تفاوت ورق گالوانیزه و ورق استیل

تفاوت ورق گالوانیزه و ورق استیل چیست؟

ورق گالوانیزه و ورق استیل هر دو محصولاتی بر پایهٔ فولاد هستند؛ با این حال، فلسفهٔ محافظت آن‌ها در برابر زنگ‌زدگی کاملاً متفاوت است. گالوانیزه با “ایثار” پوشش روی، به‌طور فداشونده از فولاد زیرین محافظت می‌کند و در صورت ایجاد خراش‌های کوچک، به کمک پتانسیل الکتروشیمیایی، مناطق برهنه را پوشش می‌دهد. در مقابل، استیل به جای افزودن پوشش، ترکیب شیمیایی خود فولاد را غنی می‌کند: حضور دست‌کم ۱۰٫۵ درصد کروم باعث تشکیل یک لایهٔ فوق‌العاده نازک (۲–۳ نانومتر) از اکسید کروم می‌شود که به‌محض تماس با اکسیژن هوا شکل می‌گیرد و در صورت خراش دوباره احیا می‌شود. این تفاوت بنیادین منشأ اختلاف در دوام، هزینهٔ چرخهٔ عمر، محدودیت‌های دمایی، و حتی جذابیت ظاهری است. مهندسان خرید که در صنایع حساس با توقّعات بهداشتی بالا فعالیت می‌کنند، با ارزیابی همین پارامترها تصمیم می‌گیرند که سرمایه را در کدام مسیر—کوتاه‌مدت یا بلندمدت—سرازیر کنند.

از دیدگاه چرخهٔ عمر (Life-Cycle Costing)، استیل به دلیل حذف هزینه‌های پوشش مجدد، ریسک توقف خط تولید و دفعات تعویض کمتر، اغلب برندهٔ بازی اقتصادی در پروژه‌های ۱۵ تا ۲۰ ساله است. به‌عکس، برای سازه‌های موقتی یا قطعاتی که استهلاک طبیعی آن‌ها زیر ۱۰ سال برآورد می‌شود، صرفه‌جویی معنیدار قیمت اولیهٔ گالوانیزه قابل چشم‌پوشی نیست.

ویژگی کلیدی	ورق گالوانیزه	ورق استیل (استنلس استیل)
ترکیب پایه	فولاد کم‌کربن + پوشش Zn (۵۰–۲۷۵ g/m²)	فولاد آلیاژی ≥۱۰٫۵ ٪ Cr + Ni/Mo در برخی گریدها
روش تولید	گالوانیزاسیون گرم یا الکتروگالوانیزه	ذوب، ریخته‌گری مداوم، نورد سرد/گرم، آنیل محلولی
راهبرد ضدخوردگی	آند فداشوندهٔ روی	لایهٔ اکسید کروم خودترمیم‌شونده
مقاومت حرارتی	پایدار تا ≈ ۲۰۰ °C	بسته به گرید تا ≈ ۸۷۰ °C (۳۰۴)
قابلیت جوشکاری	خوب؛ نیازمند تهویه و ماسک P100	بسیار خوب؛ مخصوصاً گریدهای آستنیتی
براقیت	خاکستری-نقره‌ای؛ قابل رنگ	نقره‌ای براق تا آینه‌ای؛ لک‌پذیری کم
هزینهٔ اولیه	۳۰–۵۰ ٪ پایین‌تر	بالاتر؛ ولی TCO کوچک‌تر در درازمدت
کاربرد شاخص	سازه، کانال HVAC، شاسی خودرو	مخازن و تجهیزات فرآیند، نما، دکوراتیو

ورق گالوانیزه چیست و چگونه تولید می‌شود؟

فرایند گالوانیزاسیون گرم (Hot-Dip Galvanizing) در عمل، یک «حمام روی» با دمای ۴۵۰ درجهٔ سانتی‌گراد است. کویل فولادی پس از قلیایی‌زدایی و اسیدشویی، در فلاکس کلرید روی/آمونیوم پوشش داده می‌شود تا پیوند متالورژیکی بین آهن و روی تسهیل گردد. سپس، نوارِ فولاد با سرعت کنترل‌شده از حمام خارج می‌شود؛ ضخامت روی با سرعت کشش و دمش نیتروژن تنظیم می‌گردد. نتیجه، ساختاری لایه‌ای از آلیاژهای روی-آهن نزدیک سطح و روی خالص در بیرونی‌ترین لایه است.

