الجلفنة (الغلفنة) Galvanization
الجلفنة أو الغلفنة هي عملية تطبيق طلاء الخارصين على الحديد أو الفولاذ لحمايته من الصدأ. و فيما يلي شرح لعمليات الجلفنة الرئيسة ، واستخداماتها.
عمليات الجلفنة
هناك طرق متعددة لجلفنة المعدن.
- الجلفنة بالغمس الساخن: ترسب هذه العملية طبقة سميكة من الخارصين أو سبيكة الخارصين على الحديد أو الفولاذ. يتم تحضير السطح المعدني أولاً عن طريق التنظيف بالصودا الكاوية ، والشطف ، والتخليل في حامض الكبريتيك المخفف عند درجة حرارة عالية و من ثم الشطف مرة أخرى. يُغمس الجزء في محلول متدفق (عادةً محلول مائي من كلوريد الخارصين والأمونيوم) ويُجفف قبل غمسه في حمام من الخارصين المصهور. تشكل الجلفنة بالغمس على الساخن طبقة مقاومة للتآكل عالية السماكة. و في حالة حدوث ضرر ، يعمل طلاء الخارصين المحيط كأنود مُضحى به، والذي يتآكل قبل طبقة الحديد أو الفولاذ. و تضفي الحرارة الناتجة عن العملية تأثير اللحام.
- الجلفنة الكهربائية: في الجلفنة الكهربائية أو الطلاء الكهربائي ، يمر التيار الكهربائي عبر محلول إلكتروليت يُطبق على الفولاذ ، مما يؤدي إلى ترسيب طبقة رقيقة من معدن الخارصين. بينما يمنح الجلفنة الكهربائية حماية أقل من التآكل ، فإن الطلاء الرقيق يجعله خيارًا أفضل للأجزاء التفصيلية أو الأصغر. كما لا تتطلب هذه العملية حرارة وترسبات بسمك خارصين متحكم فيه.
- الطلاء بالخارصين: تعمل هذه الطريقة على مبدأ الانتشار الحراري حيث يتم نشر طبقة من الخارصين بالزنك على المواد القائمة على الحديد أو النحاس. و يتسبب تسخين الأجزاء المعدنية بمسحوق الخارصين في انتشار الخارصين على السطح المعدني ، مكونًا سبيكة الخارصين. و نظرًا لعدم وجود سوائل ، تسمى العملية أيضًا باسم “الجلفنة الجافة”. يُفضل استخدام الشيرد عندما يكون من المهم تجنب التفاعل مع الهيدروجين أو لتحضير السطح للطلاء بالخارصين.
هل يصدأ الفولاذ المجلفن؟
يمكن للفولاذ أن بصدأ ، و لكن يمكن أن تحمي الجلفنـة الفلز الأساسي لسنوات عديدة. و تعتمد مدة الحماية على طريقة الجلفنـة وعلى الظروف البيئية. فالأملاح و الحموض و القواعد تهاجم الخارصين كما أن الخدوش العميقة والأضرار الميكانيكية الأخرى تتسبب إلى كشف الفلز الرئيس أو الأساسي ، مما يعطي الصدأ موطئ قدم.
استخدامات الجلفنة
- : إن لجلفنة الفولاذ استخدامات عديدة
- المركبات: تصنع السيارات والدراجات من الفزات و المعادن المجلفنة .
- المياه: تقوم الأنابيب و البراميل المعدنية المجلفنة بنقل وتخزين المياه للأشخاص والحيوانات و تستخدم بعض أنابيب السباكة الفلز المجلفن ، على الرغم من توقف هذه الممارسة إلى حد كبير.
- الإنشاءات: الأدوات والأسلاك والصواميل والمسامير غالبًا ما تكون مجلفنة. يستخدم الفولاذ المجلفن في المباني والأسوار والأسقف والسلالم.
- الاتصالات: تستخدم صناديق الأسلاك والمعدات الهاتفية الفولاذ المجلفن لتقليل الصيانة.
