Penjelasan detail tentang hot-dip galvanizing dan electrogalvanizing (cold galvanizing)

Nama lengkap pelapisan celup panas-adalah pelapisan celup panas, yang mengacu pada metode merendam bahan logam yang dilapisi ke dalam logam cair atau paduan lainnya dengan titik leleh lebih rendah untuk pelapisan. Bahan substrat utama untuk pelapisan celup panas-adalah baja, sehingga titik leleh logam pada bahan pelapis harus jauh lebih rendah dibandingkan dengan baja, jika tidak maka akan mempengaruhi bahan substrat.

Bahan pelapis
Logam pelapis yang umum termasuk seng (titik leleh 419,5 derajat), aluminium (titik leleh 658,7 derajat), timah (titik leleh 231,9 derajat), dan timbal (titik leleh 327,4 derajat).

Galvanisasi hot-dip, juga dikenal sebagai galvanisasi, adalah metode memperoleh lapisan logam pada komponen baja dengan merendamnya dalam seng cair.

Proses galvanisasi-panas

Proses ini melibatkan pembentukan paduan seng-besi antara substrat besi dan lapisan seng murni terluar. Pembentukan lapisan besi-paduan seng pada permukaan komponen baja selama proses galvanisasi-pencelupan panas memastikan ikatan yang kuat antara besi dan lapisan seng murni. Prosesnya dapat dijelaskan secara singkat sebagai berikut:

Saat benda kerja besi direndam dalam seng cair, larutan padat seng dan -besi (kubik pusat benda-) pertama kali terbentuk pada antarmuka. Ini adalah kristal yang dibentuk oleh pelarutan atom seng dalam keadaan padat dari logam dasar besi; kedua atom logam menyatu, dan gaya tarik menarik antar atom relatif kecil.

Oleh karena itu, ketika seng mencapai kejenuhan dalam larutan padat, atom dari dua unsur, seng dan besi, berdifusi satu sama lain. Atom seng yang berdifusi ke dalam substrat besi bermigrasi ke dalam kisi dasar, secara bertahap membentuk paduan dengan besi.

Besi yang berdifusi ke dalam seng cair membentuk senyawa intermetalik FeZn13 dengan seng, yang mengendap di dasar panci galvanisasi celup panas, membentuk sampah seng.

Ketika komponen baja dihilangkan dari seng cair, lapisan seng murni terbentuk di permukaan. Lapisan ini berupa kristal heksagonal dengan kandungan besi tidak lebih dari 0,003%.

Proses sebenarnya menggembleng permukaan pipa baja (mengambil contoh pipa baja)

Solid iron dissolves ->Iron combines with zinc to form an iron zinc alloy compound, producing an iron zinc alloy layer ->Sisi luar lapisan besi paduan seng disambung dengan lapisan seng murni. Setelah pendinginan, lapisan seng murni mengkristal dan menyatu dengan substrat baja di bagian dalam lapisan seng. Oleh karena itu, proses galvanisasi hot-dip terutama merupakan proses pembentukan lapisan galvanis karena difusi.

Efek perlindungan lapisan galvanis pada permukaan baja

Cakupan lengkap,-perlindungan tahan lama
Ketika lapisan galvanis masih utuh, laju korosi seng itu sendiri sangat lambat, yang dapat memperpanjang umur baja hingga 15-30 kali lipat. Lapisan galvanis terikat secara metalurgi ke substrat, menutupi secara menyeluruh dan kokoh, serta tahan terhadap kerusakan mekanis.

Korbankan perlindungan anoda ketika terjadi kerusakan parsial
Jika lapisannya rusak sebagian, dasar baja dan seng yang terbuka akan membentuk baterai primer di lingkungan yang lembab. Seng, sebagai anoda (dengan potensial lebih negatif), lebih disukai terkorosi untuk melindungi baja sebagai katoda, yang dikenal sebagai perlindungan "anoda korban".

Adhesi lebih penting daripada ketebalan
Lapisan galvanis sering terkorosi karena sambungan yang lemah. Jika daya rekatnya buruk, meskipun lapisannya tebal, lapisan tersebut akan menimbulkan korosi dan rusak lebih awal, mirip dengan "efek papan pendek pada tong kayu". Oleh karena itu, daya rekat secara keseluruhan merupakan faktor kunci yang mempengaruhi umur perlindungan.

