Galvanisasi: Teknik Perlindungan Permukaan Baja & Ketahanan Korosi

Table Of Content

Table Of Content

Definisi dan Konsep Dasar

Galvanisasi adalah proses perlakuan permukaan metalurgi yang melibatkan penerapan lapisan pelindung seng pada substrat baja atau besi untuk mencegah korosi dan meningkatkan daya tahan. Teknik ini terutama bertujuan untuk menciptakan penghalang pengorbanan yang melindungi logam yang mendasari dari elemen lingkungan seperti kelembapan, oksigen, dan garam, yang merupakan penyebab utama pembentukan karat.

Secara fundamental, galvanisasi memodifikasi permukaan baja dengan mendepositkan lapisan seng yang melekat kuat pada substrat, membentuk lapisan yang tahan lama dan tahan korosi. Proses ini menghasilkan permukaan yang menunjukkan ketahanan yang lebih baik terhadap oksidasi, keausan mekanis, dan serangan kimia, sehingga memperpanjang umur layanan komponen baja.

Dalam spektrum yang lebih luas dari metode penyelesaian permukaan baja, galvanisasi dibedakan oleh mekanisme perlindungan elektrokimia dan kemampuannya untuk memberikan ketahanan korosi jangka panjang tanpa perlu pemeliharaan yang sering. Ini sering dikategorikan bersama dengan pelapis pelindung lainnya seperti cat, epoksi, dan pelapis paduan tetapi unik dalam sifat pengorbanannya dan ikatan metalurgi dengan substrat.

Sifat Fisik dan Prinsip Proses

Mekanisme Modifikasi Permukaan

Selama galvanisasi, permukaan baja mengalami serangkaian reaksi fisik dan kimia yang menghasilkan pembentukan lapisan berbasis seng. Proses ini biasanya melibatkan pembersihan permukaan baja untuk menghilangkan oksida, minyak, dan kontaminan lainnya, diikuti dengan perendaman dalam seng cair pada suhu tinggi (sekitar 450°C).

Pada skala mikro atau nano, lapisan seng membentuk ikatan metalurgi dengan substrat baja, menciptakan zona difusi di mana seng dan besi saling difusi. Lapisan antarmuka ini memastikan adhesi yang kuat dan stabilitas mekanis dari pelapis. Lapisan seng itu sendiri terdiri dari berbagai fase mikrostruktur, termasuk seng murni, paduan seng-besi, dan senyawa intermetalik, yang mempengaruhi sifat pelapis.

Sifat elektrokimia dari galvanisasi berarti bahwa seng bertindak sebagai anoda pengorbanan, terkorosi secara preferensial dibandingkan substrat baja. Proses ini secara efektif melindungi baja dengan mengalihkan serangan korosif dari logam dasar, terutama di lingkungan yang agresif.

Komposisi dan Struktur Pelapis

Pelapis galvanisasi yang dihasilkan terutama terdiri dari seng, sering kali dengan fase paduan yang terbentuk selama proses. Mikrostruktur biasanya mencakup lapisan luar tipis dari seng murni, di bawahnya terdapat lapisan paduan seng-besi dan senyawa intermetalik seperti FeZn13 (intermetallic seng-besi).

Karakteristik mikrostruktural dari pelapis mempengaruhi ketahanan korosinya, adhesi, dan sifat mekanis. Ketebalan pelapis umumnya berkisar antara 20 hingga 150 mikrometer, tergantung pada aplikasi dan paparan lingkungan. Misalnya, galvanisasi celup panas untuk baja struktural mungkin melibatkan pelapis yang lebih tebal (hingga 150 mikrometer), sedangkan galvanisasi untuk komponen otomotif mungkin memerlukan lapisan yang lebih tipis (sekitar 20-50 mikrometer).

Klasifikasi Proses

Galvanisasi diklasifikasikan sebagai proses pelapisan celup panas, termasuk dalam kategori perlakuan permukaan metalurgi. Ini melibatkan perendaman baja dalam seng cair, berbeda dengan elektrogalvanisasi, di mana seng didepositkan melalui elektroplating.

Varian galvanisasi termasuk:

  • Galvanisasi celup panas: Bentuk yang paling umum, melibatkan perendaman dalam seng cair.
  • Elektrogalvanisasi: Seng didepositkan secara elektrokimia pada baja, menghasilkan pelapis yang lebih tipis dan lebih halus.
  • Sherardizing: Proses pelapisan bubuk di mana bubuk seng dipanaskan dalam drum berputar dengan bagian baja.
  • Penyemprotan seng: Menerapkan seng melalui teknik semprot termal, sering kali untuk perbaikan atau pelapisan lokal.

