معلومات عن الجلفنة

استمر استهلاك العالم للزنك ثابتًا في العام 2008، حيث أدى ارتفاع الاستهلاك في الأسواق الناشئة (كالصين والبرازيل والهند) إلى التعويض عن تراجع الاستهلاك في أوروبا والولايات المتحدة، وذلك وفقًا لإحصائيات المجموعة الدولية لدراسات الرصاص والزنك.

دراسات ذات العلاقة

تستخدم في معالجة الزنك عمليتان رئيسيتان هما: العملية الإلكتروليتية، والعملية الحرارية. ويتم الحصول على أكثر من 90% من إنتاج العالم عبر العملية الإلكتروليتية. تتألف العملية الإلكتروليتية من أربع مراحل هي: أ) تركيز المادة الخام ب) تحميص المادة الخام في الهواء ج) تحويل أكسيد الزنك إلى كبريتات الزنك د) التحليل الكهربائي لمحلول كبريتات الزنك

دراسات ذات العلاقة

بلغ إنتاج الزنك حول العالم في العام 2013 أكثر من 13 مليون طن، ويتم استخدام 60% منه في عمليات الجلفنة لحماية الحديد من التآكل وبالتالي تمديد العمر النافع لمنتجات الحديد لفترات طويلة. كما يستخدم حوالي 15% من الزنك في إنتاج السبائك التي تعتمد على الزنك كقاعدة أساسية، وذلك بشكل رئيسي للتوريد لصناعة سبك المعادن الذائبة بالضغط العالي، بينما يستخدم 14% منه في إنتاج النحاس الأصفر والبرونز، و8% في إنتاج مركبات تشمل أكسيد الزنك وكبريتات الزنك، ويستخدم الباقي في سبائك الزنك والتي تشكل بالسحب والدفع بشكل رئيسي وتستخدم في التطبيقات شبه المصنعة والتي تشمل صك قطع العملة المعدنية والهندسة المعمارية. تقوم الشركات الموردة للاستخدامات الأولى هذه بعد ذلك بتحويل الزنك إلى تشكيلة واسعة من المنتجات. وتتركز هذه الاستخدامات بشكل رئيسي في قطاع البناء والذي ينفرد بنسبة 45% من جميع الاستخدامات الأولى لمنتجات الزنك، بينما يستهلك قطاع النقل والمواصلات 25% من مجموع الاستهلاك العالمي للزنك، وتبلغ حصة السلع الاستهلاكية – شاملةً الأجهزة الكهربائية والإلكترونية – 23%. وتستخدم نسبة الـ17% المتبقية لأغراض تصنيع الآلات الصناعية.

دراسات ذات العلاقة

هناك عدد من أنواع طلاء الزنك التي تعرف عمومًا باسم “الجلفنة”، ولكن لكل منها خصائص فريدة. وهذه الخصائص لا تؤثر فقط على القابلية للاستخدام، بل وأيضًا على الجدوى الاقتصادية والأداء في البيئة. وتتفاوت طريقة الاستخدام، والقابلية للالتصاق على المعدن الأساس، والصلابة، ومقاومة التآكل، وسماكة كل طبقة زنك. ويتناول هذا الدليل العملي طبقات طلاء الزنك التالية: الجلفنة المستمرة للألواح، الجلفنة الكهربائية، والطلاء بالزنك؛ لمساعدة المهندسين المعماريين والمدنيين وواضعي المواصفات الآخرين على تقييم واختيار طلاء الزنك الأكثر ملاءمة للحماية من التآكل.

