Quantcast
Channel: فقط شیمی
Viewing all 209 articles
Browse latest View live

سندبلاست چیست ؟

0
0

 


واژه سندبلاست ( sandblast ) یک واژه انگلیسی است ، معنی کلمه به کلمه آن عبارت است از : 


سند ( sand ) به معنی ماسه بلاست ( blast ) به معنی انفجار و پرتاب میباشد .


سندبلاست - sandblast عبارت است از سیلیس پاشی - ماسه پاشی
پرتاب ماسه و شن با فشار بسیار زیاد هوا را سندبلاست می گویند .

تاریخچه سندبلاست  : 

 Benjamin Chew Tilghman  مخترع اولین دستگاه سندبلاست
می باشد.

تاریخچه هر چیزی بوجود آورنده آن است و تاریخچه سندبلاست نیز مخترع آن ...  Benjamin Chew Tilghman ، تیلگمن مردی است که با دقت در محیط خشن اطراف خود توانست سندبلاست را اختراع کند .

نقل شده است روزی ژنرال تیلگمن از پشت شیشه پنجره اتاق خود مشغول نگاه کردن به افراد خود بود ، که  متوجه مات شدن قسمتی ازشیشه پنجره اتاقش شد که درطوفان شن روز قبل در معرض طوفان شن بود

خودتان میتوانید تصور کنید که باقی ماجرا چیست ...؟ ؟ ! ! .

بله ، تیلگمن به فکر ساختن دستگاهی افتاد که بتواند ذرات ماسه رابا شدت بر روی سطح شیشه پرتاب کند و بدین ترتیب اولین دستگاه سندبلاست جهان ساخته شد . تیلگمن با این کار خدمت بزرگی را به جامعه بشریت عرضه داشت ، زیرا در بسیاری موارد هزینه روشهای جایگزین تمیزکاری و آماده سازی قدیمی سطوح ، نسبت به سندبلاست بسیار گران قیمت و گاهی غیر ممکن است .

 

 

اصول کار در دستگاههای سندبلاست sandblast :

روش کار سندبلاست به این صورت است که ماسه های ساینده که عمدتا از جنس سیلیس - مسباره و اکسید فلزات هستند با استفاده از فشارباد کمپرسور شتاب گرفته و بر روی سطح قطعه پاشیده میشوند .

 موارد استفاده سندبلاست چیست ؟


ــ با استفاده از سندبلاست میتوان عملیات :

۱- زنگ زدایی - ماسه زدایی - و رنگ برداری سطوح داخلی و خارجی قطعات.
۲- پوایش مات و تمیز کاری انواع قالبهای صنعتی .
۳- زبر کردن سطوح قطعات ( با استفاده از ساینده های مخصوص ) جهت بهینه انجام شدن عملیات لعابکاری و تفلون کاری برای ماندگاری و کیفیت یهتر.
۴- آماده کردن سطوح قطعات جهت انجام انواع آبکاریهای صنعتی - تزئینی یا رنگ.
۵- مات کاری - تمیز کاری و آماده کردن قطعات (سندینگ - sanding ) جهت ارائه در بازار را میتوان انجام داد .
۶- حک کردن نوشته و نقوش مختلف و گود برداری و یا برجسته کاری آنها برروی سطوح شیشه ای - چوبی - MDF - کاشی - سرامیک و طلق که بیشتر برای انجام امور تجاری - تبلیغاتی و تزئینات دکور مورد استفاده میباشد.

  موارد استفاده سندبلاست چیست ؟

 

 

 

 

وسیله مورد نیاز سندبلاست؟

دیگ سندبلاست+کمپرسور باد+شلنگ+کلاه سندبلاست +نازل سندبلاست

کلیه لوازم سندبلاست شامل دیگهای سند بلاست در سایزهای مختلف ، نازلهای سندبلاست (4 و 5.5 و 6) و شلنگهای مربوطه و ساخت کابین سندبلاست(سندبلات شیشه .سندبلات خطوط و....)

 

نکاتی قابل توجه در مورد شات بلاست و سندبلاست :

1- در عملیات شاتینگ سطح قطعه چکشی و براق میگردد

2- در عملیات گریتینگ که میتوان آنرا بوسیله دستگاههای شات بلاست و سندبلاست نیز انجام داد سطح قطعه مات و زبر میگردد

3 - در عملیات سندینگ (سندبلاست ) سطح قطعه مات یکدست و زبر میگردد که درجه زبری ایجاد شده بر روی سطح بستگی به جنس و درجه درشتی ساینده مورد استفته در دستگاه را دارد

4- از تکنیک سندبلاست عموما برای :

الف - زبر کردن و مات کردن سطوح قطعات

ب - تمیز کاری قطعات حساس به ضربه و پاشش شدید

ج - قطعاتی فقط یک موضع مشخص از آنها باید در معرض پاشش قرار بگیرد

د - قطعاتی دارای دنده و حدیده حساس به ضربه هستند

ه - قطعاتی میبایست سطح آنها بصورت خیلی نرم تمیز کاری - مات ( مانند قطعات لوستر و زیو آلات )-رنگ براداری یا بصورت خفیف زبر شود (مانند بدنه اتومبیل )

  

ساینده ها :

 طیف گسترده ای از ساینده های بلاستینگ با کیفیت ، درجه خوردگی و سختی های متفاوت جهت آماده سازی سطوح در بسیاری از صنایع از جمله : نفت و گاز ، معدن

ساخت سازه های فلزی ، سازه های دریای ونوسازی سازه های شهری مانند پلها و نمای ساختمانها وجود دارد.

 

کیفیت بالای ساینده برای آماده سازی سطح ضروری است . زیرا زمانی سطح برای اعمال پوشش آماده شده است که آماده سازی سطح آن به خوبی انجام شده باشد .

 

این بدان معنی است که هرگونه آلودگی در ساینده شما میتواند در کیفیت پوشش تاثیر منفی داشته باشد .

 پس انتخاب بهترین ساینده برای پروژه از اهمیت ویژه ای برخوردار است که علاوه بر نوع ،مناسبترین ساینده از نظر قیمت ، کیفیت ، سایز دانه بندی و عدم آلایندگی نیز باید مد نظر قرار گیرد.

 سند بلاست سطوح فلزی:

 یکی از معمولی ترین راهها برای حفاظت مخازن، خطوط لوله، سازه های فلزی و بدنه کشتیها در مقابل عوامل خورنده محیط، پوشش به وسیله رنگها، رزینها و عایقهاست. داشتن یک سطح مناسب، تمیز و عاری از هرگونه زنگ زدگی جهت اجرای پوشش لازم و ضروری می باشد .
برای تمیز کاری سطوح در ابعاد کوچک روش های سنگ زنی،سمباده زنی و برس زنی و در ابعاد وسیع تجاری آن یعنی سند بلاست(ماسه پاشی)انجام می گیرد.
عملیات سند بلاست عمدتا جهت نیل به دو هدف انجام می شود:
1- زدودن و برطرف نمودن جرمهای خارجی و زنگ زدگی و رسیدن به سطح فلز
2- ایجاد پروفیل(زبری)مناسب در سطح فلز جهت چسبندگی بهتر فیلم پوشش جهت حفاظ،سند بلاست بسته به نیاز در درجات مختلف اجرا می شود، جدول زیر معرف چهار درجه متداول اجرای سند بلاست و نماد آنها در استانداردهای سوئد و امریکاست.

 

سند بلاست بوسیله ذرات مختلف مانند ماسه سیلیسی، گریت آهن، پودر اکسید آلومینیوم و غیره انجام می پذیرد که هر کدام سطح مخصوص به خود را از حیث رنگ و درجه صافی ارائه میدهند.هر قدر دانه بندی و مش ذرات درشت تر باشد پروفیل ایجاد شده سطح زبرتر خواهد بود؛ البته این امر به عوامل دیگری مانند فشار هوای مصرفی و فاصله یا زاویه برخورد ذرات نیز بستگی دارد.


روش و شرایط اجرایی عملیات سندبلاست و رنگ آمیزی مخزن:

0
0

 

 

روش و شرایط اجرایی عملیات سندبلاست و رنگ آمیزی مخزن:

 

بعد از داربست بندی و آماده سازی سطح جهت رنگ امیزی مخزن به شرح و تحت شرایط ذیل  کار اجرا می گردد:

ابتدا کلیه وسایل و تجهیزات و مصالح مورد نیاز از قبیل کمپرسور باد، میکسر بادی، همزن، پمپ ارلس، ماسه و داربست به پای کار انتقال می یابد. کلیه ماشین آلات ، تجهیزات ، ابزار و مصالح مورد استفاده در عملیات های سند بلاست و رنگ آمیزی باید مطابق استاندارد های ذیربط بوده و مورد تایید واحد نظارت پروژه باشد.

 با لحاظ شرایط جوی و

با لحاظ شرایط جوی و مساعد بودن هوا سندبلاست که عمدتاً بر اساس استاندارد سوئدی SA2 1/2 انجام  می گیرد، شروع و پس از اتمام سندبلاست هر ناحیه در همان روز 20 دقیقه بعد از هواگیری و تمیز نمودن سطح کار لایه اولیه رنگ (پرایمر) اتیل سیلیکات یا زینک ریچ اپوکسی اعمال می گردد. اجرای رنگ آمیزی مراحل بعدی و لایه های میانی و نهایی باید پس از شتشوی سطح کار با دستگاه واتر جت و خشک شدن سطح صورت می پذیرد. البته قبل از رنگ آمیزی هر لایه عملیات تاچ آپ در محل هایی مثل لبه ها و گوشه های کار و محل درز جوشها و نقاطی که احیاناً عیوبی وجود داشته باشد انجام می شود. در هر مرحله و پس از 24 تا 48 ساعت بر روی سطح خارجی مخزن و تا 72 ساعت برروی سطح داخلی مخزن البته پس از تایید دستگاه نظارت و رعایت مسائل فنی از قبیل ضخامت مناسب لایه، تمیزی کار و عدم وجود شُره رنگ، آور اسپری (Over Spray) ، خلل و فرج سطح رنگ و هر نوع عیب دیگر، عملیات رنگ آمیزی لایه بعدی اجرا می شود.

نکات

به منظور رعایت ایمنی و بهداشت کار در داخل مخزن باید از فن های ضد جرقه استاندارد و داربست بندی مطمئن استفاده گردد.

هنگام رنگ آمیزی باید توجه داشت که نوع تیپ های مورد استفاده بر روی گان ایرلس طبق استاندارد کارخانه سازنده رنگ باشد.

سندبلاست نوع SA 2 1/2 با مس باره باید بطوری انجام گردد که تمامی میل اسکیل های روی سطح کار و درون خلل و فرج سطح خارج و کاملاً تمیز شود بطوری که سطح تماماً به رنگ آلومینیومی بشود.

میزان زبری سطح فلز پس از سندبلاست آن توسط دستگاه رافنس گیج اندازه گیری می شود.

هنگامی که نقاش شروع به رنگ آمیزی می کند باید فاصله گان خود را تا سطح کار حدود 50 سانتی متر  و  با زاویه ای نسبتاً مایل ثابت نگه دارد تا از آور اسپری شدن سطح جلو گیری نموده و رنگ را نیز هدر ندهد و یک سطح یکنواخت بدست دهد.

در زمانهایی که سطح فلز دچار رطوبت و شبنم می باشد اجرای سندبلاست ممنوع می باشد. همچنین اجرای عملیات سند بلاست با سلیس یا مس باره خیس یا شبنم زده مجاز نمی باشد.

رنگ لایه نهایی (فاینال) باید بطوری اجرا شود که هیچگونه سایه روشن روی سطح رنگ آمیزی شده دیده نشود و یک رنگ کامل و یکدست اجرا گردد.

هنگام رنگ آمیزی نقاش باید یک دستگاه وت گیج (تر سنج) در دست داشته باشد و ضخامت رنگ خود را در مراحل مختلف اجرا مورد ارزیابی قراردهد تا میزان پاشش رنگ بر روی سطح را کنترل نماید.

میزان چسبندگی رنگ پس از اعمال هر لایه و سفت شدن آن باید بوسیله ابزار تست چسبندگی از قبیل نوار سنجش چسبندگی بر اساس استاندارد های ذیربط مورد ارزیابی قرار گیرد.

هر نوع عیب و نقص احتمالی بر روی سطح نهایی باید بگونه ای ترمیم گردد که سطح نهایی کار یکداستیل هستند قبل از سندبلاست باید توسط کاور پوشانده شود.

کلیه تستها از قبیل ضخامت سنجی بر اساس روشهای اعلام شده در استاندارد SSPC-PA2 انجام می گیرد. تمامی دستگاههای مورد استفاده  در تستها باید بطور مداوم کالیبره شود. دستگاه میکرو تست باید بعد از هر اندازه گیری توسط کالیبراسیون آن دستگاه کالیبره شود.

چسبندگی لایه پرایمر اتیل سلیکات باید به گونه ای باشد که حداکثر یک دقیقه پس از اعمال رنگ نتوان با خراش ناخن یا شئی فلزی لایه رنگ را از سطح جدا کرد.

معمولاً شرکت مجری رنگ آمیزی و تولید کننده رنگ مشترکاً کار اجرا شده را به مدت دو سال از حیث هر نوع کیفیتی گارانتی می نمایند. این شرکت با توجه به سوابق کاری اجرا شده و در صورت استفاده از مواد با کیفیت تولید شده توسط شرکتهای مورد تایید شرکت نفت کیفیت کار را به مدت پنج سال گارانتی  می نماید.

کلیه مراحل کار از حیث کیفیت اجرا، هماهنگی های کارگاهی  و مدیریت مناسب نیروی انسانی توسط یک نفر سوپروایزر رنگ و یک نفر کنترل کیفی مدیریت و کنترل می گردد. دریافت پرمیت، تحویل به موقع و با کیفیت کار سندبلاست و رنگ آمیزی و نیز دریافت تایید مراحل مختلف رنگ آمیزی و نظارت بر ایمنی کار و همچنین اطمینان از حصول کیفیت کار از جمله وظایف افراد ذکر شده می باشد.

سطوح حساس و تجهیزات متصل به محل اجرای عملیات و سطوحی که از جنس غیر کربن استیل هستند قبل از سندبلاست باید توسط کاور پوشانده شود.

کلیه تستها از قبیل ضخامت سنجی بر اساس روشهای اعلام شده در استاندارد SSPC-PA2 انجام      می گیرد. تمامی دستگاههای مورد استفاده  در تستها باید بطور مداوم کالیبره شود. دستگاه میکرو تست باید بعد از هر اندازه گیری توسط کالیبراسیون آن دستگاه کالیبره شود.

چسبندگی لایه پرایمر اتیل سلیکات باید به گونه ای باشد که حداکثر یک دقیقه پس از اعمال رنگ نتوان با خراش ناخن یا شئی فلزی لایه رنگ را از سطح جدا کرد.

معمولاً شرکت مجری رنگ آمیزی و تولید کننده رنگ مشترکاً کار اجرا شده را به مدت دو سال از حیث هر نوع کیفیتی گارانتی می نمایند. این شرکت با توجه به سوابق کاری اجرا شده و در صورت استفاده از مواد با کیفیت تولید شده توسط شرکتهای مورد تایید شرکت نفت کیفیت کار را به مدت پنج سال گارانتی  می نماید.

کلیه مراحل کار از حیث کیفیت اجرا، هماهنگی های کارگاهی  و مدیریت مناسب نیروی انسانی توسط یک نفر سوپروایزر رنگ و یک نفر کنترل کیفی مدیریت و کنترل می گردد. دریافت پرمیت، تحویل به موقع و با کیفیت کار سندبلاست و رنگ آمیزی و نیز دریافت تایید مراحل مختلف رنگ آمیزی و نظارت بر ایمنی کار و همچنین اطمینان از حصول کیفیت کار از جمله وظایف افراد ذکر شده می باشد.

 مقررات ایمنی کار با سندبلاست:

1-استفاده از ساینده‎های سیلیس دار که بیش از 5% Silica داشته باشد مشروط به رعایت کامل این مقررات است.

2-جای مواد سیلیس‎دار می‎توان از ساینده‎های دیگر نظیر گرانول اکسید آلومنیوم- ذرات آهن لعاب دار- ذرات چدن Malleable و ذرات سمباده استفاده نمود.

3-قطعاتی که خیلی بزرگ نیستند و امکان جابجائی آنها مقدور است سندبلاست بایستی در سالن محصوری که ابعاد کافی داشته باشد انجام گیرد.

4-سالن بایستی به نحوی صورت گیرد که رانش هوا از طرف بالا به سمت پائین صورت پذیرد. بدین معنی که ضریب خروجی هوا به میزانی باشد که باعث فشار منفی کمی در سالن سندبلاست گردد تا هوای تازه بتواند از بالا وارد سالن شده و آلودگی از منافذ سالن به بیرون انتشار نیابد، در کف سالن و یا دو طرف دیوار سالن در محاذی کف که در مسیر هوای خروجی به هوای آزاد است جریان هوای آلوده باید از فیلترهای مؤثر پارچه‎ای یا از سیلیکون یا رسوب دهنده‎های الکترواستاتیک عبور یابد تا مواد ساینده گرفته شود و برای استفاده مجدد در مخزنی که در زیر سالن سندبلاست قرار داده می‎شود جمع‎آوری گردد.

5-محلهائی که تاسیسات ثابت مانند بویلرها- مخازن سوخت ویا لوله‎کشی‎ها قرار داد محدوده سندبلاست کاری بایستی با اسکلت بندی و چادرکشی محصور گردد.

6-اپراتور سندبلاست کار بایستی مجهز به وسایل حفاظت فردی شامل کلاه مخصوص سندبلاست Air Line Helmet - لباس کار با پیش بند مقاوم - چکمه لاستیکی - دستکش ساق بلند باشد.

7-کلاه سندبلاست که در اختیار فردی قرار می‎گیرد نبایستی مورد استفاده افراد دیگر قرار گیرد. شیلنگ هوارسانی کلاه سندبلاست کار بایستی به منبع هوای سالمی متصل شود که دبی هوارسانی آن کمتر از 17% مترمکعب در دقیقه نباشد هوای مذکور بایستی توسط فیلتر مناسبی که بدون کاهش اکسیژن هوا بتواند رطوبت، دودهای روغنی، ذرات و غبارات و هر گونه گازهای سمی که از کمپرسور هوا ایجاد می‎شود (مانند Co2 - Co اکسیدهای فلزی گوگرد یا نیتروژن‎دار) را جذب نماید توصیه شده است در هوای تنفسی نباید بیش از PPM50 کربن منواکسید و بیش از PPM1000 کربن دی‎اکسید وجود داشته باشد.

8- مراقبت‎های دوره‎ای برای نگهداری تجهیزات وسائل و سیستمهای تهویه و وسائل حفاظت فردی به عمل آید و مخازن تحت فشار کمپرسور و مخلوط کن Air Blast Chamber سالن یکبار تحت تست هیدورستاتیک واقع شود.
ساعت کار سندبلاست کار در شبانه‎روز بایستی کمتر از 8 ساعت بوده و اپراتور نبایستی بیش از 40 دقیقه بطور مداوم در داخل سالن سندبلاست کار نماید و در مدتی که به تناوب سندبلاست کار در سالن کار می‎نماید بتوسط شخص دیگری که در خارج سالن باشد مورد مراقبت قرار گیرد.
توزیع نور مناسب در سالن و سیستم ارتباط تلفنی یا صوتی بین مراقب و فرد سندبلاست کاری الزامی است. در صورتیکه جهت تامین روشنائی نتوان از فشار برق تا 50 ولت استفاده نمود برای جلوگیری از خطر برق گرفتگی افراد لازم است مقررات ایمنی استفاده از ولتاژ ضعیف و سیستم سیم
اتصال موثر الکتریکی بدنه به زمین مصرف کننده‎های الکتریکی مراعات گردد.

9-افرادیکه در نزدیک سالن سندبلاست می‎باشند و افراد دیگری که در محلهائی بنحوی در معرض استنشاق غبارات زیر ناشی از سندبلاست کاری قرار دارند بایستی از فیلتر تنفسی استفاده نمایند.

10-آزمایشهای پزشکی شامل X - Ray از ریه‎ها و اسپیرومتری برای سندبلاست کاران سالی یکبار الزامی است و بایستی در پرونده پزشکی آنان مضبوط شود و در صورت بروز علائمی دال بر بیماری شغلی، کار آنان بایستی عوض شود.

11-بمنظور جلوگیری از ایجاد الکتریسیته استاتیک که هنگام عبور مواد ساینده از لوله لاستیکی رابط به نازل ظاهر می‎شود نازل سندبلاست بایستی توسط سیمی که از مسیر لوله عبور داده شده به زمین ارت شود تا از ترکیدن لوله رابط یا ایجاد شوک الکتریکی به سندبلاست کاری جلوگیری بعمل آید.

12-پس از پایان کار هر شیفت، سندبلاست کاران بایستی وسائل حفاظت فردی خود را تمیز و در قفسه ملبوس نگاهدارند تا پس از استحمام دوش و تعویض لباس از خود رفع آلودگی نموده باشند.

13-در صورت انجام کار در ارتفاع مقررات ضمیمه مربوط به داربستها برای سندبلاست کاران لازم‎الاجراء می‎باشد.

14-مدیر واحد بایستی شخصی مسئولی را جهت نظارت بر کار کارگاههای سندبلاست تعیین کند تا مقررات فوق را کنترل نماید.

15-شخص مذکور لازمست قبل از شروع عملیات سندبلاست کلیه موارد ایمنی از جمله وضعیت شیلنگ‎ها، رابط‎ها و بستها را بازدید و در صورت اطمینان از سلامت آنها اجازه کار صادر نماید.

16-اپراتور سندبلاست بایستی آموزش ایمنی را گذرانیده باشد و تجربه لازم را برای سرعت در مانور بستن شیر مخلوط کن هوا و مواد ساینده که فشاری بین 5/5 تا 5/6 kgf/Cm2 داراست بهنگام اضطرار داشته باشد.

 

17-سندبلاست ورنگ امیزی هیچگاه نباید همزمان درکنار هم اجرا گردد زیرا گرد وخاک حاصله از سندبلاست به روی فلز نشسته واز چسبیدن رنگ به فلز جلوگیری میکند در برخی از جاها بعد ازعملیات سندبلاست سطح سندبلاست شده راباتینر های مخصوص شستشو داده وبعد اقدام به رنگ امیزی میکنند دراصل شستشو باعث ار بین رفتن گرد و خاک حاصله ازسندبلاست شده وسطح مخدوشی که براثر سندبلاست که همان sa2.1.2 یاsa-3  مینامند نمایان میشود وحتما میبایست بلافاصله اقدام به زدن استر نمود استر ها شامل 1-زینک ریچ 2-اتیل سیلیکات3-زینک فسفات4-زینک کرومات5-اکسید اهن میباشد که غالبا به میزان 75الی120 میکرون اجرا میگردد استر اتیل سیلیکات را معمولا بین75الی90میکرون اجرا میشودوکاربرد ان اغلب در سندبلاستهای مناطق شرجی وسندبلاست اب شیرین کن هاوسندبلاست برجهای نیروگاه بکار میرود وباید بعد اتمام سندبلاست ورنگ سطح فلز را هر4ساعت یک بار با فشار اب شستشو نموده تا اصطلاحاqring شود

18-طریقه اجرای زینکا:ابتدا میبایست سطح فلز را به وسیله سندبلاست به درجه sa-2.5 یا برس به درجهst3درامده وسپس محلول مخصوس زینکا بنام سالو را با هم مخلوط نموده وبه خوبی میکس باید نمود وبه وسیله پستوله یا غلتک یا دستگاه ایرلس اسپری  کرد زینکا سالو خود به تنهایی محافظ خوبی برای فلز میباشد معمولا زینکا را به روی دکلهای انتقال نیرو استفاده میکنند. 

چک لیست ممیزی ایمنی و بهداشت در سندبلاست:

 

خیر
بلی
سؤالات
 
 
 
آیا محدوده سندبلاست کاملا محصور و علامت گذاری شده می‌باشد؟
 
1
 
 
آیا روشی جهت جلوگیری از ورود افراد متفرقه به محل کار وجود دارد؟
 
2
 
 
آیا مصالح سندبلاست در محل مناسب و دور از دیگر مواد نگهداری می شوند؟
 
3
 
 
آیا جهت پرسنل درگیر کار سیستم تهویه مناسب در نظر گرفته شده است؟
 
4
 
 
آیا جهت پرسنل درگیر کار وسایل حفاظت فردی کامل در نظر گرفته شده است؟
 
5
 
 
آیا افرادی که مواد زائد سندبلاست را جمع آوری می کنند دارای وسایل حفاظت فردی مناسب هستند؟
6
 
 
آیا مواد زائد سندبلاست طبق اصول مواد خطرناک جمع آوری می شوند؟
 
7
 
 
آیا اتصالات و قطعات فلزی تجهیزات سندبلاست اتصال زمین شده اند؟
 
8
 
 
آیا رنگ و مواد قابل اشتعال در ظروف دردار نگهداری می شوند؟
 
9
 
 
آیا کپی برگه اطلاعات ایمنی موادشیمیایی در دسترس می باشد؟
 
10
 
 
آیا تعداد کافی خاموش کننده مناسب در محل وجود دارد؟
 
11
 
 
آیا روش مناسب نگهداری از سیستم های تهویه و هوا رسان و وسایل حفاظت فردی وجود دارد؟
12

 

اصطلاحات رایج در خوردگی

0
0

به ادامه مطلب بروید

جذب کننده
Absorber

تمییز کردن سطح فلزات با اسید  Acid picking

فعال کردن  Activation


 

حالتی که فلز در آن تمایل به خوردگی دارد .

Active

فلزی که آماده خورده شدن می باشد .

Active metal

فلزاتی که انتقال از حالت فعال به غیر فعال از خود نشان می دهند .

Active-Passive metals

محدوده پتانسیل فعال فلز

Active potential

اکسیژن دار

Aerated

هوادهی

Aeration

خوردگی در صنایع فضایی

Aero space corrosion

تلاطم ، به هم زدن

Agitation

قلیایی

Alkali

آلیاژ

Alloy

عدم وجود اکسیژن آزاد ، اکسیژن موجود در آب اسید سولفوریک که آزاد نمی باشد

Anaerobic

یون یا رادیکال با بار منفی که به طرف آند جذب می شود.

