Galva Akademi

Galvaniz kaplamalar, çelik ve çinkonun metalürjik olarak bağlandığı, saf çinko tabakasıyla kaplanmış bir dizi korozyon önleyici, yüksek aşınmaya dirençli çinko / demir alaşım tabakalarından meydana gelen ve bir kimyasal işlem ile oluşturulan kaplamalardır. Sıcak haddelenmiş çeliklerin çoğu için, kaplamanın çinko-demir alaşım kısmı, serbest çinko dış tabakası ise dengeyi sağlayarak toplam kaplama kalınlığının % 50-70’ini oluşturur.

Çeliğin kimyası galvaniz kaplamanın görünümünü etkiler. Çelik bileşimler, mukavemet ve servis gereksinimlerine göre değişir. Çelikteki eser elementler (silisyum, fosfor) galvanizleme sürecinin yanı sıra galvaniz kaplamanın yapısını ve görünümünü de etkiler. Tavsiye edilen aralıklar dışında, bu elementlere sahip çelikler, galvaniz endüstrisinde oldukça reaktif çelik olarak bilinir ve tamamen veya neredeyse tamamen çinko-demir alaşım tabakalarından oluşan bir kaplama üretebilir.

Reaktif çeliklerden üretilen tipik kaplamalar, aşağıdaki gibi tipik bir galvaniz kaplamadan farklı kaplama özellikleri gösterir:

• Görünüm: Atipik galvaniz kaplama, serbest çinko tabakasının olmaması nedeniyle mat gri bir görünüme ve / veya daha pürüzlü bir yüzeye sahip olabilir. Tipik kaplamalarda bulunan serbest çinko tabakası, galvanize kaplamaya daha parlak bir yüzey kazandırır.
• Yapışma: Çinko-demir alaşımlı kaplama tipik bir galvaniz kaplamadan daha kalın olma eğilimindedir. Kaplamanın aşırı derecede kalın olduğu nadir durumlarda, dış stres altında (termal gradyanlar, keskin darbe) azaltılmış yapışma olasılığı vardır.

Reaktif çelikler hala normal olarak galvanizlenir ve görünümdeki farklılıkların galvaniz kaplamanın sağladığı korozyon koruması üzerinde hiçbir etkisinin olmaması önemlidir. Kaplamanın performansı çinko kalınlığına dayanır. Bu nedenle, genellikle reaktif çeliklerin ürettiği daha mat (ve daha kalın) kaplamalar daha uzun süre dayanır. Dahası, zaman içinde hava şartları altında olan tüm galvaniz kaplamalar, düzgün bir mat gri bir görünüm geliştirecektir.

Çelik seçiminde, piyasada bulunan tüm çelik kalitelerini dikkate almadan tam bir rehber sağlamak zordur. Bununla birlikte, tartışılan bu rehberler, iyi galvaniz kaplamalar sağlayan çeliklerin seçiminde size yardımcı olacaktır.

• Karbon seviyeleri % 0.25’ten az
• Fosfor % 0.04’ten az
• Manganez % 1,35’ten az
• Silisyum seviyeleri % 0.04’ten az veya % 0.15 – % 0.22 arasında

Silisyum, çelik deoksidasyon işleminde kullanıldığından ve sürekli olarak döküm çelikte bulunduğundan, silisyum, çeliğin kontrollü kompozisyonunun bir parçası olmamasına rağmen, genellikle galvanizli çeliklerin çoğunda mevcut olabilir. Hem silisyum hem de fosfor, galvaniz kaplama işlemi sırasında katalizör görevi görür ve bu da çinko-demir alaşımı tabakalarının hızlı büyümesine neden olur.

Her iki eleman da arzu edilen sınırlara göre ayrı ayrı tutulduğunda bile, bunlar arasındaki birleşik etki hala, tüm veya çoğunlukla çinko-demir alaşım tabakalarının atipik bir kaplamasını oluşturabilir. Mümkün olduğunda, özel galvanizleme tekniklerine ihtiyacı belirlemek için galvanizci çelik kalitesi
hakkında önceden bilgilendirmelidir.

