شوره گالوانیزه چیست؟دلایل تجربی و علمی برای تشکیل شوره سفید ورق گالوانیزه

شوره گالوانیزه، ماده ای سفیدرنگ با حالتی خشک و پودری شکل است که در صورت تشکیل روی سطح ورق می تواند کیفیت و سلامت این محصول را با مشکلات جدی روبرو کند.

عامل اصلی ایجاد شوره سفید گالوانیزه، آب و رطوبت محیطی است؛
این در حالی است که ورق گالوانیزه، روی اندود می شود تا از آسیب هایی مانند اکسید شدن در امان باشد، پس تشکیل این ماده خورنده بر سطح ورق چه توجیهی دارد؟ چرا برخی از محصولات گالوانیزه دچار شوره می شوند اما برخی دیگر سالم و سلامت باقی می مانند؟ چه واکنش هایی بر سطح ورق روی اندود شده رخ می دهد که منجر به تشکیل این لکه های سفید (white rust) می شود؟ در این پست، از چشم انداز علمی و تجربی، دلایل شکل گیری شوره ورق گالوانیزه را به طور عمیق بررسی می کنیم.

علت ایجاد شوره ورق گالوانیزه به زبان علمی ساده

برای این که علت به وجود آمدن شوره در ورق گالوانیزه را به طور عمیق درک کنیم، بهتر است به فعل و انفعالات مختلف فلز روی (Zn) در سطح ورق گالوانیزه نگاهی بیندازیم. بسته به این که زینکِ موجود در پوشش ورق، در چه مرحله ای از عمر خود در معرض کدام عوامل محیطی قرار بگیرد، می توان سه حالت متفاوت را برای واکنش های شیمیایی آن در نظر گرفت.

حالت اول: ورق گالوانیزه در معرض هوای آزاد فاقد رطوبت

وقتی ورق گالوانیزه در معرض هوای آزادِ بدون رطوبت قرار می گیرد، با عناصر موجود در هوا از جمله اکسیژن و کربن دی اکسید وارد واکنش می شود.

محصولات این واکنش، دو ماده پایداربه نام زینک اکسید و زینک کربنات هستند که به عنوان ترکیبات باثبات، نقشی تعیین کننده در ساخت پتینه گالوانیزه دارند و پس از تشکیل،  مانند سدی قوی از لایه های زیرین خود حفاظت می کنند.

نقش آب در تشکیل ZN(OH)2  و به وجود آمدن شوره سفید در ورق گالوانیزه

اگر ورق گالوانیزه به موقع در معرض هوای آزاد قرار بگیرد و فرصت کافی برای ساخت ترکیبات پایدار در سطح خود را بیابد، بخش مهمی از چرخه­ مقاوم سازی خود در برابر عوامل محیطی را سپری کرده است. اما اگر قبل از رسیدن به پایداری و در زمانی که فلز روی هنوز از نظر شیمیایی فعال است در معرض رطوبتِ آب و باران قرار بگیرد، با مولکول های آب وارد واکنش می شود.

وقتی فلزِ زینک فعال در سطح گالوانیزه، در معرض رطوبت قرار می گیرد، وجود یا عدم وجود هوای آزاد در اطراف آن، نقشی تعیین کننده ایفا می کند.  
در ابتدا حالتی را بررسی می کنیم که فلز روی در سطح گالوانیزه در محیط مربوطی قرار بگیرد که در آن به هوای آزاد دسترسی داشته باشد.

حالت دوم: ورق گالوانیزه در معرض رطوبت و هوای آزاد

وقتی زینک فعالِ موجود در سطح ورق گالوانیزه در معرض رطوبت قرار می گیرد، با مولکول های آب وارد واکنش می شود. این واکنش به تولید هیدروکسید روی (Zn(OH)_۲) منجر می شود. رادیکال فعالی که عامل ایجاد شوره سفید در سطح ورق گالوانیزه است و اگر تشکیل آن متوقف نشود، می تواند ورق را به شوره زار تبدیل کند.

عدم تشکیل شوره گالوانیزه در جریان هوای آزاد

اگر ورق گالوانیزه پس از تشکیل هیدورکسید روی در معرض هوای آزاد قرار داشته باشد، این ماده فعال و ناپایدار با عناصر موجود در هوا یعنی اکسیژن و کربن دی اکسید وارد واکنش می شود. واکنش روی با آب، اکسیژن و کربن دی اکسید را می توان به صورت تک مرحله ای به این شکل نمایش داد:

فراورده این واکنش شیمیایی، زینک هیدروکسید کربنات با فرمول شیمیایی ( (ZnCo3)(Zn(OH)2)) است؛ یک ماده کاملا پایدار که مانع تشکیل و گسترش هیدروکسید روی در ورق گالوانیزه می شود. با تشکیل زینک هیدروکسید کربنات، فعل و انفعالات شیمیایی بر سطح گالوانیزه متوقف می شود، چرا که این ماده مانند یک سد محافظ مانع از واکنش لایه های زیرین خود با آب می شود.