Anion

الکترودی که در آن واکنش اکسیداسیون با خوردگی اتفاق می افتد .

Anode

حفاظت آندی ، کاهش قابل ملاحضه سرعت خوردگی با آند کردن فلز و نگه داری آن در این حالت پولاریزه شده بوسیله عبور دادن جریان الکتریکی خیلی کم .

Anodic protection

موادی که مانع از چسبیدن یا رشد جانوران آبزی به سطح فلز می شوند.

Anti-fouling

محلول حاوی آب

Aqueous

نوعی پلاستیک از خانواده اپوکسی ها

Araldite

نوعی آهن خالص تجاری

Armco iron

گروهی از فولادهای زنگ نزن

Austenitie

نوعی پلاستیک ترموست از خانواده اوره ها

Avisco

بابیت های قلع که در یاتاقان ها بکار می رود .

Babbitt Alloy

پشت بند های آند فدا شونده

Back Fill

صفحه ای که محفظه انتهایی مبدل حرارتی را به دو قسمت می کند .

Baffle

حرارت دادن

Baking

جوش شیرین

Baking Soda

خوردگی ناشی از تماس دو فلز غیر همجنس با یکدیگر

Bimetallic Corrosion

سازگار از نظر بیولوژیکی

Biocompatible

خوردگی بیولوژیکی

Biological Corrosion

ماده سفید کننده

Bleach

تاول زدن

Blistering

لجنی

Boggy

روشی برای ایجاد پوشش روی سطح فلز ،فسفاته کردن در حمام اسید فسفریک

Bonderizing

آب شور

Braking Water

زرد جوش

Braze

نوعی پلاستیک مصنوعی

Buna Rubber

پوشش دادن بوسیله آلومینیوم

Calorizing

جذب کربن از محیط کربن دار که در مورد فولادهای زنگ نزن کم کربن مثلا" موقع جوشکاری با ریخته گری در ماسه های رزین دار پیش می آید

Carbon pickup

جذب کربن بوسیله فلز در درجه حرارت بالا

Carburization

جداره فلزی لوله ای که در چا ه های نفت و گاز استفاده می شود .

Casing

چدن

Cast Iron

اکسیداسیون ناگهانی

Catastrophic Oxidation

الکترودی که در آن عمل احیاء صورت می گیرد و در نتیجه عملا" در آن خوردگی صورت نمی گیرد .

Cathod

کاهش پتانسیل اولیه در اثر عبور جریان الکتریکی از یک فلز در اثر پولاریزاسیون کاتدی پتانسیل در جهت فعال تر شدن تغییر می کند

Cathodic Polarization

یون با رادیکال مثبت که جذب کاتد می گردد.

Cation

کالک کردن ،پر کردن درزها و شیارها برای آب بندی

Caulking

مواد قلیایی ،ترکیبات غیر آلی که در آب یون OHدارند.

Caustics

تشکیل حباب در اثر اختلاف فشار و انفجار آن ها روی سطح فلز

Cavitation

مداری که شامل آند و کاتد در تماس الکتریکی با یکدیگر که در یک الکترولیت قرار دارند .

Cell

پوشش دادن بوسیله نفوذ در درجه حرارت بالا مانند کربوره شدن

Cementation coating

ساییدگی یا پوسته پوسته شدن

Chafing

سفیدک زدن ،از بین رفتن پوششی در اثر نفوذآب

Chalking

تبدیل شیمیایی ،روشی برای ایجاد پوشش روی فلزات

Chemical conversion

از آلیاژهای نیکل

Chlorimet

کروماته کردن

Chromatizing

تئوری تخلیه کروم

Chromium Depletion Theory

فولاد زنگ نزن کرم دار

ChromiumStainless Steel

قرار دادن دو ورقه فلز روی هم و اتصال آن ها توسط نورد گرم روکش کردن

Cladding

پوشش

Coating

عقل سلیم ،شعور

Common Sense

تغلیظ کننده

Concentrator

نوعی چاه نفت با فشار بالا

Condensate Wells

خوردگی ، از بین رفتن ماده (معمولا"فلز )یا خواص آن در اثر واکنش با محیط اطراف

Corrosion

آزمایش های خوردگی

Corrosion testings

پیل حاصل در اثر تماس الکتریکی دو فلز غیر همجنس در یک الکترولیت

Couple

شکستن به شکل ترد

Cracking

توسعه و گسترش شبکه ای از ترک های ریز در داخل فلز

Crazing

جوشکاری متقاطع

Cross Weld

آلیاژهای مس با نیکل

Cupronickel

جریان در واحد سطح

Current Density

جدایش انتخابی ،جدا شدن یکی از عناصر آلیاژی هنگام خوردگی آلیاژ

Dealloying

فرآیند خارج ساختن اجزاءخورنده از یک محیط

Deactivation

دکربوره شدن یا از دست دادن کربن

Decarbrization

نقص ،عیب

Defect

خارج ساختن مینرال های حل شده معمولا"آب

Demieralization

حذف یا کاهش پولاریزاسیون توسط عوامل فیزیکی یا شیمیایی که باعث افزایش خوردگی می شود .

Depolarization

زدایش روی ،جدا شدن روی از برنج موقع خوردگی که باعث بجا ماندن جرم متخلخلی از مس می شود .

Dezineifieation

نفوذ یک جسم در جسم دیگر

Diffusion

سخت کردن بوسیله پخش کردن ذرات یا رسوبات در داخل فلز

Dispersion Hardening

خوردگی در اثر تماس دو فلز غیر همجنس با یکدیگر

Dissimilar Metal Corrosion

اضافه کرتدن مقادیر کمی از یک عنصر به یک فلز

Doping

چدن نشکن ، چدن با گرافیت کروی

Dutile Iron

یکی از آلیاژهای نیکل

Duranickel

یک نوع چدن مقاوم در برابرخوردگی

Durichlor

رنگ

Dye

نوعی پلاستیک ترموست از خانواده پلی استرها

Dypole

جنبه های اقتصادی

Economics

محل وارد شدن یا خارج شدن جریان الکتریکی به الکترولیت با انجام واکنش های آندی و کاتدی

Electrode

عناصر یا ترکیباتی که تمایل به گرفتن الکترون دارند . غیر فلزات

Electronegitive

عناصر یا ترکیباتی که تمایل به از دست دادن الکترون دارند . فلزات

Electropositive

کاهش شدید انعطاف پذیری فلز یا آلیاژ

Embrittlement

ماکزیمم تنش متناوب

Endurance Limit

خانواده ای از پلاستیک های ترموست

Epoxy

ارزیابی

Evaluation

یکی از آلیاژهای مس

Everdur

قابلیت یا سهولت ساخت و تولید

Fabricability

انهدام ، از کار افتادن

Failure

خوردگی مالشی

False brinelling

شکست فلز در اثر تنش های متناوب زیر نقطه تسلیم

Fatigne limit

اسیدهای چرب

Fatty acids

مربوط به ساختمان مکعبی مرکز دار فولاد

Ferritic

اتصال قابل تنظیم

Flcxible connection

کمک ذوب کننده

Fluxing

فلزی که برق و جلای آن در اثر تشکیل یک لایه خوردگی از بین رفته است

Fogged Metal

کثیف شدن در اثر چسبیدن موجودات آبزی به سطح فلز و رشد آن ها

Fouling

شکننده

Frangible

اکسیداسیون اصطکاکی

Friction Oxidation

نمک های مذاب

Fused Salts

اکسید سیلیسیم شیشه ای

Fused Silica

ساییدگی

Galling

روی اندود

Galvanized

گرافیته شدن یک نوع خوردگی در چدن های خاکستری

Graphitization

نوعی خوردگی آلیاژهای کرم دار در درجه حرارت های بالا که در آن اکسید کرم سبز رنگ تشکیل می شود . ولی بعضی از عناصر آلیاژی دیگر به حالت فلزی باقی می مانند .

Green rot

شیارها

Gullies

موادی که برای سخت کردن به پلیمرها اضافه می شوند .

Hardeners

ناحیه نزدیک خط جوش که در اثر تغییرات حرارتی ساختمان میکروسکپی فلز تغییر نموده است .

Head Affected Zone (HAZ)

آلیاژهای هتروژن یا دو فازه

Heterogenous Alloys

آلیاژهایی که در دمای بالا کاربرد دارند .

High-Temperature Alloys

غیر یکنواختی در پوشش های محافظ

Holiday

آلیاژهای همگن یا تک فاز

Homogenous Alloys

روش پاشیدن یا اسیری کردن رنگ بصورت داغ

Hot Spray

آزمایش هیویی ، یکی از آزمایش های تعیین وضعیت فولادهای زنگ نزن از نظر حساسیت به خوردگی

Haey test

خوردگی در بدن انسان

Human Body Corrosion

فرآیندی برای تهیه بنزین با اکتان بالا در پالایشگاه

Hydro Forming

ترد شدن فلز در اثر هیدروژن که از عوارض حفاضت کاتدی ،آبکاری الکتریکی یا اسید شویی مشاهده می شود .

Hydrogen Embrittlement

آزاد شدن هیدروژن

Hydrogen Evolution

تشکیل ترک های داخلی در اثر نفوذ هیدروژن به داخل فلز

Hydrogen Disintegration

پلی اتیلن کلروسولفاناته ، یکی از مواد لاستیکی جدید

Hypalon

برخورد

Impingement

فاز ها ،ناخالصی در فلزات

Inclussion

اینکو، شرکت بین المللی نیکل

Inco,International Nickel Company

یکی از آلیاژهای نیکل

Inconel

عدم وجود میل ترکیبی

Inert

مواد شیمیایی که برای حذف یا کم کردن خوردگی فلزات به مقدار کم به محیط های خورنده اضافه می شوند .

Inbibitors

خوردگی مدخل ورودی لوله های مبدل حرارتی

Inlet End Corrosion

بازرسی

Inspection

بین کریستالی یا بین دانه ای

Inter crystalline

فضای خالی بین اتم ها در یک کریستال

Interstial

خوردگی یکسان

Isocorrosion

منحنی های خوردگی یکسان ،منحنی نشاندهنده سرعت خوردگی معین و ثابت با تغییر پارامترهای مختلف برای یک فلز یا آلیاژ

Isocorrosion Chart

اسم تجارتی یک نوع گرافیت

Karbate

فولاد کشته یا آرام

Killed Steel

نوعی پوسیدگی به موازات خط جوش که در فولادها ی زنگ نزن پایدار شده مشاهده می شود .

Knife-Line Attack

آزمایش برای ارزیابی

KTA Test

پوشش ها که بوسیله طراحی انجام شده است

Kenneth Tator Associates

لایه ،ورقه

Laminate

پلاستیک های چند لایه

Laminated Plastic

محل اتصال دو فلز که با روی هم قرار دادن لبه های آن ها برای متصل کردن به یکدیگر تشکیل می شود

Lap Joint

یکی از روش های تهیه اسید سولفوریک

Lead Chamber Process

پولاریزاسیون خطی

Linear Polarization

خوردگی در اثر فعالیت پیل های موضعی

Local Action

خوردگی موضعی

Localized Attack

فولاد کم آلیاژ

Low Alloy Steel

نوعی ترموپلاستیک از خانواده آکریلیک ها

Lucite

نوعی ترموپلاستیک از خانواده پلی استرین

Lustrex

چدن چکش خوار

Malleable Iron

دریچه های روی تانک ها یا روی زمین

Manhole Door

تولید انبوه

Mass Production

خوردگی در محیط های ساحلی و دریایی

Marine Corrosion

باتلاق

Marsh

ترکیباتی با فرمول کلی RSHکه شبیه به الکل ها و فنل ها هستند ولی بجای اکسیژن گوگرد دارتد.دارای بوی نامطبوع هستند .

Mercaptan

نوع منحصر بفردی از خوردگی در درجه حرارت های بالا که محصولات خوردگی به صورت پودر هستند .

Metal dusting

کامپوزیت های فلزی

Metallic Composits

فلزات شیشه ای یا غیر کریستالی

Metallic Glasses

پوشش دادن سطح بوسیله فلز به روش های مختلف اسپری

Metalizing

شبه پایدار ،حالت پایداری که انرژی آن از حالت پایدار واقعی بیشتر است

Metastable

جاندار میکروسکوپی

Microorganisms

پوسته های اکسیدی حاصل از نورد گرم

Mil Scale

هزارم اینچ نفوذ در سال

Mill Penetration Per Year ,MPY

شکل

Morphology

ملات

Mortar

یکی از مواد نسوز معروف

Mullite

از آلیاژهای مس

Muntz metal

صدف باریک

Mussel

انجمن ملی مهندسین خوردگی

National Association of Corrosion Engineers ,NACE

از آلیاژهای نیکل

Nimonic Alloys

یک نوع چدن آستینی مقاوم در برابر خوردگی

Ni-Resist

جذب اتم نیتروژن بوسیله فلز

Nitriding

پتانسیل در محدوده فلزات نجیب

Noble Potential

چیزی که رطوبت را جذب نمی کند .

Nonabsorbent

تردی در اثر وجود شیارها

Nothch Brittleness

حفاری در دریا

Offshore Drilling

اسیدهای آلی

Organic Acids

افت سختی در رسوب سخت

Overageing

عامل گیرنده الکترون

Oxidizer

واکنش های جزئی

Partial Reactions

روشی برای ایجاد پوشش روی سطح فلز با فرو کردن در حمام اسید فسفریک

Parkerizing

حالتی از فلز که رفتار آن چنان است که گوئی فلز نجیبی مثل طلا و پلاتین است

Passive

جدا شدن یکی از عناصر آلیاژی هنگام خوردگی

Parting

منطقه غیر فعال

Passive Tegion

پدیده غیر فعال شدن

Passivity

پوشش سبز رنگی که روی مس و آلیاژهای آن در تماس با اتمسفر به مدت طولانی بوجود می آید .

Patina

یکی از آلیاژهای قلع

Pewter

شاخص تشخیص محیط اسیدی و قلیایی

Ph

فسفاته کردن

Phosphatizing

مواد رنگی

Pig Ments

نسبت حجمی اکسید به فلز

Pilling-Bedworth Ratio

خوردگی حفره ای

Pitting Corrosion

از کار افتادن واحد عملیاتی

Plant Shutdown

موادی که برای نرم کردن پلیمرها اضافه می شود .

Plasticizer

پاشیدن فلز مذاب با فشار زیاد به سطح فلز

Plasm Jet Spraying

حفاظت محیط زیست

Pollution Control

یک وسیله الکترونیکی که الکترود را در یک پتانسیل ثابت نگه می دارد و در حفاظت آندی بکار می رود .

Potentiostat

خمیر عایق کاری

Potting Compound

سختی رسوبی

Precipitation Hardening

پیشروی ،انتشار

Propagation

حفاظت کننده

Protective

سنگ پا ،پودر آن برای صاف کردن و پرداخت کردن بکار می رود .

Pumice

خلوص

Purity

گرافیت حرارتی

Pyrolytic Graphite

مشتعل شونده

Pyrophoric

اکسید سیلیسیم

Quarz

سریع سرد کردن با فرو بردن در آب یا روغن

Quench

گرفتن الکترون ،مخالف اکسیداسیون

Reduction

پتانسیل تعادلی اکسیداسیون و احیاء

Redox Potential

شیر تقلیل فشار

Reducing Or Throtting Valve

پالایشگاه

Refinery

فلزات با نقطه ذوب بالا

Refractory Metal

رطوبت نسبی

Relative Humidity

هنگامی که فلز به میزان معینی کشیده می شود و در این حالت به مدت کافی نگاه داشته می شود.

Relaxation

قابل اعتماد

Reliability

محفظه تقطیر

Retort

خوردگی زرد زخمی

Ring Worm Corrosion

رینگ یا حلقه چرخان برای آب بندی پمپ ها

Rotating Ring

لاستیک

Rubber

محصول خوردگی آهن و آلیاژهای آن به رنگ قرمز متمایل به قهوه ای که عموما"اکسید فریک هیدراته می باشد .

Rust

آندهای قربانی شونده یا فدا شونده

Sacrificial Anodes

ایمنی

Safety

ماسه پاشی ،روشی برای تمییز کردن سطح فلز

Sandblasting

پوسته دار شدن

Scaling

برای مشاهده سطوح معمولی فلزات در بزرگ نمایی های بالاتر از میکروسکوپ نوری

Scanning Electron Microscope

حذف کننده ،مواد شیمیایی که برای حذف عامل خورنده سیستم بکار می روند .

Scavengers

دستگاه تصفیه فیزیکی گاز

Scrubber

تمییز کردن با ساییدن یا مالیدن کاردک

Scraping

تمییز کردن با مواد ساینده

Scrubbing

ترک خوردن فصلی

Season Cracking

جدایش تجمع

Segregation

چسبیدن و متصل شدن دو فلز در اثر فشار و حرارت و....

Seizizing

جدایش انتخابی ،خورده شدن یکی از اجزاء آلیاژ

Selective leaching

حساس شدن

Sensitization

خوردگی در فضای بسته

Sheltered corrosion

نواحی مرده

Shielded area

پوشش دادن بوسیله روی با روش نفوذی

Sherarchizing

ساچمه پاشی

Shotpeening

روکش نقره ای

Silver Plate

گل و لای

Slurries

روغن یا گریسی خاص که برای حفاظت موقتی از خوردگی به فلزات زده می شود .

Slushing Compound

لحیم

Solder

نوعی عملیات حرارتی برای حل کردن فاز دوم و ایجاد ساختمان تک فاز و پس از آن سریع سرد کردن برای بدست آوردن آن ساختمان در درجه حرارت محیط

Solution-Quenching

جدا شدن لایه های سطحی در اثر تنش های حرارتی یا مکانیکی

Spalling

چاه نفتی ترش

Sour Oil Well

نقطه جوش

Spot Weld

خود بخود غیر فعال شدن

Spontaneous Passivation

عناصر پایدار کننده که برای جلوگیری از حساس شدن فولادهای زنگ نزن اضافه می شوند .

Stabilizing Element

از آلیاژهای کبالت

Stellite

دستگاه تقطیر

Still

مقاومت های بسیار ظریفی که برای اندازه گیری تغییر طول و تنش بکار می روند.

Strain Gauge

جریان های سرگردان ناشی از حفاظت کاتدی

Stray currents

آزمایش برای تعیین وضعیت فولاد زنگ نزن از نظر مقاومت در برابر خوردگی

Streicher Test

فاکتور تمرکز تنش که با Kنشان داده می شود .

Stress Intensity Factor

تجمع یا تمرکز تنش

Stress Riser

استحکام در درجه حرارت بالا

Stress- Rupture Strength

اکسیداسیون بوسیله گوگرد

Sulfidation

بخار گوگرد

Sulfur Vapor

تشکیل لایه سطحی آلیاژها

Surface Alloying

لاستیک مصنوعی

Synthetic Rubber

چاه نفتی شیرین

Sweet Oil Well

حالتی که تاثیر چند عامل بیش از مجموع تاثیر آن ها به تنهایی است .

Synergistic Effect

معادله تافل ،معادله ای که سرعت جریان آندی یا کاتدی را برحسب پتانسیل الکترود بدست می دهد .

Tafel Equation


کدر شدن

Tarnishing


از خانواده ترموپلاستیک ها

Teflon


سفال

Terra – Coat


خوردگی گالوانیکی در اثر اختلاف درجه حرارت در دو نقطه

Thermogavanic Corrosion


گروهی از پلاستیک ها که با افزایش درجه حرارت نرم می شوند و موقعی که سرد می شوند بشکل اولیه خود بر می گردند .

Thermo Plastics


تنش حدی

Threshold Stress


قدرت پرتاب

Throwing Power


کاشی

Tile


لایه رویی در رنگ کاری

Top – Coat


چقرمگی

Toughness


مقاطع برج های تفکیک

Tower Sections


در پتانسیل های بالا پوسته غیر فعال شروع به از بین رفتن می کند ، این منطقه را منطقه گذرا گویند .

Trans Passive Region


پایه های نگه دارنده لوله

Tube Hanger


تلاطم

Turbulence


خوردگی موضعی که منجر به برآمدگی های روی سطح فلز می گردد.

Tubercles


نوعی ترموپلاستیک از خانواده وینیل ها

Tygon


آلیاژهای چاپ ، آلیاژهای سرب

Type Metal


خوردگی زیر پوششی (فیلامنتی )

Underfilm (Filiform) Corrosion


زیر چیزی را خالی کردن

Undermine


خوردگی یکنواخت

Uniform Corrosion


اوره ها ،از خانواده های پلاستیک های ترموست

Ureas


یکی از نواقص کریستالی

Vacancy


راسب کردن سطح فلز از فاز بخار

Vapor Deposition


تیغه های شیر کشویی

Valve Stems


جلا ها

Varnishes


گلوئی ونتوری

VentureThroat


محفظه نگه داری مواد

Vessel


نوعی پلاستیک ترموست از خانواده پلی استرها

Vibrin


از آلیاژهای کبالت

Vitallium


کوارتز شیشه ای

Vitreous Silicat


تبخیر شونده

Volatile


عمل حرارت دتادن و سخت کردن لاستیک

Vulcanization


قوانین اکسیداسیون واگنر در رابطه با تاثیر عناصر آلیاژی بر مقاومت اکسیداسیون

Wagner
Oxidation Law


آزمایش واون ،برای تعیین وضعیت فولادها

Warren Test


سایش

Wear


زره های ضد سایش و قابل تعویض

Wear plate


عمل باز کردن بوسیله گوه

Wedging Action


فاسد شدن خط جوش

Weld Decay


مواد جاذب رطوبت

Wet Packing Materials


قابلیت تر کردن

Wettability


چدن سفید

White cast Iron


رشته بسیار ظریف و نازک

Whisker


همه فن حریف

Work Horse


الکترود کار ،نمونه مورد آزمایش

Working electrode


کار مکانیکی شده ،نورد

Wroght


از آلیاژهای زیرکونیم

Zircolloys


اکسید زیرکونیم

zirconia

 

آشنایی با عیوب، روشهای ترمیم و بازرسی پوششهای گالوانیزه گرم

0
0

اولین و مهمترین هدف گالوانیزه گرم ، محافظت سازه در مقابل خوردگیست . مدت زمانی که این محافظت می تواند بدون نیاز به ترمیم و بازسازی پوشش دوام داشته باشد ، طول عمر کارآیی (service life ) نامیده می شود . طول عمر کارآیی گالوانیزه مستقیما" به ضخامت لایه روی محافظ بستگی دارد : هر چه ضخامت پوشش بیشتر باشد طول عمر بیشتر خواهد بود . . بنابراین تعیین ضخامت پوشش مهمترین گزینه بازرسی برای تعیین کیفیت پوشش گالوانیزه می باشد .

علاوه بر ضخامت پوشش مواردی مانند یکنواختی ، چسبندگی و ظاهر پوشش نیز قابل بازرسی می باشند . همچنین تردی (embrittlement) و عیوب دیگری که می توانند در اثر نصب و

طراحی ایجاد شوند ، نکات مهم دیگری از نظر بازرسی هستند .

هر چند که حداقل شرایط مشخص شده در استاندارد باید برای تمامی موارد فوق رعایت گردد اما اهمیت نسبی آنها با توجه به شرایط کاری مورد نظر تعیین می شود . بعنوان مثال خواص مورد نیاز برای یک سازه فولادی با خصوصیاتی که برای یک قطعه تزئینی مد نظر است متفاوت خواهد بود . درک صحیح از خصوصیات مورد نیاز برای یک قطعه و قابلیتهای فرآیند گالوانیزه گرم برای اجرای یک بازرسی مناسب ، ضروری است .

اجرای عملیات بازرسی در کارگاه گالوانیزه بیشترین تاثیر و بازده را خواهد داشت چرا که در این حالت می توان به سرعت و دقیق تر پاسخ سئوالات را یافت و موضوعات مورد نظر را بررسی نمود . این موضوع باعث صرفه جویی در زمان پروژه می گردد .

نمونه برداری برای آزمون :

برای تعیین دقیق ضخامت پوشش باید نمونه برداری بگونه ای باشد که نمایانگر کل مجموعه باشد . نمونه های انتخاب شده برای بازرسی باید از یک نوع باشند یعنی :

-تقریبا" در یک زمان گالوانیزه شده باشند .-به یک روش گالوانیزه شده باشند .
-
در یک وان گالوانیزه شده باشند .-بعنوان یک مجموعه تائیدیه دریافت کنند .

بخش 7 استاندارد ASTM  A  123 راهنمائیهایی را در زمینه تعداد نمونه لازم از هر بسته قطعات برای آزمون ، آورده است . برای قطعات کوچک مانند پیچ ، مهره و واشرها . خود قطعه  باید بعنوان نمونه در نظر گرفته شود .

برای قطعات بزرگ مانند ورق ها ، تیرها و نبشی ها ، آزمون باید بر قطعات گالوانیزه شده و بر اساس دستورالعمل مشخص شده در بخش 6 . 1 استاندارد ASTM  A  123 اجرا گردد . اندازه گیری ضخامت پوشش باید بر روی نقاط پراکنده ای روی قطعه صورت گیرد تا بیانگر ضخامت واقعی پوشش باشد . در قطعات بسیار بزرگ ممکن است نیاز به اجرای آزمون در مقاطعی از قطعه باشد .

ساختار میکروسکپی پوشش و تاثیر آن بر ضخامت و یکنواختی :

فاکتور اصلی در تعیین عمر پوشش گالوانیزه ، ضخامت آن می باشد . عواملی که بر ضخامت پوشش تاثیر می گذارند ترکیبی از متغیرهای مختلف می باشد که برخی از آنها در کنترل مجری بوده و برخی دیگر خارج از کنترل مجری هستند . ترکیب شیمیایی فولاد بیشترین نقش را در تعیین ضخامت پوشش دارد .

