیدهای سیاه که ضرر کمتری دارند قابل شناسایی هستند .

رسوبات فلاکسی که هنگام خارج شدن قطعه از وان روی سطح می نشیند در صورتیکه لایه زیرین آن سالم باشد و فلاکس برداشته شود باعث مردود شدن قطعه نمی گردد .

ناخالصی های خاکستر (ASH  INCLUSION) :

خاکستر روی یک لایه اکسیدی است که روی سطح وان گالوانیزه ایجاد می گردد . خاکستر روی نیز مانند فلاکس می تواند هنگام وارد شدن و یا خارج کردن قطعه از وان روی سطح قرار گیرد . ناخالصی خاکستر روی بیشتر در قطعاتی ایجاد می شود که نیاز به خارج کردن آهسته از وان دارند . این خاکستر اثر منفی بر طول عمر پوشش ندارد . خاکستری که ظاهر سطح پوشش را تخریب نکند و یا اشکالی برای عملکرد قطعه ایجاد نکند باعث رد شدن قطعه نمی گردد . برآمدگی های اکسیدی حجیم که ناشی از عدم کف گیری مناسب سطح حمام است می تواند باعث کاهش ضخامت موثر پوشش شده و قابل قبول نمی باشد .

پوشش خاکستری مات یا ابری (MATTE  GRAY  OR  MOTTLED) :

این حالت در خلال سرد شدن و در اثر عدم حضور لایه روی خالص روی سطح ایجاد می شود و اغلب بصورت لکه های تیره موضعی یا شبکه تار عنکبوتی دیده می شود . در حالتهای شدید می تواند بصورت گسترده سرتاسر سطح پوشش را در برگیرد . این حالت بجز در مواردی که بطور مشخص در قرارداد تاکید شده باشد نمی تواند باعث مردود شمردن قطعه گردد .

پوشش های خاکستری تیره اغلب در مقاطع بزرگ که آهسته سرد می شوند ، فولادهای خاص مانند فولادهای با سیلیکون یا فسفر بالا و یا فولادهای کار سرد شده ، بدلیل سرعت رشد بالای لایه های آلیاژی ایجاد می شوند .

هنگامی که این حالت در اثر طبیعت فولاد ایجاد گردد ، مجری گالوانیزه کنترلی روی آن نخواهد داشت . مجری گالوانیزه معمولا" اطلاعات قبلی در ارتباط با ترکیب شیمیایی فولاد ندارد . دمای گالوانیزه کمتر ، زمان غوطه وری کوتاه تر ( در صورت امکان ) همراه با سریع سرد کردن در آب جهت جلوگیری از رشد لایه های آلیاژی ممکن است در برخی مواقع مفید باشد اما همواره موثر نبوده و حضور لکه های مات گاها" اجتناب ناپذیر است .

بدلیل طبیعت شیمیایی فولادها ، این پوششها معمولا" ضخیم تر از پوششهای براق بوده و به نسبت طول عمر بیشتری خواهند داشت . هنگام بهره برداری از این پوششها ، بدلیل هوازدگی لایه های آلیاژی ظاهر پوشش ممکن است بصورت زرد کم رنگ تا قهوه ای زنگاری درآید . این تغییر ظاهر که در اثر آهن موجود در لایه های مقاوم به خوردگی آلیاژی ایجاد می شود نباید بعنوان تخریب پوشش محسوب شود .

لکه های زنگار (RUST  STAINS) :

لکه های زنگار در اثر ترشح از محل اتصالات و شیارها بعد از گالوانیزه و یا انبار کردن قطعات در تماس با فولادهای زنگ زده ایجاد می شوند . این لکه ها سطحی بوده و نباید بعنوان تخریب فلز پایه محسوب شوند . لکه های ایجاد شده در اثر ترشح از اتصالات بیانگر نیاز به بازنگری طراحی می باشند. این لکه ها باعث رد شدن قطعه نمی شوند .