Lapisan galvanis-panas memberi substrat baja tiga-perlindungan korosi berikut:

Lapisan-galvanis hotdip dapat memberikan tiga perlindungan anti-korosi berikut untuk substrat baja:

Perlindungan lapisan isolasi
Dua sifat penting dari lapisan pelindung isolasi adalah daya rekatnya pada logam dan ketahanan ausnya sendiri. Dalam hal ini, galvanisasi hot-menyediakan lapisan isolasi berikat logam keras yang dapat menutupi seluruh permukaan baja dan mengisolasinya dari lingkungan korosif.

Perlindungan lapisan produk korosi
Produk korosi yang terbentuk pada permukaan lapisan galvanis hot-dip akan menyebabkan pemuaian volume, menghalangi celah terputus-putus yang disebabkan oleh pelarutan selektif lapisan, sehingga menghambat korosi lebih lanjut pada lapisan dan mengurangi laju korosi lapisan galvanis pada media korosif lingkungan.

Perlindungan elektrokimia
Untuk area kecil mana pun yang terkena kerusakan yang tidak disengaja, seperti benturan atau goresan, karena potensi negatif seng dibandingkan besi, lapisan-galvanis celup panas lebih disukai terkorosi sebagai anoda korban, sehingga memberikan perlindungan katodik untuk baja.

Keuntungan Proses-Galvanisasi Hot Dip

Dibandingkan dengan metode anti-korosi logam lainnya, galvanisasi hot-dip memiliki keunggulan tak tertandingi dalam hal perlindungan elektrokimia, kepadatan lapisan, daya tahan lapisan, bebas perawatan lapisan, kemampuan beradaptasi terhadap bentuk dan ukuran bagian baja, dan efisiensi produksi yang tinggi.

Baja galvanis hot-dip memiliki keunggulan seperti sifat mampu bentuk, kemampuan las, kemampuan mengecat, dan keuletan yang baik. Teknologi-penggalvanisasi hotdip semakin berkembang menuju produksi-skala besar dan-berbiaya rendah.

Ketebalan dan Umur Lapisan Galvanis

Karena masa pakai lapisan galvanis terutama bergantung pada ketebalannya, permukaannya mudah diperiksa secara visual untuk mengetahui kontinuitas dan kecerahannya, dan pengukur ketebalan magnetik dapat digunakan untuk mengukur dengan mudah dan akurat apakah ketebalannya memenuhi persyaratan standar.

Uji paparan atmosfer menunjukkan bahwa lapisan galvanis hot-dip dengan ketebalan 86 μm memiliki masa pakai 13 tahun di kawasan industri berat, 50 tahun di lingkungan laut, 104 tahun di pinggiran kota, dan 30 tahun di perkotaan.

Umumnya, lapisan galvanis dengan lapisan seng 600 g/m² memiliki masa pakai-bebas perawatan selama 20-50 tahun. Untuk lembaran baja berlapis warna-tanpa galvanis yang digunakan dalam konstruksi, masa pakainya adalah 3-5 tahun, sedangkan lembaran baja berlapis warna dengan substrat galvanis dapat bertahan 20-30 tahun.

Elektrogalvanisasi, umumnya dikenal sebagai "galvanisasi dingin" atau "galvanisasi air"; Ia menggunakan metode elektrokimia untuk menggunakan ingot seng sebagai anoda, di mana atom seng kehilangan elektron dan larut ke dalam elektrolit dalam keadaan ionik. Bahan baja bertindak sebagai katoda, di mana ion seng direduksi menjadi atom seng dan diendapkan pada permukaan baja, membentuk lapisan pengendapan logam atau paduan yang seragam, padat, dan terikat dengan baik.

Alur Proses Elektroplating Seng (Perak-putih / Biru-putih)

Ketebalan Lapisan Berbeda

Galvanisasi hot-dip umumnya menghasilkan lapisan seng yang lebih tebal, biasanya di atas 40 μm, dan bahkan hingga 200 μm atau lebih. Lapisan galvanis hot-dip umumnya 10 hingga 20 kali lebih tebal dibandingkan lapisan elektrogalvanis.