در خلال عملیات گالوانیزه واکنشهای متالوژیکی پیچیده ای اتفاق می افتد که حاصل آن ایجاد لایه هایی از آلیاژهای مختلف آهن -  روی می باشد . این لایه ها شامل مقادیر مختلفی از آهن و روی می باشند که مقدار آنها به فاصله از فولاد پایه بستگی دارد . لایه های نزدیکتر به فولاد پایه دارای آهن بیشتر و روی کمتری نسبت به لایه های بعدی می باشند . شکل 2 نمایی عمومی از این لایه ها را نشان می دهد . رشد لایه های آلیاژی با رسیدن دمای فولاد به دمای وان کم کم متوقف می شود . هنگامی که قطعه از وان خارج می گردد یک لایه روی خالص تشکیل می شود که ظاهری براق و نقره ای ایجاد می کند .

ترکیبات خاص فولاد باعث افزایش رشد لایه های آلیاژی آهن - روی می شوند بطوریکه پوشش گالوانیزه دارای ظاهری مات با مقادیر کم و یا بدون روی خالص در لایه نهایی خواهد شد (شکل 3) . فولادهایی با کربن بیش از 0.25% ، فسفر بیش از 0.04% ، یا منگنز بیش از 1.35% چنین پوششهایی را تشکیل می دهند . این پوششها همچنین ضخامت بیشتری را نسبت به پوششهای روشن و براق معمول ایجاد می کنند . مجری گالوانیزه کنترلی بر واکنش فولادهای فعال  آرام شده  (Killed) با سیلیکون ندارند (شکل 4) . پوششهای ضخیم تر بدلیل عدم حضور لایه نهایی از روی خالص ظاهر خاکستری تیره و مات هستند. حضور سیلیکون بیش از 0.30% باعث لایه های آلیاژی روی - آهن ضخیم می گردد .

شرایط سطحی فولاد نیز بر ضخامت و صافی پوشش گالوانیزه موثر است . فولادهای غیر فعال که سطح آنها توسط ذرات ساینده تمیز شده است دارای پوشش با ضخامت 50 تا 100 درصد بیشتر از پوشش فولادهایی هستند که تنها بصورت شیمیایی تمیز کاری شده اند .

در فولادهای فعال عکس این قضیه اتفاق می افتد و ضخامت پوشش فولادهایی که بوسیله ذرات ساینده تمیز شده اند اغلب کمتر از انتظار است هر چند که ظاهر پوشش همچنان مات و با رافنس بالا خواهد بود .

وزن ، شکل و مقدار کار سرد انجام شده روی قطعه نیز بر ضخامت و یکنواختی پوشش موثر است . هنگامی که قطعه دارای مقاطع کوچک و بزرگ است امکان ایجاد تفاوت در ضخامت پوشش قسمتهای مختلف وجود دارد . بدلیل اینکه زمان غوطه وری به نسبت سطح به وزن قطعه بستگی دارد، مجری کار کنترل کمی روی این موضوع دارد .

متغیرهایی که برای مجری قابل کنترل هستند عبارتنداز دمای وان و سرعت خارج کردن . بدلیل اینکه مکانیزم ایجاد لایه های آلیاژی روی-آهن نفوذ میباشد، افزایش دمای وان باعث ایجاد لایه های ضخیم تر می گردد . مشابه بسیاری از فرآیندهای نفوذی سرعت واکنش در ابتدا سریعتر بوده و با رشد لایه ها کاهش می یابد .

ضخامت لایه نهایی روی تا حد زیادی به سرعت خارج کردن قطعه از وان و جدایش روی اضافه (drain-off) از قطعه می باشد . هر چه سرعت خارج کردن بیشتر باشد مقدار روی بیشتر بوده و ضخامت پوشش بیشتر می شود .

هنگام گالوانیزاسیون قطعات سرهم بندی شده ، تفاوت در نحوه ریزش روی در نقاط مختلف که ناشی از تفاوت زاویه خروج قسمتهای مختلف از وان می باشد باعث ایجاد تفاوت ضخامت در این نواحی می شود . بر اساس مستندات گالوانیزه گرم تفاوت ضخامت جزو لاینفک فرآیند می باشد . میانگین ضخامت قطعات تست شده و حداقل وزن هر قطعه همواره بعنوان حداقل ضخامت مورد نیاز تعیین می گردد .

هنگامی که تعیین ضخامت در قطعات بزرگ مد نظر باشد باید تعداد نقاط کافی - حداقل 5 نقطه و ترجیحا" 10 نقطه - در قسمتهای انتهایی و میانی قطعه اندازه گیری شود (شکل 5) . نقاط اندازه گیری در هر نقطه باید حداقل چهار اینچ از لبه قطعه فاصله داشته و بطور مناسبی گسترده باشند . اغلب قسمتی از قطعه که در نهایت از وان خارج می گردد ضخامت پوشش بیشتری خواهد داشت . این ناحیه معمولا" قسمتی است که آخرین قطرات مذاب روی از قطعه جدا می شوند .

حداقل ضخامت مورد نیاز برای دسته های مختلف قطعات بر اساس ASTM  A123 در جدول 1 ، ASTM  A153 در جدول 2 و ASTM  A767 در جدول 3 آورده شده است . ضخامت پوشش روی بر اساس هزارم اینچ گزارش می شود . برای تسهیل تبدیل ضخامت به اینچ و میل باید گفت که در هر اونس روی در یک فوت مربع معادل 0.0018 اینچ یا 1.8 میل می باشد . تبدیل واحد بر اساس وزن پوشش بر اساس واحد انگلیسی و متر یک در جدول 5 آمده است .

در جدول 4 نیز حداقل ضخامت مورد نیازبرای قطعات مختلف بر اساس استاندارد کانادا CSA آورده شده است .

ضخامت سنجی :

روشهای مختلفی برای تعیین ضخامت یا وزن پوشش قطعات گالوانیزه شده وجود دارد . روش ضخامت سنجی بر اساس ابعاد ، شکل و تعداد قطعاتی که باید تست شوندانتخاب می شود . بعضی از روشها غیر مخرب بوده و بعضی دیگر مخرب می باشند بطوریکه نیاز به برداشتن لایه پوشش و یا مقطع زدن قطعه دارند .

ضخامت سنجی مغناطیسی :

ضخامت پوشش را می توان بوسیله دستگاه سنجش مغناطیسی بر اساس استاندارد ASTM  E376 اندازه گیری کرد . برای هر نمونه باید حداقل عددی که از پنج تست بدست آمده در نظر گرفته شود . میانگین ضخامتی که برای هر نمونه بدست می آید نباید از مقدار تعیین شده در دستورالعمل کمتر باشد. اگر این اندازه گیری روی قطعه ای با ضخامتهای مختلف اجرا گردد معیار مشخص شده برای هر قسمت باید رعایت گردد .

روش جداسازی و توزین :

میانگین وزن پوشش را می توان بر اساس استاندارد ASTM  A 90 با برداشتن لایه پوشش یک قطعه و وزن کردن آن بدست آورد . همچنین اینکار را می توان با جداسازی پوشش قسمتهایی از قطعه ( با حداقل مساحت 10 اینچ مربع ) اجرا کرد . بدین منظور باید یک نمونه به فاصله 4 اینچ از هر انتها و یک نمونه از وسط قطعه را انتخاب انتخاب نمود . وزن بدست آمده برای هر یک از نمونه ها نباید کمتر از مقدار مشخص شده در دستورالعمل باشد . میانگین وزن پوشش حاصل از سه نمونه نباید کمتر از مقدار مشخص شده باشد . اگر قطعه گالوانیزه شده از قسمتهایی با ضخامتهایی با ضخامتهای مختلف تشکیل شده باشد معیار وزن برای هر قسمت باید جداگانه در نظر گرفته شود .

توزین قبل و بعد از گالوانیزاسیون :

میانگین وزن پوشش را می توان با وزن کردن قطعه قبل و بعد از عملیات گالوانیزه بدست آورد . در این روش حاصل تقسیم تفاوت وزن قطعه قبل و بعد از گالوانیزه به مساحت آن برابر میانگین وزن پوشش خواهد بود . توزین اول باید پس از اسید شویی و خشک کردن قطعه و توزین دوم پس از سرد شدن قطعه تا دمای محیط انجام گیرد .

وزنی که از این طریق بدست می آید مقدار آهنی که بصورت آلیاژی در پوشش قرار دارد را در بر نمی گیرد لذا وزن بدست آمده معمولا" 10% کمتر از وزن واقعی پوشش است . میزان فعال بودن فولاد مقدار این تفاوت را تغییر می دهد .

روش میکروسکپی :

ضخامت پوشش را می توان بر اساس استاندارد ASTM  B  487 با مقطع زدن و اندازه گیری زیر میکروسکوپ تعیین نمود . این روش به یک میکروسکوپ با سنجه چشمی کالیبره شده نیاز دارد . ضخامت تعیین شده به این روش بیانگر ضخامت یک نقطه می باشد . نقاط اندازه گیری در این روش نباید از 5 نقطه کمتر باشد و باید بگونه ای گسترده باشند که بیانگر کل سطح قطعه باشد . میانگین حداقل 5نقطه بیانگر ضخامت پوشش می باشد . روش میکروسکپی یک روش مخرب است و ممکن است گاها" برای قطعات کوچک بکار رود اما اجرای آن برای قطعات بزرگ عملی نمی باشد .

چسبندگی پوشش :

پوششهای گالوانیزه گرم باید از چسبندگی مناسب برخوردار باشند بطوریکه در اثر عملیات معمول و حمل و نقل دچار جدایش و پوسته شدن نشوند . عملیات خم کاری یا شکل دهی - به جز صافکاری بعد از گالوانیزه گرم - جزو عملیات معمول محسوب نمی شوند .

هنگامی که فولادهای خاص و یا مقاطع بزرگ فولادی گالوانیزه گرم می شوند ممکن است پوششی با ضخامتی بیش از حد معمول ایجاد شود . همانطور که قبلا" گفته شد این موضوع خارج از کنترل مجری گالوانیزه و ناشی از ترکیب شیمیایی فولاد و یا زمان غوطه وری بالای قطعات ضخیم است .

پوشش های گالوانیزه ضخیم تردتر از پوششهای نازک می باشند ، بنابراین در اجرا و تفسیر تست چسبندگی استاندارد باید این موضوع در نظر گرفته شود .

تست چسبندگی :

یک روش برای بررسی چسبندگی پوشش گالوانیزه آزمون STOUT  KNIFE است . هر چند که این روش معیار دقیقی از استحکام چسبندگی پیوند متالوژیکی پوشش گالوانیزه بدست نمی دهد اما بعنوان نشانگر چسبندگی عمل می کند.

در این روش ساده اما موثر پوشش گالوانیزه توسط نوک یک تیغه تیز برداشته می شود . فشار قابل توجهی برای برداشتن پوشش باید اعمال گردد . اگر پوشش بصورت پولکی کنده شود و یا در ناحیه نوک تیز جدا شود . این پوشش چسبندگی مناسبی نخواهد داشت . اما اگر پوشش تنها در یک نقطه کنده شود چسبندگی خوبی خواهد داشت . کنده شدن ذرات کوچک از پوشش بعنوان عیب و از بین رفتن پوشش محسوب نمی شود . این تست در استانداردهای ASTM  A 123 و A 153 و همچنین استاندارد CSA  G  164 – M توضیح داده شده است .

ظاهر پوشش :

در بررسی ظاهر و کارآیی پوشش گالوانیزه باید توانایی آن در محافظت از خوردگی بعنوان معیار اصلی در نظر گرفته شود . خصوصیات سطحی اساسی مورد نیاز در گالوانیزه گرم عبارتند از صافی نسبی ، یکنواختی و پیوستگی و عاری بودن از عیوب درشت سطحی . صافی سطح معمولا" یک خصوصیت مبهم است و نوع استفاده نهایی قطعه مقدار تلورانس صافی سطح را تعیین می کند . همچنین پوشش گالوانیزه برای تامین محافظت مناسب در برابر خوردگی باید از پیوستگی مناسب برخوردار باشد .

در فرآیند گالوانیزه ممکن است برای وارد و خارج کردن قطعه در وان نیاز به استفاده از ابزاری مانند گیره ، سیم باشد . این ابزار ممکن است باعث ایجاد اثر روی پوشش گالوانیزه شوند . این آثار لزوما" دلیل معیوب بودن پوشش و یا مردود شدن آن نمی شوند مگر اینکه خراش به سطح فلز پایه رسیده باشد . اگر نیاز به رفع این آثار باشد می توان آنها را براحتی طبق دستورالعمل موجود در استاندارد ASTM  A  780 ترمیم نمود .

تفاوت در رنگ و براقیت پوشش گالوانیزه تاثیر چندانی در قابلیت محافظت خوردگی آن ندارد .همچنین حضور و یا عدم حضور گل (SPANGLE) در پوشش گالوانیزه ، کارآیی آنرا تغییر نمی دهد . این گلها در اثر فرآیند کریستالیزه شدن بوجود می آیند که به ترکیب وان ، سرعت سرد کردن ، روش اسید شویی ، ترکیب فولاد و ضخامت پوشش بستگی دارد . با توجه به اینکه طول عمر پوشش را ضخامت آن تعیین می کند ، بنابراین پوشش خاکستری تیره یا خاکستری مات تکه تکه عمری برابر با پوشش براق یا گلدار خواهند داشت . تغییرات ظاهری و پرداخت سطح تنها زمانی اهمیت می یابد که بر خواص خوردگی و یا کاربردی قطعه تاثیر داشته باشند . هدف اصلی پوشش گالوانیزه محافظت از خوردگیست .

راهنمای بازرسی چشمی :

نقاط پوشش نشده (BARE  SPOTS) :

بدلیل خاصیت فداشوندگی روی ، نقاط پوشش نگرفته کوچک خاصیت خود اصلاحی داشته و تاثیر کمی در طول عمر پوشش دارند . در صورت نیاز این نقاط را می توان بر اساس استاندارد ASTM  A  780 ترمیم نمود . مناطق پوشش نگرفته ای که قابل ترمیم نیستند باید مردود اعلام شوند . برخی از عوامل ایجاد نقاط پوشش نشده در زیر توضیح داده شده اند .

آماده سازی نامناسب سطح : آماده سازی مناسب سطح فولاد، اساس یک گالوانیزه خوب است . باقی ماندن رنگ، روغن ، چربی ، پوسته اکسیدی و یا زنگار روی سطح معمولترین دلایل ایجاد نقاط پوشش نشده می باشند . نقاطی که به این مواد آغشته باشند توسط روی مذاب پوشش نگرفته و بدون روکش باقی خواهند ماند .

گل جوش : سرباره های جوش در مقابل اسید شویی مقاوم هستند و باید قبل ازغوطه ور کردن قطعه برداشته شوند . در اینگونه قطعات سنگ زنی و بلاست کردن بشدت توصیه می گردد و نسبت به برس زنی و کاردک زدن بسیار موثر تر می باشند . برداشتن گل جوش جزو وظایف سازنده محسوب می شود مگر اینکه در قرارداد به گونه دیگری مشخص شده باشد .

عیوب نورد در فولاد : این عیوب را می توان به عنوان ناپیوستگی هایی مطرح کرد که در خلال نورد دهانه آنها بسته شده و کشیده شده اند اما جوش نخورده اند . به عنوان مثال می توان به لایه ای شدن ، لبه ای شدن و چین خوردن و یا ناخالصی های حبس شده در سطح فولاد اشاره کرد . اینچنین عیوبی کاملا" قبل و یا بعد از اسید شویی مشخص می شوند اما ممکن است تا قبل از اینکه در اثر حرارت وان گالوانیزه دهان باز کنند نمایان نشوند . عیوب کوچک فولاد را می توان با سنگ زنی برطرف نمود اما مواقعی که سطح فولاد بشدت معیوب باشد امکان اصلاح بندرت وجود دارد .

ماسه حبس شده در ریخته گری : این حالت می تواند باعث نواحی پوشش نگرفته شود . بدلیل اینکه ماسه و ناخالصی های سطحی دیگر با اسید شویی حذف نمی شوند ، در این موارد اغلب به تمیز کاری با ذرات ساینده نیاز است.  این تمیز کاری معمولا" قبل از ارسال قطعه برای گالوانیزه در کارگاه ریخته گری اجرا میگردد .

فولاد اکسید شده : در صورتیکه زمان بین فلاکس زدن و گالوانیزاسیون طولانی گردد و یا دمای خشک کردن قطعه بیش از حد باشد ، ممکن است قابلیت محافظت خوردگی فولاد فلاکس زده شده از بین برود . در این حالت سطوح قطعات زنگار خواهد بست و ظاهر قطعه گالوانیزه شده نیز- در حالات شدید زنگ زدگی - شبیه به سطح زیرین و بصورت زنگار زده خواهد بود .

آلومینیوم بیش از حد : در صورتیکه مقدار آلومینیوم وان گالوانیزه بیش از حد شود می تواند باعث ایجاد نقاط سیاه (black  spots) گردد . اگر آلومینیوم کمتر از 0.01% باشد ( که بیشتر از حد لازم برای براق سازیست ) این مشکل بندرت بوجود خواهد آمد .

تماس قطعات با یکدیگر : روی مذاب باید بتواند براحتی به تمام سطح فلز دسترسی داشته باشد . قطعاتی که وارد وان شده و در آن عبور می کنند نباید با یکدیگر در تماس شدید باشند .

زبری (ROUGHNESS) :

پوشش های زبر معمولا" در اثر رشد بیش از حد و یا عدم یکنواختی لایه های آلیاژی ایجاد می شوند . این شرایط به ترکیب شیمیایی فولاد و یا شرایط اولیه سطح آن بر می گردد . بدلیل اینکه غیر یکنواختی لایه آلیاژی همزمان با ضخامت آنها افزایش می یابد معمولا" پوششهای ضخیم تر زبرتر از پوشش های نازک تر هستند . در پوششهای ضخیم ایجاد زبری تا حدودی غیر قابل اجتناب می باشد . اهمیت زبری سطح به ماهیت قطعه برمی گردد . در قطعات خاص که ظاهر قطعه نقش مهمی دارد و یا قطعاتی که با دیگر قطعات جفت می شوند ، زبری سطح اهمیت خاصی می یابد اما در اغلب موارد میزان زبری سطح عامل بحرانی نمی باشد . در صورتیکه چسبندگی خوب باشد و ظاهر پوشش مد نظر نباشد زبری قابل پذیرش است .

فرورفتگی سرباره (DROSS  PROTRUSIONS) :

منظور از سرباره (DROSS) آلیاژ روی - آهن است که ته وان ته نشین می شود . ناخالصی های سرباره که در اثر تلاطم وان در پوشش ایجاد می شوند باعث این عیب می گردند . بدلیل اینکه سرعت خوردگی این سرباره تقریبا" برابر سرعت خوردگی روی است این نقص تاثیر کمی بر عمر پوشش می گذارد . این نقص اغلب بصورت ذرات ریز جوش مانند پراکنده در پوشش ظاهر می شود .

البته در صورتیکه این عیب زیاد باشد بدلیل اینکه پوشش را در مقابل صدمات مکانیکی حساستر می کند و احتمال تغییر رنگ در اثر هوازدگی ایجاد می کند ، باید برداشته شود .

موج دار شدن و شره کردن (lumpiness   & Runs) :

یکنواختی سطح پوشش اساسا" توسط نحوه جدایش روی هنگام خروج از وان کنترل می شود . در صورتیکه خارج کردن قطعه از وان خیلی سریع باشد و یا دمای وان بحدی پائین باشد که سیلان روی کاهش یابد سطحی نامناسب وموجدار ایجاد می شود . همچنین تاخیر جدایش روی در حفره پیچ ها ، شیارها ، درزها و دیگر مکانهایی که روی می تواند مجتمع گردد می تواند باعث ایجاد روی اضافه گردد که این موضوع مستقیما" به طراحی مربوط می شود . این حالت بجز در مواردی که صافی سطح مدنظر باشد ، بعنوان عیب محسوب نمی شود . هنگامی که قطعات در حالت تماس با یکدیگر از وان خارج می شوند نیز ممکن است حالتی مشابه فوق ایجاد گردد .

ناخالصی های فلاکس (Flux  Inclusions) :

ناخالصی های فلاکس در فرآیند گالوانیزه تر ایجاد می شوند . در فرآیند تر ، یک لایه کلرید آمونیوم روی بر سطح روی مذاب جاری است . قطعه ای که باید گالوانیزه شود درست قبل از وارد شدن به مذاب روی از درون این ماده می گذرد . هنگام خارج کردن قطعه این فلاکس با دقت کنار زده می شود . ناخالصی های فلاکس ممکن است به طرق مختلفی ایجاد شوند . بعنوان مثال برخی فلاکسها (stale  kettle) هنگام غوطه وری بیشتر تمایل به چسبیدن به سطح فولاد دارند تا جدا شدن از آن . همچنین هنگام استفاده از فلاکسهای اکتیو نیز در صورت وجود چربی ، اکسید و یا دیگر آلودگیهای سطحی که در مقابل خاصیت تمیز کنندگی فلاکس مقاومت می کنند ، امکان چسبیدگی فلاکس به سطح وجود دارد . در هر دو حالت ناخالصی با نقاط پوشش نشده در سطح همراه خواهند بود . نقاط سیاه حاصل از ذرات فلاکس توسط خاصیت تمایل به جذب آبی که دارند از دیگر عیوب سطحی مانند اکسیدهای سیاه که ضرر کمتری دارند قابل شناسایی هستند .

رسوبات فلاکسی که هنگام خارج شدن قطعه از وان روی سطح می نشیند در صورتیکه لایه زیرین آن سالم باشد و فلاکس برداشته شود باعث مردود شدن قطعه نمی گردد .

ناخالصی های خاکستر (ASH  INCLUSION) :

خاکستر روی یک لایه اکسیدی است که روی سطح وان گالوانیزه ایجاد می گردد . خاکستر روی نیز مانند فلاکس می تواند هنگام وارد شدن و یا خارج کردن قطعه از وان روی سطح قرار گیرد . ناخالصی خاکستر روی بیشتر در قطعاتی ایجاد می شود که نیاز به خارج کردن آهسته از وان دارند . این خاکستر اثر منفی بر طول عمر پوشش ندارد . خاکستری که ظاهر سطح پوشش را تخریب نکند و یا اشکالی برای عملکرد قطعه ایجاد نکند باعث رد شدن قطعه نمی گردد . برآمدگی های اکسیدی حجیم که ناشی از عدم کف گیری مناسب سطح حمام است می تواند باعث کاهش ضخامت موثر پوشش شده و قابل قبول نمی باشد .

پوشش خاکستری مات یا ابری (MATTE  GRAY  OR  MOTTLED) :

این حالت در خلال سرد شدن و در اثر عدم حضور لایه روی خالص روی سطح ایجاد می شود و اغلب بصورت لکه های تیره موضعی یا شبکه تار عنکبوتی دیده می شود . در حالتهای شدید می تواند بصورت گسترده سرتاسر سطح پوشش را در برگیرد . این حالت بجز در مواردی که بطور مشخص در قرارداد تاکید شده باشد نمی تواند باعث مردود شمردن قطعه گردد .

پوشش های خاکستری تیره اغلب در مقاطع بزرگ که آهسته سرد می شوند ، فولادهای خاص مانند فولادهای با سیلیکون یا فسفر بالا و یا فولادهای کار سرد شده ، بدلیل سرعت رشد بالای لایه های آلیاژی ایجاد می شوند .

هنگامی که این حالت در اثر طبیعت فولاد ایجاد گردد ، مجری گالوانیزه کنترلی روی آن نخواهد داشت . مجری گالوانیزه معمولا" اطلاعات قبلی در ارتباط با ترکیب شیمیایی فولاد ندارد . دمای گالوانیزه کمتر ، زمان غوطه وری کوتاه تر ( در صورت امکان ) همراه با سریع سرد کردن در آب جهت جلوگیری از رشد لایه های آلیاژی ممکن است در برخی مواقع مفید باشد اما همواره موثر نبوده و حضور لکه های مات گاها" اجتناب ناپذیر است .

بدلیل طبیعت شیمیایی فولادها ، این پوششها معمولا" ضخیم تر از پوششهای براق بوده و به نسبت طول عمر بیشتری خواهند داشت . هنگام بهره برداری از این پوششها ، بدلیل هوازدگی لایه های آلیاژی ظاهر پوشش ممکن است بصورت زرد کم رنگ تا قهوه ای زنگاری درآید . این تغییر ظاهر که در اثر آهن موجود در لایه های مقاوم به خوردگی آلیاژی ایجاد می شود نباید بعنوان تخریب پوشش محسوب شود .

لکه های زنگار (RUST  STAINS) :

لکه های زنگار در اثر ترشح از محل اتصالات و شیارها بعد از گالوانیزه و یا انبار کردن قطعات در تماس با فولادهای زنگ زده ایجاد می شوند . این لکه ها سطحی بوده و نباید بعنوان تخریب فلز پایه محسوب شوند . لکه های ایجاد شده در اثر ترشح از اتصالات بیانگر نیاز به بازنگری طراحی می باشند. این لکه ها باعث رد شدن قطعه نمی شوند .

لکه های ناشی از نگهداری در محل مرطوب (WET  STORAGE  STAINS) :

این لکه ها ناشی از تشکیل لایه های اکسید روی و هیدروکسید روی در سطح گالوانیزه می باشند . همانطور که از نام این لکه ها پیداست ، هنگامی ایجاد می شوند که قطعات در محیطی مرطوب بدون گردش هوای آزاد قرار گیرند . قطعات گالوانیزه شده که بسته بندی شده و یا در محفظه های تنگ قرار گرفته اند نسبت به لکه های رطوبتی حساس هستند بخصوص اگر در بسته های در بسته و بیشتر از چند هفته قرار گیرند . در حالت شدید ممکن است به خاصیت حفاظتی پوشش آسیب وارد شود که این آسب علی رغم درشت بودن نسبی لکه های هیدروکسید روی ، جزئی خواهد بود .

اگر لکه های ایجاد شده جزئی و نرم باشد (بوسیله لمس کردن با انگشت می توان قضاوت کرد) هنگام بهره برداری در اثر هوازدگی حین عملکرد محو می گردند . اگر ناحیه لکه دار شده در بهره برداری بطور کامل در معرض محیط قرار نگیرد و یا در محیط مرطوب قرار گیرد ، لکه ها باید برداشته شوند حتی اگر بصورت سطحی و جزئی باشند تا امکان ایجاد لایه کربنات روی ( که اغلب در مقاومت خوردگی موثر است ) در کل سطح وجود داشته باشد .