لکه های ناشی از نگهداری در محل مرطوب (WET  STORAGE  STAINS) :

این لکه ها ناشی از تشکیل لایه های اکسید روی و هیدروکسید روی در سطح گالوانیزه می باشند . همانطور که از نام این لکه ها پیداست ، هنگامی ایجاد می شوند که قطعات در محیطی مرطوب بدون گردش هوای آزاد قرار گیرند . قطعات گالوانیزه شده که بسته بندی شده و یا در محفظه های تنگ قرار گرفته اند نسبت به لکه های رطوبتی حساس هستند بخصوص اگر در بسته های در بسته و بیشتر از چند هفته قرار گیرند . در حالت شدید ممکن است به خاصیت حفاظتی پوشش آسیب وارد شود که این آسب علی رغم درشت بودن نسبی لکه های هیدروکسید روی ، جزئی خواهد بود .

اگر لکه های ایجاد شده جزئی و نرم باشد (بوسیله لمس کردن با انگشت می توان قضاوت کرد) هنگام بهره برداری در اثر هوازدگی حین عملکرد محو می گردند . اگر ناحیه لکه دار شده در بهره برداری بطور کامل در معرض محیط قرار نگیرد و یا در محیط مرطوب قرار گیرد ، لکه ها باید برداشته شوند حتی اگر بصورت سطحی و جزئی باشند تا امکان ایجاد لایه کربنات روی ( که اغلب در مقاومت خوردگی موثر است ) در کل سطح وجود داشته باشد .

لایه های اکسیدی متوسط تا ضخیم باید بطور کامل برداشته شوند در غیر اینصورت لایه محافظ کربنات روی در نواحی آسیب دیده ایجاد نمی گردد . رسوبات کم را می توان با برس مویی خشک ( نه برس سیمی ) حذف نمود . پس از این عملیات باید مجددا" ضخامت سنجی اجرا گردد تا از وجود ضخامت کافی پوشش اطمینان حاصل شود .

در مراحل پیشرفته تر لکه های رطوبتی ممکن است ، اکسیدهای سفید یا خاکستری، تیره شوند . در این حالت مقدار قابل توجهی از پوشش از دست رفته و طول عمر آن کاهش می یابد .

در حالات شدید که رسوبات سفید سنگین و یا زنگار قرمز در اثر انبارداری طولانی در شرایط نامناسب ایجاد می شوند این آثار باید برداشته شده و ناحیه آسیب دیده بر اساس استاندارد ASTM  A  780 ترمیم گردد . در صورتیکه ناحیه آسیب دیده بزرگ باشد و یا لکه های رطوبتی به کارآیی قطعه آسیب بزنند ممکن است به گالوانیزاسیون مجدد قطعه احتیاج پیدا شود .

بجز در مواردی که لکه های رطوبتی قبل از ارسال توسط مجری گالوانیزه ایجاد شده باشند ، ایجاد این لکه ها باعث استرداد قطعه نخواهد شد . مشتری باید دقت لازم را در حمل و نقل و انبارداری قطعات گالوانیزه شده برای جلوگیری از ایجاد لکه های رطوبتی انجام دهد .

آزمونهای دیگر :

آزمون پوشش کروماته :

برخی مواقع ، برای جلوگیری از ایجاد لکه های رطوبتی عملیات کروماته کردن پس از گالوانیزه توصیه می گردد . حضور لایه کروماته را می توان توسط رنگ زرد روشن سطح تشخیص داد .

استاندارد ASTM  B  201 روش آزمون تشخیص وجود لایه کروماته را شرح می دهد .

آزمون تردی (EMBRITTLEMENT) :

ایجاد تردی در اثر گالوانیزه بندرت و در اثر استفاده از فولادهای پر استحکام اتفاق می افتد . طراحی قطعه و انتخاب ماده ای مناسب که در اثر گالوانیزاسیون دچار تردی نشود جزو مسئولیتهای طراح و سازنده است . ارتباط مناسب بین طراح ، سازنده و مجری گالوانیزه می تواند از احتمال بروز تردی تا حد زیادی بکاهد . عملیات گالوانیزه گرم تغییرات چندانی در خواص مکانیکی فولادهای ساختمانی معمول ایجاد نمی کند .

در موارد خاص که به آزمون تردی نیاز باشد ، تست بر اساس استاندارد ASTM A 143 و یا CSA G 164 – M اجرا می گردد .