در روش الکتروگالوانیزه، روی به کمک جریان DC در سلول الکترولیتی رسوب می‌کند. ضخامت یکنواخت‌تر ولی نازک‌تر (۲۰–۳۰ g/m²) و ظاهر روشن‌تر از مشخصه‌های این روش است. به‌دلیل نبود مرحلهٔ غوطه‌وری مذاب، تنش حرارتی پایین می‌ماند و دقت ابعادی بهتر می‌شود—گزینه‌ای مناسب برای ورق‌های بدنهٔ خودرو که تلرانس ضخامت میلیمتری می‌طلبند.

پس‌عملیات‌هایی مثل «اسکین-پس» (Temper Rolling)، اعمال محلول کرومات یا فسفات و حتی روغن‌کاری سبک روی اسپَنگل‌ها انجام می‌شوند تا مقاومت لکهٔ سفید (White Rust) را در انبارهای مرطوب بهبود دهند. نتیجهٔ نهایی، ورقی است با براقیت خاکستری و گل‌های شش‌پر زیبا که بسته به ترکیب شیمیایی حمام و سرعت سردشدن، ریز یا درشت می‌شوند.

ورق استیل (استنلس استیل) چیست و چه انواعی دارد؟

فرایند تولید استیل با ذوب قراضه و فروآلیاژ در کوره قوس الکتریکی آغاز می‌شود. پس از پالایش در کورهٔ پاتیلی (LF) و تصفیهٔ خلا (VOD)، ترکیب دقیق کروم، نیکل، مولیبدن، کربن و عناصر ریزآلیاژی به‌دست می‌آید. شمش‌ها به روش ریخته‌گری مداوم تولید و در نورد گرم به ضخامت‌های ۲–۳۰ میلی‌متر می‌رسند. گام بعد، نورد سرد برای رسیدن به ضخامت‌های ۰٫۳–۳ میلی‌متر است؛ سپس با آنیل محلولی، کاربیدهای کروم حل شده و ساختار آستنیتی دانه‌ریز شکل می‌گیرد.

استیل‌ها به پنج خانوادهٔ اصلی تقسیم می‌شوند:

1. آستنیتی (سری ۳۰۰ و ۲۰۰): مشهورترین‌ها ۳۰۴ و ۳۱۶ هستند؛ غیرمغناطیسی، فوق‌العاده جوش‌پذیر و با چقرمگی عالی در سرما.

2. فریتی (سری ۴۰۰): مانند ۴۳۰؛ مغناطیسی، کروم بالا، قیمت پایین‌تر، مناسب دکوراسیون داخلی.

3. مارتنزیتی (۴۱۰، ۴۲۰): قابل سختکاری؛ تیغه و ابزار برش.

4. دوپلکس (۲۲۰۵): ترکیب فریتی-آستنیتی؛ استحکام کششی دو برابر ۳۰۴ و مقاومت بالا در محیط کلرایدی.

5. رسوب-سخت‌شونده (۱۷-۴ PH): قابلیت رسیدن به استحکام تسلیم ۱۱۰۰ MPa پس از پیرسختی؛ محبوب صنایع هوافضا.

گرید ۳۰۴ با ۱۸ ٪ Cr و ۸ ٪ Ni ستون فقرات خطوط صنایع غذایی است. برای محیط دریایی یا محلول‌های حاوی کلراید، ۳۱۶ با ۲٫۵ ٪ Mo نسخهٔ امن‌تر است. دوپلکس ۲۲۰۵ با ۲۲ ٪ کروم و ۵ ٪ نیکل، پلی میان قیمت و کارایی است: استحکام بالا، مقاومت حفره‌ای عالی و قیمت میانه.