لایه های اکسیدی متوسط تا ضخیم باید بطور کامل برداشته شوند در غیر اینصورت لایه محافظ کربنات روی در نواحی آسیب دیده ایجاد نمی گردد . رسوبات کم را می توان با برس مویی خشک ( نه برس سیمی ) حذف نمود . پس از این عملیات باید مجددا" ضخامت سنجی اجرا گردد تا از وجود ضخامت کافی پوشش اطمینان حاصل شود .

در مراحل پیشرفته تر لکه های رطوبتی ممکن است ، اکسیدهای سفید یا خاکستری، تیره شوند . در این حالت مقدار قابل توجهی از پوشش از دست رفته و طول عمر آن کاهش می یابد .

در حالات شدید که رسوبات سفید سنگین و یا زنگار قرمز در اثر انبارداری طولانی در شرایط نامناسب ایجاد می شوند این آثار باید برداشته شده و ناحیه آسیب دیده بر اساس استاندارد ASTM  A  780 ترمیم گردد . در صورتیکه ناحیه آسیب دیده بزرگ باشد و یا لکه های رطوبتی به کارآیی قطعه آسیب بزنند ممکن است به گالوانیزاسیون مجدد قطعه احتیاج پیدا شود .

بجز در مواردی که لکه های رطوبتی قبل از ارسال توسط مجری گالوانیزه ایجاد شده باشند ، ایجاد این لکه ها باعث استرداد قطعه نخواهد شد . مشتری باید دقت لازم را در حمل و نقل و انبارداری قطعات گالوانیزه شده برای جلوگیری از ایجاد لکه های رطوبتی انجام دهد .

آزمونهای دیگر :

آزمون پوشش کروماته :

برخی مواقع ، برای جلوگیری از ایجاد لکه های رطوبتی عملیات کروماته کردن پس از گالوانیزه توصیه می گردد . حضور لایه کروماته را می توان توسط رنگ زرد روشن سطح تشخیص داد .

استاندارد ASTM  B  201 روش آزمون تشخیص وجود لایه کروماته را شرح می دهد .

آزمون تردی (EMBRITTLEMENT) :

ایجاد تردی در اثر گالوانیزه بندرت و در اثر استفاده از فولادهای پر استحکام اتفاق می افتد . طراحی قطعه و انتخاب ماده ای مناسب که در اثر گالوانیزاسیون دچار تردی نشود جزو مسئولیتهای طراح و سازنده است . ارتباط مناسب بین طراح ، سازنده و مجری گالوانیزه می تواند از احتمال بروز تردی تا حد زیادی بکاهد . عملیات گالوانیزه گرم تغییرات چندانی در خواص مکانیکی فولادهای ساختمانی معمول ایجاد نمی کند .

در موارد خاص که به آزمون تردی نیاز باشد ، تست بر اساس استاندارد ASTM A 143 و یا CSA G 164 – M اجرا می گردد .

ترمیم و بازسازی :

چه زمانی به ترمیم نیاز است :

گاهی در خلال گالوانیزه گرم ، نقاط پوشش نشده و عیوب کوچک دیگری ایجاد می شوند که در صورت عدم ترمیم ممکن است باعث خوردگی فلز پایه شوند . همچنین گاهی اوقات قطعه پس از خارج شدن از کارگاه گالوانیزه در اثر عملیات اجرایی مانند حمل و نقل و یا جوشکاری و نصب دچار آسیب دیدگی در پوشش می گردد . اگر اندازه ناحیه آسیب دیده در باریکترین قسمتش مساوی و یا کمتراز "1 باشد و مساحت کل آن کمتر از نیم درصد کل سطح پوشش شده یا 36 اینچ مربع بازای هر تن وزن قطعه ( هر کدام کمتر است ) باشد بر اساس استاندارد ASTM  A 123 پوشش قابل ترمیم است . در صورتیکه ناحیه آسیب دیده از حدود ذکر شده تجاوز نماید ، قطعه باید مجددا" گالوانیزه شود .

استانداردها :

همانطور که در بالا اشاره شده استاندارد ASTM  A 123  ماکزیمم مساحتی را که قابل ترمیم می باشد مشخص می کند . اما استاندارد ASTM  A 780 اطلاعات بیشتری در ارتباط با ترمیم شامل آماده سازی ، ضخامت پوشش، ترکیب مواد ترمیمی و اندازه گیری را در بر می گیرد .

روشهای ترمیم و بازسازی :

سه روش قابل قبول برای ترمیم پوششهای گالوانیزه وجود دارد :

-       پاشش روی بر نقاط پوشش نشده یا معیوب ( متالیزه )

-       اعمال رنگ حاوی ذرات روی

-       پوشش دادن ناحیه آسیب دیده با لحیم روی

متالیزه ( پاشش روی ) :

تعریف :

متالیزه کردن به معنی ذوب کردن ذرات پودر روی و یا سیم روی در شعله و یا قوس الکتریکی و پاشش ذرات مذاب توسط هوای فشرده یا گاز به سطح فلز است . فلز روی مورد استفاده معمولا" دارای خلوص 99.5% و یا بیشتر است . کیفیت حاصل از سیم و پودر تقریبا" یکسان است . محدودیتهای تجهیزاتی ممکن است غلظت آلومینیوم را محدود نماید.

آماده سازی سطح :

بر اساس استاندارد  ASTM A 780 سطح تحت ترمیم باید توسط بلاست تا درجه SSPC–SP5/NACE NO. 1  تمیز شده و از روغن ، چربی ، باقیمانده فلاکس جوش ، جرقه جوش و محصولات خوردگی پاکسازی شود. ناحیه بلاست شده باید مقداری از نواحی اطراف عیب را نیز در برگیرد .

نحوه کاربرد :

پاشش روی باید توسط کاربران ماهر در کوتاهترین زمان بعد از آماده سازی ( حداکثر 4 ساعت ) و قبل از ایجاد لایه های اکسیدی قابل رویت ، اجرا گردد . پاشش بصورت خطوط افقی و روی هم نسبت به خطوط اریب پوشش یکنواخت تری را ایجاد می کند . پوشش ایجاد شده را می توان بوسیله لایه نازکی از پولی اورتان ، فنولیک اپوکسی ، اپوکسی و یا رزین وینیل با ویسکوزیته کم آب بندی کرد . جهت کسب اطلاعات بیشتر می توانید به استاندارد
  ANSI/AWS  C 2 . 18 – 93  مراجعه نمائید .

پاشش روی را می توان هم در کارگاه گالوانیزه و هم در محل کار قطعه اجرا کرد اما انتقال تجهیزات بلاست و پاشش به محل کار ممکن است این روش را نسبت به دیگر روشهای ترمیم از نظر اقتصادی پر هزینه تر نماید. اگر در خلال پاشش رطوبت بالا باشد ممکن است باعث کاهش چسبندگی شود.

خصوصیات کیفی:

ضخامت پوشش: ناحیه ترمیم شده باید دارای پوششی با ضخامت حداقل برابر مقدار مشخص شده در استاندارد ASTM  A  123 / 123 M برای دسته خاص خود باشد . هنگامی که امکان بلاست نباشد می توان از برس سیمی تا رسیدن به سطح پوشش نشده استفاده کرد . ضخامت سنجی باید توسط دستگاه مغناطیسی ، الکترومغناطیسی یا جریان گردابی اجرا گردد.

مقاومت خوردگی : معیار معمول برای تعیین طول عمر پوشش ضخامت آنست . هر چه ضخامت بیشتر باشد طول عمر بیشتری خواهد داشت . این حالت وقتی قابل قبول است که مقایسه بین دو پوشش تولید شده به یک روش باشد . در هر حال بدلیل اینکه پوشش تولید شده به روش پاشش، چگالی کمتری نسبت به پوشش غوطه وری دارد ، ضخامتی برابر 1.9 mils از این پوشش طول عمری برابر پوشش غوطه وری با ضخامت 1.7 mils خواهد داشت . هر چند نباید از این حالت برای کلیه شرایط بهره برداری نتیجه گیری کرد . کارآیی واقعی توسط شرایط بهره برداری تعیین میگردد.

ظاهر پوشش : سطح پوشش روی پاشیده شده باید عاری از شره ، نواحی خشن و ذرات جدا شده باشد . ترمیم نواحی که پوشش گالوانیزه اطراف آن 18 ماه یا بیشتر قدمت دارد همخوانی رنگی خوبی ایجاد می کند برای گالوانیزه های جدید براق نیز برخی پودرهای حاوی مقداری آلومینیوم می تواند همخوانی رنگی قابل قبولی ایجاد کند . یکنواختی پوشش بشدت به مهارت کار بستگی دارد.

چسبندگی : چسبندگی پاشش روی به سطح قطعه بر اساس مکانیزم مکانیکی بوده و بستگی زیادی به شرایط آماده سازی و تمیز کاری سطح دارد . هر چه پروفیل سطحی بیشتر باشد ، پیوند بهتری ایجاد می شود . مقدار چسبندگی 1000 Psi معمول است . دمای ذرات مذاب روی هنگام برخورد با سطح فلز باندازه کافی بالا نیست که بتواند لایه آلیاژی تشکیل دهد.

مقاومت سایشی : مقاومت سایشی پوششهای پاششی روی نسبت به پوششهای غوطه وری در حد متوسط است.

خواص مکانیکی : دمای نسبتا" پائین این فرآیند تاثیر مخربی روی خواص فولاد ندارد . پاشش برخی خواص مانند ضریب اصطحکاک و مقاومت خوردگی خستگی را بهبود می دهد .

دمای بالا : پوشش پاششی روی برای قرار گرفتن مداوم تا دمای 200 °C  و قرار گرفتن کوتاه مدت در دماهای بالاتر مناسب است.

اعمال رنگ غنی از روی :

تعریف :

ترمیم با استفاده از رنگ غنی از روی عبارتست از اعمال مخلوط روی و یک رنگ پایه روی سطح تمیز و خشک بوسیله پاشش و یا برس کشی . رنگ غنی از روی باید حاوی 65 – 69 % وزنی روی و یا بیش از 92% فلز روی در لایه خشک رنگ باشد . این رنگها با توجه به نوع رنگ پایه به ارگانیکی و غیرارگانیکی دسته بندی می شوند . رنگ پایه های غیر ارگانیکی معمولا" برای بازسازی نواحی اطراف و روی نواحی آسیب ندیده گالوانیزه گرم مناسب هستند.

آماده سازی سطح :

بر اساس استاندارد ASTM A  780 سطح ترمیمی باید توسط بلاست به درجه سطحی SSPC–SP10/NACE No.2  برای عملیات غوطه وری و  SSPC–SP11 برای شرایط ساده تر برسد . هنگامی که از بلاست و یا ابزار برقی نتوان استفاده کرد ، ابزار دستی را می توان به کار برد . در هر حالت سطح باید خشک و عاری از روغن ، چربی ، فلاکس جوش ، رنگ و محصولات خوردگی باشد . عملیات بلاست باید قسمتی از نواحی آسیب ندیده اطراف ناحیه معیوب را نیز شامل شود.

نحوه کاربرد :

رنگ غنی از روی را می توان توسط یک کاربر ماهر بوسیله پاشش یا برس کشی روی سطح خشک و تمیز اعمال کرد . رنگ باید در اسرع وقت پس از آماده سازی و قبل از تشکیل لایه های اکسیدی قابل رویت اعمال گردد . اعمال رنگ باید در لایه های متفاوت و طبق یک دستورالعمل و با در نظر گرفتن توصیه های سازنده رنگ اجرا گردد . خشک کردن مناسب نواحی ترمیم شده باید قبل از بهره برداری از قطعه بطور کامل صورت گیرد . این عملیات می تواند در کارگاه گالوانیزه و یا محل بهره برداری اجرا گردد و با توجه به محدود بودن تجهیزات لازم ، ساده ترین روش ترمیم است . اگر در خلال اجرای عملیات رطوبت بالا و یا دما پائین باشد اثر منفی بر چسبندگی می گذارد.

خصوصیات کیفی :

ضخامت پوشش : ناحیه ترمیم شده باید پوششی با ضخامت 150% مقدار مشخص شده در استاندارد ASTM A123 ولی کمتر از 4 mils داشته باشد . ضخامت سنجی باید بوسیله دستگاه مغناطیسی و یا جریان گردابی اجرا گردد.

مقاومت خوردگی : رنگهای غنی از روی حاوی بیش از 65% روی در لایه خشک می باشند . غلظت بالای روی می تواند علاوه بر محافظت بصورت جلوگیری از تماس خاصیت حفاظت کاتدی را نیز ایجاد نماید . شرایط بهره برداری تعیین کننده کیفیت خوردگی واقعی خواهد بود . رنگهای غنی از روی غیر ارگانیکی از نظر محافظت خوردگی موثرتر از رنگهای ارگانیکی می باشند.

ظاهر پوشش : سطح ناحیه رنگ شده باید عاری از شره ، نواحی خشن و ذرات جدا شده باشد . مواد مورد استفاده به گونه ای تهیه شده اند که همخوانی رنگ مناسبی با پوششهای گالوانیزه جدید براق و قدیمی و مات داشته باشند . رنگهای غنی از روی غیر ارگانیکی درخلال خشک شدن منقبض نمی شوند ( عکس رنگهای ارگانیکی ) . این موضوع هنگامی که گوشه ها زوایا و لبه ها باید رنگ آمیزی شوند بسیار اهمیت دارد . اگر رنگهای غیر ارگانیکی خیلی ضخیم اعمال شوند امکان ایجاد ترک در پوشش وجود دارد (MUD–CRACK) . یکنواختی پوشش بشدت به مهارت کاربر بستگی دارد.

چسبندگی : استحکام چسبندگی این رنگها در حدود چندصد Psi است . چسبندگی رنگ بشدت تابع تمیزی سطح است . در این عملیات هیچ گونه لایه آلیاژ ایجاد نشده و اتصال کاملا" مکانیکی است.

مقاومت سایشی : مقاومت سایشی رنگهای غنی از روی در مقایسه با پوششهای غوطه وری حداقل می باشد . چکش خواری محدود این رنگها مقاومت ضربه آنها را کاهش داده است .

خواص مکانیکی : برخی رنگهای حاوی روی مقاومت اصطکاکی مناسبی ایجاد می کنند بطوریکه از آنها می توان در سطوح تماس استفاده کرد . این پوششها ضریب اصطکاکی برابر 0.5 مقدار ضریب اصطکاک سطح بلاست شده فولاد دارند .

دمای بالا : پوشش های غیر ارگانیکی را می توان تا دمای 370 °C  استفاده نمود . اما پوششهای ارگانیکی مقاومت حرارتی خوبی نداشته و دمای کاری آنها 90 – 150 °C می باشد .

لحیم کاری با آلیاژهای پایه روی :

تعریف :

لحیم کاری با آلیاژهای پایه روی به معنی اعمال آلیاژ روی بصورت پودر و یا تکه های کوچک روی محل حرارت دیده تا دمای 315 °C می باشد . لحیم های معمول که برای ترمیم پوششهای گالوانیزه کاربرد دارند عبارتنداز آلیاژهای روی -  قلع -  سرب ، روی - کادمیوم و روی -  قلع -  مس .

آماده سازی سطح :

بر اساس استاندارد ASTM A  780 سطحی که بدین روش ترمیم می گردد باید برس زنی ، سنگ زنی نرم و یا تا حد متوسط بلاست شود . اگر این روشها برای حذف فلاکسهای جوش و جرقه ها کافی نبود تمام آنها را باید با روشهای مکانیکی حذف نمود . ناحیه تمیز شده باید تا دمای 315 °C  پیشگرم شده و همزمان برس زنی شود . باید دقت کافی صورت گیرد تا نواحی اطراف نسوزد .

نحوه کاربرد :

این روش مشکل ترین روش ترمیم بین 3 روش مشخص شده می باشد . باید دقت کافی اعمال گردد تا در حین گرم کردن ناحیه بدون پوشش، اکسید نشده و پوشش اطراف ناحیه معیوب دچار سوختگی نشود . بدلیل اینکه لحیم ها هنگام اعمال ذوب می شوند پوشش ایجاد شده نازک می باشد . پس از اتمام عملیات ترمیم فلاکسهای باقیمانده باید توسط آب و یا پارچه مرطوب تمیز کاری شوند . لحیم ها اصولا" از نظر اقتصادی جهت عملیات ترمیم نواحی بزرگ بصرفه نیستند چرا که زمان زیادی برده و حرارت دادن یک ناحیه بزرگ تا یک دمای خاص کاری مشکل است .

خصوصیات کیفی :

ضخامت پوشش : پوشش ترمیمی باید دارای ضخامتی حداقل برابر مقدار مشخص شده در استاندارد  ASTM A 123  ولی کمتر از 4 mils باشد . ضخامت سنجی باید توسط دستگاه مغناطیسی ، الکترومغناطیسی یا جریان گردابی اجرا شود . مهارت کاربر نقش مهمی در یکنواختی ضخامت پوشش در سطح ناحیه ترمیمی دارد .

مقاومت خوردگی : بدلیل ضخامت کم پوشش اعمالی بدین روش ، این پوششها کارآیی به خوبی پوششهای رنگی و پاششی از خود نشان نمی دهند . لحیم ها تا حدودی محافظت تماسی و کاتدی ایجاد می کنند .

ظاهر پوشش : اگر آلیاژ مناسب پوشش انتخاب گردد می تواند همخوانی رنگی خوبی با آن داشته باشد.

چسبندگی : بدلیل حرارت دهی ناحیه ترمیمی تا دمای 315 °C  امکان ایجاد لایه های آلیاژی بین فلز پایه و پوشش وجود دارد در نتیجه استحکام چسبندگی این پوششها خیلی خوب است.

مقاومت سایشی : مقاومت سایشی این پوششها نسبت به پوششهای غوطه وری و پاششی حداقل می باشد.

خواص مکانیکی : لحیم ها تاثیر چندانی بر خواص مکانیکی فولاد پایه ندارند . لحیم اساسا" دارای سطحی نرم با ضریب اصطکاک بسیار پائین می باشد بنابراین نمی توان از آنها در سطوح تماس استفاده کرد .

دمای بالا : لحیم ها می توانند بطور مداوم در دمای 285 °C بهره برداری شوند در حالیکه پوشش سالم اطراف آن تا 200 °C بطور مداوم کارآیی دارد.

انتخاب روش ترمیم :

کارآیی : در انتخاب روش ترمیم مناسب باید تمام خصوصیات کاربردی و کیفی هر سه روش در نظر گرفته شود . مقاومت خوردگی همواره باید بعنوان فاکتور اول محسوب شود اما شرایط و مصارف خاص نیز می تواند در انتخاب روش ترمیم تاثیر گذار باشد و خصوصیت دیگری را ارجحیت دهد .

اقتصاد : محل قرار گیری قطعه ترمیمی ، ابعاد ناحیه ترمیم و سطوح مهارت لازم برای اجرای ترمیم سه پارامتر اصلی اقتصادی در انتخاب روش مناسب می باشند.

تست به کمک مایعات نافذ

0
0

تست به کمک مایعات نافذ

این روش آزمون را می توان برای عیب یابی بسیاری از قطعات، به شرط آنکه عیوب به سطح قطعه راه داشته باشند، به کار گرفت. مبانی آزمون عبارتست از نفوذ یک مایع در عیوب (منافذ) سطحی در اثر جاذبه موئینگی، و مشاهده ترکهای سطحی با چشم غیرمسلح پس از انجام عملیات ظهور برروی مایع نافذ به منظور نمایان شدن کامل ترکها، مایع نافذ با یک ماده رنگی روشن رنگ آمیزی شده یا ماده ای فلورسانت به آن افزوده می شود. در حالت نخست ، ماده رنگی معمولا" قرمز است و سطح پس از افزودن ماده ظاهر کننده، با نور معمولی هم قابل رویت خواهد بود، ولی در حالت دوم قطعه را باید در نور فرا بنفش مورد بازرسی چشمی قرار داد.
زمان و نحوه بهره گیری از این آزمون دقیقاً معلوم نشده است ولی یکی از نخستین شکلهای اعمال آن استفاده از دوده بر روی سطح لعابی ظروف سفالی برای مشاهده ترکهای لعاب کاری گزارش شده است. در این روش، دوده در ترکها وارد شده و مرز آنها را بوضوح مشخص می کرد. این روش سپس برای تزئین ظروف سفالی مورد استفاده قرار گرفت.
زمینه پیدایش بازرسی مایع نافذ با تکنیک نفت و گچ همراه است. عیب یابی ترکها در قسمت لوکوموتیو راه آهن بطریق زیر انجام میگرفت. اول قطعات را چند ساعت در نفت غوطه ور ساخته و بعد از تمیز کردن نفت اضافی با کهنه آغشته به پارافین، یک رنگ سفید اعمال میشد. رنگ مخلوطی از الکل چوب و گچ است که وقتی خشک شود، از آن پودر سفید ریز بدست می آید. نفتی که از سطح قطعه کار داخل ترکها شده، از سوراخ ریز به بیرون تراوش کرده و در داخل گچ مانند باریکه سیاه قابل دیدن (مرئی) می باشد.
مبانی آزمایش
روش بازرسی فوق الذکر شامل پنج مرحله اصلی بشرح زیر است:
- آماده سازی سطح
- استفاده از مایغ نافذ
- پاک کردن مایع اضافی از روی سطح

- پاک کردن مایع اضافی از روی سطح
- ظاهر سازی (انجام مرحله ظهور)
- مشاهده و بازرسی سطح
آماده سازی سطح
تمام سطح مورد آزمایش باید کاملاً تمیز شده و پیش از اعمال روش کاملاً خشک شود، لازمه موفقیت در آزمون این است که سطح از چربی آب، روغن و دیگر مواد آلوده کننده عاری باشد.
استفاده از مایع نافذ
پس از آماده شدن سطح، مایع نافذ با روش مناسب به نحوی بر آن عرضه می شود که سطح از غشائی پیوسته از مایع پوشیده گردد. مایع باید به مدت کافی، برای نفوذ در عیوب سطحی، در روی قطعه بماند.
پاک کردن مایع اضافی
پس از نفوذ مایع در عیوب سطحی، قطعه باید از مایع اضافی پاک شود. برخی از مایعات نافذ را میتوان با آب شست، ولی برخی از آنها را باید با به کارگیری حلال های خاص زدوده کرد. در هر حال شستن یکنواخت سطح، به منظور موثر بودن بازرسی ، لازم می باشد.
استفاده از ماده ظهور
مرحله ظهور برای نمایش واضح عیوب ضرورت داشته و معمولاً از پودر نرم گل سفید بعنوان ماده ظاهر کننده استفاده می شود. این ماده را میتوان بصورت خشک بکار بردولی غبارات آن اغلب در یک مایع فرار به صورت دوغاب درآمده و پس از افشانده شدن برروی سطح، لایه یکنواخت و نازکی از آن سطح قطعه را می پوشاند. مایع
نافد درون منافذ سطحی ، در این مرحله به آهستگی به منافذ دورن پودر گل کشیده شده و پخش شدن نافذ در ماده ظاهر کننده ، مرز عیوب سطحی را به روشنی و به اندازه ای بزرگتر از اندازه واقعی آنها نشان خواهد داد. هنگامی که از نافذ رنگی استفاده شود ، رنگ آنباید با لایه گل سفید روی سطح قطعه کنتراستی محسوس ایجاد نماید، اگر از مایعات نافذ فلورسانت استفاده شود، می توان مرحله ظهور را نیز در مواردی حذف نمود.
مشاهده و بازرسی
پس از گـــذشت زمــان لازم برای برگشت مایع نافذ به درون ماده ظاهر کننده، سطح قطعه مورد بازرسی قرار می گیرد. آزمون با مایعات رنگی در شرایط نوری بسیار دقیق (با نور قوی) انجام می گیرد، ولی بازرسی با مایعات دارای خاصیت فلورسانس در نور فرابنفش انجام میشود، در این حالت مایع نافذ از خود نور مربی گسیل داده و مرز عیوب به نحوی روشن و واضح مشخص میشود، پنج مرحله اساسی روش مایعات نافذ در شکل زیر نشان داده شده اند.


