آهن سفید و اهمیت استفاده از آن

بدون شک می‌دانید که فلز آهن چه محصول پرمصرفی بوده و با توجه به ویژگی‌هایی که دارد از ابتدای زندگی بشر به عنوان یکی از متریال اولیه در سازه‌ها و صنایع مختلف کاربرد داشته است. با این حال این فلز کاربردی، به طور مداوم در معرض فرسودگی و خطر زنگ زدن قرار دارد و با قرار گرفتن در محیط مرطوب و یا در تماس با اکسیژن هوا سریع اکسید شده و اصطلاحا زنگ می‌زند؛ این زنگ‌زدگی مقاومت و سختی فلز را تا حد زیادی کاهش می‌دهد.

برای حل این مشکل سال‌هاست که نوعی آهن مقاوم به نام آهن سفید یا آهن گالوانیزه تولید می‌شود که در سال‌های اخیر، به یک جایگزین بسیار محبوب برای آهن سنتی و همچنین فلزات و آلیاژهای دیگر تبدیل شده است. حال اینکه آهن سفید یا گالوانیزه چیست و چه تفاوت‌هایی با آهن استاندارد دارد را در این مقاله به طور مفصل شرح داده‌ایم. تا انتهای مطلب همراه ما باشید.

آهن سفید چیست؟

آهن سفید که در اصطلاح به آن آهن گالوانیزه می‌گویند، نوعی آهن است که با یک لایه روی به‌ عنوان لایه محافظتی پوشانده می‌شود. این نوع آهن از مدت‌ها پیش برای کاربردهای بسیاری مورد استفاده افراد بوده است؛ اما در سال‌های اخیر به‌ عنوان یک جایگزین مناسب برای آهن آلات معمولی، بسیار بیشتر از قبل مورد توجه قرار گرفته است؛ به طوری که حیطه کاربرد آن تا حد زیادی گسترش یافته و می‌توان آن را به ‌عنوان یکی از کاربردی‌ترین و مهم‌ترین مصالح ساختمانی معرفی کرد.

اهمیت استفاده از آهن سفید

عنصر سازنده آهن معمولی، تنها آهن است؛ به همین خاطر این محصول تحت تأثیر هوا و رطوبت بوده و اگر در مجاورت آن‌ها قرار بگیرد، می‌تواند دچار تغییرات شیمیایی مثل زنگ زدگی و خوردگی شود. حتماً می‌دانید که ایجاد چنین تغییراتی در سطح آهن بعد از مدتی ترکیبات آن را تغییر داده و کیفیت اولیه را کاهش می‌دهد. اینجاست که آهن سفید یا همان آهن گالوانیزه به عنوان راه حل این مشکل به میان می‌آید.

این محصول که نام دیگر آن آهن استاندارد است، به دلیل اینکه در ساختار خود علاوه بر آهن، یک لایه محافظتی روی دارد، مقاوم‌تر از مورد قبلی است. همین موضوع سبب شده تا ورق فولادی در مقایسه با آهن معمولی در برابر رطوبت و هوا مقاوم بوده و دچار تغییراتی مانند زنگ زدگی و خوردگی نشود.

در واقع مهندسین با گالوانیزه کردن ورق آهن و قرار دادن آن در روی مذاب به صورت شناور، یک لایه محافظتی بر روی آن به وجود می‌آورند که می‌تواند در برابر فرسودگی‌های مختلف از فلز محافظت کند. البته توجه داشته باشید که این لایه همیشگی نبوده و ممکن است در اثر خم شدن، ضربه یا برش از بین برود؛ با این حال نسبت به آهن معمولی از مقاومت بیشتری برخوردار است.

روش تولید آهن سفید

مهم‌ترین نکته در روش تولید آهن سفید فرایند گالوانیزاسیون است. گالوانیزه کردن ورق‌های فولادی برای تولید آهن سفید معمولا به دو روش گالوانیزاسیون گرم و سرد انجام می‌شود. در روش گالوانیزه گرم که همان روش غوطه‌وری است، مانند فرایند قلع اندود کردن یا تولید ورق فولادی با پوشش فلز قلع، فلز جامد را در گودالی که از ماده مذاب پر شده، فرو می‌برند تا فلز روی به ‌عنوان پوشش محافظتی به سطح فلز مذاب چسبیده و یک لایه جدید را تشکیل دهد. روش دیگر گالوانیزه سرد است که در طی آن فلز روی به ‌صورت اسپری یا برس زدن بر روی ورق‌های آهنی پاشیده می‌شود. بنابراین در نهایت با کمک این روش‌ها و قرار دادن فولاد در اسید و محلول کلرید روی آمونیوم، می‌توان آهن سفید را تولید کرد.

کاربرد آهن سفید چیست؟

آهن گالوانیزه برای کاربردها و مصارف گوناگونی تهیه و تولید می‌شود که مهم‌ترین آن‌ها شامل موارد زیر هستند:

لوله کشی و اتصالات

این محصول به خاطر رنگ سفید و براقی که دارد، همیشه به عنوان یکی از پرکاربردترین تجهیزات مورد استفاده در پروژه‌های ساختمانی شناخته می‌شود و در بخش‌های مختلف سازه مثل نمای آن، تاسیسات ساختمان از جمله لوله‌کشی و شیرآلات، کانال‌های هوارسانی و کولر، تولید ساندویچ پانل و مواردی از این قبیل مصرف دارد.

