SIMULTANEOUS OPTIMIZATION OF COATING ADHESION STRENGTH AND GALVANIZED CONSUMPTION IN HOT DIP GALVANIZING PROCESS WITH TAGUCHI-BASED GRAY RELATIONSHIP ANALYSIS METHOD


Çiçek Y. Z. , Şenyiğit E.

5th ASIA PACIFIC International Modern Sciences Congress, Sydney, Australia, 16 July 2021, vol.1, pp.567-578

  • Publication Type: Conference Paper / Full Text
  • Volume: 1
  • City: Sydney
  • Country: Australia
  • Page Numbers: pp.567-578
  • Middle East Technical University Affiliated: Yes

Abstract

One of the most economical methods used to protect iron and steel products against environmental conditions for many years around the world is hot-dip galvanized coating. International standards consider coating adhesion level as an important criterion in terms of coating life and quality as well as coating amount. It is known that steels with increased coating adhesion show greater resistance to corrosion and mechanical uses. In many studies, it has been presented that increasing the coating amount or coating thickness will be a solution against corrosion or mechanical factors. However, since increasing the amount of coating causes a significant cost and a more difficult production process to manage, it has become necessary to research more effective methods. Most of the coated steels are exposed to mechanical effects directly or indirectly after coating. Spring steels, special purpose steels, coated plates, or sheets that are coated with hot-dip galvanizing methods are then subjected to mechanical processes such as wrapping, bending, and twisting. Therefore, the resistance of the coating against mechanical factors increases the life of the coating and the resistance of the steel protected by the coating to corrosion. This has led to the need to consider both coating adhesiveness and coating amount together. For the experiments, "TS EN 10244-2 Non-ferrous metal coatings on steel wire" standard has been guiding. This standard is taken as a reference for measuring methods of coating adhesion and the amount of coating per unit surface. In this study, HCL Acid Ratio, Flux PH, Zinc Bath Temperature, Caustic Temperature, Immersion Speed were taken into consideration for the Hot Dip Galvanizing Process. It is accepted that each factor has 3 levels. Taguchi-based Gray Relation Analysis method was used to obtain the optimum solution with high Coating Adhesion Strength and Low Galvanized Consumption. The experimental design was carried out according to the L27 orthogonal array. The results obtained are presented in the study.

Dünya genelinde demir-çelik ürünlerinin çevre koşullarına karşı uzun yıllar korunması için kullanılan en ekonomik yöntemlerden bir tanesi sıcak daldırma galvaniz kaplamadır. Uluslararası standartlar kaplama miktarı gibi kaplama yapışkanlık düzeyini de kaplama ömrü ve kalitesi açısından önemli bir kriter olarak ele almıştır. Kaplama yapışkanlığı artırılan çeliklerin korozyona ve mekanik kullanımlara karşı daha fazla direnç gösterdiği bilinmektedir. Yapılan birçok çalışmada korozyon veya mekanik etkenlere karşı kaplama miktarını veya kaplama kalınlığını artırmanın çözüm olacağı sunulmuştur.  Ancak yapılan kaplama miktarını artırmanın önemli bir maliyet ortaya çıkarması ve yönetilmesi daha zor bir üretim süreci ortaya çıkarması sebebiyle daha etkin yöntemler araştırma gereği doğmuştur. Kaplama yapılan çeliklerin büyük bir kısmı kaplandıktan sonra doğrudan veya dolaylı olarak mekanik etkenlere maruz kalmaktadır. Sıcak daldırma galvaniz kaplama yöntemiyle kaplanan yay çelikleri, özel amaçlı çelikler, kaplanmış plakalar veya saçlar daha sonra sarma, eğme, bükme gibi mekanik proseslere tabi olmaktadırlar. Dolayısıyla yapılanan kaplamanın mekanik etkenlere karşı göstereceği direnç, kaplama ömrü ve kaplama yoluyla korunan çeliğinin de korozyona karşı direncini artırmaktadır.  Bu durum hem kaplama yapışkanlığının hem de kaplama miktarının birlikte ele alınması gereğini ortaya çıkarmıştır. Deneyler için “TSE EN 10244-2 Çelik tel üzerine demir dışı metal kaplamalar” standardı yol gösterici olmuştur. Bu standart ile tanımlanan kaplama yapışkanlığı ve birim yüzeye düşen kaplama miktarı ölçümü temel alınmıştır. B Bu çalışmada, Sıcak Daldırma Galvaniz Kaplama prosesi için HCL Asit Oranı, Flux PH, Eriyik Galvaniz Sıcaklığı, Kostik Sıcaklığı, Daldırma Hızı faktörleri dikkate alınmıştır. Her bir faktörün 3 düzeyi olduğu kabul edilmiştir. Kaplama Yapışkanlık Dayanımı yüksek, Galvaniz Tüketimi düşük eş zamanlı optimum çözümü elde edebilmek için Taguchi tabanlı Gri İlişki Analizi yöntemi kullanılmıştır. L27 ortogonal dizisine göre deney tasarımı gerçekleştirilmiştir.  Elde edilen sonuçlar çalışmada sunulmuştur.