1- تمیزکردن و آماده سازی سطح
به منظور هرچه دقیق تر بودن نتایج بازرسی با مواد نافذ، لازم است سطح قطعه مورد آزمایش کاملاً تمیز باشد. در صورت تمیز نکردن سطح، به نحو مطلوب، ممکن است برخی از عیوب به خاطر نفوذ نکردن مایع در آنها (در اثر بسته بودنشان) و همچنین نزدیکی سطوح کثیف به دهانه عیوب و جذب مایع نافذ بوسیله آلودگیها، قابل تشخیص نباشد. به علاوه ممکن است مایع نافذ با برخی از آلودگیهای سطحی وارد واکنش شده و در نتیجه قابلیت نفوذ آن به ترکهای ریز کاهش یابد.
برای تمیز کردن سطح می توان از روشهای متنوع؛ بطور مجزا و یا همزمان، استفاده کرد. انتخاب روش به طبیعت قطعه، نوع آلودگی سطحی و تعداد قطعاتی که باید بازرسی شوند بستگی خواهد داشت. برس زنی ، شن پاشی خشک یا تر و تمیزکاری سایشی در استوانه های دوار از جمله روشهائی هستند که می توان آنها را برای زدایش پوسته های اکسیدی نازک ، گدازه های جوشکاری چسبیده به سطح و آلودگی های سطحی مورد استفاده قرار داد. تمیزکاری فراصوتی نیز در هنگامی که با تعداد زیادی از قطعات کوچک سرو کار داریم روشی مناسب به حساب می آید.
چربی و روغن با استفاده از حلال ها، آب تحت فشار و بخار تمیز می شود. همچنین می توان از روشهای تمیزکاری شیمیائی نیز بهره گیری کرد، محلولهای قلیائی برای زدودن روغن ها، چربی ها و لایه های سطحی کربن منـــاسب بــوده و برای تمیزکردن سطح از پوسته های ضخیم اکسیدها از محلولهای اسیدی قوی استفاده می شود.
2- مایع نافذ
بعد از تمیزکاری و آماده کردن، مرحله بعدی بکار بردن ماده ای است که در یک زمان مناسب وارد هر نوع عیبی که به سطح راه دارد بشود. در استانداردهای مختلف مدت زمان مناسب ارائه شده است.برای نمونه در استاندارد 6443 BS این زمان ده دقیقه درنظر گرفته شده است. زمان متوسط تماس مایع نافذ با قطعه کار بین 20 تا 30 دقیقه است. مایع نافذ جدید به ندرت زمانی طولانی نیاز داشته و احتمال تبخیر آن در درجه حرارت محیط نیست.
هنگامی که بازرسی تعداد زیادی قطعه کوچک را مورد آزمایش قرار میدهد ، غوطه ور کردن قطعات در مخزن حاوی نافذ معمولاً مناسب ترین روش می باشد. قطعات را پیش از وارد کردن به مخزن باید کاملاً تمیز و خشک کرد، زیرا آب و یا محلول تمیز کننده باقیمانده برروی سطح ، نفوذ مایع در عیوب را دچار وقفه ساخته و به علاوه مایع را آلوده خواهد ساخت. در خلال غوطه ور کردن قطعه باید دقت کافی در جلوگیری از تشکیل تله هوا مبذول شده و تمــام سطــوح قطعه کاملاً تر شود، معمولاً قطعات به مدت از پیش تعیین شده ای غوطه ور و سپس شسته می شوند. در این مرحله باید اطمینان حاصل کنیم که مایع نافذ از تمام تورفتگی ها و مجاری قطعه گذشته و خارج شده است. قطعاتی که روی سطحشان دارای مایع نافذ باشند باید پس از خشک کردن ، مجدداً غوطه ور شوند.
به آب بستن به صورت سیلاب معمولاً برای آزمایش بخش های گسترده ای از سطح یک قطعه مورد استفاده قرار می گیرد، در اینجا مایع نافذ با فشار کم و به نحوی پاشیده می شود که از پودر شدن آن جلوگیری گردد. در این مورد باید دقت شود که مایع تمام سطح مورد آزمایش را بپوشاند و سطح در تمام مدت نفوذکردن مایع در آن ؛ به حالت تر باقی بماند.
هنگامی که بازرسی قطعات منفرد مورد نظر بوده و یا آزمایش در جا انجام گیرد، نافذ به وسیله برس و یا پاشیــدن با افشاننده ای بادی بر سطح قطعه اعمال می شود. اگر شکل قطعه پیچیده باشد برس زنی ترجیح داده
می شود. در این مورد نیز مانند روش سیلابی باید از خشک شدن مایع نافذ بر روی سطح جلوگیری شود.
خصوصیات مایع نافذ
برای موفقیت آمیز بودن بازرسی با مایعات نافذ، لازم است این مواد از ویژگیهائی که ذیلاً مورد توجه قرار می گیرند برخوردار باشند. معمولاً و در عمل، فرمولهای مواد نافذ به نحوی انتخاب می گردد که ترکیب بهینه ای از پارامترهای مورد لزوم را دارا باشند:
قابلیت نفوذ
مایع نافذ باید از قابلیت ورود (نفوذ) در نقایص و عیوب کاملاً ریز سطحی و همچنین دیگر مجاری سطح قطعه برخوردار باشند.
قوام
مایع نافذ باید قابلیت ترکنندگی خوبی داشته و بتواند لایه ای پیوسته در روی سطح ایجاد نماید، به علاوه باید قادر باشد در مدت معینی به درون منافذ و عیوب سطحی کشیده شود.
سیالیت
گذشته از ویژگیهای بالا، مایع نافذ باید قابلیت جاری شدن از مجاری درون قطعه را دارا بوده و در همین حال مقدار بسیار ناچیزی از آن از درون عیوب بیرون کشیده شود.
قابلیت حل کنندگی
در صورت لزوم باید مایع نافذ بتوان با انحلال مواد آلوده کننده سطح و درون عیوب، از میان آنها راه باز کرده و عیوب را پرنماید.
پایداری
مایع نافذ باید در دامنه وسیعی از دما و رطوبت پایدار بوده، تشکیل کف ندهد و به علاوه مواد فرار آن در زمان انبار شدن در مخازن نگهداری باید از بین نرود.
قابلیت شستشو
ماده نافذ باید به سادگی از سطح قطعه شسته شده و در عین حال، مقداری از آن که به درون عیوب وارد شده نباید تحت تأثیر قرار گیرد.
ویژگیهای خشک شوندگی
مواد نافذ باید در مقابل خشک شدن و بیرون کشیده شدن کامل از عیوب، در خلال خشک کردن قطعه با هوای گرم و پس از شستشوی سطح، مقاوم باشند. در حالت ایده آل، گرما باید برگشت مایع به سطح قطعه را تسهیل کرده و بنابراین به نمایان شدن عیوب کمک نماید.
انواع مایع نافذ
مایعات نافذ از لحاظ نحوه پاک شدن از سطح و ماهیت رنگ آنها تقسیم بندی میشوند.
متداولترین مایعات نافذبا توجه به نحوه شستشوی آنها از سطح که مورد استفاده قرار می گیرندبقرار زیر می باشند:
سیستم قابل شستشو با آب(water washable)
ایــن سیستم که از مایعات دارای خاصیت فلورسانس و یا رنگی بهره می گیرد طوری طراحی شده که می توان مایع را مستقیماً ، به کمک آب، از سطح قطعه پاک کرد ، از اینرو فرآیند بازرسی سریع و از کارآئی بالائی برخوردار است. عملیات شستشوی سطح، به خصوص اگر با افشاندن آب انجام گیرد، باید کاملاً با دقت همراه باشد. در یک سیستم خوب و کارآمد، شرایط و عوامل موثر از قبیل فشار و دمای آب ، مدت زمان شستشو، شرایط سطحی قطعه و ویژگیهای مایع برای شسته شدن باید بهینه شوند. البته در این شرایط هم امکان شستشوی مایع درون عیوب کوچک منتفی نمی شود.

سیستم همراه با امولسیون سازی(post emulsifier)
اگر آشکارسازی عیوب کوچک سطحی ضرورت داشته باشد معمولاً از مایعات با حساسیت زیاد که با آب شسته نمی شوند استفاده می شود. این قبیل نافذها دارای پایه روغنی بوده و پاک کردن آنها احتیاج به انجام یک مرحله اضافی، یعنی امولسیون سازی ، دارد. ماده امولسیون ساز بعد از اعمال ماده نافذ و گذشت زمان کافی برای جذب آن در عیوب، افزوده میشود. مزیت اصلی این سیستم این است که ماده امولسیون ساز باعث حل شدن مازاد ماده نافذ در آب شده و شستشو با آب را امکان پذیر می کند. در صورتیکه فرآیند کار دقیقاً کنترل شود، ماده نافذ درون عیوب دست نخورده مانده و معمولاً عیوب کوچکی که، اغلب به خاطر شسته شدن ماده نافذ قابل تشخیص نیستند، با بکارگیری این روش قابل رویت خواهند بود.
علی رغم مزیت یاد شده، این سیستم به خاطر گران قیمت بودن مواد نافذ و امولسیون ساز و طولانی تر بودن زمان کار، روش بازرسی نسبتاً هزینه زا می باشد، و بکارگیری آن نیز به وسائل نقلیه بیشتر و فضای زیادتری دارد.
سیستم قابل شستشو با حلال(solvent)
اغلب ضرورت ایجاد می کند که تنها بخش کوچکی از سطح قطعه بازرسی شده و یا به جای انجام بازرسی در ایستگاههای آزمون متداول، اینکار " درجا " صورت گیرد. در اینگونه موارد از مایعات نافذ قابل شستشو با حلال استفاده میشود، و معمولاً برای تمیز کردن اولیه سطح و زدایش نافذ مازاد، از یک نوع حلال استفاده می شود.
مواد حلال به دو گروه قابل اشتعال و غیر قابل اشتعال تقسیم می شوند. تمیز کننده های قابل اشتعال از جنبه آتش سوزی خطرناک بوده ولی از هالوژن عاری می باشند، در حالیکه گروه دوم از حلال های هالوژنی می باشندو بنابراین به کار بردن آنها در فضای بسته (به خاطر سمی بودنشان) توصیه نمی شود.
مایعات نافذ از لحاظ مواد رنگی آن به دو نوع اصلی تقسیم می شوند:
مایع نافذ با زمینه رنگی
مایعات نافذ با زمینه رنگی معمولاً قرمز رنگ هستند. وقتی که روشنائی روز کافی است یا روشنائی مصنوعی لامپ موجود باشد و امکان استفاده از نور ماوراء بنفش به خاطر دسترسی به منبع آن نباشد از این نوع مایع نافذ استفاده میشود. برای مایع نافذ قرمز از ظهور پاششی سفید رنگ استفاده میشود زیرا در زمینه سفید علائم قرمز به وضوح مشخص می گردد. جای طبیعی استفاده از مایع نافذ با کنتراست رنگی در کارگاه است که در آن آزمایشات ساختمانی و جوشکاری انجام می گیرد. این مایع نافذ قابل شستشو با آب نیزمی باشد و برای ریخته گری خشن به ندرت از آن استفاده می شود.
مایع نافذ فلورسنت
بیشتر استفاده مایع نافذ فلورسنت در کارخانجات روی قطعات ریخته گری، آهنگری ، قطعات دقیق، آلیاژ آلومینیوم ، فولادهای ضدزنگ و غیره انجام می گیرد. شستشوی مایع نافذ اضافی با آب بوده و از پاک کننده ها نیز میتوان استفاده نمود. مایع نافذ فلورسنت بیشتر از مایع نافذ زمینه رنگی، حساس بوده و ده برابر زمینه قرمز قابل دیدن است و این بخاطر آن است که بازرسی در اطاق تاریک انجام میگیرد و اپراتور عیوب درخشانی در زمینه سیاه و تاریک می بیند.
روش بکار بردن مایع نافذ
روشهای بکار گیری مایع نافذ مختلف بوده و بستگی زیادی به محیط کار دارد. معمولترین روش بکارگیری مایع نافذ زمینه رنگی با پاشش مخزن های کاری است (AEROSOL) . روش اعمال مایع نافذ اساسی نبوده و در حقیقت کاملاً می تواند مختلف و درهم باشد ، به شرطی که از خطر آلودگی مواد خارجی اجتناب شود. نحوه بکار بردن مایع نافذ وقتی که از مجموعه قابل حمل استفاده میشود، مهم نیست ولی باید تمام سطح ناحیه بازرسی به دقت ملاحظه شود.
3- پاک کردن مایع اضافی از روی سطوح
بعد از اینکه مایع نافذ در یک زمان قابل قبول بر روی سطح مورد آزمایش قرار گرفت، مقدار اضافی آن باید پاک شود. البته این امر نبایدبر مایع نافذی که داخل نواقص و عیوب نفوذ کرده تأثیرداشته باشد.
این امر حیاتی است که سطح نباید زیاد شسته شود تا داخل نواقص نیز پاک شده و مایع نافذ از آن خارج گردد. بهرحال بدون شستن درست و کافی مایع نافذ اضافی یک زمینه قوی باقی مانده و کنتراست و وضوح بین نواقص و سطح آزمایش را کاهش می دهد.
انتخاب نوع مایع نافذ و روشی که استفاده می شود بوسیله سه عامل زیر مشخص می شود:
الف – نوع نواقصی که انتظار می رود
ب - شکل هندسی قطعه کار
ج - برداشت سطح تمام شده قطعه کار (مقدار همواری)
حداقل اندازه نقص که میتواند بوسیله مایع نافذ فلورسنت عیب یابی شود بوسیله مقدار ناهمواری سطح قطعه کار محدود می شود.
ماده نافذ اضافی روی سطح قطعه، معمولاً با مالیدن پارچه ای پنبه ای و آغشته به حلال بر روی آن پاک می شود. در صورت امکان باید از تکنیکهای شستشوی سیلابی پرهیز شود، زیرا در اینصورت بیرون کشیده شدن نافذ از عیوب نیز متحمل خواهد بود. اگر این روش آزمون با دقت و رعایت دستورالعمل های لازم انجام گیرد دارای حساسیت چشمگیری خواهد بود. در عین حال باید توجه داشت که هزینه اعمال آن نسبتاً زیاد می باشد، زیرا قیمت مواد بالا و فرآیند کارگر طلب است.
4- ماده ظهور
مرحله ظاهر سازی بحرانی ترین بخش فرآیند بازرسی به شمار می رود. با به کارگیری ظاهر کننده های مناسب می توان عیوب مرزی را که در صورت بکارگیری ظاهر کننده نامناسب مشخص نمی شوند پیدا کرده و به وجود عیوب بسیار ریز پی برد. بعلاوه بکار بردن چنین موادی زمان بازرسی را در اثر شتاب دادن به پیدایش نشانه های سطحی عیوب کاهش خواهد داد.
به منظور دستیابی به شرایط بهینه بازرسی، مواد ظاهر کننده برای بکار بردن با نافذهای مشخص ساخته می شوند. از اینرو است که باید از ظاهر کننده ها و نافذهای دارای سازگاری استفاده شود، در غیراینصورت ممکن است ظاهر کننده هیچگونه تأثیری بر نافذ باقی نگذارد. برای آن که یک ظاهر کننده بتواند عملکرد مناسب داشته باشد،
ماده ظهور انواع مختلفی بشرح ذیل دارد که لازم است ترکیبی بهینه از شرایط و ویژگیهارا دارا باشد:
ماده ظهور پودر خشک
معمولاً ماده ظهور پودر خشک فلورسنت نمی باشد، سبک و کرکی بوده و خاصیت جذب بالائی داشته و به سطح فلزی خشک می چسبد، ولی به سطح خیس بهتر می چسبد . بنابراین بطورکلی برای خروج مایع نافذ از عیوب مناسب است.
پودر خشک در نور سفید به سختی دیده می شود، اما در اطاق تاریک زیر نور ماوراءبنفش کنتراست فلورسنت درخشانی دارد و بهمین علت برای سیستم فلورسنت مناسب نیست.
بعلت طبیعت جاذب الرطوبه آن اگر مقدار قابل ملاحظه ای استنشاق یا بلعیده شود، مجرای بینی، گلو را خشک می کند . مضر نیست اما ناراحتی ایجاد می نماید. کم و بیش بهتر است هنگام کار با آن احتیاط شود.
مایع ظهور بدون آب
این مایع را اغلب اوقات ماده ظهور باحلال معلق کننده می نامند. معمولترین حلال تری طروانان 1-1-1 می باشد. اگر چه سلفور یا هالوژن آزاد با مواد قابل اشتعال همچون آستن و نفت نیز استفاده می شود.
این نوع ماده ظهور معمولترین ظهوری است که با مایع نافذ زمینه رنگی استفاده می شود این ماده یک زمینه سفید رنگ ایجاد می کند که عیوب را به آسانی قابل رویت می نماید.
مایع ظهور آبی
ماده ظهور آبی را میتوان بدو بخش قابل تعلیق و قابل حل تقسیم نمود. نوع قابل تعلیق آن بصورت پودر سفید خریداری شده و به نسبت درست مخلوط می گردند. مخلوط خیلی رقیق آن برای آزمایش فلورسنت استفاده میشود. مرتباً باید آنرا بهم زد تا مواد معلق یکنواختی خود را حفظ کنند.
نوع قابل حل، این نوع ماده ظهور در آمریکا کاملاً متداول است. اما در اروپا توجه کمی به آن نشان می دهند، بصورت دانه های ریز فروخته می شود. در حقیقت یک نوع نمک قابل حل در آب می باشد و وقتی با آب حل شد رنگ حصیری می گیرد.
اگر قطعه کار با مایع ظهور خیس شود و خشک گردد، سطح آن به سختی در نور عادی آشکار می گردد. این نوع ظهور محدود به فلورسنت می باشد.
پاشش ماده ظهور به روشهای گرد باد پودر خشک ، ایروسل یا پیستوله های بادی انجام می گیرد.
5- بازرسی
-انجام بازرسی :
قطعه کار باید بمحض اعمال ماده ظهور بازرسی می گردد. مخصوصاً این عمل زمانی که از مایع ظهور معلق در حلال استفاده میشود ، ضروری است. مایع نافذ بعضی اوقات می تواند سریعاً از یک شکاف خارج شده و سوراخ و عیوب هم جوار خود را مسدود سازد. بازرسی قطعاتی که در داخل کابینت ماده ظهور زده میشوند و یا ماده ظهور آن آبی است، خیلی دشوار می باشد. بهرحال بعنوان یک اصل زمان ظهور از صفر تا 30 دقیقه تغییر میکند. بعضی بازرسان پیشنهاد می کنند زمان ده دقیقه برای ظهور کافی است، اما نظر عمومی بین 20 تا 30 دقیقه است. که رعایت آن رضایت بخش می باشد.
2-تمیز کاری و محافظت بعد از آزمایش
اغلب لازم است باقی مانده مواد آزمایش از قطعه کار تمیز شود . بهرحال در بعضی حالات وقتی که یک رنگ با کیفیت بالا برای سطح قطعه کار بکار می رود طبیعی است سطح آن از مایع نافذ و باقی مانده ماده ظهور زدوده شود.
برای زدودن مایع نافذ بهتر آنست که اول یک ضخامت تری از پوشش مایع ظهور غیرآبی اعمال شود و وقتی خشک شد با برس نرم برس زده شود و بالاخره در داخل حلال زداینده و شوینده غوطه ور ساخته یا به آن پاشیده شده تا کاملاً خیس شود.
اگر قسمتهای پیچیده ای مورد آزمایش قرار می گیرد ، باید با آب گرم مخلوط با حلال باقی مانده، مواد ظهور را پاک نمود. در قطعاتی که با روش فلورسنت آزمایش می شوند، از پودر خشک بعنوان ظهور استفاده می شود در آن صورت باید با هوا تمیز گردد. این عمل تمیزکاری با حلال سرد یا مایع داغ ضدگریس ممکن است دنبال گردد. یک نکته را به خاطر بسپاریم که زدودن جامدات با مایع و بخار ضد گریس دشوار است.
3-محافظت
وقتی بازرسی مایع نافذ کامل شد، سطح مورد آزمایش بطور ثابتی به آلودگی های خارجی آسیب پذیر است. در حقیقت بسیاری از آزمایشات ممکن است هزینه بالائی داشته باشند. محافظت حتی با روغن سبک ضد رطوبت از احتیاطات به جائی است . در این دفتر آموزشی روشهای مناسب محافظت بررسی نمی گردد و میدان عمل آن نیست. کافی است بگوئیم که محافظت با موادی که بکار می بریم باید سازگار باشد.
مزایا، محدودیت و دامنه کاربرد
با توجه به عدم نیاز به سیستم های الکترونیک، فرآیند آزمون با مایعات نافذ ساده و تجهیزات آن نیز در مقایسه با دیگر روشها ارزانتر می باشد. همچنین سازماندهی روشها و استــانداردهـــای بازرسی برای محصولات و فرآورده های گوناگون معمولاً ساده تر از روشهای پیشرفته تر است.
این روش را میتوان برای بازرسی تمام مواد، بجز مواد متخلخل، بکار گرفت و در برخی از موارد حساسیت آن از روش ذرات مغناطیسی هم بیشتر می باشد. روش مایعات نافذ برای قطعات به هر شکل و اندازه مناسب بوده و برای بازرسی کیفیت محصولات نیمه ساخته و کامل شده و همچنین بازرسی جریان عادی قطعات در زمان کار نیز مناسب می باشد. در این حالت بازرسی ممکن است درجا و بدون نیاز به پیاده کردن سازه های پیچیده انجام شود و یا مشتمل بر بازرسی قطعات پیاده شده غیرقابل دسترسی (پنهان) یک مجموعه، مثلاً قطعات موتور یک هواپیما در زمان تعمیر اساسی باشد.
محدودیت واضح و اصلی روش مایعات نافذ این است که تنها از عهده بازرسی عیوب سطحی بر می آید و عیوب زیر سطحی را باید با دیگر روشهای غیرمخرب تشخیص داد. دیگر عوامل موثر در محدودیت دامنه عملکرد این روش ناصافی سطح و متخلل بودن ماده است، بخصــوص تخــلخل می تواند نشانه هائی را، که هریک از آنها می توانند اشتباهاً یک نقص به حساب آیند، ایجاد نماید.ودیگر آنکه record دائمی ندارد.

لینک دانلود مجله بازرسی فنی

شیمی معدنی

0
0

در شیمی معدنی در مورد گستره وسیعی از موضوعات از جمله: ساختمان اتمی، بلورنگاری (کریستالوگرافی)، انواع پیوندهای شیمیایی اعم از پیوندهای کووالانسی، یونی، هیدروژنی و ...، ترکیبات کوئوردیناسیون و نظریه‌های مربوطه از جمله نظریه میدان بلور و نظریه اوربیتال مولکولی، واکنشهای اسید و باز، سرامیکها، تقارن مولکولی و انواع بخش‌های زیرطبقه الکتروشیمی (برقکافت، باطری، خوردگی، نیمه رسانایی و غیره) بحث می‌شود.

در باب اهمیت شیمی معدنی، ساندرسن چنین نوشته است:

در واقع بیشترین مباحث علم شیمی را دانش اتمها تشکیل می‌دهد و کلیه خواص مواد و ترکیبات، به ناچار ناشی از نوع اتمها و روشی است که با توجه به آن، اتمها به یکدیگر می‌پیوندند و مجموعه تشکیل می‌دهند و از طرف دیگر کلیه تغییرات شیمیایی متضمن بازآرایی اتمهاست.

طبقه بندی مواد معدنی.....

در یک مفهوم گسترده، مواد معدنی را می‌توان در چهار طبقه تقسیم بندی نمود: عناصر، ترکیبات یونی، ترکیبات مولکولی و جامدات شبکه‌ای یا بسپارها.

عناصر: عناصر دارای ساختارها و خواص بسیار متفاوت هستند. بنابراین می‌توانند به یکی از صورتهای زیر باشند:


گازهای اتمی (Kr , Ar) و یا گازهای مولکولی :{O_2 , H_2}


جامدات مولکولی :

{C_6 , S_8 , P_4}


مولکولها و یا جامدات شبکه‌ای گسترش یافته (الماس، گرافیت)


فلزات جامد (Co , W) و یا مایع (Hg , Ca)


ترکیبات یونی: این ترکیبات در دما و فشار استاندارد همواره جامدند و عبارت‌اند از:


ترکیبات یونی ساده، مانند NaCl که در آب یا دیگر حلالهای قطبی محلول‌اند.


اکسیدهای یونی که در آب غیر محلول‌اند، مانند () و اکسیدهای مختلط همچون اسپنیل (

{MgAl_2O_4})، سیلیکاتهای مختلف مانند:

{CaMg(SiO_3)_2} و ...


دیگر هالیدهای دوتایی، کاربیدها، سولفیدها و مواد مشابه. چند مثال عبارتست از: BN , GaAs , SiC , AgCl.


ترکیباتی که دارای یونهای چند اتمی (به اصطلاح کمپلکس) هستند، همچون:

{Ni(H_2O)_6{2+} , Co(NH_3)_6{3+} , SiF_6^{2-}} .


ترکیبات مولکولی: این ترکیبات ممکن است جامد، مایع و یا گاز باشند و مانند موارد زیر :


ترکیبا دوتایی ساده همچون Latex Error:

{UF_6 , OsO_4 , SO_2 , PF_3} .


ترکیبات پیچیده فلزدار همچون Latex Error:

{RuH(CO_2Me)(PPh_3)_3 , PtCl2(PMe_3)_2} .


ترکیبات آلی فلزی که مشخصا پیوندهای فلز به کربن دارند، مانند Latex Error:

{Zr(Cn_2C_6H_5)_4 , Ni(CO)_4} .


جامدات شبکه‌ای یا بسپارها: نمونه‌های این مواد شامل بسپارهای متعدد و متنوع معدنی و ابررساناها است. فرمول نمونه‌ای از ترکیبات اخیر

{YBa_2Cu_3O_7} است.

تفاوت ساختاری مواد آلی و معدنی :

ساختار بسیاری از مواد آلی از چهار وجهی مشتق می‌شود. فراوانی آنها به این دلیل است که در مواد آلی ساده، بیشترین ظرفیت کربن و همچون بیشتر عناصر دیگری (به استثنای هیدروژن) که معمولاً به کربن پیوند می‌شوند، چهار است. اما اجسام معدنی وضعیت ساختاری بسیار پیچیده‌ای دارند، زیرا اتمها ممکن است خیلی بیشتر از چهار پیوند تشکیل دهند. بنابراین، در مواد معدنی اینکه اتمها پنج، شش، هفت، هشت و تعداد بیشتری پیوند تشکیل دهند، امری عادی است. پس تنوع شکل هندسی در مواد معدنی خیلی بیشتر از مواد آلی است.

ساختار مواد معدنی اغلب بر اساس تعدادی از وجیهای با نظم کمتر، نظیر دو هرمی با قاعده مثلث، منشور سه ضلعی و غیره و همچنین بر اساس شکلهای باز چند وجیهای منتظم یا غیر منتظم که در آنها یک یا چند راس حذف شده است، نیز مشاهده می‌شود.

رابطه شیمی فیزیک و شیمی معدنی

در توجیه موجودیت مواد معدنی و در توصیف رفتار آنها، به استفاده از جنبه‌های خاصی از شیمی فیزیک، بخصوص ترمودینامیک، ساختارهای الکترونی اتمها، نظریه‌های تشکیل پیوند در مولکولها، سینتیک واکنش و خواص فیزیکی مواد نیاز داریم. بنابراین با استفاده از شیمی فیزیک می‌توان به ساختار اتمی و مولکولی، تشکیل پیوند شیمیایی و دیگر اصول لازم برای درک ساختار و خواص مواد معدنی پرداخت.

برگرفته از «http://fa.wikipedia.org»

بازرسی چشمی(VT)

0
0

بازرسی چشمی(VT)

بازرسی چشمی



در بسیاری از برنامه های تدوین شده توسط سازنده جهت کنترل کیفیت محصولات،از آزمون چشمی به عنوان اولین تست و یا در بعضی موارد به عنوان تنها متد ارزیابی بازرسی ،استفاده می شود.اگر آزمون چشمی بطور مناسب اعمال شود،ابزار ارزشمندی می تواند واقع گردد.