دراسات ذات العلاقة

الآلية الرئيسية التي تتيح لطبقات الجلفنة حماية الحديد هي من خلال توفير حاجز محكم لا يسمح للرطوبة بملامسة الحديد، وبدون الرطوبة (الألكتروليت) لا يحدث أي تآكل. وتضمن طبيعة عملية الجلفنة الالتصاق الممتاز لطلاء الزنك المعدني ومقاومة الحك والتآكل. ولا تتدنى نوعية طبقات الجلفنة (تتشقق أو تتخدش أو تتقشر) كما هو الحال في الطبقات العازلة الأخرى كالدهان. غير أن الزنك مادة تفاعلية تتآكل وتهترئ ببطء. ولهذا السبب، فإن الحماية التي توفرها الجلفنة تكون بالتناسب مع سماكة الجلفنة ومعدل التآكل. لذلك من المهم فهم آلية تآكل الزنك والعوامل التي تؤثر على معدل التآكل.

دراسات ذات العلاقة

المبدأ الأساسي كما يوحي الاسم، هو أن الجلفنة بالتغطيس المستمر على الساخن تشتمل على وضع طبقة معدنية مصهورة على سطح لوح الحديد في عملية مستمرة بدون توقف. ويتم تمرير لوح الحديد كشريط مستمر عبر مغطس معدن ذائب بسرعات تصل إلى 600 قدم في الدقيقة. وفي مغطس المعدن الذائب، تتفاعل شريحة الحديد (السبائك) مع المعدن الذائب لتلتحم الطبقة المعدنية بسطح الشريحة. ومع خروج الشريحة من المغطس الذائب، يتم سحب فائض المعدن السائل، بما يشبه سحب شيء بسرعة من مستوعب يحتوي على ماء. وباستخدام عملية المسح بالغاز، يتم التحكم بسماكة طبقة الطلاء، والتي تتمثل عادة كوزن (كتلة) الطبقة لكل وحدة مساحة، ويسمح ببقاء هذه الطبقة على سطح الشريحة.

دراسات ذات العلاقة

يعرّف القاموس كلمة “لمعان السطح” بشيء برّاق. وعند استخدام هذه الكلمة لوصف سطح لوح الصاج المجلفن، فإنها تشير إلى السطح الذي يشبه الثلج المتساقط أو النجمة السداسية التي تظهر للعين المجردة. ويبين الشكل 1 تفاصيل النمط العادي للمعان طبقة الجلفنة بمعدل تكبير يبلغ حوالي 10 أضعاف.

دراسات ذات العلاقة

يحتاج الاختيار المناسب لسماكة طبقة الجلفنة لتلبية احتياجات مستخدم لوح الصاج المجلفن، إلى فهم لمعدل القابلية للتآكل في البيئة التي سوف يستخدم فيها اللوح. وتحدد سماكة طبقة الزنك عمومًا العمر النافع للمنتج، ولكنها لا تستخدم بشكل مباشر لتحديد كمية الطلاء. وتحتوي الملاحظة الإرشادية بشأن منتجات ومواصفات الجلفنة المعدنية GulvInfoNote 1.1 على شرح لأسباب تحديد طبقات الطلاء على الألواح المجلفنة، ليس من حيث السماكة، بل من حيث وزن الطبقة (نظام البوصة-الباوند) أو كتلة الطبقة (نظام الوحدات العالمي).

دراسات ذات العلاقة

استخدامات ألواح الصاج المجلفن هي: مجاري التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، والأجهزة المنزلية، ومكيفات الهواء وأجهزة التبريد، واللوحات الكهربائية، وسخانات المياه، والمبردات، والمجاري المعدنية، والأسقف، والأبواب الحديدية، والأثاث، والسيارات، وتصفيح الكابلات تحت الأرض، ومجاري الكابلات، والشبكيات، والشبك السلكي، والأسقف المستعارة، والفواصل، إلخ.

المواصفات القياسية المنصوص عليها في المعيارين ASTM A653/A653M-15 لألواح الحديد المطلية بالزنك (المجلفنة) أو سبائك الزنك-الحديد المطلية (التلدين بعد الجلفنة) بالتغطيس على الساخن. المعيار EN 10346-09 – منتجات الحديد المسطح بالجلفنة المستمرة بالتغطيس على الساخن – شروط التسليم الفني. المعيار JIS G3302 – ألواح ولفائف الحديد المطلية بالزنك بالتغطيس على الساخن. المعيار ISO 3575-2011 – ألواح الحديد الكربوني المجلفنة بالزنك بالتغطيس المستمر على الساخن للأغراض التجارية وبنوعية مناسبة للسحب.

