|
روشهاي مختلف آماده سازي سطوح
|
|
مكانيكي |
آماده سازي دستي سطح |
|
آماده سازي با وسايل الكتريكي |
|
پاشيدن آب |
|
شن پاشي – ساچمه پاشي |
|
شيميايي |
استفاده از چربيگيرها ، فسفاته ها و كروماته ها |
|
حرارتي و انرژيك |
استفاده از شعله |
|
استفاده از امواج ماوراء صوت |
|
استفاده از لامپ و ليزر |
در بين روشهاي مختلف زير سازي با توجه به مسائل اقتصادي و فني استفاده از روشهاي شيميايي در اكثر موارد ترجيح داده مي شود.
مضرات آلودگيهاي سطحي :
وجود آلودگيهاي سطحي از چند جهت باعث افت كيفيت لايه هاي رنگ مي شوند
1- آلودگيها باعث افزايش فاصله بين مولكولهاي لايه رنگ و سطح فلز مي شوند و همانطور كه مي دانيد افزايش فاصله موجب تضعيف شديد پيوندهاي شيميايي و قطبي بين سطح فلز و مولكولهاي لايه رنگ مي شود.
2- ضريب انبساط فلزات با لايه هاي آلودگي از جمله چربيها كاملاً متفاوت است بنابراين هنگام تغييرات دماي محيط و ايجاد انقباض و انبساط در قطعه لايه رنگ از سطح جدا خواهد شد.
3- چرب بودن سطح قطعات مي تواند موجب مات شدن رنگهاي براق شود.
در واقع در هنگام شستشوي سطوح فلز با مواد شيميايي بر اثر پاك شدن آلودگيها، سطح تماس فلز و تعداد نقاط فعال سطحي افزايش مي يابد كه اين امر موجب افزايش چسبندگي لايه رنگ خواهد شد.
مراحل انجام زير سازي در سيستم اسپري
چربيگيري آب شستشوي اول آب شستشوي دوم فسفاته شستشوي اسيدي باآب داراي سيلر كرومات و يا فسفاته
دلايل استفاده از چربيگيرها :
چربيگيرها با پاك كردن چربي از سطح فلز موجب افزايش چسبندگي رنگ شده و از مات شدن رنگهاي براق جلوگيري مي كنند.
دلايل استفاده از پوششهاي فسفاته :
1- محلولهاي فسفاته بر روي سطح فلز يك نوع حالت نا هموار و حفره دار ميكروسكوپي ايجاد مي كنند. پايه هاي رزينهاي رنگ در اين حفرات فرو رفته و لذا چسبندگي لايه افزايش مي يابد.
2- پوششهاي فسفاته گاهي اوقات صرفاً به منظور جلوگيري از خوردگي مورد استفاده قرار مي گيرند.
3- بعضي از انواع فسفاته هاي خشن و زبر كه لايه هاي كريستالي ضخيم ايجاد مي كنند ( مانند فسفاته منگنز ) گاهي اوقات به منطور جلوگيري از تماس مستقيم دو سطح فلزي مورد استفاده قرار مي گيرند.
به عنوان مثال در كوپلينگهاي چرخ هاي ماشين يكي از نقشهاي فسفاته منگنز جلوگيري از سائيدگي سطحي مي باشد اين نوع فسفاته ها در دماي بالا وتحت فشار يك نوع حالت روغن مانند بين دو سطح ايجاد مي كنند.
عوامل مؤثر در كيفيت زير سازي در حالت اسپري
چهار عامل نقش اساسي در سيستم اسپري دارند:
1- غلظت مواد
2- زمان تماس مواد و قطعه
3- دماي محلول
4- فشار سرنازلهاي پاشش
درواقع در هر سيستم شستشو بايد با مطالعات تئوري و تجربي يك تعادل مناسب بين 4عامل فوق پيدا نمود .
با افزايش هر يك از عوامل فوق مي توان عامل ديگري را كاهش داد ، انتخاب عامل مهمتر بستگي به شرايط توليدي كارخانه دارد .
