ما هي الجلفنة ورقة بحث عربية

الجلفنة 

الجلفنة  : هي تلك العملية التي يتم فيها  تغطية الحديد بطبقة رقيقة  من الزنك ( الخارصين )  لمنع التآكل الكيميائي للحديد  .

تعتبر الجلفنة أشهر طريقة متبعة في العالم لهذه الغاية .

طرق الجلفنة :

       1- التغطيس أو الجلفنة الساخنة ( الأشهر والأكثر أهمية وفاعلية والأصعب والأكثر كلفة والأكثر انتشاراً )

       2 – الدهان الغني بالزنك أو   الجلفنة الباردة ( الأقل تكلفة والأقل استعمالا  والأقل فاعلية يستخدم المواد الجانبية من الجلفنة (البودرة)كمادة أولية  يمكن أن يستخدم  بعد لحام أو قص الحديد المجلفن أو القطع التي يصعب جلفنتها

       3- الطلاء الكهربائي : الجلفنة على البارد : ( غالي الثمن اقل فاعلية من الطريقة الأولى وينتج مواد ملوثة اكثر من الطرق الاخرى وهو يستعمل لقطع صغيره حمايته اقل  من التغطيس وتكلفته تقارب تكلفة التغطيس مظهره  رائع يستخدم في الديكور كثيرا) .

الطرق الثلاث يجب أن تتم فيها معالجة السطح  من الصدأ والزيوت والشحوم  إلا أن الطريقة الثانية ممكن أن تتم بدون تنظيف وتصبح مثل الدهان العادي . ويقشر السطح بسرعة

لازالت  الجلفنة على الساخن او التغطيس الأكثر استعمالاً في العالم ؛ حيث أن 75% من استهلاك الزنك يذهب الى الجلفنة  وخاصة في الدول التي تكون الرطوبة فيها عالية  وكذلك تلك التي  تملك معدل أمطار عالي .

تعتمد الجلفنة  وطبيعة الوحدات المساندة لها على مواصفات  البلد الموجودة فيها المنشأة ومن العوامل المؤثرة توفر المواد الخام  والمياه وأسعار الطاقة  ومواصفات المياه العادمة  والمتطلبات البيئية  لهذا البلد .

   من الدول التي تكثر فيها الجلفنة الولايات المتحدة  وارويا الغربية ،  كذلك الهند والصين . لكن  الدول العربية وخاصة بلاد الشام تكاد تكون صناعة الجلفنة فيها نادرة . السعودية ومصر من الدول الرائدة عربيا  في هذا المجال.

 وحتى تنجح صناعة الجلفنة لابد من توفر مايلي 

1-    الطاقة والمواد الخام مثل الحديد .

2-  المياه 

3-  وحدات المياه العادمة سواء في المصنع او من قبل مجمعات صناعية او شركات خاصة .

4- توفر الأسواق .

5-  البنية الصناعية للبلد 

6 - توفر الايدي العاملة المدربة  .

7- وجود مشاريع بنية تحتية تحتاج لهذه الصناعة او تشجيع فتح اسواق خارجية وتقديم تسهيلات .

تقاس الان التقدم بكمية الزنك المستهلكة لكل بلد .

**********HOT DIP GALVANIZING********

  

  ***** *    الجلفنة --------------  بالتغطيس *******  

        

مؤشرات حول استهلاك الزنك في الجلفنة  على الساخن :

أثناء عملية الجلفنة على الساخن تحصل عملية واحدة مرغوب فيها لإستهلاك الزنك وتلبي رغبة الزبون عدا ذلك  فان

 العمليات الأخرى تؤدي إلى  استهلاك زنك غير مستفاد منها   ويجب الحد منها ولذلك يجب أن تؤخذ كل عملية على حدى

 لتحقيق الهدف النهائي وهو  تطبيق المواصفة المعمول بها بأقل كمية زنك ممكنة .

1- عملية التحضير  : تتم عبر  عدد من المراحل تهدف إلى  تنظيف السطح المراد جلفنته وتجهيزه للتغطيس وهي :

• إزالة الشحوم والمواد الزيتية : 

لا تأثير له على  استهلاك الزنك بشكل مباشر ، أول مادة استخدمت لازالة الشحوم هي : هيدروكسيد الصوديوم وهي شائعة  ولازالت  مستخدمة في بعض المعامل  ، وهي فعالة وتعمل على حرارة عالية  ( تحتاج لمراقبه الحرارة باستمرار لان مراقبتها تقلل من استهلاك الوقود ويزيد عمر المرجل أو البويلر . ومن سيئات هذه المادة أنها تزيد من استهلاك الاسيد .

تحتاج لحوض غسيل بعدها  مما يجعل استخدامها في الدول التي  تشح فيها المياه أمر صعب  يمكن ان يصل التوفير في هذا الحوض  حتى خمسة آلاف دولار سنوياً . إذا تم مراقبة ثوابته بشكل جيد .

