حلبی: ورق فولادی نازکی است که با لایه‌ای از قلع پوشانده شده است. این کار به منظور جلوگیری از زنگ زدن فولاد انجام می‌شود. ورق حلبی به دلیل مقاومت در برابر خوردگی، شکل‌پذیری خوب و قابلیت لحیم‌کاری، در صنایع مختلفی مانند بسته‌بندی مواد غذایی، ساخت قوطی‌ها، سقف‌ها و لوله‌ها کاربرد دارد.
صنعت حلبی :
از ورق آن در ساخت برخی قطعات خودرو مانند بدنه، گلگیرها و مخازن سوخت استفاده می‌شد. امروزه، به دلیل پیشرفت تکنولوژی و استفاده از مواد جدیدتر، کاربرد آن در این صنعت کاهش یافته است. در ساخت برخی قطعات الکترونیکی مانند شاسی‌ها، جعبه‌ها و پوشش‌ها استفاده می‌شود. بسیاری از اسباب‌بازی‌ها از ورق حلبی ساخته می‌شدند. امروزه، با ورود پلاستیک و سایر مواد، کاربرد آن در این صنعت کاهش یافته است، اما هنوز هم برخی اسباب‌بازی‌های کلکسیونی و قدیمی از آن ساخته می‌شوند.از ورق حلبی در ساخت برخی لوازم خانگی مانند آبگرمکن، بخاری و اجاق گاز استفاده می‌شود. هنرمندان و صنعتگران از ورق حلبی برای ساخت اشیاء تزئینی، مجسمه‌ها و سایر آثار هنری استفاده می‌کنند.
بسیاری از تابلوهای تبلیغاتی از ورق حلبی ساخته می‌شدند. امروزه، با ورود مواد جدیدتر، کاربرد آن در این زمینه کاهش یافته است.
برای محافظت از سیم و کابل در برابر رطوبت و خوردگی، گاهی از روکش حلبی استفاده می‌شود.
در برخی روش‌های چاپ، از ورق حلبی به عنوان بستر چاپ استفاده می‌شود. در برخی موارد، از ورق حلبی برای ساخت قالب‌های ساده استفاده می‌شود.
آیا ورق حلبی در برابر زنگ زدگی مقاوم است؟
با این حال، این مقاومت مطلق نیست و به چند عامل بستگی دارد ، ضخامت لایه قلع: هر چه لایه قلع ضخیم‌تر باشد، مقاومت در برابر زنگ‌زدگی بیشتر خواهد بود. کیفیت لایه قلع: اگر لایه قلع دارای خراش، سوراخ یا ناخالصی باشد، فولاد زیرین در معرض رطوبت و اکسیژن قرار می‌گیرد و زنگ می‌زند.شرایط محیطی: در محیط‌های بسیار مرطوب، اسیدی یا قلیایی، احتمال زنگ‌زدگی ورق حلبی بیشتر است.بنابراین، در حالی که ورق حلبی به طور کلی در برابر زنگ‌زدگی مقاوم است، اما باید از آن در برابر آسیب‌های فیزیکی و شرایط محیطی نامناسب محافظت شود تا طول عمر آن افزایش یابد. اگر پوشش قلع آسیب ببیند، فولاد زیرین شروع به زنگ زدن می‌کند.
چه مدت طول می کشد تا ورق حلبی در شرایط ایده آل زنگ بزند؟
شرایط ایده‌آل برای حلبی به چه معناست؟
منظور از شرایط ایده‌آل، محیطی است که در آن رطوبت نسبی پایین است: رطوبت کم، سرعت خوردگی را به شدت کاهش می‌دهد.دما ثابت و معتدل است: تغییرات دمایی شدید می‌توانند باعث انبساط و انقباض فلز و در نتیجه ترک خوردن لایه قلع شوند.هیچ آلاینده‌ای وجود ندارد: وجود آلاینده‌هایی مانند نمک، اسیدها و بازها می‌تواند سرعت خوردگی را افزایش دهد.هیچ خراش یا آسیبی به لایه قلع وارد نشده است ، لایه قلع سالم و بدون عیب و نقص است.ورق حلبی به طور دوره‌ای تمیز می‌شود: تمیز کردن دوره‌ای سطح ورق حلبی از گرد و غبار و سایر ذرات می‌تواند به حفظ آن کمک کند.
تخمین مدت زمان زنگ زدن حلبی :
در شرایط ایده‌آل ذکر شده، ورق حلبی می‌تواند ده‌ها سال بدون زنگ زدن دوام بیاورد. برخی از منابع حتی طول عمر بیش از 50 سال را نیز برای ورق حلبی با کیفیت بالا در شرایط نگهداری مناسب ذکر کرده‌اند.
