أنابيب مجلفنة بالغمس الساخن
ما هو الأنبوب المجلفن بالغمس الساخن؟
الجلفنة بالغمس الساخن هي عملية طلاء الأنابيب الفولاذية بطبقة من الزنك.يتم تنظيف الأنبوب أولاً ثم تسخينه إلى درجة حرارة أعلى من نقطة انصهار الزنك. ثم يتم غمس الفولاذ في حوض من الزنك المنصهر، حيث يتم الاحتفاظ به لفترة من الوقت. أثناء هذه العملية، يتفاعل الزنك مع الفولاذ لتشكيل طبقة رقيقة من سبيكة الزنك ذات اللون الفضي. تساعد هذه الطبقة على حماية الفولاذ من التآكل والصدأ. غالبًا ما يتم استخدام أنبوب HDG في البناء والتطبيقات الأخرى حيث يتعرض الفولاذ للعناصر. يتوفر أيضًا أنبوب فولاذي مجلفن مسبقًا، والذي تم طلائه بطبقة من الزنك قبل تشكيله في شكل أنبوب.
جدول المحتويات
تطبيق الأنابيب المجلفنة بالغمس الساخن
تُستخدم أنابيب الصلب المجلفنة بالغمس الساخن في الغالب في نقل الفحم والغاز والبخار. وقد استُخدمت كأنبوب مياه، ولكن بعد بضع سنوات، ظهرت الكثير من الصدأ في الأنبوب، وتحول الماء إلى اللون الأصفر بسبب حمل أكسيد الحديد. ولم يلوث الماء الأطباق أو غيرها من المعدات الصحية فحسب، بل حمل أيضًا البكتيريا المتولدة على السطح الداخلي للسطح الداخلي غير الأملس. ونتيجة للتآكل، تحتوي المياه على كمية زائدة من العناصر المعدنية الثقيلة، مما يضر بصحة الناس. ونتيجة لذلك، منذ ستينيات القرن العشرين، حظرت الدول المتقدمة بشكل مطرد استخدامها كأنبوب مياه. في حين يتم استخدام الأنابيب المجلفنة بالغمس الساخن بشكل متزايد في مشاريع البناء بسبب مقاومتها الممتازة للتآكل وتكلفتها المنخفضة مقارنة بالطلاءات الأخرى.
أبعاد وأحجام الأنابيب المجلفنة بالغمس الساخن
| DN | O.D. | W.T. | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Inch | mm | SCH5S | SCH10S | SCH10 | SCH20 | SCH30 | SCH40 | SCH60 | SCH80 | SCH100 | SCH120 | SCH140 | SCH160 | Sth | XS | XXS | |
| 50 | 2″ | 60.3 | 1.65 | 2.77 | – | – | – | 3.91 | – | 5.54 | – | – | – | 8.74 | 3.91 | 5.54 | 11.07 |
| 65 | 2 1/2″ | 73 | 2.11 | 3.05 | – | – | – | 5.16 | – | 7.01 | – | – | – | 9.53 | 5.16 | 7.01 | 14.02 |
| 80 | 3″ | 88.9 | 2.11 | 3.05 | – | – | – | 5.49 | – | 7.62 | – | – | – | 11.13 | 5.49 | 7.52 | 15.24 |
| 90 | 3 1/2″ | 101.6 | 2.11 | 3.05 | – | – | – | 5.74 | – | 8.08 | – | – | – | – | 5.74 | 8.08 | – |
| 100 | 4″ | 114.3 | 2.11 | 3.05 | – | – | – | 6.02 | – | 8.58 | – | 11.13 | – | 13.49 | 6.02 | 8.56 | 17.12 |
| 125 | 5″ | 141.3 | 2.77 | 3.4 | – | – | – | 6.55 | – | 9.53 | – | 12.7 | – | 15.88 | 6.55 | 9.53 | 18.05 |