مراکز بهداشتی و سازه های بزرگ

عدم لک‌گیری و تمیزی بالای این فلز سبب شده تا به شستشوی مرتب نیازی نداشته باشد؛ به همین علت در مراکز بهداشتی مانند بیمارستان‌ها و درمانگاه‌ها و یا صنعت لوازم خانگی به ‌صورت لوله بخاری، دودکش، ناودان و ابزار آشپزخانه از جمله کابینت کاربرد زیادی دارد. در ساخت سازه‌های دیگری مانند سوله و سالن‌های بزرگ نیز، آهن سفید در سقف و دیوارها به کار برده می‌شود.

صنایع خودروسازی و دیگر صنایع تولیدی

با ساخت نزدیک به ۸۰ درصد بدنه و شاسی خودرو ها از آهن گالوانیزه می‌توان یکی از کاربردهای مهم این فلز را استفاده در صنعت خودروسازی دانست. آهن سفید همچنین در صنعت برق و ساخت تجهیزات الکتریکی از جمله پانل‌ها، تابلوهای برق و موارد مشابه استفاده می‌شود. کاربرد دیگر آن در صنعت تولید ابزارآلاتی مانند پیچ، مهره و قطعات فلزی بزرگ‌تر است. در واقع می‌توان از آهن گالوانیزه در تمام صنایع و مکان‌هایی که امکان فرسودگی و زنگ‌زدگی برای آهن معمولی وجود دارد، استفاده کرد.

مزایا و معایب استفاده از آهن سفید چیست؟

در قسمت‌های قبلی گفتیم که بسیاری از صنایع مختلف به‌جای آهن معمولی، از آهن گالوانیزه استفاده می‌کنند؛ چرا که این فلز مزایای زیادی برای آن‌ها به همراه دارد. از جمله این مزایا می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• گزینه اقتصادی: فولاد گالوانیزه در ابتدا ممکن است گران‌تر به نظر برسد؛ اما در بلندمدت یک سرمایه‌گذاری خوب به حساب می‌آید؛ چراکه می‌تواند در محیط‌های مرطوب بیش از ۲۰ سال در تماس با رطوبت دوام داشته باشد. علاوه بر این، گالوانیزه کردن در واقع ارزان‌تر از بسیاری از پوشش‌های فولادی محافظ دیگر مثل انواع پوشش قلع است.
• نیاز به نگهداری کم: فولادی که فاقد پوشش محافظ است، برای حفظ ظاهر و ایمنی ساختار محصول نیاز به نگهداری بیشتری دارد؛ بنابراین آهن سفید با وجود لایه محافظتی روی، به نگهداری زیادی احتیاج نخواهد داشت.
• دوام طولانی: پوشش‌های فولادی گالوانیزه می‌توانند در محیط‌های متوسط، عمری نزدیک به ۵۰ سال نیز داشته باشند و در برابر تماس‌های آلودگی شهری و ساحلی مقاومت کنند.
• محافظت بی‌نظیر: هر سانت از آهن گالوانیزه از مقاومت بسیار بالایی برخوردار است که شامل لبه‌های تیز و شکاف‌های سخت می‌شود. به همین دلیل در برابر انواع ضربه‌ها و فشارها تا حد زیادی مقاومت نشان داده و به سادگی ساختار خود را از دست نمی‌دهد.
• تولید سریع: فرایند گالوانیزه کردن سریع و آسان است. در واقع می‌توان یک پوشش محافظ کامل را تنها در چند دقیقه به آهن معمولی اضافه کرد.

با وجود تمام مزایای گفته شده، این محصول معایبی نیز دارد که از جمله آن‌ها می‌توان موارد زیر را نام برد:

• آهن گالوانیزه در مقایسه با ورق استیل از مقاومت کمتری برخوردار است.
• این نوع آهن قابلیت جوش نسبتاً پایینی داشته و جوش‌دادن آن نیاز به شرایط مخصوصی دارد.
• می‌توان گفت عیب بزرگ آهن سفید قیمت بسیار بالای آن نسبت به آهن معمولی است.

آهن سفید چطور تولید می‌شود؟

نحوه کار در خط تولید آهن سفید به این صورت است که در ابتدا آهن معمولی به منظور چربی‌زدایی در محلول تمیزکننده قرار می‌گیرد. پس از تمیز شدن آهن، نوبت استفاده از اسیدسولفوریک گرم است که به کمک آن ورق فولادی رقیق می‌شود. در مرحله بعدی آهن باید توسط یک محلول روی که معمولا محلول کلرید روی - آمونیوم است، شار شود.