عوامل مؤثر بر طول عمر ورق حلبی:
کیفیت ورق حلبی: کیفیت مواد اولیه (فولاد و قلع) و فرآیند تولید، نقش مهمی در طول عمر ورق حلبی دارند. ضخامت لایه قلع: هر چه لایه قلع ضخیم‌تر باشد، مقاومت در برابر خوردگی بیشتر خواهد بود.شرایط نگهداری: نگهداری ورق حلبی در محیط خشک، تمیز و دور از مواد خورنده، طول عمر آن را افزایش می‌دهد. حتی در شرایط ایده‌آل، زنگ زدن ورق حلبی اجتناب‌ناپذیر است. با گذشت زمان، لایه قلع به تدریج نازک می‌شود و در نهایت، فولاد زیرین در معرض رطوبت و اکسیژن قرار می‌گیرد و زنگ می‌زند.
چرا ضخامت لایه قلع مهم است؟
محافظت از فولاد: وظیفه اصلی لایه قلع، محافظت از فولاد زیرین در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی است. هر چه لایه قلع ضخیم‌تر باشد، این محافظت بهتر انجام می‌شود.
مقاومت در برابر خراشیدگی: لایه قلع ضخیم‌تر، مقاومت بیشتری در برابر خراشیدگی و ساییدگی دارد. خراشیدگی می‌تواند باعث آسیب دیدن لایه محافظ و در نتیجه، زنگ زدن فولاد شود.
طول عمر بیشتر: ورق حلبی با لایه قلع ضخیم‌تر، طول عمر بیشتری دارد و می‌تواند در برابر شرایط محیطی نامساعد مقاومت کند.
نحوه اندازه‌گیری ضخامت لایه قلع :
ضخامت لایه قلع معمولاً با استفاده از روش‌های زیر اندازه‌گیری می‌شود:
وزنی: در این روش، وزن لایه قلع بر واحد سطح اندازه‌گیری می‌شود. این روش دقیق است، اما مخرب است و نیاز به جدا کردن لایه قلع از فولاد دارد.
الکتروشیمیایی: در این روش، با استفاده از یک محلول الکترولیت و اندازه‌گیری جریان الکتریکی، ضخامت لایه قلع تعیین می‌شود. این روش غیرمخرب است و به طور گسترده استفاده می‌شود.
میکروسکوپی: با استفاده از میکروسکوپ‌های نوری یا الکترونی، می‌توان ضخامت لایه قلع را به طور مستقیم اندازه‌گیری کرد. این روش دقیق است، اما نیاز به آماده‌سازی نمونه دارد.
اشعه ایکس: با استفاده از دستگاه‌های فلورسانس اشعه ایکس، می‌توان ضخامت و ترکیب لایه قلع را به طور غیرمخرب اندازه‌گیری کرد.
استانداردهای ضخامت لایه قلع:
استانداردهای مختلفی برای ضخامت لایه قلع در ورق حلبی وجود دارد. این استانداردها بر اساس نوع کاربرد ورق حلبی تعیین می‌شوند. به عنوان مثال، ورق حلبی مورد استفاده در بسته‌بندی مواد غذایی باید دارای ضخامت لایه قلع بیشتری نسبت به ورق حلبی مورد استفاده در ساخت سقف باشد.
واحد اندازه‌گیری ضخامت لایه قلع:
ضخامت لایه قلع معمولاً با واحدهای زیر اندازه‌گیری می‌شود ، میکرومتر (µm): یک میکرومتر برابر با یک میلیونیم متر است. گرم بر متر مربع (g/m²): این واحد نشان‌دهنده وزن قلع بر واحد سطح است و به طور غیرمستقیم به ضخامت لایه قلع اشاره دارد.پوند بر پایه (lb/base box): این واحد در سیستم آمریکایی استفاده می‌شود و نشان‌دهنده وزن قلع بر واحد سطح مشخصی از ورق حلبی است.
ضخامت لایه قلع مناسب :
ضخامت لایه قلع مناسب به نوع کاربرد ورق حلبی بستگی دارد. به طور کلی، برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارند (مانند بسته‌بندی مواد غذایی)، از ورق حلبی با لایه قلع ضخیم‌تر استفاده می‌شود.
بسته‌بندی مواد غذایی :
قوطی‌های کنسرو: برای بسته‌بندی انواع کنسروها (مانند کنسرو ماهی، لوبیا، ذرت و غیره) از ورق حلبی با لایه قلع ضخیم استفاده می‌شود تا از نفوذ رطوبت و هوا به داخل قوطی و فساد مواد غذایی جلوگیری شود.
قوطی‌های نوشیدنی: برخی از نوشیدنی‌ها (مانند نوشابه‌ها و آبمیوه‌ها) در قوطی‌های حلبی بسته‌بندی می‌شوند.
ظروف نگهداری مواد غذایی خشک: از ورق حلبی برای ساخت ظروف نگهداری مواد غذایی خشک مانند چای، قهوه، شکر و ادویه‌جات استفاده می‌شود.