ترمیم و بازسازی :

چه زمانی به ترمیم نیاز است :

گاهی در خلال گالوانیزه گرم ، نقاط پوشش نشده و عیوب کوچک دیگری ایجاد می شوند که در صورت عدم ترمیم ممکن است باعث خوردگی فلز پایه شوند . همچنین گاهی اوقات قطعه پس از خارج شدن از کارگاه گالوانیزه در اثر عملیات اجرایی مانند حمل و نقل و یا جوشکاری و نصب دچار آسیب دیدگی در پوشش می گردد . اگر اندازه ناحیه آسیب دیده در باریکترین قسمتش مساوی و یا کمتراز "1 باشد و مساحت کل آن کمتر از نیم درصد کل سطح پوشش شده یا 36 اینچ مربع بازای هر تن وزن قطعه ( هر کدام کمتر است ) باشد بر اساس استاندارد ASTM  A 123 پوشش قابل ترمیم است . در صورتیکه ناحیه آسیب دیده از حدود ذکر شده تجاوز نماید ، قطعه باید مجددا" گالوانیزه شود .

استانداردها :

همانطور که در بالا اشاره شده استاندارد ASTM  A 123  ماکزیمم مساحتی را که قابل ترمیم می باشد مشخص می کند . اما استاندارد ASTM  A 780 اطلاعات بیشتری در ارتباط با ترمیم شامل آماده سازی ، ضخامت پوشش، ترکیب مواد ترمیمی و اندازه گیری را در بر می گیرد .

روشهای ترمیم و بازسازی :

سه روش قابل قبول برای ترمیم پوششهای گالوانیزه وجود دارد :

-       پاشش روی بر نقاط پوشش نشده یا معیوب ( متالیزه )

-       اعمال رنگ حاوی ذرات روی

-       پوشش دادن ناحیه آسیب دیده با لحیم روی

متالیزه ( پاشش روی ) :

تعریف :

متالیزه کردن به معنی ذوب کردن ذرات پودر روی و یا سیم روی در شعله و یا قوس الکتریکی و پاشش ذرات مذاب توسط هوای فشرده یا گاز به سطح فلز است . فلز روی مورد استفاده معمولا" دارای خلوص 99.5% و یا بیشتر است . کیفیت حاصل از سیم و پودر تقریبا" یکسان است . محدودیتهای تجهیزاتی ممکن است غلظت آلومینیوم را محدود نماید.

آماده سازی سطح :

بر اساس استاندارد  ASTM A 780 سطح تحت ترمیم باید توسط بلاست تا درجه SSPC–SP5/NACE NO. 1  تمیز شده و از روغن ، چربی ، باقیمانده فلاکس جوش ، جرقه جوش و محصولات خوردگی پاکسازی شود. ناحیه بلاست شده باید مقداری از نواحی اطراف عیب را نیز در برگیرد .

نحوه کاربرد :

پاشش روی باید توسط کاربران ماهر در کوتاهترین زمان بعد از آماده سازی ( حداکثر 4 ساعت ) و قبل از ایجاد لایه های اکسیدی قابل رویت ، اجرا گردد . پاشش بصورت خطوط افقی و روی هم نسبت به خطوط اریب پوشش یکنواخت تری را ایجاد می کند . پوشش ایجاد شده را می توان بوسیله لایه نازکی از پولی اورتان ، فنولیک اپوکسی ، اپوکسی و یا رزین وینیل با ویسکوزیته کم آب بندی کرد . جهت کسب اطلاعات بیشتر می توانید به استاندارد
  ANSI/AWS  C 2 . 18 – 93  مراجعه نمائید .

پاشش روی را می توان هم در کارگاه گالوانیزه و هم در محل کار قطعه اجرا کرد اما انتقال تجهیزات بلاست و پاشش به محل کار ممکن است این روش را نسبت به دیگر روشهای ترمیم از نظر اقتصادی پر هزینه تر نماید. اگر در خلال پاشش رطوبت بالا باشد ممکن است باعث کاهش چسبندگی شود.

