ชุบเคลือบสังกะสี

การใช้งานสังกะสีที่เด่นชัดที่สุดคือ ชุบเคลือบเหล็กป้องกันการผุกร่อน ชั้นสังกะสีจะป้องกันไม่ให้เหล็กผุกร่อนเป็นสนิมได้อย่างดีเยี่ยม เนื่องจากสังกะสีจะทำหน้าที่ป้องกันเหล็กใน 2 ทาง คือ เป็นชั้นป้องกันไม่ให้เหล็กผุกร่อน (Barrier Protection) และ ผุกร่อนแทนเหล็ก (Cathodic Protection)
    สังกะสีมีอัตราการผุกร่อนที่ช้ามาก ดังนั้นจึงป้องกันเหล็กไม่ให้เจอกับสภาพแวดล้อมที่จะทำให้เกิดสนิมได้เป็น เวลานาน จากการศึกษาของ ASTM แห่งสหรัฐอเมริกา พบว่าในเขตเมืองอัตราส่วนการผุกร่อนของสังกะสีเมื่อเทียบกับเหล็กเท่ากับ 1 : 20 และจะเท่ากับ 1 : 80 ในบริเวณชายทะเลหรือเขตอุตสาหกรรม ดังนั้นการชุบเคลือบเหล็กด้วยสังกะสีจึงเหมือนกับการสร้างเกราะป้องกันให้ กับเหล็กนั่นเอง
        เหล็กชุบสังกะสีเหมาะกับงานก่อสร้างสาธารณูปโภค  สามารถป้องกันเหล็กในระยะยาว โดยไม่ต้องมีการซ่อมบำรุง ได้แก่ ราวกั้นขอบทาง  สะพาน เสาไฟฟ้า สถานีส่งไฟฟ้า ท่อเหล็กชุบสังกะสี แผ่นเหล็กชุบสังกะสี (มุงหลังคา ทำผนังอาคาร รั้วบ้าน) ลวดเหล็กและตะปู เป็นต้น

อิทธิพลของส่วนผสมทางเคมีของชั้นเคลือบสังกะสี

ปัจจุบัน ชั้นเคลือบสังกะสีมีการพัฒนาปรังปรุงส่วนผสมทางเคมีของโลหะสีกะสีที่ใช้ใน การเคลือบผิว โดยจากเดิมซึ่งมีการใช้สังกะสีบริสุทธิ์ในการเคลือบผิวหน้าได้มีการเติมธาตุ ผสม (Alloying Element) ต่าง ๆ ลงในสังกะสีที่ใช้ในการเคลือบผิวเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติต่าง ๆ เช่นคุณสมบัติความต้านทานการกัดกร่อน หรือความสามารถในการเคลือบให้สูงขึ้น โดยตาราง แสดงตัวอย่างของธาตุผสมและอิทธิพลที่มีต่อชั้นเคลือบสังกะสี

 

ตาราง อิทธิพลของส่วนผสมทางเคมีต่อคุณสมบัติชั้นเคลือบ

 

คุณสมบัติของชั้นสังกะสีจากกระบวนการแบบต่างๆ

ปัจจุบัน วิธีการนำสังกะสีมาใช้ป้องกันเหล็กไม่ให้ผุกร่อนมีมากมายหลายวิธี เพื่อให้ได้ชั้นสังกะสีที่มีคุณสมบัติแตกต่างกัน ทำให้เหมาะสมกับสภาพการใช้งานที่ต่างกันด้วย    

