کویل فولادی گالوالوم: انتخاب خوبی است؟

کویل فولادی گالوالوم چیست و چگونه تولید می‌شود؟

ترکیب: روکش آلیاژ آلومینیوم-روی به‌خوبی توضیح داده شده است

نوارهای فولادی گالوالوم دارای پوششی ویژه هستند که عمدتاً از آلومینیوم تشکیل شده است (حدود 55 درصد)، همراه با حدود 43.4 درصد روی و تنها 1.6 درصد سیلیسیم که همه اینها روی فولاد معمولی به‌صورت متصل‌شده قرار گرفته‌اند. چه چیزی این ترکیب را به‌خوبی کارا می‌کند؟ قسمت آلومینیومی یک لایه حفاظتی ضخیم ایجاد می‌کند وقتی در معرض هوا قرار می‌گیرد، در حالی که روی در واقع فولاد را از خوردگی حفاظت می‌کند حتی در مواقعی که سطح دارای برش یا خراش باشد. مقدار کم سیلیسیم موجود به چسبندگی بهتر در حین تولید کمک می‌کند، چرا که از تشکیل لایه‌های فلز شکننده بین اجزا جلوگیری می‌کند. بر اساس برخی آزمایش‌های منتشر شده در شاخص عملکرد مواد در سال 2023، این پوشش می‌تواند رشد زنگ را در مقایسه با فولاد ساده بدون هیچ گونه حفاظتی به میزان تقریبی سه‌چهارم کند کند. این موضوع به معنی حفاظت بسیار بهتر در طول زمان برای هر کاربردی است که به مواد دوام‌پذیر نیاز دارد.

فرآیند تولید: از فولاد پایه تا کویل تمام‌شده

فرآیند با ورق‌های فولادی نورد سرد شروع می‌شود که قبل از هر اقدام دیگری باید به طور کامل تمیز شوند. پس از تمیز شدن، فولاد وارد مرحله گالوانیزه کردن با حمام گرم می‌شود که در آن در مخلوط مذاب خاصی که شامل تقریباً ۵۵ درصد آلومینیوم همراه با روی و سیلیسیم در دمای حدود ۶۰۰ درجه سانتی‌گراد قرار می‌گیرد. برای ایجاد ضخامت مناسب پوشش، از هوای پرسشده (Air Knives) استفاده می‌شود تا ضخامت لایه به‌خوبی کنترل شود. استانداردهای صنعتی مشخص می‌کنند که مقدار پوشش باید بین ۱۵۰ تا ۱۶۵ گرم در متر مربع باشد که به آن درجه‌های AZ150 تا AZ165 گفته می‌شود. پس از این مراحل، چند مرحله پایانی دیگر نیز باقی مانده است. انجام تمپر رولینگ (Temper Rolling) باعث می‌شود ماده اولیه کار با پرس را آسان‌تر کند، در حالی که فرآیندی به نام پسیویشن کرومیت (Chromate Passivation) مقاومت بیشتری نسبت به زنگ زدگی فراهم کند. این مراحل نهایی اطمینان می‌دهند که سیم‌پیچ‌های فولادی می‌توانند در برابر شرایط سخت کاربردهای واقعی مقاومت کنند.

تفاوت‌های کلیدی بین فولاد گالوالوم و فولاد گالوانیزه

گالوالوم مانند فولاد گالوانیزه معمولی با پوشش روی ساده نیست. ترکیب غنی از آلومینیوم در گالوالوم حدوداً ۲ تا ۴ برابر طولانی‌تر از فولاد گالوانیزه معمولی دوام می‌آورد، به‌ویژه در مناطقی که هوا حاوی نمک یا مواد شیمیایی خورنده است. محصولات گالوانیزه معمولی در نزدیکی اقیانوس‌ها به سرعت از بین می‌روند، اما گالوالوم بسیار مقاوم‌تر است، زیرا بخش آلومینیومی آن تنها با سرعتی معادل یک‌سوم آنچه در فولاد گالوانیزه اتفاق می‌افتد، تخریب می‌شود. بر اساس گزارش مواد ساختمانی جهانی سال ۲۰۲۳، بیشتر ساختمان‌ها حتی در شرایط عادی آب‌وهوایی، تا ۳۰ تا ۴۰ سال استحکام خود را حفظ می‌کنند. برای کسی که قصد ساختن چیزی با دوام چندین دهه را دارد، استفاده از این ماده در بلندمدت از نظر استحکام و صرفه‌جویی مالی بسیار مقرون‌به‌صرفه است.