Setiap varian menawarkan kualitas pelapis yang berbeda, ketebalan, dan kesesuaian untuk aplikasi tertentu.

Metode Aplikasi dan Peralatan

Peralatan Proses

Peralatan utama untuk galvanisasi celup panas termasuk bak galvanisasi, yang merupakan tangki besar yang dipanaskan yang diisi dengan seng cair yang dipertahankan pada suhu sekitar 450°C. Jalur proses terdiri dari stasiun pra-perlakuan, tangki perendaman, dan fasilitas pasca-perlakuan.

Fitur kunci dari peralatan galvanisasi termasuk:

  • Sistem pembersihan: Untuk menghilangkan karat, minyak, dan skala pabrik, sering kali melibatkan pengasaman, penghilangan minyak, dan pengaliran.
  • Tangki perendaman: Dirancang dengan agitasi dan kontrol suhu untuk memastikan pelapisan yang merata.
  • Stasiun pengaliran: Untuk mempromosikan adhesi seng dengan menghilangkan oksida dan mempromosikan pembasahan.
  • Zona pendinginan dan inspeksi: Untuk kontrol kualitas dan penyelesaian.

Fitur khusus seperti perendaman otomatis, jalur galvanisasi kontinu, dan penanganan robotik meningkatkan efisiensi dan konsistensi.

Teknik Aplikasi

Prosedur galvanisasi standar melibatkan beberapa langkah:

  • Persiapan permukaan: Pembersihan mekanis (abrasi, peledakan) atau pembersihan kimia untuk memastikan permukaan yang bersih dan bebas oksida.
  • Pengaliran: Menerapkan fluks klorida seng atau klorida amonium untuk menghilangkan oksida residu dan mempromosikan adhesi.
  • Perendaman: Menenggelamkan baja ke dalam seng cair untuk durasi yang ditentukan, biasanya beberapa detik hingga menit.
  • Pendinginan: Pendinginan terkontrol untuk memadatkan pelapis seng.
  • Inspeksi: Pengujian visual dan metalurgi untuk memverifikasi ketebalan pelapis dan adhesi.

Parameter proses yang kritis termasuk suhu bak, waktu perendaman, kecepatan penarikan, dan kebersihan permukaan. Kontrol yang tepat dari parameter ini memastikan kualitas pelapisan yang merata.

Persyaratan Pra-perlakuan

Sebelum galvanisasi, permukaan baja harus dibersihkan secara menyeluruh untuk menghilangkan karat, skala pabrik, minyak, dan kontaminan lainnya. Metode mekanis seperti peledakan atau pembersihan abrasif umum digunakan, terutama untuk baja struktural.

Pembersihan kimia melibatkan pengasaman untuk melarutkan oksida dan karat, diikuti dengan pembilasan. Kebersihan substrat secara langsung mempengaruhi adhesi pelapis dan ketahanan korosi. Aktivasi permukaan memastikan pembasahan yang tepat dan ikatan metalurgi dengan seng.

Proses Pasca-perlakuan

Langkah-langkah pasca-perlakuan dapat mencakup:

  • Pasivasi: Menerapkan perlakuan kimia untuk meningkatkan ketahanan korosi atau memodifikasi penampilan permukaan.
  • Pengecatan atau pelapisan: Lapisan pelindung tambahan untuk tujuan estetika atau fungsional.
  • Inspeksi dan pengujian: Memverifikasi ketebalan pelapis, adhesi, dan kualitas permukaan.

Jaminan kualitas melibatkan inspeksi visual, pengukuran ketebalan pelapis (misalnya, dengan pengukur magnetik), dan pengujian adhesi (misalnya, pengujian tarik).

Sifat Kinerja dan Pengujian

Sifat Fungsional Utama

Pelapis galvanis memberikan ketahanan korosi yang sangat baik, daya tahan mekanis, dan konduktivitas listrik. Pengujian standar meliputi:

  • Adhesi pelapis: Diukur melalui pengujian tarik atau uji lentur.
  • Ketahanan korosi: Dinilai melalui pengujian semprotan garam (kabut), pengujian korosi siklik,
Kembali ke blog

Tulis komentar