مستويات الرصاص لتحسين تشكيل لمعان الجلفنة. إذا تجاوز محتوى الرصاص الحد المطلوب، فإنه يترسب في قاع مغطس الجلفنة كسائل غني بالرصاص غير قابل للامتزاج مع الزنك.

دراسات ذات العلاقة

Zيلعب الزنك دورًا هامًا في الجلفنة المستمرة بالتغطيس على الساخن. فاستخدام درجة الزنك المحددة بشكل صحيح، تصبح السبيكة ذات درجة الجلفنة المستمرة، أو السبيكة الرئيسية أساسيةً في إنتاج المنتجات المجلفنة التي تلبي احتياجات السوق. على سبيل المثال، على النحو المذكور في الملاحظة الإرشادية GulvInfoNote 2.4، فإن الرقابة الوثيقة على كمية الألمنيوم في الزنك تعتبر هامة للحصول على الالتصاق الجيد بالطبقة الحديدية التحتية. ولتحقيق هذا الغرض، يجب أن تكون الشركة الصانعة للمنتجات المجلفنة قادرة على الاعتماد على مصدر لتوريد سبائك الزنك الخام التي المطابقة للمواصفات المطلوبة. ويتم ذلك من خلال العمل طبقًا لسلسلة معايير الجمعية الأمريكية للفحص والمواد (ASTM) التي تسري على منتجات الزنك. كذلك تحتوي ملاحظة GulvInfo على وصف لدرجات الزنك المتوفرة للجلفنة المستمرة على الساخن ووثائق الجمعية الأمريكية للفحص والمواد (ASTM) التي تسري على ذلك.

دراسات ذات العلاقة

• إطفاء لمعان الجلفنة. • إطالة مدة الالتصاق. • عدم الملاءمة لأنواع استخدامات الطلاء.

دراسات ذات العلاقة

يؤدي استخدام الأنتيمون إلى التخفيف من التأثيرات الضارة للرصاص على الصحة، غير أنه يمكن أن تؤثر سلبًا على خصائص لمعان الجلفنة وحدود مقاومة التآكل.

دراسات ذات العلاقة

لتحديد محتوى الرصاص في الزنك بمعدل 90 جزء في المليون 6-2) تحليل مغطس الزنك – يجب أن يحتوي معدن المغطس المستخدم للجلفنة المستمرة بالتغطيس على الساخن، على كمية زنك لا تقل عن 90جم/م2 وبنسبة نقاء لا تقل عن 99%، وبمحتوى رصاص لا تتجاوز نسبته 0.009ملجم في الكيلو جرام. الملاحظة 3 – للتحكم بتشكيل السبائك وتحسين التصاق طبقة الزنك بحديد معدن الأساس، تحتوي تركيبة معدن الجلفنة المذاب عادةً على نسبة من الألمنيوم تتراوح بين 0.05% إلى 0.25%. ويتم توفير هذا الألمنيوم تحديدًا لأغراض مغطس المعدن المذاب، إما كمُكوّن محدد في مغطس الجلفنة بالزنك، أو بإضافة سبيكة رئيسية تحتوي على الألمنيوم. وتحدد المواصفة رقم B852 خصائص سبائك الزنك المناسبة للجلفنة المستمرة، شاملةً سبائك الزنك المتعددة، والتي تتيح التحكم بطبقة المعدن المذاب ضمن مدى 0.05% إلى 0.25% لمحتوى الألمنيوم، كما تتيح أيضًا عدم تجاوز محتوى الرصاص لنسبة 0.009ملجم/كجم. كذلك تحدد المواصفة رقم B6 درجات معينة للزنك لا يتجاوز محتوى الرصاص فيها 0.009ملجم/كجم، ولكنها تحتوي على مستويات أقل من الألمنيوم.

دراسات ذات العلاقة