درب قوطی‌ها و شیشه‌ها: از ورق حلبی برای ساخت درب قوطی‌ها و شیشه‌های مواد غذایی استفاده می‌شود تا از نفوذ هوا و رطوبت جلوگیری شود.
مصارف صنعتی حلبی :
قطعات الکترونیکی: در ساخت برخی قطعات الکترونیکی مانند شاسی‌ها، جعبه‌ها و پوشش‌ها از ورق حلبی استفاده می‌شود.
مخازن سوخت: در گذشته، از ورق حلبی برای ساخت مخازن سوخت خودروها استفاده می‌شد.
لوله‌ها و کانال‌ها: از ورق حلبی برای ساخت لوله‌ها و کانال‌های تهویه مطبوع و سیستم‌های گرمایشی استفاده می‌شود.
سقف‌ها و دیوارها: در برخی ساختمان‌ها، از ورق حلبی برای پوشش سقف‌ها و دیوارها استفاده می‌شود.
تابلوهای تبلیغاتی: در گذشته، از ورق حلبی برای ساخت تابلوهای تبلیغاتی استفاده می‌شد.
حلبی در لوازم خانگی :
آبگرمکن: در ساخت بدنه آبگرمکن‌ها از ورق حلبی استفاده می‌شود. بخاری: در ساخت بدنه بخاری‌ها از ورق حلبی استفاده می‌شود.اجاق گاز: در ساخت برخی قطعات اجاق گاز از ورق حلبی استفاده می‌شود.سطل و آبکش: از ورق حلبی برای ساخت سطل و آبکش استفاده می‌شود. قیف: از ورق حلبی برای ساخت قیف استفاده می‌شود.
حلبی در صنایع دستی و هنری :
اشیاء تزئینی: هنرمندان و صنعتگران از ورق حلبی برای ساخت اشیاء تزئینی مانند جعبه‌ها، قاب عکس‌ها و مجسمه‌ها استفاده می‌کنند.
اسباب‌بازی: در گذشته، بسیاری از اسباب‌بازی‌ها از ورق حلبی ساخته می‌شدند.
سایر کاربردهای حلبی :
روکش سیم و کابل: برای محافظت از سیم و کابل در برابر رطوبت و خوردگی، گاهی از روکش حلبی استفاده می‌شود.
صنعت چاپ: در برخی روش‌های چاپ، از ورق حلبی به عنوان بستر چاپ استفاده می‌شود.
ساخت قالب: در برخی موارد، از ورق حلبی برای ساخت قالب‌های ساده استفاده می‌شود.
عوامل موثر بر خوردگی :
رطوبت: رطوبت یکی از مهم‌ترین عوامل موثر بر خوردگی لحیم‌های Sn-Zn است. رطوبت می‌تواند باعث تسریع خوردگی یکنواخت، خوردگی حفره‌ای و خوردگی تنشی شود.
دما: افزایش دما می‌تواند سرعت خوردگی را افزایش دهد. در دماهای بالا، واکنش‌های شیمیایی سریع‌تر رخ می‌دهند و لایه اکسیدی به سرعت تخریب می‌شود.
غلظت یون‌های کلرید: یون‌های کلرید می‌توانند لایه محافظ اکسیدی را تخریب کنند و باعث ایجاد خوردگی حفره‌ای شوند.
pH محیط نیز می‌تواند بر خوردگی لحیم‌های Sn-Zn تاثیر بگذارد. محیط‌های اسیدی و قلیایی می‌توانند باعث تسریع خوردگی شوند.
تنش: تنش کششی می‌تواند باعث تسریع خوردگی تنشی شود.
نوع فلزات پایه: نوع فلزات پایه که لحیم Sn-Zn به آنها متصل می‌شود، می‌تواند بر خوردگی گالوانیکی تاثیر بگذارد.
خراش حلبی : در اثر خراش یافتن حلبی ، آهن در تماس مستقیم با اکسیژن هوا قرار می گرد و این باعث زنگ زدن و خوردگی آهن می شود . مادامی که خراشی رخ نداده ، قلع به عنوان یک روکش از آهن حفاظت می کند ، ولی بعد از خراش فلز آهن درقطب آندی فدای محافظش می شود .
نیم واکنش آندی : \( Fe(s)\xrightarrow[1atm]{20^{\circ}C}Fe^{2+}(aq)+2e^{-} \)
نیم واکنش کاتدی : \( O_{2}(g)+2H_{2}O(l)+4e^{-}\xrightarrow[1atm]{20^{\circ}C} 4OH^{-}(aq) \)
واکنش کلی :\( 2Fe(s)+O_{2}(g)+2H_{2}O(l)\xrightarrow[1atm]{20^{\circ}C} 2Fe(OH)_{2}(s)\xrightarrow[]{+O_{2}}Fe_{2}O_{3}.xH_{2}O(s) \)
کارگاه حلبی سازی