مقایسه مقاومت به خوردگی و زنگ‌زدگی

مقاومت به خوردگی نه‌تنها تابع ماده، بلکه وابسته به شرایط محیطی—دما، pH، حضور یون کلراید، و چرخهٔ خشکی/رطوبت—است. ورق گالوانیزه در اتمسفرهای روستایی و شهری خشک می‌تواند بیش از ۲۰ سال دوام آورد. در چنین محیط‌هایی، پوشش روی کربناته شده و لایهٔ روی‌کربنات پایدار تشکیل می‌دهد که همانند سپری سفیدرنگ، سرعت خوردگی را به کمتر از ۱ µm در سال می‌رساند. اما وقتی یون کلر، دی‌اکسید گوگرد یا آمونیاک بالا باشد، این لایه متخلخل شده و پایداری خویش را از دست می‌دهد. نتیجه، پدیدهٔ “خوردگی زیرپوشش” و ظهور حباب‌های قرمزرنگ زنگ است.

در استیل، راز دوام در «پسیویته» است. لایهٔ اکسید کروم چنان نازک است که حتی با میکروسکوپ الکترونی به سختی دیده می‌شود، اما مانع جدی تبادل یون فلز با محیط می‌گردد. وقتی خراشی ایجاد شود، کروم آزاد سطحی به سرعت اکسید شده و شکاف را می‌بندد. به‌همین دلیل، استیل حتی در حالت پرداخت نشده و با خط و خش‌های جزئی، خاصیت ضدزنگی خود را حفظ می‌کند. استیل ۳۱۶ در محلول‌های کلریدی تا دمای ۱۲۰ °C پایدار است؛ درحالی‌که گالوانیزه، در همین شرایط، روی خود را به تدریج از دست می‌دهد و فولاد پایه نمایان می‌شود.

مقایسه استحکام و دوام در شرایط محیطی متفاوت

استحکام تسلیم فولاد گالوانیزه و فولاد استیل در حالت نورد شده، ارقام نزدیکی دارد: حدود ۲۴۰–۳۰۰ MPa. آنچه تفاوت ایجاد می‌کند، امکان “Work Hardening” در استیل آستنیتی است. اگر ورق ۳۰۴ را پس از نورد سرد بدون آنیل رها کنیم، استحکام تسلیم می‌تواند تا ۷۰۰ MPa افزایش یابد—دو برابر گالوانیزه—درحالی‌که چقرمگی همچنان قابل قبول باقی بماند. برای مخازن تحت فشار یا قطعاتی که ارتعاش دائمی دارند، این استحکام اضافی یک مزیت حیاتی است.

از منظر دوام پوشش، استیل بدون پوشش جداگانه است؛ بنابراین خط برش، سوراخ‌کاری یا خمش، خاصیت ضدزنگی را تضعیف نمی‌کند. در گالوانیزه، لبۀ برش‌شده لخت است و اگر بعداً بازپوشش نشود، محل شروع زنگ‌زدگی خواهد بود. البته پوشش روی مجاور می‌تواند به‌طور محدود کفاره دهد، ولی این اثر به چند میلیمتر محدود است. از این‌رو، در سازه‌های جوشی که طول درز زیاد است—مثل سیلوهای غله یا ستون‌های سوله—استیل لبهٔ ایمنی بیشتری فراهم می‌کند.