คุณสมบัติของชั้นสังกะสี	การชุบแบบจุ่มร้อน (Hot Dip Galvanizing)	การชุบแบบใช้ไฟฟ้า (Electroplating)	การพ่นชั้นสังกะสี (Zinc Spraying)	ชั้นสีที่มีฝุ่นสังกะสี (Zinc Rich Paint)
ความสามารถในการยึดเกาะ	ดีมาก : ชั้นสังกะสีจะยึดติดกับผิวเหล็กอย่างเหนียวแน่นเชิงโลหะ เนื่องจากในกระบวนการชุบจะมีชั้นโลหะผสมระหว่างเหล็กกับสังกะสีเกิดขึ้น และมีชั้นสังกะสีบริสุทธิ์เคลือบทับชั้นโลหะผสมอีกทีหนึ่ง	ดี : การยึดติดกับผิวเหล็กดีเทียบเท่ากับการชุบโลหะอื่นๆแบบใช้ไฟฟ้า	ดี : เมื่อมีการเตรียมผิวเหล็กอย่างถูกต้อง ด้วยการใช้วิธีพ่นผงเหล็กเพื่อขัดผิวเหล็กให้สะอาดจนถึงเหล็กขาว จากนั้นจึงพ่นชั้นสังกะสีหรือทาสีที่มีฝุ่นสังกะสีลงไปบนผิวเหล็ก
ความต่อเนื่องและความสม่ำเสมอของชั้นสังกะสี	ผิวเหล็ก บริเวณที่ไม่มีชั้นสังกะสีเคลือบอยู่จะสังเกตเห็นเป็นจุดสีดำอย่างชัดเจน ชั้นสังกะสีส่วนใหญ่จะเรียบสม่ำเสมอกัน ยกเว้นในบางจุดที่สังกะสีไหลกลับลงบ่อชุบไม่ทัน เช่นบริเวณส่วนปลายของชิ้นงานที่ออกจากบ่อชุบหลังสุด	ชั้นสังกะสีจะสม่ำเสมอภายใต้ข้อจำกัดของกระแสไฟฟ้าที่จ่าย ให้กับบ่อชุบ อย่างไรก็ตามชั้นสังกะสีอาจมีรูพรุน แต่นั่นไม่ใช่ปัญหา เพราะสังกะสีที่อยู่ใกล้เคียงจะช่วยป้องกันเหล็กบริเวณที่ไม่มีสังกะสีปก คลุมอยู่ ไม่ให้เกิดการผุกร่อน	ความสม่ำเสมอจะขึ้นอยู่กับทักษะและความสามารถของผู้ ปฏิบัติงาน ชั้นสังกะสีที่ได้จะมีรูพรุนควรใช้สีทาทับอีกชั้นหนึ่งด้วย  แต่ถ้าไม่ใช้สีทาทับ ในไม่ช้าสารประกอบของสังกะสีที่ผุกร่อนก็จะปิดรูพรุนเหล่านี้ทำให้อากาศและ ความชื้นไม่สามารถผ่านเข้าไปถึงเนื้อเหล็กข้างในได้	ชั้นสีจะมีรูพรุน แต่เมื่อใช้งานไปสักระยะ รูพรุนเหล่านี้จะถูกปิดทับด้วยสารประกอบของสังกะสีที่ผุกร่อน ทำให้อากาศและความชื้นไม่สามารถผ่านเข้าไปถึงเนื้อเหล็กได้ - บริเวณที่เป็นมุม ชั้นสีจะบางกว่าบริเวณอื่น
ความหนา	โดยทั่วไปความหนาจะอยู่ระหว่าง 50 – 125 ไมครอน แต่หากเหล็กที่นำมาชุบเป็นเหล็ก Killed Steel ซึ่งมีซิลิกอน (Si) สูง หรือเหล็กที่เตรียมผิวโดยการพ่นทราย / พ่นผงเหล็ก ชั้นสังกะสีอาจหนาได้ถึง250 ไมครอน สำหรับแผ่นเหล็กและลวดที่ใช้การชุบแบบต่อเนื่องจะมีความหนา 10 – 30 ไมครอน	ความหนาจะอยู่ในช่วง 3 – 15 ไมครอนขึ้นอยู่กับความต้องการ อย่างไรก็ตามสามารถชุบให้หนากว่านี้ได้แต่ไม่คุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์	ความหนาอยู่ในช่วง 100 – 150 ไมครอนขึ้นอยู่กับความต้องการ แต่สามารถพ่นสังกะสีได้หนาถึง 500 ไมครอนได้	สามารถทาสีให้หนาได้ถึง 40 ไมครอน ต่อการทาสี 1 ชั้น หากต้องการให้หนามากๆ ให้ทาทับหลายๆครั้ง
การขึ้นรูปและคุณสมบัติเชิงกลของชั้นสังกะสี	สามารถแบ่งชั้นสังกะสีออกเป็น 2 ส่วนคือ 1)ชั้นโลหะผสมจะมีความแข็งสูง ต้านทานการขูดขีด และการกระแทกในระหว่างขนย้ายได้ดี แต่อาจเปราะแตกได้เมื่อนำไปดัดโค้ง 2) ชั้นสังกะสีบริสุทธิ์ เคลือบทับอยู่บนชั้นโลหะผสม ทำหน้าที่ป้องกันไม่ให้เหล็กสัมผัสกับบรรยากาศภายนอก ชิ้นงานที่นำมาชุบแบบจุ่มร้อนนี้โดยทั่วไปจะเป็นชิ้นงาน ที่ขึ้นรูปเรียบร้อย พร้อมนำไปใช้งานทันที เนื่องจากชั้นโลหะผสมอาจเปราะแตกได้หากนำไปขึ้นรูป อย่างไรก็ตามสำหรับแผ่นเหล็ก และลวดที่ชุบแบบต่อเนื่องจะมีชั้นโลหะผสมบางมาก ดังนั้นสามารถนำไปดัดโค้งหรือขึ้นรูปได้ตามสภาพการใช้งาน	มีคุณสมบัติในการขึ้นรูปดีมาก และสามารถทำการเชื่อมแบบจุด (Spot Welding) ได้	การพ่นชั้นสังกะสีจะนิยมกับชิ้นงานที่ขึ้นรูปสำเร็จแล้ว หรือชิ้นงานที่ติดตั้งไปแล้วโดยที่ยังไม่มีการป้องกันการผุกร่อน ข้อดีของการชุบแบบนี้คือสามารถเชื่อมได้โดยลบชั้นสังกะสีออกจากแนวเชื่อม ก่อน แล้วจึงพ่นชั้นสังกะสีทับเมื่อเชื่อมเสร็จ	ความสามารถในการต้านทานการขูดขีดดีกว่าสีที่ใช้กันอยู่ ทั่วไป แผ่นเหล็กที่ผ่านการทาสีที่มีฝุ่นสังกะสีนี้สามารถนำไปขึ้นรูป และเชื่อมได้
สภาพการใช้งานที่เหมาะสม	-    ใช้งานที่แจ้งในสภาพบรรยากาศทั่วไป - ใช้ในบริเวณที่มีสภาวะการกัดกร่อนสูงเช่นพื้นที่ใกล้ทะเล หรือในเขตอุตสาหกรรม	-    ใช้งานในร่มที่มีสภาพการกัดกร่อนไม่รุนแรง -    ใช้เป็นส่วนประกอบของเครื่องใช้ภายในบ้าน	-    ใช้กับงานโครงสร้างที่ติดตั้งไปแล้ว แต่ยังไม่ได้ป้องกันการผุกร่อน -    ใช้ในงานซ่อมบำรุงต่างๆ	-    ใช้กับงานโครงสร้างที่ติดตั้งไปแล้ว แต่ยังไม่ได้ป้องกันการผุกร่อน -    ใช้ในงานซ่อมบำรุงต่างๆ -    ใช้ทาซ่อมแซมชั้นสังกะสีบริเวณที่ชุบไม่ติด

ที่มา : coezinc