چرا ترکیب ۵۵٪ آلومینیوم، ۴۳٫۴٪ روی و ۱٫۶٪ سیلیسیم اهمیت دارد

این نسبت آلیاژ اختراعی عملکرد و هزینه را بهینه می‌کند:

• آلومینیوم (۵۵٪) : انبساط حرارتی را نسبت به روی خالص ۴۰٪ کاهش می‌دهد و بازتاب حرارتی را افزایش می‌دهد
• روی (۴۳٫۴٪) : حفاظت گالوانیکی را برای لبه‌های بیرونی فراهم می‌کند
• سیلیسیم (۱٫۶٪) : ایجاد لایه‌های شکنندهٔ بین‌فلزی را در هنگام پوشش‌دهی جلوگیری می‌کند و چسبندگی و انعطاف‌پذیری را بهبود می‌دهد

این تعادل، هزینهٔ چرخه عمری را در مقایسه با فولاد گالوانیزه استاندارد در کاربردهای سقف ۹۰٪ کاهش می‌دهد (شورای پوستهٔ ساختمانی، ۲۰۲۳)، همراه با بهره‌وری انرژی و دوام بهتر.

برتری‌های عملکردی سیم‌پیچ فولاد Galvalume

مقاومت بسیار خوب در برابر خوردگی در محیط‌های سخت

یک پوشش شامل تقریباً ۵۵٪ آلومینیوم و روی، لایه‌ای محافظتی خودترمیم‌کننده ایجاد می‌کند. آزمایش‌ها نشان می‌دهند که این ماده در شرایط نمکی، طبق تحقیقات منتشر شده سال گذشته در نشریه حفاظت از خوردگی، ۲ تا ۴ برابر عمر بیشتری نسبت به فولاد گالوانیزه معمولی دارد. قسمت آلومینیومی این پوشش با ایجاد یک نوع سد در برابر عناصر خورنده هوا، عمل می‌کند، در حالی که بخش رویی هر زمان که سطح آسیب ببیند، وارد عمل می‌شود و در واقع خودش را قربانی می‌کند تا فلز زیرین را حفاظت کند. به دلیل ترکیب این دو روش حفاظتی، گالوالوم به یک انتخاب محبوب برای ساختمان‌های نزدیک به ساحل، کارخانه‌هایی با مواجهه شدید با مواد شیمیایی و هر جایی که سطح رطوبت به طور مداوم بالا باشد، تبدیل شده است. پیمانکاران اغلب آن را برای پروژه‌هایی که به دهه‌ها عملکرد قابل اطمینان بدون نیاز به تعمیر و نگهداری مداوم نیاز دارند، انتخاب می‌کنند.

مزایای بازتاب گرمای بالا و بهره‌وری انرژی

گالوالوم تا 80-90٪ از تابش خورشیدی را منعکس می‌کند و دمای سطح را 15-25 درجه فارنهایت نسبت به مواد سقف‌های معمولی کاهش می‌دهد. این بازتاب بالای خورشیدی منجر به کاهش 18-22٪ در هزینه‌های سرمایشی در ساختمان‌های تجاری می‌شود، مطابق با تحلیل‌های انجام شده از کارایی سیستم‌های تهویه مطبوع. عملکرد حرارتی آن، پوسته‌های ساختمانی با بهره‌وری انرژی را پشتیبانی کرده و به دستیابی به معیارهای پایداری در ساخت‌وسازهای مدرن کمک می‌کند.