به عنوان مثال اگر براي ما زمان اهميت داشته باشد مي توانيم با افزايش غلظت و يا دما زمان لازم جهت شستشو را كاهش دهيم ويا اگر زمان كافي در اختيار داشته باشيم به منظور رعايت مسائل اقتصادي مي توانيم با افزودن زمان شستشو از مواد با غلظت كمتري استفاده كرده و در استفاده از مواد صرفه جويي نمائيم. لازم به ذكر است كه در خطوط اسپري عامل زمان معمولاً توسط سرعت خط تعيين مي شود و در خطوطي قابل تغيير است كه سرعت خط قابل كنترل باشد.
در ارتباط با مسئله دما بايد توجه داشته باشيم كه به طور كلي با افزايش دما واكنشهاي شيميايي مربوط به عمل چربيگيري و فسفاته شدن بهتر انجام مي شود و با توجه به اينكه اگر دماي سطح فلز برابر دماي نقطه شبنم محيط باشد رطوبت هواي محيط روي سطح فلز مي نشيند و مي تواند با ايجاد حفراتي در لايه زير سازي ايجاد اشكال نمايد لذا توصيه مي شود كه عمل زيرسازي حداقل در دمايي حدود 0C3 بالاتر از نقطه شبنم محيط انجام شود.
معرفي چربيگيرهاي مصرفي در خطوط اسپري
چربيگيرها پودرهاي سفيد متمايل به كرمي رنگ مي باشند و داراي خصلت قليايي شديد مي باشند. چربيگيرهاي خطوط اسپري با توجه به نوع فلز و دماي سيستم به انواع مختلفي تقسيم مي شوند محصولات پودري شكل شركت شيمي گستر معمولاً دركيسه هاي 25 كيلوگرمي 2 لايه تهيه مي شوند در شرايط نگهداري مناسب چربيگير ها در حدود بيش از يك سال مي توانند بخوبي كيفيت خود را حفظ نمايند.
الف- 154 : چربيگير اسپري آهن جهت دمايي در حدود ( 0C50-70)
ب- 454: چربيگير اسپري مخصوص سيستمهايي با دماي بالا و غير قابل كنترل در حد جوش
ج- 544: چربيگير اسپري مخصوص گالوانيزه
د- 164: چربيگير اسپري آلومينيوم
چگونه بفهميم قطعه به خوبي چربيگيري شده است:
با يك روش ساده و سريع مي توان بررسي نمود كه آيا چربي سطح قطعه بخوبي پاك شده است يا نه اگر روي يك سطح فلزي آلوده و چرب مقداري آب بريزيم. آب به صورت بريده بريده و دانه دانه در مي آيد در حاليكه در قطعات چربيگيري شده پس از ريختن آب، يك لايه نازك و يكنواخت آب روي سطح قرار مي گيرد. البته كنترل غلظت چربيگير ها به روشهاي علمي از جمله تيتراسيون نيز بايد صورت بگيرد كه توضيح داده خواهد شد.
كنترل محلول چربيگيري به كمك تيتراسيون
يكي از مزاياي سيستم اسپري اين است كه به دليل برخورد شديد محلول با سطح قطعه ، آلودگيها بهتر پاك مي شوند لذا مي توان از مواد با غلظت كمتر استفاده نمود. در سيستم اسپري اغلب از غلظت بين 5/1 –1% استفاده مي شود. به منظور كنترل دقيق غلظت محلولهاي چربيگير در ابتدا بايد عدد مبنا را به صورت زير محاسبه نمائيم
مقدارgr 200 چربيگير را در 10 ليتر آب (به طور دقيق) حل نمائيم تا محلول 2% بدست آيدحالا 5 سي سي از اين محلول را به كمك HCl ( 1/0 نرمال) تيتر مي كنيم عدد بدست آمده به عنوان عدد مبنا خواهد بود.
عدد تيتر نرمال چربيگيرهاي اسپري بصورت زير مي باشد.
كد 154 = 0C 5/15 ≈
كد 544= 0C 5/15 ≈
كد454=0C 5/14≈
لازم به توضيح است كه به منظور كاهش درصد خطاي نسبي در تعيين عدد مبنا معمولاً از محلولهاي غليظ تر به عنوان مثال 2% يا بيشتر استفاده مي شود ولي در وانهاي اصلي محلول معمولاً غلظت 1% مورد استفاده است كه در حين محاسبه بايد اين مسئله را در نظر داشت.
