गॅल्वनायझिंग बाथच्या आत: एक आश्चर्यकारक कोटिंग प्रक्रिया

स्टीलला गंजण्यापासून वाचवण्यासाठी गॅल्वनायझेशन ही एक सामान्य पद्धत आहे. मूलतः,गॅल्वनाइजिंग बाथधातूच्या भागांना लेप देण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या वितळलेल्या जस्तची एक मोठी केटल आहे. जेव्हा स्वच्छ स्टील या बाथमध्ये बुडवले जाते तेव्हा जस्त त्वरीत पृष्ठभागावर चिकटते, ज्यामुळे एक मजबूत, गंज-प्रतिरोधक फिनिश तयार होते. गॅल्वनायझिंग १५० वर्षांहून अधिक काळापासून अस्तित्वात आहे, तरीही ते आश्चर्यकारकपणे कार्यक्षम आणि पर्यावरणास अनुकूल आहे. खरं तर, ते बहुतेकदा उपलब्ध असलेल्या सर्वात पर्यावरणपूरक गंज-प्रतिबंधक प्रक्रियेपैकी एक म्हणून उद्धृत केले जाते. परिणामी स्टील असे आहे जे कमीत कमी देखभालीसह बाहेर दशके टिकू शकते. गॅल्वनायझिंग बाथमध्ये, स्टीलचा भाग धुळीने माखलेल्या जुन्या धातूपासून जस्त-आर्मर्डमध्ये कसा जातो ते आपण चरण-दर-चरण विभाजित करतो.
                                                                 

गॅल्वनायझिंग बाथ म्हणजे काय?

गॅल्वनायझिंग बाथ म्हणजे सुमारे ४५०°C (८४२°F) पर्यंत गरम केलेल्या वितळलेल्या जस्तचा एक भांडे. स्टीलचे भाग या गरम जस्तमध्ये बुडवले जातात, जे चांदीच्या द्रव धातूसारखे दिसते. विसर्जन करताना, जस्त स्टीलमधील लोखंडाशी प्रतिक्रिया देते, ज्यामुळे जस्त आणि स्टीलमध्ये धातूचा बंध तयार होतो. प्रत्यक्षात, कंपन्या अनेकदा याला म्हणतातहॉट-डिप गॅल्वनायझिंगप्रक्रिया - स्टीलला "गरम" (वितळलेल्या) जस्तमध्ये अक्षरशः बुडवणे.

ही पद्धत खूप प्रभावी आहे. झिंक बाथमध्ये सामान्यतः ९८% पेक्षा जास्त शुद्ध झिंक ठेवले जाते आणि कन्व्हेयर किंवा क्रेन सिस्टीम स्टीलच्या तुकड्या काळजीपूर्वक कोनात ठेवतात जेणेकरून झिंक भागाच्या प्रत्येक कोपऱ्यात भरू शकेल. पोकळ आकार किंवा नळ्या देखील झिंकने भरल्या जातात, त्यामुळे आतील भाग तसेच बाहेरील भाग देखील लेपित केला जातो. एका उद्योग मार्गदर्शकाने म्हटल्याप्रमाणे, हॉट-डिप गॅल्वनायझिंग ही "पूर्ण विसर्जन" प्रक्रिया आहे - स्टील पूर्णपणे बुडलेले असते आणि झिंक लेपित केले जाते.सर्वआतील आणि बाहेरील पृष्ठभाग. काही मिनिटांनंतर स्टील वर केले जाते आणि त्यावर एक नवीन चमकदार धातूचा थर लावला जातो.
         

