تحلیل رفتار حرارتی ورقهای گالوانیزه در دماهای بالا
ورقهای گالوانیزه به دلیل داشتن پوشش روی (Zinc)، مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارند و بههمیندلیل در صنایع مختلفی مانند خودروسازی، ساختمان، و لوازم خانگی کاربرد گستردهای پیدا کردهاند. اما زمانی که این ورقها در معرض حرارت زیاد قرار میگیرند، رفتارشان دچار تغییرات قابلتوجهی میشود. شناخت این تغییرات از جنبهی علمی و صنعتی، به مهندسان و تکنسینها کمک میکند تا انتخاب دقیقتری داشته باشند و از خطرات احتمالی جلوگیری کنند.
ساختار پوشش گالوانیزه و واکنش آن به حرارت
پوشش گالوانیزه عمدتاً از فلز روی تشکیل شده که بهصورت لایهای محافظ روی سطح فولاد قرار گرفته است. فلز روی در دمای حدود 419 درجه سانتیگراد ذوب میشود، بنابراین در دماهای بالا، نخستین واکنشی که اتفاق میافتد، کاهش چسبندگی پوشش روی به فلز پایه است. این موضوع بهمرور باعث میشود خاصیت ضدخوردگی ورق گالوانیزه کاهش پیدا کند و فولاد زیرین در معرض اکسیداسیون و زنگزدگی قرار بگیرد.
بررسی رفتار حرارتی در محدودههای دمایی مختلف
در دماهای پایینتر از 200 درجه سانتیگراد، تغییر خاصی در ساختار پوشش دیده نمیشود و عملکرد ورق تقریباً بدون نقص باقی میماند. اما با افزایش دما به حدود 250 تا 400 درجه، نشانههایی از کاهش چسبندگی و احتمال جدا شدن تدریجی پوشش ظاهر میشود. در این بازهی دمایی، ممکن است ورق گالوانیزه دچار ترکخوردگی سطحی نیز شود. وقتی دما به حدود 400 تا 500 درجه میرسد، پوشش روی شروع به ذوب شدن میکند. در این شرایط، پوشش دیگر نمیتواند بهطور مؤثر از فولاد محافظت کند و خطر زنگزدگی بسیار بالا میرود. در دماهای بالاتر از 500 درجه سانتیگراد، نهتنها پوشش روی کاملاً از بین میرود، بلکه ساختار فلزی ورق نیز تحت تنشهای حرارتی قرار گرفته و خاصیت مکانیکی آن تضعیف میشود. این وضعیت ممکن است باعث کاهش استحکام، خمیدگی یا حتی شکست ورق شود.
کاربردهای صنعتی و محدودیتهای دمایی
در صنایع خودروسازی، از ورقهای گالوانیزه بیشتر در بخشهایی استفاده میشود که دما از 200 درجه فراتر نمیرود. همین مسئله باعث شده تا طراحی اجزای موتور و اگزوز از مواد مقاومتر به حرارت انجام شود. در مقابل، در صنایع لوازم خانگی و تهویه مطبوع، چون میزان حرارت پایینتر است، استفاده از ورقهای گالوانیزه بدون مشکل انجام میشود. در پروژههایی که با دماهای بالا سر و کار دارند، مانند کورهها، نیروگاهها یا برخی تجهیزات نفت و گاز، استفاده از ورق گالوانیزه توصیه نمیشود. در چنین شرایطی، بهتر است از آلیاژهایی استفاده شود که ترکیب مقاومتری نسبت به حرارت دارند، مانند فولادهای ضدزنگ یا ورقهای پوششدار با آلیاژ آلومینیوم-روی (مثل گالوالوم).
راهکارهایی برای افزایش مقاومت ورق گالوانیزه در برابر حرارت
برای مقابله با افت عملکرد ورقهای گالوانیزه در دماهای بالا، چند راهکار مهم پیشنهاد میشود:
استفاده از ورقهای گالوانیل شده، که بهدلیل عملیات حرارتی ثانویه، پایداری بیشتری در برابر دمای بالا دارند.
انتخاب پوششهای خاصتر مانند آلیاژ آلومینیوم-روی که مقاومت بالاتری در دمای بالا ارائه میدهند.
جلوگیری از تمرکز حرارت در یک نقطه خاص با طراحی مناسب و استفاده از عایقهای حرارتی.
چنانچه نیازمند کسب آگاهی بیشتر جهت مشاوره و اطلاعات فنی درباره ورقهای گالوانیزه هستید ، با کارشناسان فولادکبیر در ارتباط باشید .
جمعبندی
ورقهای گالوانیزه در کاربردهای عمومی عملکرد بسیار خوبی از خود نشان میدهند، اما در دماهای بالا، رفتار آنها بهشدت تغییر میکند. از کاهش چسبندگی پوشش گرفته تا تخریب ساختاری، همگی عواملی هستند که باید هنگام طراحی در نظر گرفته شوند. انتخاب متریال مناسب در شرایط دمایی خاص، نهتنها به افزایش عمر مفید تجهیزات کمک میکند، بلکه از بروز خطرات فنی و اقتصادی در آینده جلوگیری خواهد کرد.
