1

การชบสงกะสแบบจมรอน เพอ

การปองกนการกดกรอนของเหลกกลา

2

เหลกกลาเปนหนงในวสดทส าคญในการกอสรางในยคปจจบนและกจะเปน

อยางนตอไป

3

เหลกกลา: วสดทใชในการกอสรางสมยใหมซงมประโยชนในการใชงานทยอดเยยม

สมบตตางๆทางวศวกรรม เปนทรจกเปนอยางด งายตอการผลตใหมรปรางแตกตางกนไดหลากหลาย หาไดงาย เปนมตรตอสงแวดลอม สามารถน ากลบมาใชใหมไดทงหมด 100%

4

แตทวา…การกดกรอนสามารถท าใหประโยชน และสมบตเดนของเหลกกลาถกท าลายลงได

5

เกดสนมทไมนามอง

ผลของการกดกรอน

6

เกดสนมทไมนามอง

7

ผลของการกดกรอน

การสญเสยความมนคงทางโครงสราง

8

ตวอยาง ความเสยหายทเกดจากการกดกรอน

9

ตวอยาง ความเสยหายทเกดจากการกดกรอน

10

คาใชจายในการซอมแซม หรอเปลยนใหม

ท าใหการใชงานตามปกตตองหยดชะงกลง

ความเสยงในดานความ

ปลอดภย

คาใชจายทเพมขนเมอเกดการกดกรอน

ตองจายเงนเพอชดเชยเมอเกดความ

เสยหาย

11

ชนดของผวเคลอบ ชนเคลอบโลหะ (ชนเคลอบจากการชบสงกะสเปนทนยมอยางกวางขวาง) ชนเคลอบทไมเปนโลหะ (ตวอยางเชน ส)

วธการโดยทวไปทใชในการปองกนหรอควบคมการกดกรอน กคอ การเคลอบผวทท าหนาทปองกนการกดกรอน

“Galvanizing” เปนการน าการเคลอบผวดวยสงกะสไปใชเพอปองกนการกดกรอน

Hot Dip Galvanizing (การชบสงกะสแบบจมรอน)

Zinc electroplating (electro-galvanizing)

Zinc-rich painting (“cold galvanizing”)

Zinc thermal spraying (zinc metallizing)

ประเภทของ Galvanizing :

12

13

เปนกระบวนการท าใหเกดพนธะทางโลหะวทยาของชนเคลอบโดยการจมเหลกกลาลงในสงกะสหลอมเหลว. เหลกกลาทน ามาชบสงกะสน นผานการขนรปจนมรปรางสดทายตามทตองการแลว. ในบางครงวธการนจงถกเรยกวา “การท า galvanizing หลงจากการขนรป”

บอสงกะสหลอมเหลว

Hot Dip Galvanizing (HDG)

13

Zinc electroplating

เหลกกลา สงกะส (Zn)

(-) (+)

Zn ++

Zn ++

Zn ++

Zn ++

Zn ++

ชนเคลอบสงกะส

14

15

‘Zinc-rich’ painting

15

การพนผงทมปรมาณสงกะสในปรมาณสงซงจะเกดการสรางเปนชนเคลอบสงกะสแบบกงตอเนองขน

เมอผงทพนไปนนแหง ภาพภาคตดขวางจาก SEM ของชนทเกดจากการพน แสดงการกระจายตวของอนภาคสงกะส

16

หวพนสงกะสหลอมเหลว สงกะสหลอมเหลวท

ถกพนดวยความเรวสง

Zinc thermal spraying

สดสวนการใชงาน

Hot dip galvanizing ( > 90% )

ชนเคลอบสงกะสแบบอนๆ

< 10%

100 %

0 % 17

สดสวนการใชงานชนเคลอบสงกะสโดยรวม ส าหรบโครงสรางเหลกกลา

บทน า

กระบวนการ HDG

คณลกษณะของชนงานทผานกระบวนการ HDG

การน า HDG ไปใชงาน

18

Hot Dip Galvanizing (HDG) ส าหรบโครงสรางเหลกกลา

บทน าเกยวกบ HDG

มการใชงานเปนครงแรกมานานมากกวา 150 ปมาแลว (เรมตน ในยโรป)

ทวโลกตอนนมการใชงานเพอปกปองโครงสรางเหลกกลาประมาณ 25

ลานตนตอป

มการใชงานหลากหลายทงในดานวศวกรรมและสถาปตยกรรม

19

20

กระบวนการ HDG คอ กระบวนการสรางชนเคลอบสงกะสขนบนเหลกกลา โดยการจมลงเหลกกลา

ลงในสงกะสหลอมเหลวทอณหภม 450 C

ขนตอนของกระบวนการ HDG

21

22

ตวอยางของโรงงานทมกระบวนการ galvanizing

ชดภาพตอไปนแสดงใหเหนวาเหลกกลา ผานกระบวนการ hot dip galvanized อยางไรบาง.