خصوصیات کیفی:

ضخامت پوشش: ناحیه ترمیم شده باید دارای پوششی با ضخامت حداقل برابر مقدار مشخص شده در استاندارد ASTM  A  123 / 123 M برای دسته خاص خود باشد . هنگامی که امکان بلاست نباشد می توان از برس سیمی تا رسیدن به سطح پوشش نشده استفاده کرد . ضخامت سنجی باید توسط دستگاه مغناطیسی ، الکترومغناطیسی یا جریان گردابی اجرا گردد.

مقاومت خوردگی : معیار معمول برای تعیین طول عمر پوشش ضخامت آنست . هر چه ضخامت بیشتر باشد طول عمر بیشتری خواهد داشت . این حالت وقتی قابل قبول است که مقایسه بین دو پوشش تولید شده به یک روش باشد . در هر حال بدلیل اینکه پوشش تولید شده به روش پاشش، چگالی کمتری نسبت به پوشش غوطه وری دارد ، ضخامتی برابر 1.9 mils از این پوشش طول عمری برابر پوشش غوطه وری با ضخامت 1.7 mils خواهد داشت . هر چند نباید از این حالت برای کلیه شرایط بهره برداری نتیجه گیری کرد . کارآیی واقعی توسط شرایط بهره برداری تعیین میگردد.

ظاهر پوشش : سطح پوشش روی پاشیده شده باید عاری از شره ، نواحی خشن و ذرات جدا شده باشد . ترمیم نواحی که پوشش گالوانیزه اطراف آن 18 ماه یا بیشتر قدمت دارد همخوانی رنگی خوبی ایجاد می کند برای گالوانیزه های جدید براق نیز برخی پودرهای حاوی مقداری آلومینیوم می تواند همخوانی رنگی قابل قبولی ایجاد کند . یکنواختی پوشش بشدت به مهارت کار بستگی دارد.

چسبندگی : چسبندگی پاشش روی به سطح قطعه بر اساس مکانیزم مکانیکی بوده و بستگی زیادی به شرایط آماده سازی و تمیز کاری سطح دارد . هر چه پروفیل سطحی بیشتر باشد ، پیوند بهتری ایجاد می شود . مقدار چسبندگی 1000 Psi معمول است . دمای ذرات مذاب روی هنگام برخورد با سطح فلز باندازه کافی بالا نیست که بتواند لایه آلیاژی تشکیل دهد.

مقاومت سایشی : مقاومت سایشی پوششهای پاششی روی نسبت به پوششهای غوطه وری در حد متوسط است.

خواص مکانیکی : دمای نسبتا" پائین این فرآیند تاثیر مخربی روی خواص فولاد ندارد . پاشش برخی خواص مانند ضریب اصطحکاک و مقاومت خوردگی خستگی را بهبود می دهد .

دمای بالا : پوشش پاششی روی برای قرار گرفتن مداوم تا دمای 200 °C  و قرار گرفتن کوتاه مدت در دماهای بالاتر مناسب است.

اعمال رنگ غنی از روی :

تعریف :

ترمیم با استفاده از رنگ غنی از روی عبارتست از اعمال مخلوط روی و یک رنگ پایه روی سطح تمیز و خشک بوسیله پاشش و یا برس کشی . رنگ غنی از روی باید حاوی 65 – 69 % وزنی روی و یا بیش از 92% فلز روی در لایه خشک رنگ باشد . این رنگها با توجه به نوع رنگ پایه به ارگانیکی و غیرارگانیکی دسته بندی می شوند . رنگ پایه های غیر ارگانیکی معمولا" برای بازسازی نواحی اطراف و روی نواحی آسیب ندیده گالوانیزه گرم مناسب هستند.

آماده سازی سطح :

بر اساس استاندارد ASTM A  780 سطح ترمیمی باید توسط بلاست به درجه سطحی SSPC–SP10/NACE No.2  برای عملیات غوطه وری و  SSPC–SP11 برای شرایط ساده تر برسد . هنگامی که از بلاست و یا ابزار برقی نتوان استفاده کرد ، ابزار دستی را می توان به کار برد . در هر حالت سطح باید خشک و عاری از روغن ، چربی ، فلاکس جوش ، رنگ و محصولات خوردگی باشد . عملیات بلاست باید قسمتی از نواحی آسیب ندیده اطراف ناحیه معیوب را نیز شامل شود.