بعلاوه یافتن محل عیوب سطحی، بازرسی چشمی می تواند بعنوان تکنیک فوق العاده کنترل پروسه برای کمک در شناسایی مسائل و مشکلات مابعد ساخت بکار گرفته شود.

آزمون چشمی روشی برای شناسایی نواقص و معایب سطحی می باشد.نتیجتا هر برنامه کنترل کیفیت که شامل بازرسی چشمی می باشد،باید محتوی یک سری آزمایشات متوالی انجام شده در طول تمام مراحل کاری در ساخت باشد.بدین گونه بازرسی چشمی سطوح معیوب که در مراحل ساخت اتفاق می افتد،میسر میشود.

کشف و تعمیر این عیوب در زمان فوق،کاهش هزینه قابل توجهی را در بر خواهد داشت.بطوری که نشان داده شده است بسیاری از عیوبی که بعدها با روشهای تست پیشرفته تری کشف می شوند،با برنامه بازرسی چشمی قبل،حین و بعد از جوشکاری به راحتی قابل کشف می باشند.سازندگان فایده یک سیستم کیفیتی که بازرسی چشمی منظمی داشته است را بخوبی درک کرده اند.

میزان تاثیر بازرسی چشمی هنگامی بهتر می شود که یک سیستمی که تمام مراحل پروسه جوشکاری(قبل،حین و بعد از جوشکاری) را بپوشاند،نهادینه شود.

قبل از جوشکاری. قبل از جوشکاری ،یک سری موارد نیاز به توجه بازرس چشمی دارد که شامل زیر است:



1. مرور طراحی ها و مشخصات Wps

2. چک کردن تاییدیه پروسیجرها و پرسنل مورد استفاده PQR

3. بنانهادن نقاط تست

4. نصب نقشه ای برای ثبت نتایج

5. مرور مواد مورد استفاده

6. چک کردن ناپیوستگی های فلز پایه

7. چک کردن فیت آپ و تراز بندی اتصالات جوش

8. چک کردن پیش گرمایی در صورت نیاز



اگر بازرس توجه بسیار دقیقی به این آیتم های مقدماتی بکند،می تواند از بسیاری مسائل که بعدها ممکن است اتفاق بیافتد،جلوگیری نماید.مساله بسیار مهم این است که بازرس باید بداند چه چیزهایی کاملا مورد نیاز می باشد.این اطلاعات را می توان از مرور مستندات مربوطه بدست آورد.با مرور این اطلاعات،سیستمی باید بنا نهاده شود که تضمین کند رکوردهای کامل و دقیقی را می توان بطور عملی ایجاد کرد.



نقاط نگهداری. 

.................

باید بنا نهادن نقاط تست یا نقاط نگهداری جایی که آزمون باید قبل از تکمیل هر گونه مراحل بعدی ساخت انجام شود، در نظر گرفته شود. این موضوع در پروژه های بزرگ ساخت یا تولیدات جوشکاری انبوه،بیشترین اهمیت را دارد.



روشهای جوشکاری. مرحله دیگر مقدماتی این است که اطمینان حاصل کنیم آیا روشهای قابل اعمال جوشکاری ،ملزومات کار را برآورده می سازند یا نه؟مستندات مربوط به تایید یا صلاحیت های جوشکاران هر کدام بطور جداگانه باید مرور شود.طراحی ها و مشخصات معین می کند که چه فلزهای پایه ای باید به یکدیگر متصل شوند و چه فلز پرکننده باید مورد استفاده قرار گیرد.برای جوشکاری سازه و دیگر کاربردهای بحرانی،جوشکاری بطور معمول بر طبق روشهای تایید شده ای که متغیرهای اساسی پروسه را ثبت می کنند و بوسیله جوشکارانی که برای پروسه ،ماده و موقعیتی که قرار است جوشکاری شود،تایید شده اند،انجام می گیرد.در بعضی موارد مراحل اضافی برای آماده سازی مواد مورد نیاز می باشد.بطور مثال در جاهایی که الکترودهای از نوع کم-هیدروژن مورد نیاز باشد،وسایل ذخیره آن باید بوسیله سازنده در نظر گرفته شود.



موادپایه. قبل از جوشکاری ، شناسایی نوع ماده و یک تست کامل از فلزات پایه ای مربوطه باید انجام گیرد.اگر یک ناپیوستگی همچون جدالایگی صفحه ای وجود داشته باشد و کشف نشده باقی بماند روی صحت ساختاری کل جوش احتمال تاثیر دارد.در بسیاری از اوقات جدالایگی در طول لبه ورقه قابل رویت می باشد بخصوص در لبه هایی که با گاز اکسیژن برش داده شده است.

مونتاژ اتصالات. برای یک جوش،بحرانی ترین قسمت ماده پایه،ناحیه ای است که برای پذیرش فلز جوشکاری به شکل اتصال،آماده سازی می شود.اهمیت مونتاژ اتصالات قبل از جوشکاری را نمی توان به اندازه کافی تاکید کرد.بنابراین آزمون چشمی مونتاژ اتصالات از تقدم بالایی برخوردار است. مواردی که قبل از جوشکاری باید در نظر گرفته شود شامل زیر است:

1. زاویة شیار (Groove angle)

2. دهانه ریشه (Root opening)

3. ترازبندی اتصال (Joint alignment)

4. پشت بند (Backing)

5. الکترودهای مصرفی (Consumable insert)

6. تمیز بودن اتصال (Joint cleanliness)

7. خال جوش ها (Tack welds)

8. پیش گرم کردن (Preheat)

هر کدام از این فاکتورها رفتار مستقیم روی کیفیت جوش بوجود آمده،دارند.اگر مونتاژ ضعیف باشد،کیفیت جوش احتمالا زیر حد استاندارد خواهد بود.دقت زیاد در طول اسمبل کردن یا سوار کردن اتصال می تواند تاثیر زیادی در بهبود جوشکاری داشته باشد.اغلب آزمایش اتصال قبل از جوشکاری عیوبی را که در استاندارد محدود شده اند را آشکار می سازد،البته این اشکالات ،محلهایی می باشند که در طول مراحل بعدی بدقت می توان آنها را بررسی کرد.برای مثال،اگر اتصالی از نوع T (T-joint) برای جوشهای گوشه ای(Fillet welds)، شکاف وسیعی از ریشه نشان دهد،اندازه جوش گوشه ای مورد نیاز باید به نسبت مقدار شکاف ریشه افزوده شود. بنابراین اگر بازرس بداند چنین وضعیتی وجود دارد،مطابق به آن ،نقشه یا اتصال جوش باید علامت گذاری شود، و آخرین تعیین اندازه جوش به درستی شرح داده شود.

حین جوشکاری. در حین جوشکاری،چندین آیتم وجود دارد که نیاز به کنترل دارد تا نتیجتا جوش رضایتبخشی حاصل شود.آزمون چشمی اولین متد برای کنترل این جنبه از ساخت می باشد.این می تواند ابزار ارزشمندی در کنترل پروسه باشد.بعضی از این جنبه های ساخت که باید کنترل شوند شامل موارد زیر می باشد:

(1) کیفیت پاس ریشه جوش() weld root bead

(2) آماده سازی ریشه اتصال قبل از جوشکاری طرف دوم

(3) پیش گرمی و دماهای میان پاسی

(4) توالی پاسهای جوش


(5) لایه های بعدی جهت کیفیت جوش معلوم

(6) تمیز نمودن بین پاسها

(7) پیروی از پروسیجر کاری همچون ولتاژ،آمپر،ورود حرارت،سرعت.







هر کدام از این فاکتورها اگر نادیده گرفته شود سبب بوجود آمدن ناپیوستگی هایی می شود که می تواند کاهش جدی کیفیت را در بر داشته باشد.



پاس ریشه جوش. شاید بتوان گفت بحرانی ترین قسمت هر جوشی پاس ریشه جوش می باشد.مشکلاتی که در این نقطه وجود دارد...

در نتیجه بسیاری از عیوب که بعدها در یک جوش کشف می شوند مربوط به پاس ریشه جوش می باشند.بازرسی چشمی خوب روی پاس ریشه جوش می تواند بسیار موثر باشد.وضعیت بحرانی دیگر ریشه اتصال در درزهای جوش دو طرفه هنگام اعمال جوش طرف دوم بوجود می آید. این مساله معمولا شامل جداسازی سرباره(slag) و دیگر بی نظمی ها توسط تراشه برداری(chipping)،رویه برداری حرارتی(thermal gouging) یا سنگ زنی(grinding) می باشد.وقتی که عملیات جداسازی کاملا انجام گرفت آزمایش منطقه گودبرداری شده قبل از جوشکاری طرف دوم لازم است.این کار به خاطر این است که از جداشدن تمام ناپیوستگی ها اطمینان حاصل شود.اندازه یا شکل شیار برای دسترسی راحت تر به تمام سطوح امکان تغییر دارد.

پیش گرمی و دماهای بین پاس. پیش گرمی و دماهای بین پاس می توانند بحرانی باشند و اگر تخصیص یابند قابل اندازه گیری می باشند.محدودیت ها اغلب بعنوان می نیمم،ماکزیمم و یا هر دو بیان می شوند.همچنین برای مساعدت در کنترل مقدار گرما در منطقه جوش،توالی و جای تک تک پاسها اهمیت دارد .بازرس باید ازاندازه و محل هر تغییر شکل یا چروکیدگی(shrinkage) سبب شده بوسیله حرارت جوشکاری آگاه باشد. بسیاری از اوقات همزمان با پیشرفت گرمای جوشکاری اندازه گیری های تصحیحی گرفته می شود تا مسائل کمتری بوجود آید.



آزمایش بین لایه ای . برای ارزیابی کیفیت جوش هنگام پیشروی عملیات جوشکاری،بهتر است که هر لایه بصورت چشمی آزمایش شود تا از صحت آن اطمینان حاصل شود.همچنین با این کار می توان دریافت که آیا بین پاسها بخوبی تمیز شده اند یا نه؟ با این عمل می توان امکان روی دادن ناخالصی سرباره در جوش پایانی را کاهش داد.بسیاری از این گونه موارد احتمالا در دستورالعمل جوشکاری اعمالی،آورده شده اند.

در این گونه موارد،بازرسی چشمی که در طول جوشکاری انجام می گیرد اساسا برای کنترل این است که ملزومات روش جوشکاری رعایت شده باشد.



بعد از جوشکاری. بسیاری از افراد فکر می کنند که بازرسی چشمی درست بعد از تکمیل جوشکاری شروع می شود.به هر حال اگر همه مراحلی که قبلا شرح داده شد،قبل و حین جوشکاری رعایت شده باشد،آخرین مرحله بازرسی چشمی به راحتی تکمیل خواهد شد.از طریق این مرحله از بازرسی نسبت به مراحلی که قبلا طی شده و نتیجتا جوش رضایت بخشی را بوجود آورده اطمینان حاصل خواهد شد. بعضی از مواردی که نیاز به توجه خاصی بعد از تکمیل جوشکاری دارند عبارتند از:

(1) ظاهر جوش بوجود آمده

(2) اندازه جوش بوجود آمده

(3) طول جوش

(4) صحت ابعادی

(5) میزان تغییر شکل

(6) عملیات حرارتی بعد از جوشکاری

هدف اساسی از بازرسی جوش بوجود آمده در آخرین مرحله این است که از کیفیت جوش اطمینان حاصل شود. بنابراین آزمون چشمی چندین چیز مورد نیاز می باشد.بسیاری از کدها و استانداردها میزان ناپیوستگی هایی که قابل قبول هستند را شرح می دهد و بسیاری از این ناپیوستگی ها ممکن است در سطح جوش تکمیل شده بوجود آیند.



ناپیوستگی ها . بعضی از انواع ناپیوستگی هایی که در جوشها یافت می شوند عبارتند از:

(1) تخلخل

(2) ذوب ناقص

(3) نفوذ ناقص در درز

(4) بریدگی(سوختگی) کناره جوش

(5) رویهم افتادگی

(6) ترکها

(7) ناخالصی های سرباره

(8) گرده جوش اضافی(بیش از حد)


در حالی که ملزومات کد امکان دارد مقادیر محدودی از بعضی از این ناپیوستگی ها را تایید نماید ولی عیوب ترک و ذوب ناقص هرگز پذیرفته نمی شود.

برای سازه هایی که تحت بار خستگی و یا سیکلی (Cyclic) می باشند، خطر این ناپیوستگی های سطحی افزایش می یابد. در اینگونه شرایط،بازرسی چشمی سطوح ،پر اهمیت ترین بازرسی است که می توان انجام داد.

وجود سوختگی کناره (Undercut)،رویهم افتادگی(Overlap) و کنتور نامناسب سبب افزایش تنش می شود؛ بار خستگی می تواند سبب شکستهای ناگهانی شود که از این تغییر حالتهایی که بطور طبیعی روی می دهد، زیاد می شود.به همین خاطر است که بسیاری اوقات کنتور مناسب یک جوش می تواند بسیار با اهمیت تر از اندازه واقعی جوش باشد،زیرا جوشی که مقداری از اندازه واقعی کمتر باشد،بدون ناخالصی ها و نامنظمی های درشت،می تواند بسیار رضایت بخش تر از جوشی باشد که اندازه کافی ولی کنتور ضعیفی داشته باشد.

برای تعیین اینکه مطابق استاندارد بوده است ،بازرس باید کنترل کند که آیا همه جوشها طبق ملزومات طراحی از لحاظ اندازه و محل(موقعیت) صحیح می باشند یا نه؟اندازه جوش گوشه ای(Fillet) بوسیله یکی از چندین نوع سنجه های جوش برای تعیین بسیار دقیق و صحیح اندازه تعیین می شود.

در مورد جوشهای شیاری(Groove) باید از لحاظ گرده جوش مناسب دو طرف درز را اندازه گیری کرد.بعضی از شرایط ممکن است نیاز به ساخت سنجه های جوش خاص داشته باشند.



عملیات حرارتی بعد از جوشکاری. به لحاظ اندازه،شکل، یا نوع فلز پایه ممکن است عملیات حرارتی بعد از جوش در روش جوشکاری اعمال شود.این کار فقط از طریق اعمال حرارت(گرما) در محدوده دمایی بین پاس یا نزدیک به دمای آن ،صورت می گیرد تا از لحاظ متالورژیکی خواص جوش بوجود آمده را کنترل نمود. حرارت دادن در درجه حرارت دمای بین پاس،ساختار بلوری را به استثناء موارد خاص تحت تاثیر قرار نمی دهد.بعضی از حالات ممکن است نیاز به عملیات تنش زدایی حرارتی داشته باشند.بطوری که قطعات جوش خورده بتدریج در یک سرعت مشخص تا محدوده تنش زدایی تقریبا °F1100 تا F °1200 (590 تا 650 درجه سانتی گراد) برای اکثر فولادهای کربنی گرما داده می شود.

بعد از نگهداری در این دما به مدت یک ساعت برای هر اینچ از ضخامت فلز پایه،قطعات جوش خورده تا دمای حدود °F600 (315 درجه سانتی گراد) در یک سرعت کنترل شده سرد می شود. بازرس در تمام این مدت مسئولیت نظارت بر انجام کار را دارد تا از صحت کار انجام شده و تطابق با ملزومات روش کار اطمینان حاصل نماید.



آزمایش ابعاد پایانی. اندازه گیری دیگری که کیفیت یک قطعه جوشکاری شده را تحت تاثیر قرار می دهد صحت ابعادی آن می باشد. اگر یک قسمت جوشکاری شده بخوبی جفت و جور نشود،ممکن است غیر قابل استفاده شود اگرچه جوش دارای کیفیت کافی باشد.

حرارت جوشکاری ، فلز پایه را تغییر شکل داده و می تواند ابعاد کلی اجزاء را تغییر دهد.بنابراین، آزمایش ابعادی بعد از جوشکاری ممکن است برای تعیین متناسب بودن قطعات جوشکاری شده برای استفاده موردنظر مورد نیاز واقع شود.


کراکینگ و آلکلاسیون و رفرمینگ و عدد اکتان در بنزین

0
0
کراکینگ

شکستن مولکولهای بزرگتر و تبدیل آنها به مولکولهای کوچکتر به وسیله گرما


در سال 1913 شیمیدانها فرایند کراکینگ را برای شکستن مولکولهای نفت چراغ به مولکولهای کوچکتر(در اندازه ی مولکول های بنزین) طراحی کردند.
در این فرایند نفت چراغ تا حدود 700 درجه سانتیگراد گرم می شود. برای نمونه ممکن است یک مولکول با 16 اتم کربن شکسته شود و دو مولکول با8 اتم کربنب به وجود آید.

معادله شیمیایی کراکینگ بصورت زیر می باشد:


C16H34(g) 700C C8H16(g) + C8H18(g)


در عمل می توان مولکول های بزرگ را که از 1 تا 14 یا تعداد بیش تری اتم کربن دارند از راه کراکینگِ مولکول های بزرگتر به دست آورد.
مولکولهایی که 5تا 12 اتم کربن دارند برای استفاده در بنزین سود مند هستند. در بالایشگاه مقداری از مولکولهای دارای 1تا 4 اتم کربن را که در فرایند کراکینگ تشکیل می شوند بی درنگ می سوزانند و به این ترتیب دمای یالای مورد نیاز برای اجرای فرایند کراکینگ را تامین می کنند.
به طور معمول بیش از یک سوم نفت خام کراکینگ می شود بازده این فرایند را با افزودن کاتالیزگرهای مناسب مانند اکسید ( AL2O3) بالا برده اند




آلکلاسیون

الکیلاسیون یعنی افزایش یک گروه آلکیل به یک ترکیب آلی ولی در اصطلاح بالایش نفت عبارت است از واکنش یک اولفین سبک با یک ایزوبارافین.


واحدتولید اتیل بنزن دارای سه راکتوربستر ثابت و همینطور چهار برج تقطیر می باشد . دردوراکتور واکنش آلکیلاسیون ودر یک راکتور نیز واکنش های ترانس آلکیلاسیون انجام می یابد . در راکتورهای آلکیلاسیون واکنش مهمی که انجام می شود عبارتست از ترکیب یک مول اتیلن با یک مول بنزن این واکنش به نام واکنش آلکیلاسیون معروف می باشد . علاوه برواکنش آلکیلاسیون واکنش تولید دی اتیل بنزن نیز دراین راکتور انجام می شود . دراین واکنش دومول اتیل بنزن با یکدیگر ترکیب شده و یک مول دی اتیل بنزن تولید می گردد . دی اتیل بنزن تولیدی در راکتور آلکیلاسیون به عنوان یک محصول جانبی می باشد که می باید به مواد مناسب تبدیل گردد. این عمل درراکتور ترانس آلکیلاسیون انجام می گیرد . دراین راکتور یک مول دی اتیل بنزن را به یک مول بنزن وحاصل شدن یک مول اتیل بنزن .علاوه براین موادی مانند تری اتیل بنزن و دی فنیل اتن نیز در راکتور ترانس آلکیلاسیون تولید میگردد .
رفرمینگ

رفرمینگ کاتالیزوری یکی از واحدهای اساسی هر بالایشگاه است که هدف آن افزایش عدد اکتان است


برای تولید آروماتیکها به منظور مصارف پتروشیمیایی، میتوان از فرایند رفرمینگ کاتالیزی با شدت بالاتر، در مقایسه با روش معمول در تولید بنزین موتور، استفاده کرد. استفاده از مواد اولیه غنی از نفتنها نیز در بالا بردن بهرهتولید آروماتیکها موثر است، زیرا هیدروژنزدایی از نفتنها موثرترین واکنشی است که انجام میگیرد و بیشترین مقدار آروماتیکها را تولید میکند. جدول (۱) اثر افزایش شدت عملیات رفرمینگ کاتالیزی بر افزایش بهره تولید آروماتیکها را نشان میدهد. (عدد اکتان پژوهشی بدون سرب ( RON )، معیار سنجش شدت عملیات است.) آروماتیکهای ۸ C -۶ C (بنزن، تولوئن، زایلن، و اتیل بنزن) حجم عمده آروماتیکهای مصرفی در صنایع پتروشیمیایی را به خود اختصاص میدهند و بنزن، در معرض بیشترین تقاضا است. فرآوردة رفرمینگ کاتالیزی، تمامی این آروماتیکها را در بر دارد، این مواد به وسیله ترکیبی از فرآیندهای استخراج با حلال، تقطیر و تبلور، به صورت مواد خالص، جدا میشوند. به علاوه، به دلیل تقاضای خیلی بیشتر برای بنزن، مقادیر اضافی تولوئن و زایلنها که فراتر از نیاز بازار میباشند به روش آلکیلزدایی با هیدروژن به بنزن تبدیل میشوند. استخراج آروماتیکها با حلال: در روشهای جداسازی امروزی برای بازیافت آروماتیکها از جریانهای هیدروکربنی، از فرآیند استخراج مایع- مایع با حلال به منظور جداسازی بخش آروماتیک از سایر هیدروکربنها استفاده میشود. در غالب فرآیندهای مورد استفاده در پالایشگاه امریکا از پلی گلیکولها یا سولفولان به عنوان حلال استخراج، استفاده میشود. فرآیندهای پلی گلیکول، عبارتند از: فرایند Udex که به وسیله بخش داوکمیکال طراحی شده و UOP آن را به ثبت رسانیده است; و فرایند تترا که بخش لینده یونیون کارباید به ثبت رسانیده است. حلالهای مورد استفاده عبارتند از: تترااتیلن گلیکول برای فرایند تترا و معمولا دی اتیلن گلیکول برای روش Udex . همچنین میتوان از دی پروپیلن گلیکول و تری اتیلن گلیکول استفاده کرد. فرایند سولفولان را، در آغاز گروه شل داچ رویال طراحی کرد که بعدا به وسیله UOP در سطح جهان به ثبت رسید. حلال مورد مصرف این فرایند سولفولان (تتراهیدروتیوفن ۱-۱ دیوکسید) ا

عدد اکتان

عدد اکتان مقیاسی است برای نشان دادن مقاومت بنزین و یا دیگر سوخت‌ها در مقابل احتراق خود بخود (بدون جرقه). به ایزو اکتان (2،2،4-تری متیل پنتان) عدد 100 و به نرمال هپتان عدد صفر داده میشود.عدد اکتان بنزین عبارت است از درصد ایزواکتان در نرمال هپتان که که دارای خاصیت ضد کوبشی برابر با بزنین مورد آزمایش در شرایط آزمون استاندارد باشد. به زبان ساده هر چه عدد اکتان یک سوخت بیشتر باشد آن سوخت در مقابل پدیده احتراق مخرب مقاوم تر است


زمانی که نفت خام در پالایشگاهها تصفیه می شود ، زنجیره های هیدروکربن با طولهای متفاوت بدست می آید و این زنجیره های جدا از هم با ترکیب شدن با یکدیگر سوختهای متفاوتی چون بنزین ، گازوئیل ، نفت سفید و غیره را حاصل مینمایند . بطور مثال حتما نامهای متان ، پروپان و بوتان را شنیده اید که همگی هیدروکربن هستند ؛ متان دارای یک اتم ، پروپان ۳ اتم و بوتان ۴ اتم ، کربن میباشند . برخی دیگر از هیدورکربنها نیز شامل پنتان با ۵ اتم ، هگزان با ۶ اتم ، هپتان با ۷ اتم و اکتان با ۸ اتم کربن می باشند . آزمایشات مختلف نشان داد هپتان دارای خاصیت متراکم شدن بسیار ضعیفی است و در مقابل اکتان قابلیت متراکم شدن بسیار بالایی دارد . پس اگر بنزینی دارای مقادیر بسیار بالایی از اکتان یا همان Iso Octane , 2,2,4 Trimethyl Pentane باشد ؛ بنزین بسیار خوبی از نظر مقاومت در برابر خودسوزی محسوب می شود . اما در مقابل ، هپتان بسیار سریع در اثر تراکم ناچیز ، محترق خواهد شد پس با توجه به اینکه این ۲ هیدروکربن از لحاظ خواصی چون نقطه جوش و تبخیر تقریبا یکسان بودند ، بعنوان مبنایی برای مقاومت خودسوزی سوخت در برابر متراکم شدن انتخاب شدند ، و با دادن عدد ۱۰۰ به اکتان و ۰ به هپتان نسبتی به نام عدد اکتان بدست آمد . بطور مثال بنزینی با عدد اکتان ۸۷ ؛ دارای نسبت ۸۷ اکتان به ۱۳ هپتان می باشد . اما ساخت سوختی که متشکل از این میزان اکتان باشد هزینه تولید بسیار بالایی خواهد داشت و این ۲ ماده در حال حاضر تنها تشکیل دهنده های بنزین نیستند و مواد و افزودنیهای دیگری کار بالابردن عدد اکتان یا همان مقاومت در برابر خودسوزی یا کوبش موتور را برعهده دارند ؛ و نسبت هپتان - اکتان تنها برای ایجاد یک مبنای مقایسه ای و بعنوان یک بنزین ایده آل برای مشخص نمودن عدد اکتان مورد استفاده قرار می گیرد

دزد‌ترین دزد‌ها کیست؟

رادیو گرافی صنعتی (Radiographic testing )

0
0

رادیو گرافی صنعتی (Radiographic testing )

اساس RT بر پایه میزان جذب و نفوذ پرتو در قطعات می باشد که ضخامت قطعه دانسیته قطعه به میزان جذب و نفوذ پرتو تأثیر زیادی دارد که در مناطقی که ضخامت کم است و همچنین دانسیته نیز کم می باشد . جذب پرتو کم و نفوذ پرتو زیاد می باشد . جذب و نفوذ پرتو با هم رابطه عکس دارند .

مناطقی که میزان جذب پرتو کم باشد و طبیعتا نفوذ پرتو زیاد باشد در روی فیلم تصاویر سیاه تری ایجاد می شود و بر عکس زمانی که میزان جذب پرتو زیاد باشد و نفوذ پرتو کم باشد تصاویر روی فیلم بسیار روشن می باشد .

سرب در طبقه فلزاتی قرار دارد که چگالی زیادی دارد و در بین فلزات موجود روشن ترین فیلم مربوط به سرب با بیشترین دانسیته می باشد . 