นบตงแตน าไปลมสงกะสหลอมเหลวจนกระทงเสรจสน จะกนเวลาทงหมดประมาณ 6 นาท

23

24

ชนงานเหลกกลาทจะน าไปผานกระบวนการ

25

ชนงานเหลกกลาทจะถก galvanize ขณะก าลงจะเขาสบอสงกะส

26

บรเวณบอสงกะส

Steel articles above the galvanizing bath

27

ชนงานเหลกกลาขณะอยเหนอบอสงกะส

28

ชนงานเหลกกลาถกจมลงในบอสงกะสจนทวทงชน

29

ชนงานสงกะสก าลงถกดงขนจากบอสงกะส หลงจากท าการจม

30

ชนงานถกดงขนมาจากบอ

31

การลดอณหภมของชนงานทผานกระบวนการ galvanizing แลว

32

เหลกกลา

สงกะสหลอมเหลว

สงกะสเกดการแพรเขาสผวของเหลกกลา

เหลกกลา

ชนโลหะผสมระหวางสงกะสและเหลก

สงกะสหลอมเหลว

สงกะสจะเกดการแพรเขาไปในชนผวของเหลกกลาและเกดการรวมตวกบองคประกอบทเปนเหลก. ผลลพธทเกดขน คอ เกดการสรางชนโลหะผสมระหวางเหลกกบสงกะส

33

ชนเคลอบสงกะสเกดขนไดอยางไร?

ขณะทเหลกกลาถกจมลงในสงกะสหลอมเหลวนน สงกะสจะกลายเปนของแขงและกลายเปนชนของสงกะสบรสทธบนผวของชนโลหะผสมระหวางสงกะสและเหลก

34

เหลกกลา

ชนโลหะผสม ชนสงกะส การเคลอบผว

แบบ HDG

ชนเคลอบสงกะสเกดขนไดอยางไร?

ภาคตดขวางทก าลงขยายสงของชนงานเหลกกลาทผานกระบวนการ galvanizing

ชนเนอพนทเปนเหลกกลา

ชนโลหะผสมระหวางสงกะสกบเหลก

ชนสงกะส

35

36

การตรวจสอบเพอควบคมคณภาพการชบสงกะส

มาตรฐานคณภาพของกระบวนการเคลอบผวแบบ HDG

37

ตวอยางมาตรฐานของกระบวนการ HDG ทมใชโดยทวไป: BS (EN) ISO 1461

ASTM A123

1. ความหนาต าสดของชนเคลอบ 2. พนททชบสงกะสไมตดทกวางทสดทอนญาตใหมไดบน

ผวของเหลกกลา. และรวมถงการซอมแซมผวทเหมาะสมทชบไมตดนนกไดถกระบไวดวย

สงทระบไวในมาตรฐานของกระบวนการ HDG :

38

ความหนาชนเคลอบสงกะสทระบไวใน ISO 1461 ส าหรบเหลกกลาโครงสรางทผานกกระบวนการ HDG

ความหนาของชนงานเหลกกลาโครงสราง (mm)

ความหนาของชนเคลอบสงกะส

(microns) < 1.5 45

1.5 จนถง < 3 55

3 จนถง < 6 70

6 85

39

40

ขอสงเกตทส ำคญเกยวกบ ความหนาของชนเคลอบทระบไวใน

มาตรฐานการชบสงกะส ASTM123 หรอ BS EN ISO 1461

ขอก าหนดส าหรบความหนาขนต าทระบไวในมาตรฐานการชบสงกะส ไมได ตงขนมาจากการพจารณาจากอายการใชงานทตองการ

แตตงอยบนการพจารณาถง ควำมสำมำรถทแทจรง ของกระบวนการชบสงกะส ยกตวอยางเชน, ความหนาของชนเคลอบทระบไวในมาตรฐาน ASTM 123 นน ก าหนด