Hidrojen gevrekliği, 150 ksi’lik (1100 MPa) nihai çekme mukavemetine sahip çelikler için önemlidir. Çelik, pas ve galvanizleme işleminin asitle temizleme aşamalarında kullanılan kimyasallar arasındaki kimyasal reaksiyon sırasında, hidrojen üretilir ve çelik tarafından emilir. Yüksek mukavemetli çeliğin çok küçük tane yapısı, eriyik çinkonun içine daldırılması sırasında hidrojenin dışarı atılmasını önler. Kullanım sırasında stres altında kaldığında, çelik gevrek ve kırılgan hale gelebilir.

İmal edilen çelik parçaların önemli ölçüde bozulma sorunu olduğuna dair bir algı var, ancak gerçekte çok az sayıda bozulma sorununa rastlanır. Bozulma yani distorsiyon, banyo boyutlarının ve işleme tesislerinin gelişmesiyle nadir görülmeye başlamıştır.

Son yıllarda imalat sonrası galvaniz endüstrisi, çeliği işleme yeteneği ve daha geniş tesis kapasitelerinde önemli ilerlemeler kaydetmiş ve bu da imal edilen çelik parçaların galvanizlenmesinde bozulmanın görülme sıklığını ziyadesiyle
azaltmıştır.

İmal edilen çelik parçaların önemli ölçüde bozulma sorunu olduğuna dair bir algı var, ancak gerçekte çok az sayıda bozulma sorununa rastlanır. Bozulma yani distorsiyon, banyo boyutlarının ve işleme tesislerinin gelişmesiyle nadir görülmeye başlamıştır.

Son yıllarda imalat sonrası galvaniz endüstrisi, çeliği işleme yeteneği ve daha geniş tesis kapasitelerinde önemli ilerlemeler kaydetmiş ve bu da imal edilen çelik parçaların galvanizlenmesinde bozulmanın görülme sıklığını ziyadesiyle
azaltmıştır.

En iyi sonuçları almak için tasarımcı, imalatçı ve galvanizci erken aşamada birlikte çalışmalıdır.

Çeliğin doğasındaki mukavemet: Çelik değişmeyen bir iç mukavemet içerir. Sıcak daldırma galvaniz bu basıncı açığa
çıkartarak ya da gerilim miktarını değiştirerek distorsiyonu mümkün hale getirebilir.

İmalat mukavemetleri: Kaynak sırasında basıncın başlamasını azaltma. Kaynak küçük alanların montajında büyük ısı farklılıklarına ve bu da önemli basınç kalıntılarına neden olur. Genel olarak şunlar tavsiye edilir:

• Parçaların kaynak sırasında zorlanmaya ve esnetilmeye maruz kalmaması için montaj sırasında parçalar dikkatli
birleştirilmelidir.

• Kaynağın başlangıç noktasında daha fazla stresin çıkmasına rağmen, ısının kaynaktan hızlıca iletilip iletilmemesine
bağlı olarak kalın bölümler sürekli kaynaklanmalıdır, ince bölümler ve saç imalatlarda aralıklı kaynaktan yararlanılabilir.

• Montajlar mümkün olduğunca aynı hizada olmalıdır, bu şekilde tümünün aynı yöne çekmesinden ziyade stres daha
dengeli olur.

Distorsiyonu önlemek veya azaltmak için diğer tasarım özellikleri:

Çelik bölümleri mümkün olduğunda küçük
değişiklikler göstermelidir. Kalın ve ince bölümler ısıyı farklı oranlarda emer ve kaybeder ve böylece dengesiz biçimde
genişler ve daralır. Desteklenmeyen büyük düz levhalar bükülme eğilimi gösterebilir, bu nedenle tasarıma güçlendiriciler dahil edilmelidir. Çeliğin katı olması ya da kaynaklı olması fark etmeksizin düz lehvanın çerçeveleri, baskılayabileceği ve bu nedenle bükülmeyi azaltmak yerine bükülmeye eğilime neden olabileceği için ayrıca galvanizlenmelidir.