| 150 | 6″ | 168.3 | 2.77 | 3.4 | – | – | – | 7.11 | – | 10.97 | – | 14.27 | – | 18.26 | 7.11 | 10.97 | 21.95 |
| 200 | 8″ | 219.1 | 2.77 | 3.76 | – | 6.35 | 7.04 | 8.18 | 10.31 | 12.7 | 15.09 | 18.26 | 20.62 | 23.01 | 8.18 | 12.7 | 22.23 |
| 250 | 10″ | 273.1 | 3.4 | 4.19 | – | 6.35 | 7.8 | 9.27 | 12.7 | 15.09 | 18.26 | 21.44 | 25.4 | 28.58 | 9.27 | 12.7 | 25.4 |
| 300 | 12″ | 323.9 | 3.96 | 4.57 | – | 6.35 | 8.38 | 10.31 | 14.27 | 17.48 | 21.44 | 25.4 | 28.58 | 33.32 | 9.53 | 12.7 | 25.4 |
| 350 | 14″ | 355.5 | 3.96 | 4.78 | 6.35 | 7.92 | 9.53 | 11.13 | 15.09 | 19.05 | 23.83 | 27.79 | 31.75 | 35.71 | 9.53 | 12.7 | – |
| 400 | 16″ | 406.4 | 4.19 | 4.78 | 6.35 | 7.92 | 9.53 | 12.7 | 16.66 | 21.44 | 26.19 | 30.96 | 36.53 | 40.49 | 9.53 | 12.7 | – |
| 450 | 18″ | 457.2 | 4.19 | 4.78 | 6.35 | 7.92 | 11.13 | 14.27 | 19.05 | 23.83 | 39.36 | 34.93 | 39.67 | 45.24 | – | – | – |
| 500 | 20″ | 508 | 4.78 | 5.54 | 6.35 | 9.53 | 12.7 | 15.09 | 20.62 | 26.19 | 32.54 | 38.1 | 44.45 | 50.01 | – | – | – |
| 550 | 22″ | 558.8 | 4.78 | 5.54 | 6.35 | 9.53 | 12.7 | – | 22.23 | 28.58 | 34.93 | 41.28 | 47.63 | 53.98 | – | – | – |
| 600 | 24″ | 609.6 | 5.54 | 6.35 | 6.35 | 9.53 | 14.27 | 17.48 | 24.61 | 30.96 | 38.89 | 46.02 | 52.37 | 59.54 | – | – | – |
عملية إنتاج الأنابيب المجلفنة بالغمس الساخن
تتضمن صناعة الأنابيب المجلفنة بالغمس الساخن ثلاث خطوات أساسية: تحضير السطح، والجلفنة، والتفتيش.
- تحضير السطح
ربما يكون تحضير السطح هو الخطوة الأكثر أهمية في العملية لأنه يحدد جودة الجلفنة وعمر خدمة الأنبوب. يجب أن ننتبه إلى تحضير السطح، وإلا فإن الجزء غير النظيف من الأنبوب سيبقى غير مطلي.
- ثلاث خطوات أثناء تحضير السطح
- إزالة الشحوم – تعتبر مرحلة إزالة الشحوم جزءًا مهمًا من عملية تحضير السطح لأنابيب الجلفنة بالغمس الساخن. تزيل هذه المرحلة الملوثات مثل الزيوت والشحوم والمواد العضوية الأخرى من سطح الأنبوب. الطريقة الأكثر شيوعًا لإزالة الشحوم من أنابيب الجلفنة بالغمس الساخن هي الغمر في حمام محلول. قد يكون حمام المحلول إما محلولًا قلويًا أو محلولًا قائمًا على المذيبات. يمكن أيضًا تقليل شحوم أنابيب الجلفنة بالغمس الساخن عن طريق التفجير بالثلج الجاف أو الرمل أو الوسائط الكاشطة الأخرى. بمجرد اكتمال مرحلة إزالة الشحوم، من المهم تنظيف سطح الأنبوب جيدًا لإزالة أي بقايا محلول. سيضمن هذا أن طلاء الجلفنة بالغمس الساخن يمكن أن يلتصق بشكل صحيح بسطح الأنبوب.