مقایسه قیمت و هزینه‌های نگهداری

در بازار داخلی خرداد ۱۴۰۴، قیمت هر کیلو ورق گالوانیزه ضخامت ۱ میلی‌متر حدود ۹۲٬۰۰۰ تومان و ورق استیل ۳۰۴ به همان ضخامت حدود ۱۷۰٬۰۰۰ تومان است. اگر سازه‌ای ۱۰ تن وزن داشته باشد، تفاوت سرمایهٔ اولیه نزدیک به ۷۸۰ میلیون تومان خواهد بود. اما بازی اینجا تمام نمی‌شود. فرض کنیم سازه در کارخانه لبنی با شوینده قلیایی روزانه کار می‌کند. عمر مفید گالوانیزه به‌طور میانگین ۴ سال است و استیل حداقل ۱۵ سال. در طول یک چرخهٔ ۱۵ ساله، گالوانیزه باید سه‌بار تعویض یا پوشش مجدد شود؛ هر بار نیازمند توقف خط، هزینهٔ جرثقیل، تخلیه و نصب است. وقتی این هزینه‌های “نامرئی” را جمع بزنیم، استیل به‌طور شگفت‌انگیزی ارزان‌تر تمام می‌شود و مهم‌تر، ریسک آلودگی محصول را به صفر نزدیک می‌کند.

عامل دیگر، ارزش ضایعات است. کیلوگرم ضایعات استیل آلیاژی (بسته به گرید) حدود ۵۰ تا ۶۰ ٪ قیمت نو خریداری می‌شود، در حالی‌ که قراضه فولاد گالوانیزه غالباً نیازمند دی‌گالوانیزه است و ارزش قراضه آن کمتر از ۳۰ ٪ است.

کاربردهای رایج هر کدام در صنعت و ساختمان

گالوانیزه به سبب بهای کمتر و مقاومت خوب در فضای باز، گزینهٔ اول دکل‌های مخابراتی، زیرسازی سقف، گلخانه و کانال‌های هواست. در صنعت خودروسازی، گلگیرها و بعضی قطعات شاسی با ورق الکتروگالوانیزه تولید می‌شوند تا وزن کاهش یابد اما مقاومت خوردگی حفظ شود. این ورق بعد از پرسکاری به‌راحتی رنگ الکترواستاتیک را می‌پذیرد و نمای مطلوبی ایجاد می‌کند.

استیل در خطوط فرآوری، جایی که تمیزی سطح مطابق مقررات GMP و HACCP الزام قانونی است، بی‌رقیب است. مخازن استیل ۳۰۴ برای شیر، ماست، سس و شربت، و مخازن ۳۱۶L برای سرم تزریقی و داروهای استریل استاندارد صنعت هستند. در معماری مدرن، روکش استیل کوتاه نشدهٔ (Hairline) و آینه‌ای (Mirror) فضاهای لوکس مثل هتل پنج‌ستاره یا سالن فرست‌کلاس فرودگاه را می‌آراید. نمای ضدزنگ علاوه بر زیبایی، هزینهٔ شست‌وشو را به حداقل می‌رساند و در برابر آلودگی‌های جوی تیره نمی‌شود.

مزایا و معایب ورق گالوانیزه در برابر ورق استیل

مزایای گالوانیزه

• سرمایه‌گذاری اولیه پایین و دسترسی سریع در بازار داخلی.

• عملکرد فداشوندهٔ پوشش: خراش‌های جزئی خودترمیم می‌شوند.

• قابلیت رنگ‌کاری و پنهان‌سازی ظاهر فلزی در پروژه‌های دکوراتیو ارزان.

معایب گالوانیزه

• محدودیت حرارتی: بالای ۲۰۰ درجه پوشش می‌سوزد و ورق پوسته می‌شود.

• بخارات سمی روی در جوشکاری؛ نیازمند تهویه و ماسک استاندارد.

• لبه‌های برش‌خورده بی‌پوشش؛ نیاز به قلم‌مو یا اسپری روی.

مزایای استیل

• طول عمر تا پنج‌برابر؛ عدم نیاز به رنگ یا بازپوشش.

• سازگاری غذایی و دارویی؛ بی‌مزه، بی‌رنگ و فاقد مهاجرت یون مضر.

• براقیت یکنواخت؛ حتی در فضای مرطوب داخلی لکه سفید ایجاد نمی‌شود.

• مقاومت حرارتی بالا؛ مناسب دودکش، مبدل حرارتی و اجزای کوره.

معایب استیل

• قیمت اولیه بالا؛ جریان نقدینگی پروژه را تحت فشار می‌گذارد.