بعد از تيتراسيونcc 5 از محلول وان شستشو به كمك HCl 1/0 نرمال و معرف متيل ارانژ عدد بدست آمده را با عدد مبناء چربيگير كه قبلاً محاسبه شده مقايسه مي كنيم به ازاء هر يك سي سي افت عدد تيتر محلول از عدد مبنا به ازاء هر 1000 ليتر آب وان بايد مقدارKg 3/1 – 5/1 چربيگير جديد به محلول اضافه نمود.
تذكر: چند نكته در مورد چربيگير ها
1- در زمان كهنه شدن چربيگير و شارژ روزانه متعدد بعد از مدتي در تيتراسيون با فنل فتالئين تغيير چنداني در عدد تيتر مشاهده نمي شود ولي اگر از متيل ارانژ استفاده شود تغييرات محسوس عدد تيتر بعد از هر شارژ همچنان رويت خواهد شد.
در هنگام افزودن چربيگير به وان بايد آن را در ظرف جداگانه و در آب سرد كاملاً حل كرده و سپس محلول يكنواخت حاصل را به وان اضافه نمود زيرا واكنش انحلال چربيگير گرمازا مي باشد و حل نمودن آن در آب گرم مي تواند مشكلاتي ايجاد نمايد از قبيل كف كردن شديد و …
2- در هنگام شارژ اوليه وان بايد توجه كرد كه محلول وان بعد از شارژ بعد از حدود 2 الي 4 ساعت قابل استفاده مي باشد در اين فاصله زماني يونهاي مزاحم آب مانند Ca و Mg و…از محيط خارج شده و آب نرم مي شود و تركيبات امولسيون كننده فعال مي گردند و محلول كاملاً يكنواخت كرمي رنگي ايجاد مي شود.
ميزان مصرف چربيگيرها (شارژ روزانه )
به طور متوسط به ازاء هر متر مربع سطح فلزات حدود gr10 از مواد چربيگيري مصرف مي شود بنابراين به ازاء هر صد متر مربع سطحي كه مورد شستشو قرار گيرد بايد يك كيلو گرم چربيگير در آب وان حل نمود. در محاسبه سطح قطعه بايد دقت كرد كه سطح پشت و رو و يا كليه سطوحي كه محلول وارد آنها مي شود را در محاسبه سطح فلز در نظر گرفت
1 - فسفاته سرد آهن و آلومينيوم 4023
انواع فسفاته هاي مصرفي در خطوط اسپري 2- فسفاته گرم آهن و آلومينيوم 1023
3 - فسفاته روي 2023
معرفي فسفاته ها :
محلولهاي فسفاته مايعاتي بي رنگ و بدون بو مي باشند كه داراي دانسيته( gr/cc 3/1 ) به بالا مي باشند.
در توليد فسفاته در شركت شيمي گستر سعي شده از فسفريك با گريد خوراكي استفاده شود تا از لحاظ سلامتي و بهداشت ضريب امنيت بالاتري رعايت شده باشد.
فسفاته آهن و آلومينيوم (4023)
اين فسفاته جهت آهن و آلومينيوم استفاده مي شود و در دماي پائين در حدود 450C كاملاً فعال شده و به حداكثر بهره بري مي رسد.
فسفاته آهن و آلومينيوم (1023)
اين فسفاته از نظر شيميايي مشابه فسفاته 4023 مي باشد ولي در دماي بالاتري بايد مورد استفاده قرار گيرد
مراحل فسفاته كاري
1- در صورتيكه عمل فسفاته كاري در حد كمتري از ميزان استاندارد انجام شود قطعات دچار زنگ زدگي مي شوند.
2- اگر عمل فسفاته كاري در حد مطلوبي صورت گيرد روي سطح فلز شفق كم رنگي به رنگهاي ارغواني يا بنفش يابادمجاني تشكيل خواهد شد البته بر روي آلومينيوم شدت اين رنگ نسبت به سطح فلز آهن خيلي كمتر خواهد بود.