हॉट-डिप गॅल्वनायझेशन प्रक्रिया (सुरुवात ते शेवट)

गॅल्वनायझेशन प्रक्रियेत अनेक महत्त्वाचे टप्पे असतात. प्रत्येक टप्पा काळजीपूर्वक केला पाहिजे, कारण झिंक फक्त पूर्णपणे स्वच्छ पृष्ठभागावर चिकटेल. सर्वसाधारणपणे, पायऱ्या खालीलप्रमाणे आहेत:

स्वच्छता (डीग्रेझिंग आणि लोणचे):प्रथम स्टील पूर्णपणे स्वच्छ केले जाते जेणेकरून तेले, ग्रीस आणि सैल गंज काढून टाकता येईल. यामध्ये सहसा गरम अल्कली (कॉस्टिक) द्रावणाचा वापर केला जातो जो स्टीलला कमी करतो. पुढे, स्टील मिल स्केल आणि गंज खाण्यासाठी आम्लयुक्त पिकलिंग बाथमध्ये (बहुतेकदा सल्फ्यूरिक किंवा हायड्रोक्लोरिक आम्ल पातळ केले जाते) जाते. पिकलिंग केल्यानंतर, कोणतीही हट्टी घाण, रंग किंवा स्लॅग मॅन्युअली किंवा ब्लास्टिंगद्वारे काढून टाकले जातात. थोडक्यात, सर्व दूषित घटक निघून गेले पाहिजेत, कारण झिंक घाणेरड्या स्टीलला चिकटणार नाही.

प्रवाह:गॅल्वनायझेशन करण्यापूर्वी, स्वच्छ स्टीलला फ्लक्स सोल्युशनमध्ये बुडवले जाते, जे सहसा झिंक अमोनियम क्लोराईडचे मिश्रण असते. फ्लक्स ऑक्साईडचे शेवटचे अंश साफ करतो आणि बुडवण्यापूर्वी नवीन ऑक्सिडेशन रोखतो. काही वनस्पतींमध्ये, झिंक बाथवर एक पातळ "फ्लक्स ब्लँकेट" तरंगते जेणेकरून स्टील आत प्रवेश करताना ते कमी होण्यास मदत होते. फ्लक्सिंग पायरी महत्त्वाची आहे: ते वितळलेले झिंकओलेस्टील समान रीतीने.

झिंक बाथमध्ये विसर्जन:आता प्रक्रियेचा गाभा येतो. तयार केलेले स्टील हळूहळू (बहुतेकदा एका कोनात) वितळलेल्या झिंक किटलीमध्ये खाली आणले जाते, जे सहसा ~४५०°C तापमानावर धरले जाते. खालील चित्रात स्टीलचे बीम गरम झिंक बाथमध्ये प्रवेश करताना दाखवले आहेत. स्टील द्रव धातूला स्पर्श करताच, एक प्रतिक्रिया सुरू होते. झिंक लोखंडाच्या पृष्ठभागाशी मिश्रित होऊ लागते आणि द्रव झिंक संपूर्ण भागाभोवती वाहते. बाथच्या आत, झिंक आणि लोखंड धातूशास्त्रीय अभिक्रियेद्वारे अनेक मिश्रधातूंचे थर तयार करतात. या काळात (सामान्यतः काही मिनिटे), लेप त्याच्या योग्य जाडीपर्यंत तयार होतो.वितळलेलेजस्त स्टीलच्या पृष्ठभागावर चिकटते आणि नंतर थंड होऊन एक घन बाह्य आवरण तयार होते.

आकृती: स्टीलचे भाग हॉट-डिप गॅल्वनायझिंग बाथमध्ये बुडवले जात आहेत. वितळलेले जस्त (द्रव चांदी) स्टीलवर लवकर लेप करते.

