في عالم الهندسة الواسع، يعتبر اختيار المواد بمثابة الأساس لكل مشروع ناجح. يمثل الاختيار بين الفولاذ المجلفن والفولاذ المقاوم للصدأ نقطة قرار حاسمة يمكن أن تحدد طول عمر الهيكل وأدائه وفعاليته من حيث التكلفة.
يتميز الفولاذ المجلفن بطبقة واقية من الزنك يتم تطبيقها على الفولاذ القياسي من خلال عملية الغمر الساخن أو الطلاء الكهربائي. توفر هذه الطبقة حماية مزدوجة:
- حماية الحاجز:تمنع طبقة الزنك فعليًا العناصر المسببة للتآكل من الوصول إلى الفولاذ الأساسي.
- الحماية التضحوية:تتسبب الخصائص الكهروكيميائية للزنك في تآكله بشكل تفضيلي عند تلفه.
يمكن لعمليات الجلفنة الحديثة أن تخلق طبقات تتراوح سماكتها من 45 إلى 300 ميكرون، مع توفير الطبقات الأكثر سمكًا حماية ممتدة في البيئات القاسية.
تحتوي سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ على ما لا يقل عن 10.5٪ من الكروم، والذي يتفاعل مع الأكسجين لتكوين طبقة أكسيد سلبية:
- تقاوم التآكل من خلال الاستقرار الكيميائي
- تصلح نفسها ذاتيًا عند تلفها
- تحافظ على سلامتها في البيئات القاسية
- الكفاءة من حيث التكلفة:عادة ما يكون أرخص بنسبة 30-40٪ من الفولاذ المقاوم للصدأ
- سهولة التصنيع:قابلية تشغيل ممتازة للقطع والانحناء واللحام
- متانة كافية:مناسب للظروف البيئية المعتدلة
- عمر افتراضي محدود في البيئات الساحلية أو الصناعية
- إمكانية جريان الزنك في التطبيقات المائية
- ضعف منطقة اللحام مما يتطلب معالجة ما بعد اللحام
- مقاومة فائقة للتآكل في جميع البيئات
- خصائص سطح صحية لتطبيقات الأغذية/الطبية
- نسب قوة إلى وزن عالية في السبائك المتقدمة
- طول عمر خالٍ من الصيانة يتجاوز 50 عامًا
- تكاليف المواد أعلى بكثير
- متطلبات تصنيع متخصصة
- إمكانية حدوث تشقق إجهادي للتآكل
التطبيقات الهيكلية بما في ذلك:
- إطارات المباني والتسقيف
- حواجز الطرق السريعة واللافتات
- المعدات الزراعية والتخزين
- أعمدة المرافق وأبراج الإرسال
البيئات الحرجة التي تتطلب:
- معدات وأسطح معالجة الأغذية
- الغرسات الطبية والأدوات الجراحية
- أوعية المعالجة الكيميائية
- البنية التحتية الساحلية والأجهزة البحرية
- مكونات الفضاء
تشير الدراسات الحديثة إلى أنه في حين أن الفولاذ المقاوم للصدأ له تكاليف أولية أعلى، فإن إجمالي تكلفة دورة حياته غالبًا ما يصبح تنافسيًا بعد 15-20 عامًا بسبب انخفاض متطلبات الصيانة.
يتطلب اختيار المواد دراسة متأنية لـ:
- قيود ميزانية المشروع
- العمر الافتراضي المتوقع
- التعرض البيئي
- المتطلبات الجمالية
- قدرات الصيانة