طراحی سبک با استحکام سازه‌ای قوی

وزن گالوالوم 25-30٪ کمتر از پانل‌های آلومینیومی جامد با استحکام معادل است، که باعث افزایش آسانی در حمل و نصب بدون کاهش در عملکرد سازه‌ای می‌شود. پوشش غنی از سیلیسیم در برابر ایجاد ترک‌های ریز در حین شکل‌دهی مقاومت می‌کند و استحکام آن را در طراحی‌های معماری پیچیده و سیستم‌های سقفی با دهانه بزرگ که در انبارها و ساختمان‌های صنعتی استفاده می‌شود، حفظ می‌کند.

دوام بلندمدت و کاهش هزینه‌های نگهداری

با عمری بیش از 40 سال در شرایط آب و هوایی معتدل و نرخ خوردگی کمتر از 1 میل در سال، فولاد گالوالوم نیازمند 60% تعمیرات کمتری نسبت به فولاد گالوانیزه در طول دو دهه است. تخریب آهسته آن، چرخه‌های تعمیر و تعویض را به حداقل می‌رساند و هزینه کلی مالکیت را برای مالکان ساختمان و بهره‌برداران صنعتی به‌طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.

برترین کاربردهای صنعتی و تجاری از کویل فولاد گالوالوم

سقف، پوشش دیواری و سیستم‌های پوسته ساختمان

امروزه بسیاری از سازندگان در پروژه‌های جدید ساختمانی به جای مصالح مقاوم در برابر خوردگی، Galvalume را ترجیح می‌دهند. این ماده نور خورشید را به خوبی منعکس می‌کند که به کاهش هزینه‌های سیستم‌های تهویه مطبوع کمک می‌کند، گاهی اوقات تا حدود 25 درصد بسته به موقعیت جغرافیایی. علاوه بر این، این ماده به خوبی خم می‌شود، بنابراین معماران می‌توانند خطوط شیب‌دار و منحنی سقف‌هایی را طراحی کنند که دوباره به مoda درآمده‌اند. برای ساختمان‌های نزدیک به دریا یا سایر محیط‌های شور، Galvalume معمولاً دو برابر فولاد گالوانیزه معمولی دوام می‌آورد قبل از اینکه نشانه‌های سایش ناشی از قرار گرفتن مداوم در معرض شوری ظاهر شود. و همچنین یک مزیت دیگر این است که نسخه‌های رنگ‌آمیزی‌شده از قبل آماده نصب هستند و نیازی به رنگ‌آمیزی در محل کار نیست که هم زمان و هم هزینه را در حین نصب صرفه‌جویی می‌کند و در عین حال گزینه‌های رنگی زیادی برای تطبیق با زیبایی‌شناسی ساختمان‌های مختلف فراهم می‌کند.

کانال‌های هوا، پوسته‌های برقی و زیرساخت‌های خدماتی

گالوالوم به دلیل مقاومت در برابر رطوبت و داشتن خواص ضدمیکروبی که رشد میکروارگانیسم‌ها درون کانال‌های هوا رسانی را متوقف می‌کند، برجسته می‌شود. آزمایش‌ها نشان می‌دهند که در مقایسه با مواد گالوانیزه معمولی، رشد میکروبی در آن حدود 70 درصد کمتر است. شرکت‌های تولید برق هم از این ماده برای پوسته‌های ایستگاه‌های فرعی خود استقبال می‌کنند. این ماده در هنگام برخورد جرقه نمی‌زند که این امر یک مزیت ایمنی بزرگ است و همچنین این پوسته‌ها به طور متوسط 40 سال دوام می‌آورند، یعنی دو برابر آنچه در صنعت معمول است. برای شرکت‌های مخابراتی که در حال راه‌اندازی تاورهای 5G هستند، گالوالوم به عنوان یک ماده محافظ بسیار مناسب عمل می‌کند. توانایی آن در بازتاب حرارت به این معنی است که سیگنال‌ها حتی در روزهای گرم تابستان که همه چیز به نظر می‌رسد داغ می‌شود، همچنان واضح باقی می‌مانند.