- التخليل – عند تحضير سطح الأنبوب للجلفنة بالغمس الساخن، من المهم إزالة أي شوائب يمكن أن تؤثر على جودة الطلاء. إحدى الطرق للقيام بذلك هي التخليل، والذي يتضمن غمر الأنبوب في محلول حمضي. يقوم هذا المحلول بتفتيت أكسيد الحديد الموجود على سطح الأنبوب، مما يترك سطحًا نظيفًا جاهزًا للطلاء بالزنك. يتبع التخليل عادةً عملية النفخ بالرمل أو التنظيف الكيميائي، مما يعمل على تحضير السطح بشكل أكبر لعملية الجلفنة بالغمس الساخن.
- الصهر – يعد الصهر جزءًا مهمًا من عملية تحضير السطح للأنابيب المجلفنة بالغمس الساخن. من خلال إزالة الأكاسيد والشوائب الأخرى من سطح الأنبوب، يساعد الصهر في ضمان رابطة أقوى بين طلاء الزنك والصلب. يمكن استخدام العديد من الصهرات المختلفة لهذا الغرض، ولكن كلوريد الزنك والأمونيوم هو الخيار الشائع. يساعد هذا المحلول في منع أكسدة الزنك أثناء عملية الجلفنة، مما قد يؤدي إلى ضعف الطلاء. لصهر سطح الأنبوب، يتم تنظيفه أولاً بمذيب أو مادة كاشطة. ثم يتم وضع محلول كلوريد الزنك والأمونيوم على السطح، ويتم تسخين الأنبوب لإزالة أي شوائب متبقية. تضمن هذه العملية أن يكون سطح الأنبوب نظيفًا وجاهزًا لعملية الجلفنة بالغمس الساخن.
- الجلفنة
الجلفنة هي عملية يتم فيها طلاء المعدن بالزنك لحمايته من التآكل. يمكن أن يكون الحمام باردًا أو ساخنًا، ولكن تتم معظم عمليات الجلفنة عند درجات حرارة تتراوح بين 840 و850 درجة فهرنهايت. يصبح الزنك منصهرًا عند هذه الدرجات، ويلتصق بسطح المعدن. بمجرد إخراج القطعة من الحمام، يُسمح لها بالتبريد في الهواء. يشكل هذا طبقة رقيقة من الزنك على سطح المعدن تحميه من التآكل. غالبًا ما تُستخدم الجلفنة على الفولاذ لحمايته من الصدأ، ولكن يمكن استخدامها أيضًا على معادن أخرى مثل الحديد والنحاس.
- تقتيش
إن فحص طبقة الأنابيب المجلفنة بالغمس الساخن أمر بالغ الأهمية لضمان جودة طلاء الزنك. يجب أن تكون الطبقة ذات سمك كافٍ لحماية الزنك من التآكل. يجب فحص سمك الطبقة ومظهرها بانتظام باستخدام معدات مراقبة الجودة المناسبة. يمكن قياس سمك الطبقة باستخدام ميكرومتر أو مقياس سمك الطلاء. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تغطي طبقة الزنك جميع أسطح الأنبوب بالتساوي، بما في ذلك القطر الداخلي واللحامات. يجب فحص مظهر الطبقة بحثًا عن بثور أو ثقوب صغيرة أو بقع عارية. يجب إصلاح أي مناطق غير مطلية بشكل صحيح على الفور. من خلال الفحص المنتظم للأنابيب المجلفنة بالغمس الساخن، يمكن منع فشل الطبقة ومراقبة الجودة.
أنبوب مجلفن بالغمس الساخن مع طرف ملولب
تُعرف الوصلات الملولبة، والتي تُستخدم عادةً في الأنابيب المجلفنة بالغمس الساخن مقاس 3 بوصات أو الأحجام الأصغر، باسم الأنابيب الملولبة. يمكن بناء الأنابيب الملولبة والتجهيزات الملولبة بسرعة دون الحاجة إلى اللحام أو غير ذلك من وسائل التثبيت الدائمة باستخدام أخاديد مدببة محفورة في نهايات خط الأنابيب. يُعد خيط الأنابيب الوطني أكثر خيط أنابيب استخدامًا (NPT).