ขนมาจากการทดสอบชบสงกะสบนเหลกกลาทมความหนาตางๆกนเปนพนๆชน ผลลพธของความหนาชนเคลอบสงกะสจากชนงานทดสอบเหลานจงจะกลายมาเปนมาตรฐานความหนาต าสดโดยเฉลยส าหรบชนงานเหลกกลา

41

ความตองการทมากกวาแคเพยงความหนาทระบไวใน มาตรฐานการชบสงกะส ASTM123 หรอ BS EN ISO 1461

ดงทไดกลาวผานมากแลว, ความหนาทระบไวในมาตรฐานการชบสงกะสนน คอ “ธรรมชาต” ของความหนา เนองมาจากธรรมชาตของกระบวนการชบสงกะส

ความหนาทมากขน (เชน 120-150 ไมครอน) ซงอาจจะตองการเพอใหมความตานทานการกดกรอนทดยงขน อาจไมสามารถท าไดโดยกระบวนการชบสงกะสแบบดงเดม

ความหนาของชนเคลอบทมากขนนนอาจท าไดโดยการท าการพนทรายบนผวของเหลกกลากอนการชบสงกะส ซงโดยทวไปแลวการท าเชนนจะเปนการเพมตนทน และอาจเปนการเพมความเสยงทชนเคลอบทหนาเพมขนนนจะไมยดเกาะกบเหลกกลาไดเหมอนดงชนเคลอบทมความหนาตามปกต

การวดความหนาชนเคลอบโดยการใชเครองวดแบบมอถอเปนการงาย, รวดเรว และแมนย า

42

43

มาตรฐานของกระบวนการ HDG ระบถงพนททเคลอบไมตดซงมองเหนไดและมากทสดทยอมใหมได

บรเวณทชนเคลอบๆไมตดและไมใหญจนเกนไป สามารถซอมแซมได ณ บรเวณหนางาน แทนทจะน าไปผานกระบวน galvanizing ซ าอกครง

คณลกษณะของชนเคลอบจากกระบวนการ HDG ชนเคลอบ HDG มคณลกษณะทเปนเอกลกษณซงผสมผสานระหวาง

ขอดซงหาไมไดจากผวเคลอบแบบอนๆ ตานทานการเกดความเสยหาย

มความสามารถในการปองกนการเกดการกดกรอนไดอยางดเยยม

ท าใหชนงานมอายการใชงานทยนยาวมากขน

ท าใหชนงานมความนาเชอถอ และสามารถคาดเดาอายการใชงานได

ประหยดคาใชจากการซอมแซมเนองจากการกดกรอน

เขากนไดกบสงแวดลอม

สามารถน าไปผานกระบวนการ galvanizing ไดเกอบทกรปรางและขนาด

ชนเคลอบท าใหชนงานมความมนคง

44

ควำมสำมำรถในกำรตำนทำนกำรเกดควำมเสยหำย เปนผลมาจากการยดเกาะทยอดเยยม, ความแขงสง และความเหนยวสง.

สงกะส แขงกวาเหลกกลา

โลหะผสมสงกะส และเหลก

เหลกกลา

คณลกษณะของชนเคลอบจากกระบวนการ HDG

45

ความแขงแรงของพนธะในการยดเกาะ

มความสามารถในการปองกนการเกดการกดกรอนไดอยางดเยยม เปนผลมาจากทง ‘Barrier protection’ และ ‘Cathodic protection’

สงกะส

เหลกกลา

สงกะสมอตราการกดกรอนโดยธรรมชาตทต ากวาเหลกกลาประมาณ 20 – 80 เทา

Barrier protection

เหลกกลา

Cathodic protection

สงกะส สงกะส

protection Zn ++ Zn ++

e _

e _

คณลกษณะของชนเคลอบจากกระบวนการ HDG

46

เมอเปรยบเทยบกบการทาสในแบบเดมๆ จะไมมการปองกนแบบ Cathodic protection ซงหมายความวาการกดกรอนจะเกด

และกระจายอยดานใตชนสททาไว.

