الدرس 11.4الطلاءالفصل 11 · الطلاءات وتشطيب الأسطح

الجلفنة بالغمس الساخن

فولاذ مغموس في زنك منصهر يكوّن طبقة زنك ملتحمة

يحمي الجلفنة بالغمس الساخن الفولاذ من الصدأ بغمسه في حوض من الزنك المنصهر. والسطح الرمادي الباهت المبرقش قليلًا على حواجز الطرق السريعة وأبراج الكهرباء وبوابات المزارع ينتج عن هذه العملية. وغالبًا ما تدوم القطعة المجلفنة عدة عقود في الهواء الطلق دون صيانة.

الصورة: Wertuose, CC BY-SA 4.0, عبر Wikimedia Commons

الجلفنة بالغمس الساخن · خط الأحواض، وطبقات الطلاء، والحماية التضحويةتطابق الأرقام المحاطة بدوائر الخطوات أدناه. تُظهر الإطارات الصغيرة الطلاء عن قرب ولماذا لا يصدأ الخدش.

كيف تعمل

أزِل الشحوم. يتدلّى الفولاذ من رافعة ويُغمَس في حوض قلوي ساخن (منظف صابوني قوي) يزيل الزيت والشحم وآثار الطلاء.
اغمس في الحمض (التخليل). حوض من حمض مخفّف، عادةً حمض الهيدروكلوريك، يذيب الصدأ وقشرة الدرفلة (طبقة الأكسيد الداكنة التي يتركها الدرفلة). لا يلتحم الزنك إلا بفولاذ نظيف تمامًا.
ضع الفلكس وجفِّف. غمسة في الفلكس (محلول ملحي من كلوريد الزنك والأمونيوم) تترك طبقة رقيقة تمنع صدأً جديدًا وتساعد الزنك على تبليل الفولاذ. ثم تُجفَّف القطعة.
اغمس في الزنك المنصهر. تدخل القطعة مرجلًا من الزنك عند نحو 450 °C لبضع دقائق. يتفاعل الحديد والزنك وتنمو طبقات من سبيكة زنك-حديد ملتحمة بسطح الفولاذ.
ارفع وصرّف. تُسحَب القطعة ببطء ليسيل الزنك الزائد. وتبقى طبقة من زنك شبه نقي فوق طبقات السبيكة.
برّد وافحص. تُخمَد القطعة في الماء أو تبرد في الهواء، ثم يُفحَص السمك والبقع العارية، وتُزال القطرات.

الفكرة نفسها تعمل بلا انقطاع في مصانع الصلب: لفائف الصفائح تنفرد عبر حوض الزنك، وغالبًا بأكثر من 100 م في الدقيقة. وتصير هذه الصفائح هياكل سيارات وأسقفًا وألواح أجهزة منزلية.

حقائق أساسية

المواد: الفولاذ الكربوني ومنخفض السبائك، والحديد الزهر؛ وحوض الزنك بإضافات صغيرة مثل الألومنيوم
القطع النموذجية: الكمرات الإنشائية، وحواجز الطرق، والأبراج، والأعمدة، والأسوار، والمثبّتات، والمقطورات، ومعدات المزارع
حجم القطعة: من المسامير إلى كمرات بطول أمتار عديدة؛ وأكبر المراجل يتجاوز طولها 15 م
الدقة: الطلاء عادةً 50–150 µm وغير منتظم؛ والسنون والثقوب الضيقة تحتاج إلى تنظيف أو تغطية
تشطيب السطح: رمادي باهت أو لامع بنمط بلّوري (التبرقش)، ويصير رماديًا مطفأً مع الزمن؛ والقطرات والنتوءات الخشنة شائعة
حجم الدفعة المناسب: من منشآت مفردة إلى سلاسل كبيرة؛ ويسعّرها المجلفنون بوزن الفولاذ
كلفة العدّة والآلة: لا عُدد خاصة بالقطعة؛ ومصنع الجلفنة يكلّف ملايين
السرعة: دقائق في الزنك؛ ودورة دفعة كاملة مع التنظيف تستغرق ساعات؛ وخطوط الصفائح المستمرة تعمل بسرعة عالية

نقاط القوة والحدود

نقاط القوة

عمر طويل جدًا في الهواء الطلق، غالبًا عدة عقود دون صيانة
يغطي كل سطح، داخل الأنابيب والزوايا، بغمسة واحدة
طلاء متين ملتحم معدنيًا يقاوم الصدمات
يحمي الزنك الخدوش والحواف المقطوعة بأنه يتآكل أولًا

الحدود

للفولاذ والحديد فقط؛ ومظهره صناعي ما لم يُطلَ
عند نحو 450 °C قد تلتوي القطع الرقيقة، ويجب تهوية التجاويف المغلقة لتجنب انفجارها
طلاء سميك غير منتظم، فهو غير مناسب للتركيبات الدقيقة والسنون
اللحام أو القطع لاحقًا يحرق الزنك ويُطلق أبخرة

أين تُستخدم

البناءالفولاذ الإنشائي، والسلالم، والشرفات، وحديد التسليح
البنية التحتية للنقلحواجز الطرق السريعة، وجسور اللافتات، وأعمدة الإنارة، والجسور
الطاقةأبراج الكهرباء، وهياكل محطات التحويل، وهياكل تثبيت الألواح الشمسية
الزراعةالبوابات، والأسوار، وهياكل الحظائر، وزرائب الحيوانات
السياراتصفائح فولاذ مجلفنة لهياكل السيارات (خط مستمر)، والمقطورات
المعدات والعتادالمسامير، والصواميل، والمسامير الصغيرة، والسلاسل، والأسلاك

كيف تتعرف عليها

سطح فضي رمادي باهت أو لامع، وأحيانًا بنمط بلّوري يشبه الصقيع يُسمّى التبرقش.
قطرات صغيرة أو خطوط أو كتل من الزنك عند الحواف والأطراف السفلية، حيث سال الزنك.
ثقوب تهوية وتصريف محفورة في زوايا الأنابيب والأشكال المغلقة.
في الفولاذ الخارجي القديم، رمادي مطفأ منتظم بلا صدأ، حتى عند الحواف المقطوعة والخدوش.