ساختمان‌های کشاورزی و انبارهای صنعتی

کاربردهای کشاورزی از پوشش گالوالوم غنی از سیلیکون که در برابر خسارت ناشی از آمونیاک ناشی از کودها مقاومت می کند، بهره مند می شوند. این موضوع به معنای صرفه جویی حدود 30 درصدی کشاورزان در تعویض سیلوهای ذخیره گندم در طول زمان است. برای عملیات دامداری طیور، خواص سبک اما محکم این متریال امکان ساخت سازه های با دهانه های بزرگتر را بدون نیاز به پشتیبانی سازه ای اضافی فراهم می کند. در مورد فضاهای سردخانه ای، تاسیساتی که از گالوالوم استفاده می کنند، عملکرد انرژی تا حدودی 18 درصدی بهتری نسبت به آنچه از روکش آلومینیومی استفاده می کنند، گزارش می کنند. دلیل چیست؟ گالوالوم تغییرات دما را به خوبی تحمل می کند و گرمای زیادی جذب نمی کند. شرکت های بزرگ لجستیک در واقع این اعداد را از طریق ارزیابی های انرژی خود در سال 2023 تأیید کرده اند، که این امر یک مزیت مبتنی بر صنعت را برای نیازهای زیرساختی کشاورزی فراهم می کند.

گالوالوم در مقابل سایر فولادهای پوشش داده شده: مروری مقایسه ای

گالوالوم در مقابل فولاد گالوانیزه: مقایسه خوردگی و طول عمر

در مبارزه با زنگ زدگی و دوام بیشتر، فولاد گالوالوم به طور کامل از فولاد گالوانیزه معمولی پیشی می‌گیرد. چه چیزی این ماده را آنقدر خوب می‌کند؟ خب، این ماده دارای پوششی از آلومینیوم-روی-سیلیسیم است که به طور همزمان از دو روش عمل می‌کند. آلومینیوم یک لایه اکسید محافظتی روی سطح ایجاد می‌کند، در حالی که روی به مبارزه با لبه‌های مشکل‌ساز می‌پردازد که معمولاً خوردگی از آنجا شروع می‌شود. برخی آزمایش‌های بلندمدت در آمریکا تاکنون این مواد را به مدت حدود ۳۶ سال دنبال کرده‌اند. این مشاهدات واقعی نشان می‌دهند که گالوالوم می‌تواند در کارخانه‌ها و واحدهای صنعتی تا حدود ۶۰ سال دوام بیاورد، که تقریباً ۲ تا ۴ برابر عمر فولاد گالوانیزه استاندارد است. شرایط در نزدیکی ساحل‌ها هنوز جالب‌تر می‌شود. پوشش‌های گالوانیزه معمولی تمایل دارند در مواجهه با هواویز نمکی، حدود ۴۰ درصد سریع‌تر از هم باز شوند. در عین حال، گالوالوم در محیط‌های شور مشابه، حدود ۸۵ درصد از استحکام اولیه خود را حفظ می‌کند، که آن را انتخاب بسیار بهتری برای نصب‌های ساحلی قرار می‌دهد.

عملکرد حرارتی: گالوالوم در مقابل فولاد پوشش‌دهی شده با آلومینیوم

اگرچه هر دو ماده به‌خوبی گرما را کنترل می‌کنند، اما نقاط قوت آن‌ها بسته به کاربرد متفاوت است. گالوالوم ۹۰٪ از تابش خورشیدی را منعکس می‌کند و این امر آن را برای استفاده در بام‌ها و سیستم‌های تهویه مطبوع مناسب می‌کند، جایی که کارایی سرمایشی اصلی است. فولاد پوشش‌دهی شده با آلومینیوم، در مقابل، می‌تواند در معرض گرما تا ۱۲۰۰ درجه فارنهایت (۶۴۹ درجه سانتی‌گراد) قرار بگیرد و این امر آن را برای استفاده در سیستم‌های دودکش و کوره‌های صنعتی مناسب‌تر می‌کند.