प्लांट ऑपरेटर विसर्जना काळजीपूर्वक वेळ देतात. बहुतेक भागांसाठी, ४-५ मिनिटे बुडवणे पुरेसे आहे. मोठे किंवा उष्णतारोधक भाग पूर्ण तापमानापर्यंत पोहोचण्यासाठी जास्त वेळ लागू शकतो. एकदा गरम झाल्यावर, भाग हळूहळू बाहेर काढला जातो. जसजसे ते वर येते तसतसे जास्तीचे जस्त बाहेर पडते - कधीकधी तुकडा कंपन किंवा फिरवण्यामुळे मदत होते. शिल्लक राहिलेले जस्तचे पातळ कवच थंड आणि कडक होते, बहुतेकदा बाहेरून चमकदार चांदीचे फिनिश घेते. खरं तर, ताजे गॅल्वनाइज्ड स्टील अनेकदा चमकते; क्रिस्टलाइज्ड जस्तचा वैशिष्ट्यपूर्ण "स्पॅन्गल" किंवा स्नोफ्लेकसारखा नमुना घट्ट होताना पृष्ठभागावर दिसू शकतो.
                                                              

थंड करणे (निष्क्रियता/शमन):काढून टाकल्यानंतर, लेपित स्टील थंड केले जाते. हे साध्या एअर कूलिंगद्वारे किंवा गरम स्टीलला पाण्यात किंवा रासायनिक पॅसिव्हेशन बाथमध्ये शांत करून केले जाऊ शकते. विशेष क्युरिंगची आवश्यकता नाही - झिंक/स्टील बॉन्ड आधीच घन आहे. झिंक ऑक्साईडचा कोणताही पातळ बाह्य थर (पांढरा गंज) तयार होऊ शकतो तो बहुतेकदा फक्त एकटा सोडला जातो किंवा हलका प्रक्रिया केला जातो. रंगवलेल्या भागांप्रमाणे, गॅल्वनाइज्ड स्टीलला सहसा आवश्यक असतेआणखी फिनिशिंग नाहीटिकाऊपणासाठी.

तपासणी:शेवटचा टप्पा म्हणजे जलद दृश्य आणि तांत्रिक तपासणी. निरीक्षक प्रत्येक भाग लेपित आहे की नाही हे तपासतात आणि जाडी मोजतात. जस्त फक्त धातू स्वच्छ करण्यासाठीच वापरला जातो, त्यामुळे खराब डाग सहज लक्षात येतात (बेअर स्टील चमकदार दिसते). मानक गेज कोटिंगची जाडी मोजतात जेणेकरून ते विशिष्टतेनुसार काम करते. या टप्प्यावर गॅल्वनाइज्ड स्टील वापरासाठी तयार आहे, अनेक वर्षे गंज सहन करण्याची हमी दिली जाते.

बाथच्या आत: धातूशास्त्र आणि संरक्षण

वितळलेल्या जस्तच्या आत असलेल्या स्टीलचे प्रत्यक्षात काय होते ते एक जटिल रसायनशास्त्र आहे - आणि गॅल्वनायझेशनच्या आश्चर्यकारक ताकदींपैकी एक आहे. गरम स्टील बाथमध्ये बसताच, जस्त अणू लोखंडात पसरतात आणि अनेक आंतरधातू संयुगे तयार करतात. अमेरिकन गॅल्वनायझर्स असोसिएशन हे क्रॉस-सेक्शनद्वारे स्पष्ट करते: जवळजवळ शुद्ध जस्तचा एक बाह्य थर (ज्याला एटा लेयर म्हणतात) असतो आणि त्याखाली स्टील इंटरफेसवर 3 कठीण मिश्रधातूचे थर (ज्याला गॅमा, डेल्टा, झेटा म्हणतात) असतात. उल्लेखनीय म्हणजे, हे जस्त-लोह मिश्रधातूचे थर आहेतसौम्य स्टीलपेक्षा कठीण. उदाहरणार्थ, या बहु-स्तरीय कोटिंगमधून लहान ओरखडे सहजासहजी आत जात नाहीत. प्रत्यक्षात, गॅल्वनाइज्ड कोटिंग अत्यंत कठीण आणि घर्षण-प्रतिरोधक असते.