نحوه کاربرد :

رنگ غنی از روی را می توان توسط یک کاربر ماهر بوسیله پاشش یا برس کشی روی سطح خشک و تمیز اعمال کرد . رنگ باید در اسرع وقت پس از آماده سازی و قبل از تشکیل لایه های اکسیدی قابل رویت اعمال گردد . اعمال رنگ باید در لایه های متفاوت و طبق یک دستورالعمل و با در نظر گرفتن توصیه های سازنده رنگ اجرا گردد . خشک کردن مناسب نواحی ترمیم شده باید قبل از بهره برداری از قطعه بطور کامل صورت گیرد . این عملیات می تواند در کارگاه گالوانیزه و یا محل بهره برداری اجرا گردد و با توجه به محدود بودن تجهیزات لازم ، ساده ترین روش ترمیم است . اگر در خلال اجرای عملیات رطوبت بالا و یا دما پائین باشد اثر منفی بر چسبندگی می گذارد.

خصوصیات کیفی :

ضخامت پوشش : ناحیه ترمیم شده باید پوششی با ضخامت 150% مقدار مشخص شده در استاندارد ASTM A123 ولی کمتر از 4 mils داشته باشد . ضخامت سنجی باید بوسیله دستگاه مغناطیسی و یا جریان گردابی اجرا گردد.

مقاومت خوردگی : رنگهای غنی از روی حاوی بیش از 65% روی در لایه خشک می باشند . غلظت بالای روی می تواند علاوه بر محافظت بصورت جلوگیری از تماس خاصیت حفاظت کاتدی را نیز ایجاد نماید . شرایط بهره برداری تعیین کننده کیفیت خوردگی واقعی خواهد بود . رنگهای غنی از روی غیر ارگانیکی از نظر محافظت خوردگی موثرتر از رنگهای ارگانیکی می باشند.

ظاهر پوشش : سطح ناحیه رنگ شده باید عاری از شره ، نواحی خشن و ذرات جدا شده باشد . مواد مورد استفاده به گونه ای تهیه شده اند که همخوانی رنگ مناسبی با پوششهای گالوانیزه جدید براق و قدیمی و مات داشته باشند . رنگهای غنی از روی غیر ارگانیکی درخلال خشک شدن منقبض نمی شوند ( عکس رنگهای ارگانیکی ) . این موضوع هنگامی که گوشه ها زوایا و لبه ها باید رنگ آمیزی شوند بسیار اهمیت دارد . اگر رنگهای غیر ارگانیکی خیلی ضخیم اعمال شوند امکان ایجاد ترک در پوشش وجود دارد (MUD–CRACK) . یکنواختی پوشش بشدت به مهارت کاربر بستگی دارد.

چسبندگی : استحکام چسبندگی این رنگها در حدود چندصد Psi است . چسبندگی رنگ بشدت تابع تمیزی سطح است . در این عملیات هیچ گونه لایه آلیاژ ایجاد نشده و اتصال کاملا" مکانیکی است.

مقاومت سایشی : مقاومت سایشی رنگهای غنی از روی در مقایسه با پوششهای غوطه وری حداقل می باشد . چکش خواری محدود این رنگها مقاومت ضربه آنها را کاهش داده است .

خواص مکانیکی : برخی رنگهای حاوی روی مقاومت اصطکاکی مناسبی ایجاد می کنند بطوریکه از آنها می توان در سطوح تماس استفاده کرد . این پوششها ضریب اصطکاکی برابر 0.5 مقدار ضریب اصطکاک سطح بلاست شده فولاد دارند .

دمای بالا : پوشش های غیر ارگانیکی را می توان تا دمای 370 °C  استفاده نمود . اما پوششهای ارگانیکی مقاومت حرارتی خوبی نداشته و دمای کاری آنها 90 – 150 °C می باشد .

لحیم کاری با آلیاژهای پایه روی :

تعریف :

لحیم کاری با آلیاژهای پایه روی به معنی اعمال آلیاژ روی بصورت پودر و یا تکه های کوچک روی محل حرارت دیده تا دمای 315 °C می باشد . لحیم های معمول که برای ترمیم پوششهای گالوانیزه کاربرد دارند عبارتنداز آلیاژهای روی -  قلع -  سرب ، روی - کادمیوم و روی -  قلع -  مس .