 المواد الحديثة :

• مواد منظفه قاعدية تشبه الصودا لها نفس مشاكل الصودا وميزاتها إلا أنها تعمل على تركيز اقل من الصودا
• مواد منظفة متعادلة  تحتاج تسخين تركيزها اقل من الصودا  ولا تحتاج لحوض غسيل  بعدها فهي جيدة للدول التي تشح فيها المياه توفر في استهلاك المياه وتقلل كمية المياه العادمة.
• مواد منظفة حامضية تقلل من استهلاك الاسيد لا تحتاج للتسخين ، وتوفر في استهلاك المياه والمواد العادمة وتوفر من 10 % من كمية الوقود  الكلية  وتقلل الحمل على المرجل أو البويلر إلا أن فاعليتها أقل  وتحتاج لحوض مقاوم للحوامض  . ومن مساوئها أنها غير ملائمة لجلفنة المواسير .

يوجد فحوصات  بسيطة لمعرفة  نجاح إزالة الشحوم أو لا ، إذا وجد خلل في العملية   فان الأحواض التي تليها يكثر على سطحها  الشحمة والزيوت   .

أحواض الحامض :

له تأثير بشكل كبير على استهلاك الزنك  فهو يزيد الدروس أو الزفرة كما أنه يزيد من سمك  طبقة الزنك هذه المرحلة مهمة جداً  ذلك يجب  أن  يفحص بشكل مستمر من قبل الفنيين .

يضاف مع الاسيد بعض الإضافات  التحسينية التي تقلل من طبقة الزنك  . يمكن أن يوفر ما معدله من  خمسة الى   ثلاثين طن زنك سنوي إذا تم التشغيل تحت الظروف المثالية وحسب السعة الإنتاجية للوحدة  .

يجب أن يكون هناك حوض أو حوضين  غسيل  بعد الاسيد .

حوض الفلكس :

يزيد استهلاك الزنك بشكل حاسم إذا لم يراقب  بشكل دائم ومستمر  وله تأثير على سماكة الجلفنة  .

حوض الزنك :

الزيادة عن الحد الأدنى في سماكة طبقة الزنك المطلوبة ناجمة عن  :-

·        نوعية المعدن :

 يوجد أنواع من المعادن لها القابلية على التفاعل مع الزنك أثناء التغطيس ولتقليل سماكة الزنك يجب الانتباه إلى 

  مدة التغطيس ودرجة حرارة الحوض و تقليلها قدر الإمكان عند ارتفاع نسبة السليكون في الحديد .

.

·        زيادة زمن التغطيس يؤدي إلى :

1.      عيوب في سطح القطعة المجلفنة  مثل وجود ثقوب في طبقة الجلفنة.وارتفاع حاد في سماكة الزنك ، وزيادة تشكل الدروس 

2.      بالنسبة لجلفنة القطع التي سماكة الحديد قليلة يجب الانتباه إلى مدة التغطيس  فمن الممكن تلفها كلياً 

·        عدم إهمال الإجراءات العلمية :

    تأثير التحضير الأولى والتجفيف:

    أن زيادة درجة الحرارة وزيادة التغطيس تزيد من سماكة طبقة الزنك وهذا معروف بشكل عام ولكن الأقل معرفة هو أن درجة         نقاوة الزنك لها تأثير على استهلاك الزنك أكاسيد وأشياء مؤثرة على النقاوة في الحوض تزيد لزوجة الزنك مما يزيد استهلاك       الزنك .

أثناء الإنتاج  :

يجب المحافظة على نقاوة حوض الزنك المنصهر باستعمال بطاطا أو خشب طازج أو أكاسيد  بعض المواد الخاصة وخصوصا إذا كان الحوض  يحتوي على بودرة.

·        عدم إهمال مراقبة سماكة طبقة الزنك لتقليل استهلاك الزنك :

 لتقليل استهلاك طبقة الزنك فان مراقبة سماكة طبقة الزنك المستمرة لها عظيم الأثر خاصة في المنتجات الكبيرة والإنتاج                المستمر لنفس القطع وهذه المراقبة تحتاج إلى استعمال الأجهزة الخاصة لقياس السماكة .

 ارتفاع كمية الدروس : الزفرة

·         دخول بعض أملاح الحديد في الى حوض الزنك المصهور  :

·          حسب المراجع فان كل 1غم حديد في حوض الزنك يتفاعل مع 25 غم زنك مكون مادة الدروس او الزفرة  ، الحديد ينتج  من           نقل أملاح  الحديد  كذلك من تفاعل الزنك المنصهر الحديد عموماً بما فيها تفاعل الزنك مع جدران الحوض ؛  لذا فإن التقليل من       أملاح  الحديد مهم جداً لخفض كمية دروس وكذلك التجفيف له دور مهم ،وإهمال الأمور السابق يزيد 10% إلى 20% من استهلاك الزنك .