پس از آن، ورق فلزی که در حالت عادی جامد است، به کوره انتقال داده می‌شود تا به حالت مایع تغییر شکل دهد. با مایع شدن آهن، فرایند گالوانیزه شدن آن با قرار دادن فولاد در یک گودال مذاب روی انجام می‌شود تا در نهایت بعد از سرد شدن، یک لایه پوششی از همین جنس بر روی آهن تشکیل شود. فراموش نکنید که در آخر حتما باید آهن سفید تولیدشده را از نظر پوشش و سازگاری بررسی کرد و به طور کامل از کیفیت آن مطمئن شد.

چه برندهایی آهن سفید را تولید می‌کنند؟

همان‌طور که گفتیم آهن سفید از پرکاربردترین ورق‌های فولادی است که در انواع، ابعاد و سایزهای مختلفی تولید می‌شود و در پروژه‌های متنوعی مورد استفاده قرار می‌گیرد. اگر بخواهیم قیمت این محصولات فولادی را بررسی کنیم، باید بگوییم که این فاکتور در آهن گالوانیزه بر اساس آلیاژهای مختلف آن، روش‌های تولید و برندهای تولیدکننده تعیین خواهد شد.

در کشور ما نیز کارخانه‌ها و برندهای زیادی در حال حاضر به تولید ورق‌های فولادی از جمله آهن سفید مشغول هستند که محصولات آن‌ها از کیفیت زیادی هم برخوردار است. به طور مثال یکی از این برندها کارخانه فولاد مبارکه اصفهان است که از سال ۱۳۷۲ در حوزه تولید فولاد فعالیت داشته و با تولید متنوع‌ترین ورق‌های فولادی به‌ عنوان یکی از بزرگ‌ترین کارخانه‌های کشور در صنعت فولاد شناخته می‌شود.

علاوه بر این، مجموعه‌های دیگری مانند شرکت فولاد هرمزگان، فولاد سبا و فولاد امیرکبیر کاشان از زیرمجموعه‌های فولاد مبارکه اصفهان به حساب می‌آیند. برندهای دیگر تولیدکننده آهن گالوانیزه شامل مجتمع فولاد گیلان، شرکت ورق خودرو شهرکرد، شرکت صنایع هفت الماس و تارزار چهار محال و بختیاری می‌شود که همگی از بزرگ‌ترین کارخانه‌های مشغول در این زمینه بوده و با ارائه محصولات فولادی باکیفیت توانسته‌اند به برندی نام‌آشنا در بازار تبدیل شوند.

الزامات سلامتی برای استفاده از آهن سفید

برای جلوگیری از خوردگی پوشش روی در طی فرایند تولید آهن سفید، باید از تماس بین اقلام گالوانیزه و مس با آهن خالص یا فولاد اجتناب کرد. آهن گالوانیزه برای تمام فلزات به جز سرب، قلع، روی و آلومینیوم خورنده به حساب می‌آید. همچنین توجه داشته باشید که پوشش روی بر روی آهن گالوانیزه ممکن است توسط موارد زیر خورده شود:

• اسیدها که به طور ویژه در برابر خوردگی آسیب‌پذیر هستند؛ مثل اسید گوگرد تولید شده توسط سولفید
• هیدروژن
• دی‌اکسید گوگرد
• آلودگی در فضای شهری

تفاوت آهن سفید و آهن معمولی

می‌توان گفت که اصلی‌ترین تفاوت بین این دو ورق فولادی مربوط به ویژگی مقاومت است که در آهن گالوانیزه بیشتر از آهن معمولی است؛ چراکه در فرایند تولید آهن سفید از یک لایه محافظتی روی استفاده شده تا این محصول در برابر رطوبت و اکسیژن که منجر به فرسایش می‌شوند، مقاومت بیشتری داشته باشد. تفاوت بعدی بین آهن سفید و آهن معمولی مربوط به وزن آن‌ها است. آهن گالوانیزه در مقایسه با آهن معمولی، سبک‌وزن‌تر است. با این حال وزن بیشتر آهن سبب شده تا از پایداری نسبتا زیادی نیز برخوردار باشد و همین ویژگی، آن را برای کاربردهایی که به مصالح و تجهیزات ضخیم احتیاج دارند، مناسب می‌کند. در آخر می‌توان اصلی‌ترین فرق بین این دو ورق را در قیمت آن‌ها دانست که آهن گالوانیزه با توجه به قابلیت‌هایی مانند مقاومت بالا نسبت به آهن معمولی گران‌‌تر است و معمولا برای پروژه‌هایی که نیاز به استحکام زیادی نیست، استفاده می‌شود.

سخن پایانی

با تمام گزینه‌های متنوعی که در بازار محصولات فولادی وجود دارند، انتخاب فلز مناسب برای پروژه ساخت‌وساز یا طراحی زینتی می‌تواند دشوار باشد اما نمی‌توان آهن گالوانیزه را نادیده گرفت. این ورق فولادی نه‌تنها روکش شیکی دارد، بلکه پوشش آن مقاومت سختی در برابر سایش، پارگی و زنگ‌زدگی از خود نشان می‌دهد که می‌تواند تا سال‌های سال از سازه شما بدون زنگ‌زدگی در برابر فرسایش محافظت کند.