- صناعة الطاقة: تستخدم الطاقة الشمسية وطاقة الرياح الأجزاء المجلفنة لأنها تقاوم التعرض البيئي.
هل الجلفنة سامة؟
لا تشكل منتجات الفولاذ المجلفن النهائية ، مثل الدِّلاء أو المسامير أو الأسقف ، خطر السمية على الأشخاص أو الحيوانات أو النباتات. من الآمن جمع مياه الأمطار للشرب باستخدام الحاويات المجلفنة واستخدام الأحواض المجلفنة لري الحيوانات الأليفة والماشية والنباتات. و تعد أدوات الزراعة المجلفنة بشكل عام آمنة لزراعة الخضروات والأعشاب. تمتص النباتات بعض الخارصين من الفلز، ولكن إذا كانت الكمية زائدة ، ستظهر النباتات مؤشرات على تسمم الخارصين قبل الحصاد.
ومع ذلك ، فإن طلاء الخارصين يتلف في النهاية. و هذا يعرّض المعدن الأساسي ، والذي قد يكون سامًا. لذلك يجب استبدال الأنابيب والحاويات الفولاذية المجلفنة المستخدمة لمياه الشرب عند ظهور التلف أو على الأقل كل 50 عامًا. و تعتبر الحاويات القديمة المجلفنة غير آمنة لزراعة المحاصيل لأن طلاءها يكون أكثر عرضة للتلف ، مما قد يتسبب في امتصاص المعادن غير المرغوب فيها (مثل الكروم والنيكل) من الفلز الأساسي.
كما أن الفلز المجلفن غير آمن للاستخدام مع الأطعمة الحمضية (مثل عصير الفاكهة والصودا والطماطم والخل). حيث يذوِّب الحمض طلاء الخارصين. وبالمثل ، لا ينبغي تخزين السوائل القاعدية أو القلوية (مثل منظف الغسيل والمبيض) في حاويات مجلفنة.
يستخدم الناس أحيانًا حاويات كبيرة مجلفنة لتخزين الطعام للحفلات أو اللقاءات. و لكن لا تقم أبدًا بالطهي في الفلز المجلفن أو باستخدام الأواني المجلفنة. و وفقًا لجمعية الجلفنـة الأمريكية ، فعند 200 درجة سيليزية تتسبب الحرارة في إطلاق الفلز المجلفن لأبخرة الخارصين، فكمية صغيرة من الخارصين ضرورية لتغذية الإنسان والحيوان والنبات ، ولكن الكثير من الخارصين يُعد ساما.
كما تشكل عملية الجلفنـة ، وخاصة الجلفنـة بالغمس الساخن مخاطر على السلامة لذلك يحتاج العمال إلى الحماية من أبخرة الخارصين وأكسيد الخارصين وأكسيد المغنيسيوم. و يمكن أن يتسبب استنشاق البخار في مرض شبيه بالإنفلونزا يسمى حمى الدخان المعدني.
لتجارب كيميائية سهلة و شيقة و ممتعة يرجى الضغط على الرابط الآتي: تجارب كيميائية سهلة و شيقة و ممتعة (10) Amazing Chemistry Experiments
بوسترات (لوحات) كيميائية بدقة عالية (أكثر من 25 لوحة) من تصميم الأستاذ أكرم أمير العلي
تطبيقات كيميائية من تصميم الأستاذ أكرم امير العلي متوفر للجوالات التي تعمل بنظام أندرويد android على سوق جوجل بلاي google play
1 – تطبيق ملصقات الجدول الدوري باللغة العربية : بطاقات تحتوي على معلومات شاملة و مختصرة في نفس الوقت كل عنصر على حدة (اللغة العربية).
https://play.google.com/store/apps/details?id=com.akramir2
المصادر:
- الموسوعة العلمية الكيميائية للأستاذ أكرم العلي
- www.sciencenotes.org