आणखी एक महत्त्वाचा फायदा म्हणजे कॅथोडिक (बलिदान) संरक्षण. स्टीलपेक्षा झिंक अधिक विद्युत रासायनिकदृष्ट्या सक्रिय आहे. सोप्या भाषेत सांगायचे तर, जर लेप बेअर स्टीलवर स्क्रॅच केला गेला तर आजूबाजूचा झिंक प्राधान्याने प्रथम गंजेल, ज्यामुळे स्टीलचे संरक्षण होईल. खरं तर, हॉट-डिप गॅल्वनायझिंग यासाठी प्रसिद्ध आहे: एका स्त्रोताने असे नमूद केले आहे की जरी बेअर स्टील (¼ इंचाइतके मोठे) स्क्रॅचमध्ये उघड झाले तरी, "सभोवतालचा सर्व झिंक वापरला जाईपर्यंत गंज सुरू होणार नाही". याचा अर्थ लहान निक्सना पुन्हा रंगवण्याची आवश्यकता नाही; कालांतराने झिंक स्वतःचा त्याग करतो.

वर्षानुवर्षे हवा आणि पावसाच्या संपर्कात राहिल्याने झिंक सौम्य उप-उत्पादनांमध्ये (ऑक्साइड, हायड्रॉक्साईड्स, कार्बोनेट) बदलते - जुन्या गॅल्वनाइज्ड धातूवर तुम्हाला दिसणारा राखाडी पॅटिना. हे झिंक पॅटिना हळूहळू एक संरक्षक बाह्य कवच तयार होते जे गंज कमी करते. खरं तर, पूर्णपणे खराब झालेले गॅल्वनाइज्ड स्टील बेअर स्टीलपेक्षा सुमारे 30 पट हळू गंजते. प्रत्यक्षात, याचा अर्थ असा की गॅल्वनाइज्ड कोटिंग बहुतेकदा पर्यावरणावर अवलंबून 50-60 वर्षे किंवा त्याहून अधिक देखभाल-मुक्त टिकते.
                                                                   

चे आश्चर्यकारक फायदेगॅल्वनायझिंग

गॅल्वनायझेशनमध्ये अनेक "वाह" घटक असतात जे तुम्हाला साध्या धातूच्या कोटिंगमधून अपेक्षित नसतील:

१. संपूर्ण कव्हरेज:हॉट-डिप गॅल्वनायझिंगमुळे भाग बुडतो, त्यामुळे ते पोकळ भागांच्या आतील बाजूस आणि नळ्यांच्या आतील बाजूस देखील लेपित होते. ब्रश-ऑन पेंट्सच्या विपरीत, धागे आणि लपलेले कोपरे झिंक मिळतात. या संपूर्ण बुडवण्यामुळे गंज अनपेक्षित ठिकाणांमधून आत जाऊ शकत नाही.

२. अंगभूत कडकपणा:जस्त-लोखंडाचे थर मूळतः कठीण आणि घर्षण-प्रतिरोधक आहेत. काही चाचण्यांमध्ये, गॅल्वनाइज्ड स्टीलचे कोटिंग संपले होतेदहा वेळासामान्य रंगापेक्षा जास्त घर्षण-प्रतिरोधक. बाहेरील शुद्ध झिंक थर (eta) मऊ आणि लवचिक आहे, जो आघात प्रतिरोधक आहे, तर आतील मिश्र धातुचे थर स्टीलपेक्षा कठीण आहेत. या बहु-स्तरीय बंधनामुळे गॅल्वनाइज्ड भाग खडबडीत हाताळणी आणि झीज सहन करतात.

३.स्व-उपचार (कॅथोडिक) संरक्षण:आधी सांगितल्याप्रमाणे, स्टीलचे रक्षण करण्यासाठी झिंक "स्वतःचे बलिदान" देईल. गॅल्वनाइज्ड स्टीलवरील लहान ओरखडे गंजत नाहीत कारण झिंक प्रथम गंजतो (याला कॅथोडिक संरक्षण देखील म्हणतात). पेंट केलेल्या स्टीलच्या बाबतीत (रंगाखाली गंज रेंगाळतो) जे घडते त्याला "बाजूने सरकणे" असे एक नाव देखील आहे - आणि गॅल्वनायझिंग मूलतः ते प्रतिबंधित करते.