3- در صورتيكه عمل فسفاته كاري كمي بيشتر از حد لازم صورت بگيرد معمولاً شفق زرد طلايي رنگي روي سطح تشكيل مي گردد اين حالت نيز از نظر زير سازي مشكلي ندارد ولي مصرف مواد كمي زياد بوده است
4- در صورتيكه عمل فسفاته كاري خيلي بيشتر از حد معمولي باشد در سطح آهن روي سطح كار حالت دوده زده پيدا مي كند به طوري كه اگر انگشت را روي سطح فلز بكشيم لايه نازك سياه رنگي روي دست قرار مي گيرد در اين حالت بايد با اضافه نمودن آب از غلظت محلول فسفاته بكاهيم ويا زمان عمل اسپري را كوتاه كنيم و در سطح فلز آلومينيوم زياد بودن بيش از حد غلظت محلول فسفاته مي تواند منجر به تشكيل يك لايه گرد مانند سفيد بر روي كار شود.
مراحل فسفاته كاري
|
كم بودن فسفاته كافي بودن عمل فسفاته زياد بودن عمل خيلي زياد بودن تأثير فسفاته
|
|
زنگ زدگي |
تشكيل شفق رنگي روي سطح |
تشكيل شفق طلايي |
تشكيل دوده روي سطح آهن گرد سفيد روي آلومينيوم
|
نحوه كنترل وانهاي فسفاته با عمل تيتراسيون
جهت محاسبه عدد مبنا محلولهاي فسفاتهcc 2 از محلول را با آب مقطر به حجم cc 100 مي رسانيم سپس اين محلول را با كمك NaOH 1/0 نرمال تيتر مي كنيم در صورت استفاده از معرف فنل فتالئين اين عدد براي فسفاته هاي 4023 و 1023 در حدود cc5/5 – 5 مي باشد.
حالا بايد عدد تيتر وان محلول را با عدد تيتر مبنا مقايسه كنيم و به ازاء 1 cc30 افت از عدد مبنا به ازاء هر 1000 ليتر آب وان در حدودkg 5/3 –4 فسفاته جهت احيا شدن وان بايد به آن اضافه كنيم.
البته توجه كنيد كه جهت كاهش خطاي نسبي در تعيين عدد مبنا از محلول 2 % استفاده مي شود در حاليكه در محلول فسفاته داخل وان معمولاً از غلظت ( 75/0% -1% ) استفاده مي شود.لدا در محاسبات ضريب لازم را در اعداد اعمال نمائيد.
اصول مصرف فسفاته (2023)
فسفاته آهن و آلومينيوم ايجاد كريستالهاي قابل لمس نمي كنند ولي فسفاته روي يك لايه با ضخامت قابل توجه روي سطح كار ايجاد مي كند. فسفاته روي به صورت دوجزئي بوده و همراه با اكتيو كننده با كد (3023) ارائه مي گردد. فسفاته 2023 دو كاتيوني بوده و مايعي با خصلت اسيدي مي باشد وداراي PH (5/1 –5/2 ) مي باشد اين محصول در ظروف 25 كيلوگرمي پلاستيكي توليد و عرضه مي شود.
نحوه مصرف فسفاته روي (2023)
براي مصرف اين نوع فسفاته بهتر است كه ابتدا آن را در آب حل نموده سپس به وان اضافه كنيد PH محيط بايد بين 5-3 نگاه داشته شود چنانچه PH وان فسفاته به 7 يا بالاتر برسد دليل بر ضعيف شدن فسفاته مي باشد.
در سيستمهاي اسپري بهتر است كه محلول فسفاته روي با غلظت 2% مورد مصرف قرار گيرد.
دماي مناسب 70-75 درجه و زمان 3-2 دقيقه مي باشد و بايد به ميزان 1 % حجمي وان و يا نصف ميزان فسفاته مصرفي اكتيوكننده به وان اضافه نمائيم.
فشار سر نازل ها بايد حدود 5/1 – 2 بار باشد. در سيستم ديپ فسفاته روي بايد با زمان 5-10 دقيقه مورد استفاده قرار گيرد.
طريقه كنترل فسفاته 2023 :
تيتراسيون cc 5 از فسفات آماده همراه اكتيو كننده با سود 1/0 نرمال و معرف فنل فتالئين مقدار 6 الي cc 8 مي باشد كه به آن اسيد كل مي گوييم.
اسيد آزاد: cc 5 از فسفات آماده رابا سود 1/0 نرمال و معرف بروكرزول تيتر مي كنيم كه مقدار آن 2 الي cc 4 مي باشد.اين عدد معرف اسيد آزاد محلول مي باشد.