این مقایسه از عملکرد گرمایی نشان می‌دهد که چگونه انتخاب مواد می‌تواند بر کارایی انرژی و دوام عملیاتی تأثیر بگذارد.

تحلیل مقرون‌به‌صرفه بودن و هزینه کل مالکیت

اگرچه فولاد گالوالوم دارای ۱۵ تا ۳۰ درصد هزینهٔ اولیهٔ بیشتری نسبت به فولاد گالوانیزه است، اما عمر طولانی‌تر آن باعث کاهش هزینه‌های بلندمدت می‌شود. طی ۳۰ سال، پروژه‌هایی که از فولاد گالوالوم استفاده می‌کنند شاهد موارد زیر هستند:

• ۵۵ درصد کاهش در تعداد دفعات رنگ‌آمیزی مجدد
• ۴۰ درصد کاهش در هزینه‌های نگهداری
• ۲۰ درصد کاهش در هزینه‌های انرژی

فولادهای پوشیده از آلومینیوم به فرآیند تولید و جوشکاری تخصصی نیاز دارند که باعث افزایش ۲۵ درصدی هزینه‌های تولید می‌شود و مزیت اقتصادی آن را به کاربردهای دمای بالا محدود می‌کند.

پایداری: قابلیت بازیافت و ردپای محیط‌زیستی

گالوالوم و فولاد گالوانیزه معمولی هر دو قابلیت بازیافت کامل دارند و در این فرآیند هیچ‌یک از خواص کیفی خود را از دست نمی‌دهند. چیزی که گالوالوم را متمایز می‌کند، محتوای بالاتر از آلومینیوم در ترکیب آن است که در واقع قیمت فلزات اسکراب را حدود 18% نسبت به فولادهای قدیمی روکش‌زنی‌شده با روی افزایش می‌دهد. بر اساس یک مطالعه منتشرشده در سال 2022 که چرخه عمر کامل این مواد را مورد بررسی قرار داده است، تولید گالوالوم حدود 12% کمتر از فولاد گالوانیزه سنتی، در هر تن فولاد، منجر به انتشار کربن می‌شود. این موضوع عمدتاً به دلیل مدت زمان بیشتر دوام گالوالوم قبل از نیاز به تعویض است، بنابراین در طول زمان مقدار کمتری ماده از سیستم عبور می‌کند و در نتیجه مصرف کل منابع در طول عمر آن کاهش می‌یابد.

سوالات متداول

ترکیب روکش گالوالوم چیست؟

روکش گالوالوم از 55% آلومینیوم، 43.4% روی و 1.6% سیلیسیم تشکیل شده است.

فولاد گالوالوم چگونه تولید می‌شود؟

فولاد گالوالومز تحت فرآیند گالوانیزه کردن با اغراق گرم قرار می‌گیرد، جایی که ورق‌های فولادی سرد به یک مخلوط مذاب از آلومینیوم، روی و سیلیسیم غوطه‌ور می‌شوند.

مزایای استفاده از فولاد گالوالومز نسبت به فولاد گالوانیزه چیست؟

گالوالومز مقاومت بهتر در برابر خوردگی، طول عمر بیشتر و بهره‌وری انرژی بهتری نسبت به فولاد گالوانیزه معمولی ارائه می‌دهد.

آیا فولاد گالوالومز از نظر زیست‌محیطی پایدار است؟

بله، گالوالومز قابل بازیافت کامل است و تولید آن منجر به انتشار کربن کمتری نسبت به فولاد گالوانیزه سنتی می‌شود.

کاربردهای رایج فولاد گالوالومز کدامند؟

گالوالومز به طور رایج در بام، روکش، کاربردهای سیستم‌های تهویه هوا، و همچنین به عنوان ماده محافظ برای زیرساخت‌ها مانند برج‌های مخابراتی و محفظه‌های خدماتی استفاده می‌شود.