४. जलद बदल:जड उपकरणे असूनही, गॅल्वनायझेशनची प्रत्यक्ष पायरी जलद आहे. एखादा तुकडा लटकवून झिंकमध्ये बुडवण्यासाठी फक्त काही मिनिटे लागतात. तयारी मुख्यतः रासायनिक साफसफाईची असते आणि एक चांगला चालणारा प्लांट काही दिवसांत ऑर्डर प्रक्रिया करू शकतो. खरं तर, आधुनिक गॅल्वनायझेशन दुकाने लहान ऑर्डरसाठी 24 तास सेवा देतात.

५.दीर्घ सेवा आयुष्य:गॅल्वनाइज्ड कोटिंग स्टीलला पुन्हा रंगवल्याशिवाय दशकांपर्यंत संरक्षित करू शकते. सामान्य बाह्य (औद्योगिक किंवा ग्रामीण) परिस्थितीत, पहिल्या देखभालीसाठी ५०+ वर्षे लागणे सामान्य आहे. या दीर्घायुष्यामुळे गॅल्वनाइजिंग दीर्घकाळात नियतकालिक पुन्हा रंगवण्यापेक्षा अधिक किफायतशीर बनते.

६. पर्यावरण मैत्री:गॅल्वनायझेशन प्रक्रिया तुलनेने स्वच्छ आहे. वापरलेल्या झिंकचा पुनर्वापर केला जातो आणि पेंटसारखे कोणतेही अस्थिर सेंद्रिय सॉल्व्हेंट्स नसतात. गॅल्वनायझेशन स्टील आयुष्याच्या शेवटी 100% पुनर्वापर करण्यायोग्य असते. उद्योग गट गॅल्वनायझेशनला "कदाचित सर्वात पर्यावरणास अनुकूल" गंज संरक्षण म्हणून देखील नोंदवतात.

७. ओळखता येणारा फिनिश:गॅल्वनाइज्ड स्टीलमध्ये अनेकदा एक वैशिष्ट्य असतेउथळकिंवा त्याच्या पृष्ठभागावर बर्फाच्या तुकड्यासारखा नमुना. हे चांदीचे स्फटिक म्हणजे जस्तचे कण घट्ट होतात आणि ते गॅल्वनाइज्ड पृष्ठभागांना एक विशिष्ट स्वरूप देतात. हे एक दृश्य संकेत आहे की खरा हॉट-डिप कोटिंग उपस्थित आहे.
                                                                      

उच्च-गुणवत्तेची उपकरणे: बोनन टेकचा पाईप गॅल्वनायझिंग प्लांट

मोठ्या गॅल्वनायझिंग दुकाने या प्रक्रिया सतत चालविण्यासाठी हेवी-ड्युटी मशिनरी वापरतात. उदाहरणार्थ, बोनन टेक्नॉलॉजी कंपनी लिमिटेड, एक उपकरण उत्पादक, त्याच्या"उत्कृष्ट दर्जाचा पाईप गॅल्वनायझिंग प्लांट"उच्च-गुणवत्तेच्या स्टील आणि घटकांपासून बनवलेले. त्यांच्या स्वयंचलित लाईन्स सर्वकाही हाताळतात: पाईप्स लटकवण्यासाठी जिग्स, अल्कली डीग्रेझिंग टँक, अ‍ॅसिड पिकल्स, फ्लक्स स्टेशन्स, झिंक केटलमधून जाणारा कन्व्हेयर आणि क्वेंच टँक. बोनन नोंदवतात की त्यांचे पाईप गॅल्वनायझिंग प्लांट सर्व पाईप व्यासांमध्ये सतत उत्पादनासाठी डिझाइन केलेले आहेत.

आकृती: कार्यरत असलेली सतत पाईप गॅल्वनायझिंग लाइन. असे स्वयंचलित प्लांट पाईपचे भाग साफसफाई, फ्लक्सिंग आणि वितळलेल्या झिंक बाथद्वारे हलवतात.