تست های رادیوگرافی صنعتی با پرتو هایی به نام های ایکس و گاما کار می کند .

پرتوهای گاما در اثر واپاشی هسته ایزوتوپهای رادیواکتیو ایجاد می شود . که در رادیوگرافی صنعتی اغلب از ایزوتوپهای مصنوعی مانند : ایریدیوم 192 ، کبالت 60 ، سزیم 137 ، استفاده می شود . این چشمه های پرتو زا به منظور رسیدن به سطح پایدار ، دائما واپاشی نموده و پرتو هایی نظیر آلفا – بتا و گاما تولید می کنند . نفوذ پرتوهای آلفا و بتا کم می باشد . بنابراین عملیات رادیوگرافی با پرتو گاما انجام می شود ، این چشمه ها داخل محفظه دوربین نگهداری می شوند .

پرتوهای ایکس : این پرتو به صورت الکتریکی و از طریق تیوب اشعه ایکس تولید می شود .  

 و عملکرد تولید این اشعه به این صورت است که : وقتی الکترونها با سرعت زیاد با یک ماده برخورد می کنند . انرژی جنبشی آنها به پرتوهای ایکس تبدیل می شود .

حرکت الکترونها تحت شرایط خلأ می باشد که این حرکت در داخل تیوب است .



تجهیزات مورد استفاده جهت تست رادیوگرافی :
چشمه پرتو
تجهیزات ظهور و ثبوت
فیلم
تجهیزات ایمنی و حفاظتی
کاست
حروف سربی
IQI

• انواع دوربین های رادیو گرافی صنعتی

تکاپس , گامامت , گاماولت تجهیزات و لوازم جانبی ویدکی


کالیبره کردن یا کالیبراسیون

0
0

کالیبراسیون مطابقت با استاندارد را تعیین می‌کند. کالیبراسیون اندازه‌گیری و تعیین صحت وسیله اندازه‌گیری در مطابقت با مرجع تایید شده می‌باشد.هدف کالیبراسیون ایجاد نظامی موثر به منظور کنترل صحت و دقت پارامترهای مترولوژیکی دستگاه‌های آزمون و وسایل اندازه‌گیری و کلیه تجهیزاتی است که عملکرد آنها بر کیفیت فرایند تاثیرگذار می‌باشد. این کار به منظور اطمینان از تطابق اندازه گیری‌های انجام شده با استانداردهای جهانی مورد استفاده قرار میگیرد.
تعریف دقیق کالیبراسیون در استاندارد ملی ایران به شماره ۴۷۲۳ آمده است.
فنون کالیبراسیون دستگاه ها :
به طور کلی کالیبراسیون به سه روش قابل اجراست. روش اول کالیبراسیون برای به دست آوردن خطا و ثبت نتایج حاصله است. روش دوم کالیبراسیون روش اول را در برگرفته و علاوه بر آن نتایج حاصله با استاندارد و دستورالعمل مقایسه شده و وضعیت وسیله نیز از جهت قبول یا رد آن مشخص میشود. روش سوم کالیبراسیون روش دوم را دربرگرفته و تنظیم، تعمیر یا حذف خطای ایجاد شده را نیز دربرمیگیرد.

تعیین فواصل زمانی کالیبراسیون مجدد

تعیین فواصل زمانی کالیبراسیون مجددتعیین حداکثر زمان فواصل کالیبراسیون دورهای دستگاههای اندازهگیری یکی از عناصر مؤثر در یک نظام کالیبراسیون است. عوامل زیادی در تعیین این زمان
مؤثرند که مهمترین آنها موارد زیر است:
1- نوع وسیله (دستگاه)
2- پیشنهاد و توصیه کارخانه سازنده
3- روند دادههای به دست آمده از روی سوابق کالیبراسیونهای قبلی
4- سوابق تعمیر و نگهداری دستگاه
5- طول زمان استفاده تعداد دفعات استفاده و چگونگی استفاده از دستگاه
6- میزان گرایش به فرسودگی و تغییر تدریجی ویژگیهای مترولوژیکی با گذشت زمان
7- تعداد دفعات و کیفیت بازرسی تجهیزات در داخل سازمان
8- تعداد دفعات تست ضربدری دستگاه با دستگاههای دیگر به ویژه در مورد استانداردهای اندازهگیری
9- شرایط محیطی (دما، رطوبت، ارتعاش و غیره)
10- دقت اندازهگیری مورد نظر
هزینه کالیبراسیون را معمولاً نمیتوان در تعیین فواصل کالیبراسیون نادیده گرفت که این خود ممکن است عامل محدودکننده به شمار آید. بنابراین با توجه به عوامل فوق آشکار است که جدول فواصل کالیبراسیون یکنواختی نمیتوان تهیه کرد. بهتر است که ابتدا جدولی تهیه شود و سپس با توجه به موقعیتهای خاص در آن تغییراتی داده شود. به هنگام تعیین فواصل کالیبراسیون مجدد هر وسیله اندازهگیری، دو معیار اساسی و متناقض وجود دارد که لازم است موازنه شوند:
1- خطر احتمالی ناشی از بهکارگیری یک وسیله اندازهگیری در خارج از حدود رواداری آن که باید تا حد امکان کاهش یابد.
2- هزینه کالیبراسیون سالیانه که باید در حداقل مقدار نگهداشته شود.
سیستمی که فواصل زمانی بین دو تأییدیه را، پس از تعیین اولیه بازبینی ننماید قابل اطمینان نیست. در بازبینی باید دو پارامتر ریسک و قرار نگرفتن وسیله در محدوده مجاز در فواصل بین دو تأیید و هزینه هر بار تست و تأییدیه مد نظر قرار گیرد. در این جا روشهایی برای بازبینی فواصل زمانی بین دو تأییدیه ارائه میگردد.
الف) تنظیم اتوماتیک یا پلهای:
هر زمان که وسیلهای به صورت روتین تأیید میشود، اگر وسیله قبل از پایان زمان بین دو تأییدیه به خارج از تلرانس خطا برود، فاصله زمانی بین دو تأییدیه کاهش داده میشود و اگر وسیله قبل از پایان زمان بین دو تأیید هنوز در محدوده تلورانس خطا باشد، زمان افزایش داده میشود. روش پلهای ممکن است به سرعت باعث حصول پریود بهینه شود بدون آنکه کارهای نوشتاری زیادی صورت پذیرد.
ب) چارت کنترلکمیتهای تست شده در هر مرحله تأیید، یادداشت شده و منحنی تغییرات آنها نسبت به زمان رسم میشود. از این منحنیها پراکندگی حول میانگین و انباشتگی محاسبه میگردد.
ج) زمان تقویمی یا سپری شده
ابتدا وسایل اندازه گیری به گروههایی بر اساس مشابهت ساختاری آنها با یکدیگر، قابلیت اطمینان و پایداری یکسانی تقسیم میشوند. طول زمان تأییدیه مشخصی به هر گروه بر اساس درک و تجارب مهندسی اختصاص داده میشود. در هر گروه تعداد وسایلی که در زمان تعیین شده جهت تأیید مجدد برگردانده میشوند. اما خطای زیادی در آنها مشاهده میشود، یا به گونهای تأیید نمیشوند، یادداشت شده و به صورت نسبتی از کل تعداد وسایل در آن گروه بیان میشود.
در تعیین اقلام غیرقابل تأیید آن تعداد که به طور واضح آسیب دیدهاند یا توسط مصرفکننده به عنوان مشکوک یا معیوب بازگردانده شدهاند، گنجانیده نمیشوند. چون این وسایل برای اندازهگیری به کار نمیروند، در نتیجه تولید خطا نمیکنند. اگر نسبت وسایل تأیید نشده زیاد باشد، پریود بین دو تأیید باید کاهش داده شود. اگر زیرمجموعهای خاص از وسایل مانند سایر اعضای گروه رفتار ننمایند، این زیرگروه باید به گروه دیگری منتقل شود که دارای پریود بین دو تأیید متفاوتی باشد. اگر تعداد وسایل غیرقابل تأیید دریک گروه خیلی کم باشد ممکن است از نظر اقتصادی افزایش پریود بین دو تأیید قابل توجیه باشد.
د- زمان مصرف شدن وسیله:
این روش برگرفته از روشهای قبلی است. اساس روش ثابت است، اما پریود بین دو تأییدیه به جای زمان سپری شده برحسب ماه، برحسب ساعات مصرف تعریف میشود. وسیله اندازهگیری مجهز به سیستم اندازهگیری زمان مصرف است و هر گاه زمان مصرف نشان داده شده به حد مشخصی رسید، وسیله تست، تنظیم و تأیید مجدد میشود. امتیاز تئوریک مهم این روش آن است که دفعات تأیید و در نتیجه هزینه تأیید مستقیماً بر اساس زمان مصرف است.
و- تست در حال سرویس یا جعبه سیاه:
این روش مکمل تست و تأیید کامل سیستم است. در این صورت در فاصله زمانی بین دو تأیید کامل، از وضعیت وسیله اندازهگیری اطلاع گرفته میشود و این اطلاعات کفایت یا عدم کفایت طول زمان بین دو تأیید کامل را روشن مینماید. این روش مشابهتی با روشهای اول و دوم دارد و برای وسایل و سیستمهای اندازهگیری پیچیده مناسب است. پارامترهای بحرانی و مهم بهطور مکرر مثلاً هر روز یک بار یا هر روز چند بار چک میشوند و این کار توسط کالیبراتوری که تنها پارامترهای مشخصی را اندازهگیری میکند (Black Box) انجام میشود. اگر در این تستها وسیله اندازهگیری تأیید نشود جهت بررسی، تست و تأیید کامل ارسال میشوند.
مهمترین مزیت این روش آن است که اطمینان لازم برای استفادهکننده از وسیله را فراهم میآورد. این روش برای وسایلی که از نظر جغرافیایی دور از لابراتوار کالیبراسیون هستند، مناسب است. زیرا تست و تأیید کامل زمانی انجام میشود که نیاز به آن وجود داشته باشد و از طرفی فاصله زمانی بین دو تأییدیه افزایش یابد. مشکل اساسی در این روش تعیین پارامترهای مهم وسیله اندازهگیری جعبه سیاه و طراحی جعبه سیاه است.
برچسبهای کالیبراسیون
پس از انجام کالیبراسیون برای کنترل و حصول اطمینان از انجام عملیات کالیبراسیون برچسبهای کالیبراسیون بر روی وسیله اندازهگیری شده، نصب میشوند. کلیه دستگاههای تست، بازرسی و آزمون باید دارای برچسب کالیبراسیون باشند تا تعیین شود که دستگاه توسط آزمایشگاه کالیبراسیون بازرسی و کالیبره شده است. بر روی برچسب کالیبراسیون حتماً باید تاریخ کالیبره و انقضای اعتبار آن قید شود، مهر آزمایشگاه کالیبرهکننده بر روی آن باشد و در جایی که به وضوح دیده میشود، نصب گردد.
برچسبهای کالیبراسیون دارای انواع مختلفی هستند:
1- برچسب مخصوص استانداردهای اولیه به رنگ قرمز
2- برچسب مخصوص استانداردهای ثانویه به رنگ طلایی
3- برچسب مخصوص استانداردهای کاری به رنگ سبز
4- برچسب مخصوص کلیه دستگاههای متفرقه به رنگ سفید
5- برچسب (No CALIBRATION REQUIRED) NCR مربوط به تجهیزاتی که نیاز به کالیبراسیون ندارند.
6- برچسب (CALIBRATION BEFORE USE) CBU مربوط به تجهیزاتی که به ندرت استفاده میشوند.
مطمئن شوید صفر دستگاه کجاست؟!
آزمایشگاه کالیبراسیون کالیبراسیون در واقع ایجاد نظامی مؤثر به منظور کنترل صحت و دقت پارامترهای مترولوژیکی دستگاههای آزمون و وسایل اندازهگیری و کلیه تجهیزاتی است که عملکرد آنها بر کیفیت فرایند تأثیرگذار است و به منظور اطمینان از تطابق اندازهگیریهای انجام شده با استانداردهای جهانی مورد استفاده قرار میگیرد. اگرچه کالیبراسیون تعاریف متعددی دارد اما در یک نگاه کلی میتوان کالیبراسیون را مقایسه یک دستگاه اندازهگیری با یک استاندارد و تعیین میزان خطای این وسیله نسبت به آن و درصورت لزوم تنظیم دستگاه در مقایسه با استانداردهای مربوطه دانست.
اگرچه کالیبره کردن تجهیزات پزشکی در ابتدای به کارگیری آنها و در لحظه ساخت از اهمیت قابل قبولی برخوردار است، اما حصول اطمینان از کاربرد دستگاههای کالیبره در تمامی مدت فعالیت آن دستگاه، نکتهای است که باعث ایجاد اعتماد متقابل پزشک و بیمار شده و علاوه بر کاهش هزینههای درمانی، کاهش مدت زمان بستری را نیز دربرخواهد داشت.
بدون شک، آزمایشگاه کالیبراسیون میتواند دربسیاری از فرآیندهای بیمارستانی نقش عمدهای ایفا نماید و ابعاد مختلف مرتبط با تجهیزات پزشکی از جمله تعمیرات، نظارت و بازرسی را متحول سازد.

مهمترین اهداف تأسیس آزمایشگاه کالیبراسیون به شرح زیر است:
1- کاهش هزینه تعمیرات اتفاقی به دلیل نظارت بر عملکرد دستگاه
2- افزایش عمر تجهیزات پزشکی به دلیل کاهش مراجعات و بررسی عملکرد دستگاه توسط متخصصان
3- کاهش مواد، قطعات و ملزومات مصرفی
4- جلوگیری از مراجعات متعدد به مراکز درمانی به منظور کسب اطمینان از صحت آزمایشات
یکی از تصمیماتی که به هنگام تنظیم کالیبراسیون باید در نظر گرفته شود این است که آیا کالیبره کردن دستگاه مورد نظر در داخل سازمان و از طریق راهاندازی آزمایشگاه کالیبراسیون انجام شود یا از خدمات شرکتهای ارائهکننده خدمات کالیبراسیون استفاده شود. کالیبراسیون فرآیندی دورهای است که باید نسبت به انجام آن در دورههای مشخص و معینی اقدام نمود. دلایل زیر به صورت پنهان و غیرمستقیم به توجیه اقتصادی و فرآیند کالیبراسیون تجهیزات پزشکی تأثیرگذار است:
1- در حال حاضر تکنولوژی کالیبره کردن تجهیزات پزشکی موضوع بسیار جدیدی است و شرکتهای کمی در این زمینه فعالیت دارند و توانایی پوشش دادن محدوده وسیع کلیه تجهیزات پزشکی را ندارند.
2- هزینه اصلی استفاده از شرکتهای خدماتدهنده در زمینه کالیبراسیون به طور مستقیم با تعداد دستگاههایی که نیاز به کالیبره شدن دارند، متناسب است. البته این هزینه قابل توجه است.
3- افزون به هزینه ذکر شده در بند (2) باید هزینههای غیرمستقیم زیر نیز نظر گرفته شود:
الف- هزینههای پنهان مدت از کارافتادگی (خواب دستگاه) در هنگام ارسال دستگاه جهت انجام کالیبراسیون
ب- هزینه های پنهان اداری جهت ارسال دستگاه برای انجام کالیبراسیون
ج- هزینه های پنهان خرابی احتمالی دستگاهها در اثر حمل و نقل
د- هزینه های پنهان خارج شدن دستگاهها از وضعیت کالیبره به دلیل حمل و نقل
4- کالیبراسیون فرآیندی است که در اثر اجرای آن اطمینان از داده خروجی دستگاه در ازای ورودی معین برای کاربر مشخص میگردد. بنابراین پس از هر بار انجام تعمیر بر روی هر دستگاه پزشکی، باید آن دستگاه از نظر کالیبره بودن نیز بررسی گردد. بنابراین بیمارستان متحمل هزینههای مرتبط با انجام کالیبراسیون به ازای انجام هر تعمیر اتفاقی برروی دستگاهها، علاوه بر کالیبراسیون دورهای میگردد.

تقسیم بندی استانداردهای آزمایشگاه کالیبراسیون
آزمایشگاه کالیبراسیون باید همواره اطمینان حاصل کند که تمامی وسایل آزمون و اندازهگیر به طور دورهای برای بررسی، کالیبره و تأیید دقت و درستی به آزمایشگاه آورده میشوند. بر روی دستگاههایی که تأیید میشوند باید برچسب مخصوصی زده شود و تاریخ کالیبراسیون و انقضا روی آن نوشته شده باشد. از به کار گرفتن دستگاههایی که فاقد این برچسب هستند باید جداً جلوگیری به عمل آید.
استانداردهای موجود در هر آزمایشگاه به سه دسته کلی تقسیم میگردند:
1- استانداردهای اولیه:
این استانداردها دارای بالاترین دقت برای کمیت خاص هستند که همواه توسط یک مؤسسه معتبر بینالمللی کالیبره و دارای تأییدیه هستند. این استانداردها توسط افراد مجرب برای کالیبره کردن استانداردهای ثانویه مورد استفاده قرار میگیرد.
2- استانداردهای ثانویه:
استانداردهایی هستند که به صورت دورهای توسط استانداردهای اولیه کالیبره میگردند و صرفاً برای کالیبره کردن استانداردهای رده پایینتر یعنی استانداردهای کاری به کار گرفته میشوند.
3- استانداردهای کاری
از نظر دقت، پایینترین مقیاس را در سطح آزمایشگاه کالیبراسیون دارند و برای کالیبره کردن کلیه دستگاههای اندازهگیر که از واحدهای دیگر به آزمایشگاه فرستاده میشوند مورد استفاده قرار میگیرند.

شیوه اجرایی کالیبراسیون
کلیه دستگاههای آزمون و اندازهگیر در شعبات و کارگاههای مختلف همواره باید مورد بررسی بازرسین فنی قرار گرفته و در صورتی که تاریخ اعتبار آنها پایان یافته و یا در شرف اتمام است، جهت کالیبره دورهای توسط فرم مخصوص به آزمایشگاه کالیبراسیون فرستاده شود. دستگاه مطابق روش استاندارد توسط کارکنان آزمایشگاه مورد آزمایش و کالیبره قرار میگیرد. اگر دقت دستگاه با دقت بیان شده در کتابچه فنی و یا مرجع استاندارد مربوطه مطابقت داشته باشد برچسب مخصوص کالیبراسیون بر روی دستگاه نصب خواهد شد. در این برچسب تاریخ کالیبره و تاریخ انقضا آن به طور وضوح قید گردیده است. در غیر این صورت دستگاه تعمیر یا تنظیم خواهد شد.
متخصصی که دستگاه را کالیبره مینماید الزاماً باید فرم مخصوص اطلاعاتی دستگاه را تکمیل نموده و آن را با امضا خود تأیید کند و برچسب مخصوص کالیبراسیون را نیز ممهور نموده و در جایی که به وضوح دیده شود، در روی دستگاه بچسباند. فرم اطلاعاتی که به عنوان گواهینامه صادر میشود حتماً باید توسط مسؤول آزمایشگاه بررسی و مورد تأیید قرار گیرد، دستگاه پس از انجام کلیه مراحل به کارگاه و یا شعبه مربوطه ارسال میگردد.
کلیه برچسبهای کالیبراسیون باید توسط متخصص آزمایشگاه کالیبراسیون برداشته یا نصب شود در غیر این صورت اگر برچسب اطمینان درستی دستگاهی مخدوش شده باشد آزمایشگاه از قبول آن خودداری خواهد نمود. بازرسین فنی در کلیه کارگاهها موظف هستند کلیه وسایل اندازهگیر و تستکننده را به طور مرتب مورد بررسی قرار داده و اطمینان حاصل کنند که تاریخ اعتبار کالیبره آنها نگذشته باشد و در غیر این صورت آنها را برای کالیبره به آزمایشگاه کالیبراسیون ارسال نمایند.
دستگاههایی که تعمیر و یا تنظیم میگردند بعد از خاتمه کار دوباره کالیبره شده و در صورتی که ویژگی مترولوژیکی خود را بازیافته باشند برچسب کالیبراسیون و برچسب اطمینان و درستی روی آنها نصب میگردد، اقدامات انجام شده در مورد تعمیر و یا تنظیم دستگاه و همچنین قطعات مصرف شده لزوماً باید در فرم مخصوص اطلاعاتی دستگاه قید گردد.
دستگاههایی که به ندرت استفاده میشوند، باید دارای برچسب (CALIBRATION BEFORE USE) C.B.U باشند و هرگاه لازم شد که از آنها استفاده گردد حتماً قبل از استفاده باید طبق روش معمول کالیبره گردند.
دستگاههایی که خراب شده و قابل تنظیم و یا تعمیر نبوده و دقت کاری خود را از دست داده باشند، باید توسط فرمهای مخصوصی از رده خارج گردند. در این رابطه فقط آزمایشگاه کالیبراسیون تصمیم گرفته و حکم صادر میکند.
دستگاههایی که نیاز به کالیبره ندارند با برچسب (NOT CALIBRATION REQUIRED) N.C.R مشخص گردند.
اگر دستگاهی معیوب شده و یا دقت آن مورد شک و تردید باشد، باید فوراً توسط فرم مخصوص با ذکر علت خرابی به آزمایشگاه کالیبراسیون ارسال شود. آزمایشگاه کالیبراسیون موظف است هر ماه لیستی از کلیه دستگاههایی که اعتبار آنها منقضی یا در شرف اتمام است، تهیه نماید و به کارگاهها و شعبات جهت اطلاع ارسال کند.
اگرچه در نگاه اول و در ظاهر، تجهیزات کالیبراسیون دستگاههای پزشکی به عنوان کالیبره کننده یک یا چند پارامتر به هم شبیه هستند و عملکرد مشابهی دارند، اما چگونگی و دامنه عملکرد آنها میتواند بسیار متفاوت باشد. در بسیاری از موارد دیده شده برخی از کالیبراتورها تنها امکان کالیبره کردن دستگاههای پزشکی معین که مشخصات آنها از قبل در کالیبراتور تعریف شده را دارا هستند. پرکاربردترین کالیبراتورهای آزمایشگاه کالیبراسیون تجهیزات پزشکی در جدول زیر نشان داده شده است.