• ماشین‌کاری و برش دشوارتر؛ ابزار تنگستن و گاز محافظ پاک لازم است.

• حساسیت بعضی گریدها (۳۰۴) به حفره‌ای کلرایدی در استخر نمک؛ انتخاب گرید صحیح حیاتی است.

چه زمانی ورق گالوانیزه انتخاب بهتری است؟

اگر پروژه شما دورهٔ بهره‌برداری کوتاه (کمتر از ۸–۱۰ سال) دارد یا سازهٔ روباز بدون تماس با مواد غذایی است، گالوانیزه کسب سود سریع و معقول را تضمین می‌کند. برای سوله‌ها، استیج نمایشگاهی یا گلخانه‌هایی که سقف پلی‌کربنات دارند، وزن به‌ازای سطح گالوانیزه نسبت به گریدهای سنگین استیل کمتر است و هزینهٔ حمل و نصب پایین می‌آید. همچنین تعمیرات دوره‌ای آسان‌تر است؛ تنها کافی است اسپری زینک-ریچ روی نقاط آسیب‌دیده بپاشید و پروژه به راه خود ادامه دهد.

چه زمانی ورق استیل انتخاب بهتری است؟

چنانچه خط تولید در تماس پیوسته با آب، بخار، محلول قلیایی یا اسیدی قرار دارد، استیل گرید مناسب تنها انتخاب منطقی است. به‌ویژه در محیط‌های دریایی یا تصفیه‌خانهٔ آب شور، استیل ۳۱۶ یا آلیاژ دوپلکس از گالوانیزه بیشتر می‌پاید و خطر آلودگی محصول را صفر می‌کند. در ساخت مخازن فرآیندی، زمان تعویض یک مخزن چند ده هزار لیتری معادل چند روز توقف و زیان مالی سنگین است؛ بنابراین حق‌الزحمهٔ بیشتر خرید استیل، نوعی «بیمهٔ تولید» به‌شمار می‌آید. همچنین در نمای معماری، استیل از لحاظ تمیزی و انعکاس نور برتری غیرقابل انکار دارد و نیاز به رنگ‌آمیزی دوره‌ای را حذف می‌کند.

نکات ایمنی جوشکاری و برش

• گالوانیزه: دمای قوس جوش تا ۱۵۰۰ °C می‌رسد و روی بخار می‌شود. تنفس این بخار باعث «تب فلز» می‌شود که با علائم شبه‌آنفلوانزا همراه است. لذا تهویهٔ موضعی، ماسک فیلتر P100 و فاصلهٔ استراحت ضروری است. بعد از جوشکاری پوشش را با اسپری روی یا لحیم سرد ترمیم کنید.

• استیل: از سیم جوش ۳۰۸L برای گرید ۳۰۴ و ۳۱۶L برای گرید ۳۱۶ استفاده کنید تا ترکیب فاز فریت-آستنیت در فلز جوش تعادل پیدا کند و ترک گرم شکل نگیرد. پس از جوش، درز را «پسیویت» کنید—یعنی با خمیر نیتریک/فلوئوراید یا الکترولیت مخصوص، لایهٔ اکسید کروم تازه بسازید. این کار در صنایع غذایی الزامی است زیرا جوش مات، محل تجمع میکروارگانیسم‌ها می‌شود.

نکات مهم در خرید و تشخیص اصالت ورق

۱. گواهی آزمون کارخانه (MTC): ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی را با اسکن QR بندیل چک کنید. هر بندیل معتبر، شمارهٔ ذوب یکتا دارد.
۲. تست مغناطیس: گرید ۳۰۴ معمولاً غیرمغناطیسی است؛ اگر آهنربا چسبید، احتمال دارد ورق ۴۳۰ یا ۲۰۱ باشد.
۳. آنالیز XRF دستی: دستگاه تفنگی در ۲ ثانیه عناصر کروم، نیکل و مولیبدن را می‌خواند. برای قراضه هم راه نجات است!
۴. ضخامت پوشش روی: با دستگاه میکرومتر مغناطیسی طبق ASTM A123، حداقل پنج نقطه را اندازه بگیرید و میانگین کنید.
5. بسته‌بندی و حمل: استیل باید با کاغذ ضدرطوبت بین لایه‌ها و تسمه‌های پوشیده حمل شود تا خط‌وخش نمای سطحی کاهش یابد؛ گالوانیزه در بندیل‌های باز هم آسیب نمی‌بیند ولی برای انبار طولانی بهتر است پوشش روغن نازک داشته باشد.