बोनन टेक लाईनमध्ये, प्रत्येक पायरी काळजीपूर्वक नियंत्रित केली जाते. खरं तर, पाईप गॅल्वनायझेशन सहसा या विशिष्ट टप्प्यांचे अनुसरण करते:

कास्टिक स्वच्छता:तेल आणि गिरणीचे स्केल काढण्यासाठी पाईप्स गरम सोडियम-हायड्रॉक्साइड बाथमध्ये जातात.

आम्लयुक्त पिकलिंग:पुढे, ते गंज आणि उर्वरित ऑक्साईड विरघळवण्यासाठी आम्लयुक्त स्नान (सामान्यतः HCl किंवा H₂SO₄) करतात.

धुणे आणि फ्लक्सिंग:धुवल्यानंतर, पाईप्स झिंक-अमोनियम क्लोराईड फ्लक्स सोल्युशनमध्ये बुडवले जातात, जेणेकरून गॅल्वनाइझिंग करण्यापूर्वी स्टील ऑक्साइड-मुक्त राहील याची खात्री होते.

वाळवणे:स्टीलवरील कोणताही ओलावा एअर ड्रायरने उडून जातो किंवा बाष्पीभवन होतो.

विसर्जन (झिंक बाथ):पाईप्स वितळलेल्या झिंक किटलीमध्ये नेले जातात. हॉट डिप त्यांना झिंकने पूर्णपणे लेपित करते.

शमन:शेवटी, गरम गॅल्वनाइज्ड पाईप्स पाण्यात किंवा क्वेंच बाथमध्ये कोटिंगमध्ये बंद करण्यासाठी जलद थंड केले जातात.

आता बाहेर पडणाऱ्या प्रत्येक पाईपवर गंज रोखण्यासाठी एकसमान जस्त लेप असतो. बोननच्या वर्णनानुसार, त्यांचे"पाईप्ससाठी स्वयंचलित गॅल्वनायझिंग मशीन""गॅल्वनाइज्ड करायच्या पाईप्सची संपूर्ण श्रेणी" हाताळण्यास सक्षम आहे, ज्यामुळे खूप मोठ्या किंवा लहान पाईप्सना देखील योग्य झिंक थर मिळतो याची खात्री होते.
                                                                           

निष्कर्ष

गॅल्वनायझिंग बाथ हे केवळ धातूचे भांडे नाही - ते एका सिद्ध, विज्ञान-चालित प्रक्रियेचे केंद्र आहे जे स्टीलला जवळजवळ स्वयं-उपचार कवच देते. स्वच्छतेच्या टप्प्यांपासून ते गरम झिंक विसर्जनापर्यंत, प्रत्येक पायरी टिकाऊ, धातूशास्त्रीयदृष्ट्या बंधनकारक कोटिंग तयार करण्यासाठी ऑप्टिमाइझ केली जाते. गॅल्वनाइज्ड स्टील केवळ गंजला प्रतिकार करत नाही तर आश्चर्यकारकपणे चांगले कसे करते हे आपण पाहिले आहे - बहु-स्तरीय मिश्रधातू, अत्यंत कडकपणा आणि दशकांच्या सेवा आयुष्यासह.

तुम्ही पूल निश्चित करणारे अभियंता असाल किंवा कुंपण घालणारे घरमालक असाल, गॅल्वनायझिंग बाथ प्रक्रिया समजून घेतल्याने गॅल्वनाइज्ड स्टील इतके प्रभावी का आहे हे स्पष्ट होण्यास मदत होते. थोडक्यात, वितळलेल्या झिंकच्या त्या साध्या बाथमध्ये एक शक्तिशाली आणि आश्चर्यकारकपणे अत्याधुनिक संरक्षण प्रणाली आहे - जी पिढ्यान्पिढ्या स्टील संरचना सुरक्षित ठेवेल.