Bozulmaya doğal eğilimi olan asitmetrik şekilli imalatlarda (farklı bölümlerin alt ve üst akorları ile imalat kirişleri veya kafes kirişleri dahil), imalatlar hızlıca tek daldırma yapılmaya uygun boyut ve tasarımda ise etkisi azaltılabilir ya da mümkünse elemine edilebilir. Maksimum tavsiye edilebilecek uzunluklar için galvanizciye danışılmalıdır. Standart simetrik bileşenlerde tek ya da çift-son daldırma olmalarına bağlı olarak az bozulma olur ya da hiç distorsiyon olmaz, bununla beraber daha büyük imalatların çift-son daldırma olması halinde bu işlemde oluşan önemli termal gradyanlar bozulmaya yol açabilir.

Bombeleşme, bükülme ya da eğilme olan bazı yerlerde galvanizleme prosesinden sonra malzemeyi düzeltmek mümkün olabilir.

Gerilim Giderici: İmalat gerilimi bazen gavanizleme öncesi gerilim giderilmesi ile elemine edilebilir.

Galvanizci, imalatçı ve tasarımcının erken istişaresi iyi tasarım özelliklerinde işbirliğine bağlı olarak distorsiyonu önlemede başarının anahtarıdır.

Levha Ürünler: Levha malzemesi, özellikle 10 mm kalınlığın altında olanlar, bozulma gösterebilir.

Distorsiyon problemlerini en aza indirmek için aşağıdaki kurallar izlenmelidir:

• Mümkünse, levhayı her türü çerçeveden veya destekleyici çelik yapıdan ayrı olarak galvanizleyin ve sonrasında birleştirin

• İmalat sırasında plakaların tek tip işlenmesi önerilir. Örn: Mümkünse plakayı kesin ve oksi kesimleri en aza indirgeyin

• Zemin plakalarının merkezine delikler açmak plakanın ısınma sırasında deliklere doğru genişlemesini sağlayacağından eğilmeyi en aza indirmeye yardımcı olacaktır.

• Mümkünse havayla soğutma şartı koyun

• Mümkünse çifte daldırmadan kaçının

Galvanizleme prosesi, çelik yüzeyi ile atmosferdeki korozif etkenler arasında sızdırmaz bir bariyer oluşturur. Bu bariyer, çelik yüzeyini olumsuz etkileyebilecek nem ve korozif etkisi olan klorit ve sülfitleri geçirmez. Galvaniz yüzeyi daha da önemlisi çeliğe anodik olur. Bunun anlamı, galvanizli yüzeyin çelikten önce tükenene kadar tamamen korozyona uğrayarak çeliği korozyondan korumasıdır.
Galvanizleme prosesinin temel adımları nelerdir?

Aşağıda paylaşacağımız bilgiler sıcak daldırma galvanizli çelik ürünlerinin genel bakımı ve onarımı için rehber olacaktır.

• Galvanizli çelik ürününüzün pH seviyesinin 6’nın altında ve 12’nin üstünde olduğu ortamlara uzun süre maruz kalmasından kaçının. pH seviyesinin 6 – 12 aralığının dışında galvaniz kaplama normalden daha fazla korozyona uğrayabilir.

• Özellikle korozif ortamlarda galvanizli çelik ürününüzü pirinç ve bakır gibi farklı metallerle temastan sakının. Farklı metallerle beraber kullanılması gereken durumlarda farklı metaller ile galvanizli ürün arasında bir yalıtıcı olmasını sağlayın.

• Galvanizli ürününüzü sürekli olarak kumlamayla temizlemeyin ve mümkün olduğu yerlerde galvanizli ürünlerin birliktekumlanmayla temizlenmesinden kaçının. Galvanizin çeliği korozyona karşı koruma yollarından biri galvanizli çeliğin
atmosfer koşullarına maruz bırakılarak dış yüzeyinde patina adı verilen çözünmeyen çinko korozyon ürünlerinden ince bir
bariyer zarı oluşturulmasıdır. Kumlama bu koruyucu patinayı temizler. Bu nedenle galvanizlenen parçanın bu bariyeri tekrar oluşturması gerekir ki bu da daha fazla çinko tüketimine neden olur. Sürekli kumlama çinko tüketimini hızlandırır ve böylece galvanizli çelik ürününüzün ömrü azalabilir.