Lapisan elektrogalvanis sangat tipis, sekitar 3–15 μm, dengan berat lapisan hanya 10–50 g/m².

Berat Lapisan Seng Berbeda

Berat lapisan seng lembaran galvanis hot-dip tidak boleh terlalu rendah, umumnya minimum 50–60 g/m² di kedua sisi, dan maksimum 600 g/m². Lembaran elektrogalvanis dapat memiliki lapisan seng yang sangat tipis, dengan minimal 15 g/m², namun untuk mencapai lapisan yang lebih tebal memerlukan kecepatan jalur produksi yang sangat lambat, yang tidak sesuai dengan karakteristik proses jalur produksi modern. Maksimum umumnya 100 g/m². Oleh karena itu, produksi lembaran elektrogalvanis sangat terbatas.

Struktur Mikro Lapisan yang Berbeda

Lembaran galvanis-panas memiliki lapisan gabungan yang sedikit rapuh antara lapisan seng murni dan substrat baja. Lapisan seng murni sebagian besar membentuk spangles seng selama kristalisasi, dan lapisannya seragam serta tidak berpori.

Dalam elektrogalvanisasi, atom seng hanya diendapkan dan diendapkan pada permukaan lembaran baja, dan melekat pada permukaan strip baja melalui gaya fisik. Pori-porinya banyak sehingga sangat rentan terhadap korosi pitting akibat media korosif. Oleh karena itu, lembaran galvanis hot-lebih tahan korosi-dibandingkan lembaran elektrogalvanis.

Proses Perlakuan Panas yang Berbeda

Lembaran-galvanis celup panas umumnya menggunakan-lembaran canai dingin sebagai bahan bakunya. Galvanisasi anil dan hot-dip dilakukan secara kontinyu pada jalur galvanisasi. Strip baja dipanaskan dan kemudian didinginkan dalam waktu singkat, sehingga kekuatan dan plastisitasnya terpengaruh sampai batas tertentu. Performa pengecapannya lebih rendah dibandingkan lembaran canai dingin-serupa yang telah mengalami degreasing dan anil pada jalur produksi profesional.

Lembaran elektro-galvanis menggunakan-lembaran canai dingin sebagai bahan mentah, yang pada dasarnya memastikan kinerja pemrosesan yang sama seperti lembaran-canai dingin. Namun, prosesnya yang rumit juga meningkatkan biaya produksi.

Penampilan Berbeda

Permukaan lapisan galvanis-panas kasar dan cerah, dan dalam kasus yang parah, terdapat spangles seng;

Lapisan elektro-galvanis halus dan kusam (kotor).

Ruang lingkup aplikasi dan proses yang berbeda

Galvanisasi hot dip cocok untuk komponen dan peralatan besar; Lembaran baja galvanis hot dip pertama kali diasamkan untuk menghilangkan oksida besi pada permukaan pipa baja. Setelah pengawetan, bahan tersebut dibersihkan dalam larutan air amonium klorida atau seng klorida atau tangki larutan campuran amonium klorida dan seng klorida, lalu dikirim ke tangki pelapisan celup panas.

Elektrogalvanisasi cocok untuk komponen kecil. Dengan menggunakan larutan pelapisan listrik, aplikasikan elektroda positif dan negatif masing-masing ke pelat baja dan larutan pelapisan listrik.

tinjauan

Galvanisasi hot dip memiliki kemampuan cakupan yang baik, lapisan padat, dan tidak ada kotoran. Ini memiliki keunggulan lapisan yang seragam, daya rekat yang kuat, dan masa pakai yang lama. Galvanisasi hot dip memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap korosi atmosferik dibandingkan galvanisasi elektroplating pada besi logam dasar.

Metode pelapisan listrik untuk pembuatan lembaran baja galvanis memiliki kinerja pemrosesan yang baik, namun lapisannya lebih tipis dan ketahanan terhadap korosi tidak sebaik lembaran baja galvanis-dip panas; Jumlah seng yang menempel pada lembaran galvanis yang disepuh sangat sedikit, hanya galvanis pada dinding pipa bagian luar, sedangkan lapisan celup panas dilapiskan pada bagian dalam dan luar.