طريقه كنترل شتاب دهنده (اكتيو)3023 :
cc 5 از فسفات آماده با قطره مخلوط اسيد سولفوريك 50% و اسيد فسفريك 50% را با پرمنگنات 1/0 نرمال تيتر كرده عدد آن بين 17-14 قطره مي باشد.
ميزان مصرف محلولهاي فسفاته
به طور ميانگين 10 گرم ماده به ازاء هر يك متر مربع سطح فلز مصرف مي شود. لذا به ازاء هر صد متر مربع سطح وارد شده به محلول بايد حدود kg1 فسفاته جديد به وان اضافه كرد ضمناً توجه كنيد كه در هنگام راه اندازي اوليه يك سيستم شستشو وقتي براي اولين بار وان فسفاته را شارژ مي كنيم مقداري از فسفاته جذب سطح بدنه خود وان مي شود كه بايد در محاسبه ميزان فسفاته لازم جهت شارژ مد نظر قرار گيرد.
آب شستشو
يكي از مراحل اساسي در عمل زير سازي مرحله شستشو مي باشد آب شستشو بعد از چربيگير بايد داراي PH در حدود خنثي باشد معمولاً بر اثر انتقال قطعات از وان چربيگير به مراحل بعدي مقداري از محلول چربيگير همراه با قطعات منتقل مي گردد. انتقال چربيگير به وان فسفاته موجب خنثي شدن آن و تشكيل نمك مي گردد.
به منظور تميز نگهداشتن آب شستشوي بعد از چربيگير بهتر است كه اين وان داراي سر ريز باشد و دائماً كنترل شود و در موقع لزوم نسبت به تعويض آب وان و رسوبگيري اقدام كرد.
محلول سيلر كرومات
معمولاً در آخرين مرحله از محلول خيلي رقيق سيلر كرومات با غلظتي معادل 5/0 كيلوگرمي در 1000 ليتر آب جهت شستشوي نهايي استفاده مي شود.
نقش سيلركرومات تثبيت لايه كوتينگ تشكيل شده روي سطح مي باشدو علاوه بر آن موجب توقف واكنشهاي شيميايي شده و به پاك كردن لكه هاي ناشي از رسوبات آب نيز كمك مي كند.
امروزه با توجه به سمي بودن سيلركرومات در اكثر موارد از خود فسفاته با غلظت (05/0 %) به عنوان شستشوي نهايي استفاده مي شود.
تذكر : در انتها پس از تمام شدن شستشوي قطعات حتماً بايد آنها را خشك نمود. فاصله زماني بين مرحله شستشو و رنگ آميزي هر چقدر كمتر باشد بهتر است چون گرد وغبار و رطوبت و ساير انواع آلودگيهاي محيطي مي توانند مجدداً موجب آلودگي قسمتهايي از سطح شوند و از كيفيت كار بكاهند. هنگام رنگ آميزي بهتر است كه قطعات دمايي در حدود 0C25 داشته باشند
نحوه نگهداري مواد
چربيگيرها بايد در محيط خشك و بدون رطوبت نگهداري شوند و از گذاشتن بيش از 5 كيسه روي هم بايد خودداري كرد. چون چربيگيرها داراي خاصيت قليايي هستند لذا بايد از مواد اسيدي يا بخارات آنها دور نگاه داشته شوند. در شرايط مطلوب اين مواد بيش از يك سال مي توانند كيفيت خود را حفظ نمايند.
در ارتباط با فسفاته ها بايد دقت كرد كه پس از مصرف درب گالنها بسته باشد .
تذكرات بهداشتي و نكات ايمني
در هنگام استفاده از مواد شيميايي به طور كلي بايد از دستكش و ماسك استفاده نمود. چربيگيرها مي توانند
· موجب از بين رفتن لايه چربي پوست شده و موجب خشك شدن پوست شوند.
فسفاته ها داراي خصلت اسيدي ملايمي هستند و نبايد وارد چشم و دهان شوند در صورت پاشيدن مواد در چشم يا در صورت بلعيدن سهوي مواد بايد فوراً به پزشك مراجعه كرد.
غير از شخص اپراتور خط شستشو افراد متفرقه به هيچ عنوان نبايد از مواد استفاده نمايند.