آماده سازی سطح :

بر اساس استاندارد ASTM A  780 سطحی که بدین روش ترمیم می گردد باید برس زنی ، سنگ زنی نرم و یا تا حد متوسط بلاست شود . اگر این روشها برای حذف فلاکسهای جوش و جرقه ها کافی نبود تمام آنها را باید با روشهای مکانیکی حذف نمود . ناحیه تمیز شده باید تا دمای 315 °C  پیشگرم شده و همزمان برس زنی شود . باید دقت کافی صورت گیرد تا نواحی اطراف نسوزد .

نحوه کاربرد :

این روش مشکل ترین روش ترمیم بین 3 روش مشخص شده می باشد . باید دقت کافی اعمال گردد تا در حین گرم کردن ناحیه بدون پوشش، اکسید نشده و پوشش اطراف ناحیه معیوب دچار سوختگی نشود . بدلیل اینکه لحیم ها هنگام اعمال ذوب می شوند پوشش ایجاد شده نازک می باشد . پس از اتمام عملیات ترمیم فلاکسهای باقیمانده باید توسط آب و یا پارچه مرطوب تمیز کاری شوند . لحیم ها اصولا" از نظر اقتصادی جهت عملیات ترمیم نواحی بزرگ بصرفه نیستند چرا که زمان زیادی برده و حرارت دادن یک ناحیه بزرگ تا یک دمای خاص کاری مشکل است .

خصوصیات کیفی :

ضخامت پوشش : پوشش ترمیمی باید دارای ضخامتی حداقل برابر مقدار مشخص شده در استاندارد  ASTM A 123  ولی کمتر از 4 mils باشد . ضخامت سنجی باید توسط دستگاه مغناطیسی ، الکترومغناطیسی یا جریان گردابی اجرا شود . مهارت کاربر نقش مهمی در یکنواختی ضخامت پوشش در سطح ناحیه ترمیمی دارد .

مقاومت خوردگی : بدلیل ضخامت کم پوشش اعمالی بدین روش ، این پوششها کارآیی به خوبی پوششهای رنگی و پاششی از خود نشان نمی دهند . لحیم ها تا حدودی محافظت تماسی و کاتدی ایجاد می کنند .

ظاهر پوشش : اگر آلیاژ مناسب پوشش انتخاب گردد می تواند همخوانی رنگی خوبی با آن داشته باشد.

چسبندگی : بدلیل حرارت دهی ناحیه ترمیمی تا دمای 315 °C  امکان ایجاد لایه های آلیاژی بین فلز پایه و پوشش وجود دارد در نتیجه استحکام چسبندگی این پوششها خیلی خوب است.

مقاومت سایشی : مقاومت سایشی این پوششها نسبت به پوششهای غوطه وری و پاششی حداقل می باشد.

خواص مکانیکی : لحیم ها تاثیر چندانی بر خواص مکانیکی فولاد پایه ندارند . لحیم اساسا" دارای سطحی نرم با ضریب اصطکاک بسیار پائین می باشد بنابراین نمی توان از آنها در سطوح تماس استفاده کرد .

دمای بالا : لحیم ها می توانند بطور مداوم در دمای 285 °C بهره برداری شوند در حالیکه پوشش سالم اطراف آن تا 200 °C بطور مداوم کارآیی دارد.

انتخاب روش ترمیم :

کارآیی : در انتخاب روش ترمیم مناسب باید تمام خصوصیات کاربردی و کیفی هر سه روش در نظر گرفته شود . مقاومت خوردگی همواره باید بعنوان فاکتور اول محسوب شود اما شرایط و مصارف خاص نیز می تواند در انتخاب روش ترمیم تاثیر گذار باشد و خصوصیت دیگری را ارجحیت دهد .

اقتصاد : محل قرار گیری قطعه ترمیمی ، ابعاد ناحیه ترمیم و سطوح مهارت لازم برای اجرای ترمیم سه پارامتر اصلی اقتصادی در انتخاب روش مناسب می باشند.