سؤالات متداول (FAQ)

۱. آیا ورق گالوانیزه کاملاً ضدزنگ است؟
خیر؛ اگر پوشش خراش عمیق بخورد یا در محیط با یون کلر بالا قرار گیرد، واکنش گالوانیک تسریع و فولاد زیرین زنگ می‌زند. برای تجهیزات نمک‌زنی یا اسیدشویی، روی به‌تنهایی کافی نیست.

۲. کدام ورق برای محیط‌های مرطوب و دریایی بهتر است؟
استیل ۳۱۶ (یا دوپلکس ۲۲۰۵) به دلیل مولیبدن و درصد کروم بالاتر، مقاومت حفره‌ای چشمگیری دارد. حتی در حضور کلراید ۳۰۰۰۰ ppm، سرعت خوردگی آن زیر ۰٫۰۱ mm/year می‌ماند.

۳. آیا می‌توان ورق گالوانیزه را رنگ کرد؟
بله. پس از چربی‌زدایی قلیایی و پوشش فسفاته روی-روی، رنگ پودری یا حلالی به خوبی می‌چسبد. سیستم رنگ سه‌لایه (پرایمر، رنگ میانی اپوکسی، نهایی پلی‌یورتان) عمر روکش را دو برابر می‌کند.

۴. چرا با وجود قیمت بالاتر، ورق استیل محبوب است؟
زیرا هزینهٔ پنهان توقف خط، تعمیر و جایگزینی را حذف می‌کند. برای کارخانه‌ای که هر ساعت توقف یک میلیارد تومان زیان دارد، قیمت بالاتر استیل در برابر ریسک خرابی صفر است.

۵. بخار روی هنگام جوشکاری چه خطری دارد؟
بخار روی در ریه حل شده و ایجاد تب فلز، لرز و سردرد می‌کند. علائم ظرف ۴–۱۲ ساعت بروز می‌کنند و معمولاً با استراحت بهبود می‌یابند، اما تماس مکرر مزمن، به ریه آسیب می‌زند. تهویهٔ محلی و ماسک فیلتر فلزات سنگین الزام است.

۶. چگونه اصالت و گرید استیل را تشخیص دهیم؟
تست جرقه (Spark Test) در کارگاه نشانهٔ اولیه می‌دهد: جرقه‌های استیل آستنیتی بلند و روشن نیستند. برای قطعیت، XRF یا آزمون شیمی تر (پرسوفسفات برای مولیبدن) استفاده کنید. MTC کارخانه معتبرترین مدرک است.

جمع‌بندی نهایی

برای پیمان‌کاران صنایع غذایی، دارویی و آرایشی که پایداری بهداشتی و حداقل توقف تولید را می‌طلبند، استیل با وجود هزینهٔ اولیه بالاتر، راهکاری کم‌ریسک و بلندمدت است. در مقابل، پروژه‌های ساختمانی با چرخهٔ عمر کوتاه یا سازه‌های موقتی در آب‌وهوای معتدل، از مزیت اقتصادی گالوانیزه بهره می‌برند. کلید انتخاب صحیح، تراز کردن سه فاکتور زیر است:

1. هزینهٔ چرخهٔ عمر (CAPEX + OPEX + توقف تولید)،

2. ریسک خوردگی در محیط عملیاتی واقعی (دما، pH، کلراید، رطوبت)،

3. الزامات ایمنی و بهداشتی (GMP، HACCP، مقررات ساختمانی).