47

เมอน ากระบวนการ HDG และททาส มาเปรยบเทยบคกน

48

ท ำใหชนงำนมอำยกำรใชงำนทยนยำวมำกขน

อายการใชงานโดยทวไป : บรเวณชนบท : 100 ป ขนไป

บรเวณเขตเมองและแถบชายฝง : 30 - 40 ป

บรเวณเขตอตสาหกรรม: 20 - 30 ป

คณลกษณะของชนเคลอบจากกระบวนการ HDG

49

ท ำใหชนงำนมควำมนำเชอถอ : เปนความจรงทวาการเคลอบผวดวยกระบวนการ HDG ไดถกน ามาใชงานมากกวา 150 ป ซงนาจะยาวนานเพยงพอตอความนาเชอถอ

คณลกษณะของชนเคลอบจากกระบวนการ HDG

50

30 20 10 0 Co

ati

ng

th

ickn

ess (

mic

ron

s)

Service Life (years) 40

Initial coating

thickness

Measured

coating

thickness

after 10 years

Projected

service life

คาดเดาอายการใชงานได อตราการสญเสยของชนเคลอบเกอบจะเปนเสนตรง. การคาดการณถงอายการใชงานสามารถท าไดโดยการใชการประมาณนอกชวง.

คณลกษณะของชนเคลอบจากกระบวนการ HDG

51

ชวยรบประกนความมนคงของชนงาน

คณลกษณะของชนเคลอบจากกระบวนการ HDG

52

บอยครงมกำรกลำววำ “กระบวนกำร HDG เปนกระบวนกำรทเทยงตรง เนองจำก ไมมทำงลดใดทจะท ำใหชนเคลอบสำมำรถ

ปองกนไดอยำงประสบควำมส ำเรจ”

การปองกนการกดกรอนในเชงเศรษฐศาสตร การทกระบวนการ HDG ท าใหอายการใชงานยาวนานมากขน สงผลใหเราตองการการซอมบ ารงนอยครงหรอไมตองการเลย ดงนนแลว บอยครงท กระบวนการ HDG จะมคาใชจายทต ากวา การปองกนการกดกรอน แบบอนๆ เชน การทาสโยทวไป

คาใชจายในก

ารเคลอ

บผว

HDG การทาสในตอนเรมตน

การซอมบ ารงครงท 1

การซอมบ ารงครงท 3

การซอมบ ารงครงท 2 คาใชจายทประหยดได

คณลกษณะของชนเคลอบจากกระบวนการ HDG

53

ความเขากนไดกบสงแวดลอม 1. ชนเคลอบสงกะสไมเปนพษ

2. กระบวนการ Galvanizing เปนไปตามความตองการตกและการกอสรางซง

อนรกษสงแวดลอม ซงไดแสดงรายละเอยดไวหวขอ “การประเมนวตรจกรชวต” (Life Cycle Assessment).

คณลกษณะของชนเคลอบจากกระบวนการ HDG

54

55

กรณศกษา การประเมนวตรจกรชวต ของอาคารจอดรถหลายชนซงมโครงสรางเปนเหลกกลา

การเปรยบเทยบระหวาง Hot Dip Galvanizing กบ

3-coat epoxy paint system การศกษาน ศกษาโดย Institute of Environmental Protection

Technology (University of Berlin, 2006) ท าการประเมนทอายการใชงาน 60 ป, การทาสตองการการซอมบ ารง

เมอครบ 20 ป และ 40 ป

56

ผลจากกรณศกษา

100%

HDG

การท

าส

การใชงานทรพยากรและพลงงาน

50%

0%

ผลกระดานมลพษ - กาชเรอนกระจก - การลดลงของชนโอโซน - บรรยากาศทเปนกรด

HDG

การท

าส

58

ความหลากหลาย

คณลกษณะของชนเคลอบจากกระบวนการ HDG

59

ชนงานเหลกกลาหลากหลายขนาดและรปรางสามารถน ามาผานกระบวนการ galvanizing

60

คณลกษณะของชนเคลอบจากกระบวนการ HDG

ความหลากหลาย ชนงานเหลกกลาหลากหลายขนาดและรปรางสามารถน ามาผานกระบวนการ galvanizing

สรปประโยชนของกระบวนการ Hot-Dip Galvanizing

ท าใหชนงานมความมนคงและเปนปองกนการกดกรอนในระยะยาว

ประหยดคาใชจายเนองมาจากการกดกรอน

เขากนไดกบสงแวดลอม

สามารถน าไปใชกบชนงานทมรปรางหลากหลายแบบและขนาด

61