به این ترتیب، ورق گالوانیزه ای که در معرض آب قرار گرفته، به لطفِ عناصر موجود در هوا از یک سد محافظ برخوردار می شود و در برابر شوره زدن مقاوم می گردد.

حالت سوم: تشکیل شوره ورق گالوانیزه با رسیدن آب و فقدان جریان هوای آزاد

بیشترین پتانسیل برای شوره زدن ورق گالوانیزه در شرایطی است که آب به ورق گالوانیزه فعال برسد، در حالی که جریان هوای آزاد در اطراف این ورق وجود ندارد.

بارزترین مثال برای این وضعیت هنگامی است که ورق گالوانیزه به صورت رول پیچیده شده باشد و امکان ورود و خروج هوا به لایه های درونی آن وجود نداشته باشد؛ در این شرایط، اگر آب به لایه های داخلی رول گالوانیزه نفوذ کند، شاهد این واکنش شیمیایی میان عنصر روی و مولکول های آب خواهیم بود:

(تصویر ورق گالوانیزه به صورت رول یا در حال بارگیری )

روی هیدروکسید تشکیل شده در این واکنش، این بار (در فقدان هوای آزاد و عدم حضور اکسیژن و کربن دی اکسید) نمی تواند وارد واکنش دیگری شده و ترکیبات پایدار بسازد. به همین خاطر، تولید Zn(OH)2 در سطح ورق تا جایی که آب در دسترس باشد ادامه پیدا می کند تا جایی که ماده موم شکل و زرد رنگی در نواحی مختلف ورق ظاهر می شود؛ ماده ای که پس از خشک شدن، سفید و گچ شکل می شود و به نام شوره سفید گالوانیزه شهرت دارد.

اسامی مختلف برای شوره ورق گالوانیزه

از نظر شیمیایی، آنچه به عنوان شوره در ورق می شناسیم همان ترکیب زینک هیدروکسید با فرمول شیمیایی Zn(OH)2 است. این ماده نمک شکل، در اصطلاح به نام های مختلفی شناخته می شود؛ از جمله:

• شوره گالوانیزه
• white rust
• زنگ سفید
• شوره سفید گالوانیزه
• شوره سفید ورق

نقش زمان در ایجاد شوره ورق گالوانیزه

حساس ترین زمان برای تشکیل شوره سفید در ورق، موقعی است که فلز زینکِ موجود  در سطح آن هنوز از نظر شیمیایی فعال باشد. به همین خاطر، رول های گالوانیزه ای که به تازگی تولید شده اند، پتانسیل بیشتری برای درگیر شدن با شوره دارند.

با این همه، همانطور که در پست سه باوراشتباه درباره ورق گالوانیزه اشاره کردیم، شوره زدن ورق به طور مستقیم با مدت آبخوردگی در ارتباط نیست و ورق گالوانیزه حتی در مدت زمان کوتاه هم می تواند دچار شوره گردد، در واقع  نقش عوامل و شرایط محیطی و انسانی در شکل گیری شوره سفید بسیار پررنگ تر از سایر عوامل است.

نقش انبارداری و حمل و نقل در تشکیل شوره ورق گالوانیزه

معمولا ورق گالوانیزه زمانی دچار شوره می شود که به صورت شیت، روی هم چیده شده باشد یا به صورت رول  انبار شده،یا درحال حمل باشد. در این شرایط است که با رسیدن آب به لایه ها و در فقدان هوای آزاد، محیط مناسب برای تشکیل و گسترش روی هیدروکسید فراهم می شود.

این مسئله، اهمیت انبارداری تخصصی رول گالوانیزه و همینطور حمل و نقل اصولی این محصول را نشان می دهد. به عنوان مثال، در مجموعه زرین فولاد شهریاری  بسته بندی رول و ورق گالوانیزه در همگام حمل و نقل بسیار مورد توجه است. ضمن این که کشیدن چادر روی بار توسط رانندگان یک امر کاملا الزامی است.

جمع بندی:

تشکیل شوره ورق گالوانیزه را می توان از دریچه های گوناگون مورد بررسی قرار داد؛ در این میان مرحله انبارداری و حمل و نقل محصولات گالوانیزه، از پرریسک ترین مراحل در چرخه عمر این محصولات است، چرا که در صورت رعایت نشدن اصول و شرایط لازم، بستر اصلی برای شوره زدن ورق می تواند در زمان انبار کردن رول های گالوانیزه و  در حین نقل و انتقال آن ها فراهم شود.  به همین دلیل در مجموعه زرین فولاد، انبارداری و بارگیری محصولات گالوانیزه با رعایت حداکثر موارد ایمنی،  برای پیشگیری از آسیب به محصولات انجام می گیرد.

منابع: + + +