• Galvanizleme su bazlı emülfiser, 12 ya da daha düşük ph’a sahip veya organik solventlerden alkali bazlı temizleyiciler ile
temizlenebilir. Sonrasında bölgeyi temiz suyla yıkayıp, yumuşak bir bezle kurulayabilirsiniz. Ürününüzün temizlenmesiyle ilgili ayrıntılı bilgi için galvanizcinizle iletişime geçebilir ya da GALDER’e danışabilirsiniz.

• Sahil, ağır endüstriyel, vb. yüksek korozif düzeye sahip ortamlarda bulunan galvanizli ürünlerin özellikle korunaklı koşullar altında (örn: yağmura ve güneşe maruz kalmadan) düzenli olarak içme suyuyla yıkanması tavsiye edilir.

• Herhangi bir galvanizli ürünü nemli ve kötü havalandırma koşullarına sahip depolarda uzun süre tutmaktan kaçınınız.
Kuru ve iyi bir havalandırma sistemine depoları tercih ediniz.

• Galvanizli kaplamada fiziksel bir hasar olması halinde hasarlı bölge onarılmalıdır.

Sıcak daldırma galvanizli inşaat çeliği düz uzunluklarda olduğunda, daha sonra imalat halinde kesik uçlar, kıvrılmalar ve kaynaklarla sonlandırılabilir. Bu alanlar kaplamanın rötuşlanmasını gerektirebilse de bu bölgelerin rötuşlanması nispeten basittir. Sıcak daldırma galvanizleme sonrası bükme, tasarım açısından da avantajlar sağlar: minimum bükülme çapları yoktur, malzemenin hazır bulunması / envanter amacıyla önceden kaplanabilir ve galvanizleme boyutlarına uymayan büyük veya karmaşık inşaat çeliği imalatları galvaniz potasının (banyosunun) boyutlarına göre yapılabilir.

ASTM A780 / A780M uyarınca kaplamanın küçük alanlarının onarımı basit olmakla birlikte, imalatın sıcak daldırma galvanizlemeden önce yapılmasının kesinlikle avantajları vardır. Kirişler, kolonlar veya temeller için daha karmaşık takviye
kafesleri önceden üretilebilir, böylece bükme, kesme ve kaynak alanları için onarımlara gereksinim kalmaz. Gerinim yaşlandırması gevrekleşmesinden kaçınmak için minimum bükme çapları önerilmiş olsa da inşaat çeliği önerilenden daha sıkı bir şekilde bükülebilir. Bununla beraber, bükme alanlarında gerilimi hafifletmek için ilave çalışmalar yapılması gerekecektir.

Önemli:
Projenin tasarım aşamasında, emin olmadığınız durumlarda, inşaat çeliği ve inşaat çeliği imalatlarının sıcak daldırma galvanizi konusunda lütfen galvanizcinizle görüşünüz.

Kaynak: Amerikan Galvanizciler Derneği (AGA)

Ayrıntılı bilgi için Galvaniz Dünyası Dergisi 32‘inci sayısındaki makalemizi okuyabilirsiniz.

GALDER’in sıcak daldırma galvaniz ve korozyon kategorileri hakkında hazırladığı broşürümüze linke tıklayarak ulaşabilirsiniz.

Soğuk galvaniz diye bir galvanizleme türü yoktur. Bu terim sıklıkla çinkodan zengin boya ile boyama işlemi için kullanılır. Galvanizleme, çinko ile çelik arasında yaklaşık 3600 psi’lik bir bağ oluşturacak şekilde çinko ve demir arasındaki bir metalurjik reaksiyondur. Çinkodan zengin boyada böyle bir bağ oluşmaz. Oluşan bağ sadece birkaç100 psi’dir.