 انخفاض درجة الحموضة وارتفاع نسبة الحديد في الأحواض لها اثر سيئ  وتقليل درجة حرارة  أو مدته يتسببان  في زيادة تكوين أملاح الحديد ( دروس ) ظهور عيوب على سطح المواد المجلفنة تؤثر في تآكل هذه المواد .

·       ارتفاع درجة حرارة حوض الزنك ودرجة حرارة جدران الحوض :

       من المعلوم أن التفاعل بين الحديد والزنك يزيد بازدياد درجة الحرارة . هذه القاعدة تؤثر في تكوين الدروس وفي تأثير الزنك المنصهر على المواد المجلفنة وجدران الحوض وتقليل عمره .

لهذا السبب يجب إن تبقى درجة الحرارة أقل ما يمكن ، إن الدروس الناتج من تفاعل الزنك مع جدران الحوض يجب أن تؤخذ دائما بعين الاعتبار عندما تقل سماكة الجدار 10ملم نتيجة استمرار الإنتاج سيذهب نتيجتها حوالي 810 كغم / متر مربع حديد من الحوض مما يؤدي إلى تكون حوالي 2 طن متري دروس .

·   الخطأ أثناء الإنتاج: عند ازالة الدروس من الحوض يجب أن تبقى الاداة فوق سطح الحوض حتى يصبح خروج الزنك من ثقوب الأداة قليل عندها يجب الإسراع في تفريغها وتكسير الدروس.

·   عند ملائمة المادة المكونة لحوض الزنك على الشركات المنتجة لأحواض الزنك الحرص على عدم تجاوز  نسبة السليكون الحد المسموح به وهو( 0.06% ) يوجد بعض التجاوزات من قبل الشركات الصانعة لذلك يجب التركيز على هذا الأمر .

·   تفاعل الزنك المنصهر مع الهواء يكون رماد الزنك وهو خليط من أكسيد الزنك وكلوريدات ومواد متعددة منها أكاسيد معادن و مخلفات حامضية .

ويتكون هذا الرماد من تفاعل الزنك المنصهر مع الأكسجين هذا التفاعل لا يوجد ما يعقيه أو يمنعه ولكن من الممكن تقليله) 

الألومنيوم  

يستخدم  الألمنيوم والذي له قابلية التفاعل مع الأكسجين أكثر من الزنك  لذلك تتكون سبيكة من الألمنيوم  Al2O3  والتي تقلل من التفاعل بين الزنك والأكسجين أو تعيقه ولذا نجد أن نسبة الألمنيوم في الرماد أكثر منها في المصهور أن سرعة الأكسدة على الحوض تتعلق بدرجة الحرارة تبادل الهواء فوق الحوض  و تركيب  الزنك لذا يجب أن :

1.      المحافظة على درجة حرارة الحوض أقل ما يمكن

2.      يجب وضع الشفاطات الجانبية بحيث لا يتكون تيار هوائي مستمر على سطح الحوض .

3.      التقليل من عدد مرات التنظيف ، فزيادة عملية التنظيف تتكون كمية  أكبر من الاش إذ يصبح الزنك النظيف في حالة حركة و تلامس مباشر مع الهواء.

4.      عملية التنظيف يجب أن تتم بكل هدوء وبطئ على السطح العلوي فقط ومحاولة عدم تغطيس وسيلة التنظيف في الزنك .

·              الشوائب 

1.      تعرف الشوائب أنها جميع  المواد  التي تنتج من أجزاء المعادن النظيفة مع أجزاء المواد المؤثرة الجافة والمنقولة إلى الزنك المنصهر مثل بقايا الشحوم والأملاح المعدنية والرطوبة العالقة 

2.      الرطوبة لها تأثير غير مرغوب فيه مع سطح الحوض مما يؤدي إلى ارتفاع الأكسيد الناتج .

3.      جميع هذه الشوائب تتفاعل إما مع سطح الزنك وتزيد من لزوجته أو تتراكم  على السطح مما يزيد من تنظيف السطح وهذا يزيد من كمية الدروس الناتج .

·    استخدام المواد المؤثرة :

  بعض أجزاء المواد المؤثرة تتفاعل مع الزنك في الحوض وتكون الرماد لذا يجب التقليل من استخدام هذه المواد                              وتكون نتائجها زيادة الكلوريد في الرماد مما يقلل من سعره

·      ثقوب مغرفة الرماد تيجب أن لا تنغلق؛ كي لا تعيق جريان الزنك السائل منها لذلك يجب أن تبقى الثقوب مفتوحة .

·         أسباب تلف حوض الزنك  

1-     حمل أملاح الحديد الذائبة المحلولة على سطح القطع المراد جلفنتها إلى داخل الحوض كنتيجة  لعدم كفاءة الفلكس أو تجفيفه

2-           ارتفاع درجة حرارة الزنك عن 470م او خطأ في نظام التسخين .

3-           عدم إتباع التعليمات الفنية لسحب الدروس .

4-           زيادة الإنتاج عن الحد المقرر

5-           فروقات عالية وسريعة في الحرارة.