الفرق بين الجلفنة بالغمس الساخن والجلفنة المسبقة
يمكن أيضًا استخدام نهج آلي لطلاء الأنابيب المجلفنة مسبقًا وفقًا لمعيار EN 10240. تكون فترات الغمر قصيرة، وقد يتم دفع البخار إلى تجويف الأنبوب بعد الاستخراج لإنشاء سطح أملس. على الرغم من إمكانية الحصول على سماكات طلاء تتراوح بين 45 و55 مترًا، فإن الجزء الأكبر من المنتجات المصنعة لها طبقة أرق بكثير تتراوح بين 20 و30 مترًا.
نظرًا لأن مكونات الأنابيب المجلفنة مسبقًا غالبًا ما يتم غمرها في محلول الجلفنة لفترة وجيزة فقط، فإن الطلاء رقيق إلى حد ما. ينتج عن الجلفنة بالغمس الساخن طلاء زنك أكثر سمكًا من الجلفنة المسبقة، مما يوفر حماية فائقة من الصدأ والتآكل، خاصة للأنابيب التي تُستخدم بانتظام في الهواء الطلق وتتعرض للثلج والجليد والمطر والملح.
يجب أن يفي طلاء الزنك على صفائح الفولاذ بمتطلبات ASTM A525 Grade G90 وG120. يجب أن يكون الوزن الإجمالي للزنك على الأسطح الخارجية والداخلية بين 0.90 أوقية/قدم مربع (أو 0.45 أوقية/قدم مربع لكل جانب) و1.20 أوقية/قدم مربع (أو 0.60 أوقية/قدم مربع لكل جانب). لا تنطبق أوزان الطلاء هذه على المنطقة الملحومة الداخلية.
| ميزة | الجلفنة بالغمس الساخن | الجلفنة المسبقة |
|---|---|---|
| سمك الطلاء | طلاء سميك بمتطلبات متوسطة لا تقل عن 45-85 ميكرومتر ضمن BS EN ISO 1461 | قد يختلف سمك الطلاء، لكنه عادة ما يكون حوالي 20 ميكرومتر للألواح و20-30 ميكرومتر للأنابيب |
| طلاء مستمر | طلاء مستمر على الجسم بأكمله | المنطقة غير المطلية عند الحواف المقطوعة |
| طلاء السندات | رابطة معدنية قوية مع الفولاذ الأساسي | رابطة معدنية قوية مع الفولاذ الأساسي |
| قابلية تشكيل الطلاء | لا ينصح بالتشكيل بعد الجلفنة بالغمس الساخن لأنه قد يؤدي إلى إتلاف الطلاء | يمكن تكوين طبقة رقيقة بشكل طبيعي دون أي ضرر |
| مظهر الطلاء | عادة ما يكون ساطعًا، ولكن يمكن أن يكون متغيرًا | عادة مشرقة |
| مقاومة التآكل | طبقة أكثر سمكًا من سبيكة الزنك والحديد الصلبة توفر مقاومة عالية للتآكل | طبقة سبيكة رقيقة ذات مقاومة منخفضة للتآكل |
| الحماية التضحية | تقديم أعلى مستوى من الحماية التضحية | حماية تضحية منخفضة بسبب طلاء الطبقة الرقيقة وفي بعض المناطق غير المطلية (الحواف المقطوعة) |
تاريخ الجلفنة بالغمس الساخن
منذ عام 1742، تم استخدام طريقة الجلفنة بالغمس الساخن لتوفير حماية طويلة الأمد من التآكل دون الحاجة إلى صيانة وبتكلفة معقولة. وعلى الرغم من استخدام الجلفنة بالغمس الساخن لحماية الفولاذ لعقود من الزمان، إلا أن عملية الجلفنة لا تزال تتطور مع التكنولوجيا الجديدة والكيمياء المبتكرة. تعد تحضير السطح والجلفنة والمعالجة اللاحقة العمليات الأساسية الثلاث في عملية الجلفنة بالغمس الساخن، وسيتم تناول كل منها بالتفصيل. هذه التقنية بسيطة في الأساس، مما يمنحها ميزة كبيرة على طرق منع التآكل الأخرى.