فنون کالیبراسیون
به طور کلی کالیبراسیون به سه روش قابل اجراست. روش اول کالیبراسیون برای به دست آوردن خطا و ثبت نتایج حاصله است. روش دوم کالیبراسیون روش اول را در برگرفته و علاوه بر آن نتایج حاصله با استاندارد و دستورالعمل مقایسه شده و وضعیت وسیله نیز از جهت قبول یا رد آن مشخص میشود. روش سوم کالیبراسیون روش دوم را دربرگرفته و تنظیم، تعمیر یا حذف خطای ایجاد شده را نیز دربرمیگیرد.
تعیین فواصل زمانی کالیبراسیون مجدد
تعیین حداکثر زمان فواصل کالیبراسیون دورهای دستگاههای اندازهگیری یکی از عناصر مؤثر در یک نظام کالیبراسیون است. عوامل زیادی در تعیین این زمان
مؤثرند که مهمترین آنها موارد زیر است:
1- نوع وسیله (دستگاه)
2- پیشنهاد و توصیه کارخانه سازنده
3- روند دادههای به دست آمده از روی سوابق کالیبراسیونهای قبلی
4- سوابق تعمیر و نگهداری دستگاه
5- طول زمان استفاده تعداد دفعات استفاده و چگونگی استفاده از دستگاه
6- میزان گرایش به فرسودگی و تغییر تدریجی ویژگیهای مترولوژیکی با گذشت زمان
7- تعداد دفعات و کیفیت بازرسی تجهیزات در داخل سازمان
8- تعداد دفعات تست ضربدری دستگاه با دستگاههای دیگر به ویژه در مورد استانداردهای اندازهگیری
9- شرایط محیطی (دما، رطوبت، ارتعاش و غیره)
10- دقت اندازهگیری مورد نظر
هزینه کالیبراسیون را معمولاً نمیتوان در تعیین فواصل کالیبراسیون نادیده گرفت که این خود ممکن است عامل محدودکننده به شمار آید. بنابراین با توجه به عوامل فوق آشکار است که جدول فواصل کالیبراسیون یکنواختی نمیتوان تهیه کرد. بهتر است که ابتدا جدولی تهیه شود و سپس با توجه به موقعیتهای خاص در آن تغییراتی داده شود. به هنگام تعیین فواصل کالیبراسیون مجدد هر وسیله اندازهگیری، دو معیار اساسی و متناقض وجود دارد که لازم است موازنه شوند:
1- خطر احتمالی ناشی از بهکارگیری یک وسیله اندازهگیری در خارج از حدود رواداری آن که باید تا حد امکان کاهش یابد.
2- هزینه کالیبراسیون سالیانه که باید در حداقل مقدار نگهداشته شود.
سیستمی که فواصل زمانی بین دو تأییدیه را، پس از تعیین اولیه بازبینی ننماید قابل اطمینان نیست. در بازبینی باید دو پارامتر ریسک و قرار نگرفتن وسیله در محدوده مجاز در فواصل بین دو تأیید و هزینه هر بار تست و تأییدیه مد نظر قرار گیرد. در این جا روشهایی برای بازبینی فواصل زمانی بین دو تأییدیه ارائه میگردد.
الف) تنظیم اتوماتیک یا پلهای:
هر زمان که وسیلهای به صورت روتین تأیید میشود، اگر وسیله قبل از پایان زمان بین دو تأییدیه به خارج از تلرانس خطا برود، فاصله زمانی بین دو تأییدیه کاهش داده میشود و اگر وسیله قبل از پایان زمان بین دو تأیید هنوز در محدوده تلورانس خطا باشد، زمان افزایش داده میشود. روش پلهای ممکن است به سرعت باعث حصول پریود بهینه شود بدون آنکه کارهای نوشتاری زیادی صورت پذیرد.
ب) چارت کنترل
کمیتهای تست شده در هر مرحله تأیید، یادداشت شده و منحنی تغییرات آنها نسبت به زمان رسم میشود. از این منحنیها پراکندگی حول میانگین و انباشتگی محاسبه میگردد.
ج) زمان تقویمی یا سپری شده
ابتدا وسایل اندازهگیری به گروههایی بر اساس مشابهت ساختاری آنها با یکدیگر، قابلیت اطمینان و پایداری یکسانی تقسیم میشوند. طول زمان تأییدیه مشخصی به هر گروه بر اساس درک و تجارب مهندسی اختصاص داده میشود. در هر گروه تعداد وسایلی که در زمان تعیین شده جهت تأیید مجدد برگردانده میشوند. اما خطای زیادی در آنها مشاهده میشود، یا به گونهای تأیید نمیشوند، یادداشت شده و به صورت نسبتی از کل تعداد وسایل در آن گروه بیان میشود.
در تعیین اقلام غیرقابل تأیید آن تعداد که به طور واضح آسیب دیدهاند یا توسط مصرفکننده به عنوان مشکوک یا معیوب بازگردانده شدهاند، گنجانیده نمیشوند. چون این وسایل برای اندازهگیری به کار نمیروند، در نتیجه تولید خطا نمیکنند. اگر نسبت وسایل تأیید نشده زیاد باشد، پریود بین دو تأیید باید کاهش داده شود. اگر زیرمجموعهای خاص از وسایل مانند سایر اعضای گروه رفتار ننمایند، این زیرگروه باید به گروه دیگری منتقل شود که دارای پریود بین دو تأیید متفاوتی باشد. اگر تعداد وسایل غیرقابل تأیید دریک گروه خیلی کم باشد ممکن است از نظر اقتصادی افزایش پریود بین دو تأیید قابل توجیه باشد.
د- زمان مصرف شدن وسیله:
این روش برگرفته از روشهای قبلی است. اساس روش ثابت است، اما پریود بین دو تأییدیه به جای زمان سپری شده برحسب ماه، برحسب ساعات مصرف تعریف میشود. وسیله اندازهگیری مجهز به سیستم اندازهگیری زمان مصرف است و هر گاه زمان مصرف نشان داده شده به حد مشخصی رسید، وسیله تست، تنظیم و تأیید مجدد میشود. امتیاز تئوریک مهم این روش آن است که دفعات تأیید و در نتیجه هزینه تأیید مستقیماً بر اساس زمان مصرف است.
و- تست در حال سرویس یا جعبه سیاه:
این روش مکمل تست و تأیید کامل سیستم است. در این صورت در فاصله زمانی بین دو تأیید کامل، از وضعیت وسیله اندازهگیری اطلاع گرفته میشود و این اطلاعات کفایت یا عدم کفایت طول زمان بین دو تأیید کامل را روشن مینماید. این روش مشابهتی با روشهای اول و دوم دارد و برای وسایل و سیستمهای اندازهگیری پیچیده مناسب است. پارامترهای بحرانی و مهم بهطور مکرر مثلاً هر روز یک بار یا هر روز چند بار چک میشوند و این کار توسط کالیبراتوری که تنها پارامترهای مشخصی را اندازهگیری میکند (Black Box) انجام میشود. اگر در این تستها وسیله اندازهگیری تأیید نشود جهت بررسی، تست و تأیید کامل ارسال میشوند.
مهمترین مزیت این روش آن است که اطمینان لازم برای استفادهکننده از وسیله را فراهم میآورد. این روش برای وسایلی که از نظر جغرافیایی دور از لابراتوار کالیبراسیون هستند، مناسب است. زیرا تست و تأیید کامل زمانی انجام میشود که نیاز به آن وجود داشته باشد و از طرفی فاصله زمانی بین دو تأییدیه افزایش یابد. مشکل اساسی در این روش تعیین پارامترهای مهم وسیله اندازهگیری جعبه سیاه و طراحی جعبه سیاه است.
برچسبهای کالیبراسیون
پس از انجام کالیبراسیون برای کنترل و حصول اطمینان از انجام عملیات کالیبراسیون برچسبهای کالیبراسیون بر روی وسیله اندازهگیری شده، نصب میشوند. کلیه دستگاههای تست، بازرسی و آزمون باید دارای برچسب کالیبراسیون باشند تا تعیین شود که دستگاه توسط آزمایشگاه کالیبراسیون بازرسی و کالیبره شده است. بر روی برچسب کالیبراسیون حتماً باید تاریخ کالیبره و انقضای اعتبار آن قید شود، مهر آزمایشگاه کالیبرهکننده بر روی آن باشد و در جایی که به وضوح دیده میشود، نصب گردد.
برچسبهای کالیبراسیون دارای انواع مختلفی هستند:
1- برچسب مخصوص استانداردهای اولیه به رنگ قرمز
2- برچسب مخصوص استانداردهای ثانویه به رنگ طلایی
3- برچسب مخصوص استانداردهای کاری به رنگ سبز
4- برچسب مخصوص کلیه دستگاههای متفرقه به رنگ سفید
5- برچسب (No CALIBRATION REQUIRED) NCR مربوط به تجهیزاتی که نیاز به کالیبراسیون ندارند.
6- برچسب (CALIBRATION BEFORE USE) CBU مربوط به تجهیزاتی که به ندرت استفاده میشوند.
مسئول کالیبراسیون

معرفی

مسئول کالیبراسیون و تجهیزات اندازه گیری کسی است که بتواند از عهده و نقشه خوان و کالیبره کردن تجهیزات اندازه گیری ابعاد ، جرم ، حجم ، نیرو ، فشار ، گشتاور، درجه حرارت ، N.D.T ، جریان سنجی بر اساس استاندارهای مربوطه و انجام محاسبات مربوطه و تحویل و تحول آنها برآید .

نمونه وظایف
1. شناسایی اصول استقرار نظام کالیبراسیون در سیستم تضمین کیفیت
2. آشنایی با گواهینامه و گزارش های سیستم کالیبراسیون
3. آشنایی با برچسب های سیستم کالیبراسیون
4. آشنایی با دوره های زمانی کالیبراسیون
5. آشنایی با انبارش وسایل اندازه گیری و جابجایی آنها
6. آشنایی با قابلیت های ردیابی وسایل اندازه گیری
7. آشنایی با شرایط محیط کالیبراسیون
8. آشنایی با کیفیت کاری نیروی انسانی
9. آشنایی با استانداردهای نظام تضمین کیفیت وسایل اندازه گیری
10. شناسایی اصول تشخیص مفاهیم کاربردی کالیبراسیون
11. آشنایی با خطاهای تجهیزات اندازه گیری
12. تقسیم بندی خطا و شیوه های کاهش اثرات آنها در اندازه گیری
13. ریشه یابی، ارزیابی و گزارش خطاهای اندازه گیری شده
14. آشنایی با مفهوم عدم قطعیت در اندازه گیری
15. درک مفهوم عدم قطعیت در اندازه گیری
16. عوامل موثر در نتایج آزمون و محاسبه عدم قطعیت
17. مفهوم آماری به عنوان مکمل اندازه گیری و کالیبراسیون
18. آشنایی با شیوه های اجرایی کالیبراسیون
19. آشنایی با ابزار و وسایل مورد نیاز در سیستم کالیبراسیون
20. آشنایی با نمودارهای کالیبراسیون
21. شناسایی اصول ترسیم نمودارهای کالیبراسیون
22. شناسایی نظام تضمین کیفیت در کالیبراسیون
23. آشنایی با عوامل موثر فیزیکی محیط کار
24. آشنایی با عوامل موثر شیمیایی محیط کار
25. آشنایی با عوامل بیولوژیکی محیط کار
26. آشنایی با عوامل موثر فیزیولوژیکی محیط کار
27. شناسایی اصول شناخت عوامل موثرکار
28. آشنایی با مفهوم کالیبراسیون و اهیمت آن
29. آشنایی با تاریخچه کالیبراسیون در ایران و جهان
30. آشنایی با تعاریف و اصطلاحات کالیبراسیون
31. آشنایی با مشخصات تجهیزات کالیبراسیون
32. توانایی تشخیص مفاهیم کاربردی کالیبراسیون
33. توانایی نقشه کشی و نقشه خوانی صنعتی
34. توانایی کالیبره کردن وسایل اندازه گیری ابعاد
35. توانایی کالیبره کردن وسایل اندازه گیری جرم و حجم
36. توانایی کالیبراسیون وسایل اندازه گیری دما
37. توانایی کالیبره کردن وسایل اندازه گیری فشار
38. توانایی کالیبره کردن وسایل اندازه گیری کیمیت وکیفیت های الکتریکی
39. توانایی کالیبره کردن وسایل اندازه گیری کیمیت وکیفیت های الکترونیکی
40. توانایی کالیبره کردن ساعت ها
41. توانایی کالیبره کردن وسایل پژوهشی و آزمایشگاهی
42. توانایی کالیبره کردن تجهیزات جریان سنجی (فلومتر)
43. توانایی کالیبراسیون وسایل اندازه گیری نیرو و گشتاور
44. توانایی کالیبراسیون تجهیزات N.D.T
45. توانایی اجرای مقررات و آیین نامه های شغلی
46. توانایی بکارگیری نظام تضمین کیفیت
47. توانایی پیشگیری از حوادث و رعایت نکات ایمنی و حفاظتی و بهداشت کار
ابزار و وسایل 1. وسایل اندازه گیری ابعاد
2. وسایل اندازه گیری جرم و حجم
3. وسایل اندازه گیری گرما
4. وسایل اندازه گیری فشار
5. وسایل اندازه گیری کمیت و کیفیت های الکتریکی
6. وسایل اندازه گیری کمیت و کیفیت های الکترونیکی
7. فلومتر
8. وسایل اندازه گیری نیرو و گشتاور
شرایط ارتقاء شغل
از آنجایی که فرد شاغل در این شغل مسئول کالیبراسیون هست. ابتدا باید بداند که توانایی پاسخگویی در این مسئولیت با رعایت استانداردها، دقت و حوصله و داشتن پشتکار و نظم و انضباط صورت می گیرد و همین رمز ارتقاء فرد برای اشتغال در بخش های مهم صنعتی و تولیدی می باشد.
ویژگی های شخصیتی
در سیستم تضمین کیفیت یکی از مهمترین مسائل نظام اندازه گیری است. فرد شاغل در این رشته باید دقیق، با حوصله و دارای جدیت در اندازه گیری و مراقب تمام استانداردهای لازم برای تضمین کیفیت کالا باشد. درک مفهومی بالا و توانمند در کاهش خطا باشد و اصول ترسیم نمودارهای کالیبراسیون را به خوبی پیاده نماید.

مبدل حرارتی (Heat Exchanger)

0
0

نام تجهیز : مبدل حرارتی (Heat Exchanger)

 

چکیده:

مبدل حرارتی دستگاهی است که برای انتقال حرارت موثر بین دو سیال (گاز یا مایع) به دیگری استفاده می‌گردد. از رایج‌ترین مبدل‌های حرارتی رادیاتور خودرو و رادیاتور شوفاژ است. مبدل های حرارتی در صنایع مختلف از جمله گرم کردن فضا، سرد سازی، تهویه مطبوع، خودرو، نفت و گاز و بسیاری صنایع دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرند. مکانیزم انتقال حرارت بصورت جابجایی و هدایت می باشد. یک مثال معمول از مبدل های حرارتی رادیاتور ماشین می باشد،که در آن آبی که با حرارت موتور ماشین داغ شده است ، حرارت آن از طریق رادیاتور به جریان هوا منتقل می کند. از انواع مبدل ها می توان به مواردی چون مبدل های لوله ای (Tubular Heat Exchanger) (که خود این مبدل ها بر اساس شکل به مبدلهای لوله ای U شکل، مبدلهای دو لوله ای ساده و مبدل های دو لوله ای کویل دار تقسیم بندی می شوند.) ، مبدل های پوسته و لوله (Shell & Tube Heat Exchanger)، مبدل های صفحه ای (Plate heat exchanger)، مبدل های پره دار (Fin Heat Exchangers) اشاره کرد.

مقدمه:

مقدمه:

مبدل ها وسایلی هستند که در صنعت برای انتقال حرارت بین دو سیال بکار می روند. در ابتدا سعی می شود تا آنجا که ممکن است برای گرم کردن و سرد کردن جریان ها از خود سیال های موجود در فرایند استفاده شود . بعد از حداکثر کردن میزان بازیافت حرارت در شبکه مبدل حرارتی بار های گرمایشی و سرمایشی که از طریق بازیافت حرارت تامین نشده اند باید توسط سرویس های جانبی (Utility) تهیه شوند . مکانیزم انتقال حرارت بصورت جابجایی و هدایت می باشد.
نحوه قرار گرفتن سیال ها در کنار یکدیگر می تواند به چندین صورت مختلف باشد:

- جریان همسو (co-current) : دو سیال از یک طرف مبدل وارد شده و هر دو از طرف دیگر خارج می شوند. بعضی در مبدل نیز هردو در یک سو حرکت می کنند . نتیجتاً در مبدل نیز هر دو در یک سو حرکت می کنند. (شکل 1)
 

شکل 1 - جریا نهای همسو-  

جریان ناهمسو (counter-current): هرکدام از سیال ها از جهات مخالف وارد و خارج می شوند ( یکی از سیا لها از یک جهت و سیال دیگر از جهت دیگر وارد می شود) و دو سیال در مبدل به صورت ناهمسو جریان دارد.(شکل 2) 

  

شکل 2 - جریان های ناهمسو-  

جریان متقاطع (cross-flow): یکی از سیال ها از یک جهت و سیال دیگر در جهت عمود بر آن جریان دارد. مشخص ترین نمونه آن رادیاتور ماشین می باشد که جریان آب از بالا به پایین در لوله ها و جریان هوا عمود بر آن می باشد.(شکل 3 ) 


 

- جریان چندگذر (multi pass): که در آنها جریان های دو سیال به صورت چندتایی در مبدل چیده شده اند .(شکل 4)
 

شکل 4 - جریان های چند گذر 

تقسیم بندی مبدل ها

مبدل ها را می توان از جهات گوناگون تقسیم بندی کرد. ابتدا عناوین این تقسیم بندی ذکر می گردد و سپس در مورد هرکدام توضیحاتی ارائه می شود.
تقسیم بندی بر اساس خصوصیات سیال هایی که در مبدل ها جریان دارد:
این تقسیم بندی بر اساس سیال فرایندی مبدل شکل گرفته است. البته تفاوت بین ضرایب انتقال حرارت گازها و مایعات در تعیین شکل مبدل نقش موثری دارد.

مایع/ مایع
در این نوع مبدل های حرارتی هر دو سیال مایع هستند و مکانیزم انتقال حرارت برای هر دو ، انتقال حرارت اجباری است. انتقال حرارت در این مبدل ها به علت بالا بودن ضریب انتقال حرارت مایعات بالاست.

گاز/ مایع
در این مبدل ها یک سیال مایع و سیال دیگر گاز است. معمولاً برای خنک نمودن سیال گرم توسط هوا استفاده می شود. جریان مایع با سرعت کافی داخل لوله پمپ می شود که این موجب بالا بودن ضریب انتقال حرارت طرف لوله ها می شود. هوا به صورت متقاطع بر روی لوله ها جریان می یابد. جریان هوا می تواند به صورت جابجایی اجباری یا آزاد باشد.

گاز/گاز
معمولاً کمتر اتفاق می افتد که در مبدل ها هر دو سیال گاز باشند مگر اینکه یکی از گازها در فشار بالا باشد .
گاز فشار بالا که دانسیته آن بیشتر است در داخل لوله ها جریان می یابد. البته ضریب انتقال حرارت در این موارد خیلی کوچک است و برای انتقال حرارت مناسب باید تدابیری اندیشید که در مباحث بعد در این مورد بحث می شود.

کندانسورها
در این مبدل های حرارتی جریان بخار یک سیال توسط مایع (مثلاً آب) و یا جریان گاز (مثلاً هوا) خنک و کندانس می شود. گاهی اوقات بخار خارج لوله است مثل کندانسورهای نیروگاه های حرارتی و گاهی اوقات بخار داخل لوله است مثل کندانسورهای فرئون.
منبع:پترونت

مبدل پره دار (Fin Heat Exchangers)

0
0

مبدل پره دارنام تجهیز : مبدل پره دار (Fin Heat Exchangers)

هنگامی که اختلاف فاحشی بین ضریب انتقال حرارت داخل و خارج لوله (در هرکدام از انواع مبدلهای ذکر شده) وجود داشته باشد از پره استفاده می شود (در طرفی که ضریب انتقال حرارت کمتر دارد). به عنوان مثال در مبدل های گاز/مایع در طرف گاز از پره های بلند استفاده می شود و یا در مبدل های گاز/گاز به علت کم بودن ضریب انتقال حرارت در دو طرف به وسیله فین ها سطح انتقال حرارت و در ننتیجه میزان آن را افزایش می دهند.
پره ها معمولاً دارای ضخامت 0.0335 in هستند. راندمان حرارتی آنها با افزایش مقاومت حرارتی کاهش پیدا می کند. اگرچه لوله های با پره داخلی وجود دارد ولی در مبدلهای لوله ای بیشتر از پره های بلند طولی استفاده می شود که در خارج لوله تعبیه شده اند. پره ها می توانند پیچششی و منقطع نیز باشند تا بدین وسیله سیال داخل حلقه بهتر مخلوط شود. اما در عمل مشاهده می شود که افت فشار را به مقدار زیادی افزایش می دهند و به این ترتیب اثر افزایش انتقال حرارت خنثی می شود.
 

شکل 36 - نمونه ای ازمبدل پره دار

مبدل پوسته و لوله (Shell & Tube Heat Exchanger)

0
0

مبدل پوسته و لولهنام تجهیز : مبدل پوسته و لوله (Shell & Tube Heat Exchanger)

هنگامی که سطح انتقال حرارت لازم برای مبدل های دو لوله ای زیاد شود (بیشتر از 50m2 باشد)، بهتر است از مبدل های پوسته و لوله استفاده شود. مبدل های پوسته و لوله به طور وسیعی در فرایند های انتقال حرارت برای کاربردهای مایع/مایع و همچنین در کندانسورها و مولدهای بخار استفاده می شوند . این مبدل ها برای انتقال حرارت مشخصی سطح کمتری به نسبت مبدل های لوله ای اشغال می کنند.(شکل های 8 و 9 و 10)  

 


شکل 8 - مبدل های پوسته و لوله Shell & Tube Heat Exchanger

 

شکل 9 - مبدل های پوسته و لوله Shell & Tube Heat Exchanger
 

شکل 10 - مبدل های پوسته و لوله Shell & Tube Heat Exchanger
مزایای این گونه مبدل ها عبارتند از:

1 - در حجم کم ایجاد سطح بزرگی برای انتقال حرارت می کنند.
2 - طراحی مکانیکی خوبی دارند.
3 - روش ساخت تثبیت شده خوبی دارند.
4 - قابلیت استفاده برای دامنه وسیعی از مواد را دارند.
5 - به راحتی تجهیز می شوند.
6 - روش طراحی خوب و تثبیت شده ای دارند.

قسمتهای اصلی این مبدل ها عبارتند از:

- لوله ها (Tubes)
- پوسته (Shell)
- بافل ها (Baffles)
- هد جلویی (Front Head)
- هد پشتی (Rear Head)
- صفحات تیوب ها (Tube Sheets)
- نازل ها (Nozzels)

 

شکل 11 - مبدل های پوسته و لوله Shell & Tube Heat Exchanger با اجزا اصلی 

پوسته :
پوسته ها که در واقع در بر گیرنده لوله ها هستند از نظر اندازه، مواد سازنده و ضخامت محدوده وسیعی دارند. قیمت پوسته ها بیشتر از لوله ها می باشد. بنابراین معمولاً سعی می شود از حداقل پوسته استفاده شود.

لوله ها (Tubes) :
لوله عنصر اصلی مبدل های پوسته و لوله هستند که در واقع سطح انتقال حرارت لازم را برای سیالاتی که در داخل و خارج آن جریان دارند را فراهم می سازند. لوله ها معمولا از فلزات مختلف به روش اکستروژن و بدون درز ساخته می شوند. جنس آنها معمولاً ا ز فولاد کم کربن، فولاد زنگ نزن، مس و ...می باشد. لوله ها ممکن است به صورت مربعی 90 درجه (شکل 12 ) یا در وضعیت چرخانده کنار هم قرار گیرند .
در این حالت تمیز کردن خارج لوله ها راحت تر است. طرح مثلثی (شکل12) روش دیگری است که به علت زیاد بودن آشفتگی سیال، ضریب انتقال حرارت و افت فشار طرف پوسته را افزایش می دهد؛ و نیز مقدار بیشتری از لوله را می توان در قطر مشخصی از پوسته قرار داد. قطر لوله ها بین 16mm تا 50mm (⅝تا 2 اینچ) می باشد. ولی معمولاً از 16mm تا 25mm (⅝تا 1 اینچ) استفاده می شود. طول لوله ها نیز از 1.8 متر تا 7.3 متر ( 6ft تا 24ft) انتخاب می شود. ضخامت لوله ها نیز با توجه به قطر آنها از 1.2mm تا 3.2 mm انتخاب می شود.
گرچه هدف، افزایش انتقال حرارت به وسیله افزایش سرعت سیال ها در داخل لوله ها می باشد ولی این سرعت باید در حد مجاز باشد چون هرچقدر سرعت بیشتر شود،افت فشار افزایش می یابد وهمچنین نوسانات بیشتر می شود و باعث ایجاد شکستگی در اتصالات و زانویی ها می شود.
 

بافل ها (Baffles) :
بافل ها معمولاً در قسمت پوسته مبدل استفاده می شوند برای اینکه لوله ها را در جای خود نگه دارند و جریان سیال داخل پوسته را به صورت چرخشی تبدیل کنند تا سرعت سیال و ضریب انتقال حرارت افزایش یابد و معمولاً به صورت های Segmental baffle, disk-and-doughnut baffle,orifice baffle (شکل های 15،16 و17) می باشند.

بافل ها دو مشخصه اصلی دارند: برش بافل(Baffle Cut)، فاصله بافل ها ( Baffle Spacing Lb )

فاصله بافل ها ( Baffle Spacing Lb) :
فاصله دو بافل متوالی می باشد که معمولاً بین 20% تا 100% قطر پوسته انتخاب می شود و مقدار بهینه آن بین 30% تا 50% قطر پوسته می باشد. هرچقدر Lb کمتر باشد سرعت و افت فشار در پوسته بیشتر می شود.

برش بافل Baffle Cut :
ارتفاع بریده شده از بافل نسبت به قطر می باشد که معمولاً به صورت درصد بیان می شود و معمولاً 25 % می باشد.
 

شکل 13 - نمایش لوله ها در یک کلاف لوله Boundle Tube 

هرچقدر Baffle Cut کمتر یا طول بریده شده کمتر شود سرعت و ضریب انتقال حرارت و افت فشار بیشتر می شود.
بافل ها را می توان به دو دسته بافل های طولی Longitudinal Baffles و بافل های متقاطع یا مورب Transver Baffles نیز تقسیم بندی کرد که معمولاً به صورت زاویه دار با لوله ها قرار می گیرند و باعث ایجاد جریان ناآرام در اطراف پوسته می شوند.
بافل های طولی برای کنترل مسیر جریان داخل پوسته استفاده می شوند.
 

شکل 14 - نمایی از اجزا یک مبدل پوسته و لوله شامل صفحه تیوب، لوله ها و بافل ها
 

شکل 15 - disk-and-doughnut baffle
 

شکل 16 - orifice baffle
 

 

شکل 18 - آرایش مثلثی لوله ها ،صفحه تیوب و بافل ها در یک مبدل پوسته و لوله 

صفحه تیوب (Tube Sheet) :
یکی از اجزای مهم مبدل ها که اصلی ترین سد بین تیوب ها و پوسته است و طراحی مناسب آنها برای اطمینان از کارایی سیستم لازم است، صفحه تیوب ها هستند. نحوه اتصال آنها به تیوب ها و پوسته هم می تواند به صورت جوش داده شده و هم به وسیله پیچ باشد
 

شکل 19 - آرایش مثلثی لوله ها ،صفحه تیوب و بافل ها در یک مبدل پوسته و لوله 

شکل 19 - آرایش مثلثی لوله ها ،صفحه تیوب و بافل ها در یک مبدل پوسته و لولهتعداد گذرهای پوسته و لوله :
ساده ترین مدل جریان برای لوله ها به این صورت است که سیال از یک طرف وارد شود و از طرف دیگر خارج گردد. این مدل تک گذر لوله است. برای بهتر نمودن انتقال حرارت سرعت بالاتری باید ایجاد نمود . این عمل به وسیله افزایش تعداد گذر لوله ها امکان پذیر است. از طرف دیگر با افزایش تعداد گذرهای لوله و افزایش سرعت سیال ، افت فشار زیاد می شود. در واقع انتقال حرارت باید در سرعت های بالا ایجاد شود و این افت فشار سیستم را زیاد می کند. در نتیجه تعداد گذرها، با توجه به دو فاکتور سرعت و افت فشار مشخص می شود. تعداد گذرهای لوله معمولاً از یک تا هشت می باشد. در موردگذرهای پوسته نیز معمولا از یک یا دو گذر استفاده می شود .حالت های مختلف گذرهای پوسته در استاندارد بین المللی TEMA با علامتهای E,F,G,H,J,K,X شناخته می شوند. (شکل های 20 تا 26)

شکل 20 – پوسته E

شکل 21 – پوسته F

شکل 22 – پوسته G

شکل 23 – پوسته J

شکل 24 – پوسته K

شکل 25 – پوسته X

شکل 26 – پوسته H
نازل ها :
نازل ها برای انتقال سیال به بیرون و یا داخل مبدل استفاده می شوند.

اثرات حرارتی :
اگر مواد مانند آهن بکار رفته شده در مبدل ها حرارت ببینند ممکن است دچار انبساط حرارتی گردند . به عنوان مثال در یک مبدل پوسته و لوله افزایش درجه حرارت باعث افزایش اندازه لوله ها و پوسته می شود . از آنجایی که این افزایش ها ممکن است با هم فرق کنند، تنظیم های مختلفی برای کاهش این اثرات حرارتی وجود دارد. شکل ( 27 ) یک صفحه تیوب ثابت و بدون امکان انبساط می باشد. در شکل های ( 28 و 29 ) دو مبدل با کلگی های متحرک یا اتصالات متحرک برای کاهش میزان استرس ناشی از انبساط حرارتی می باشند. این استرس های حرارتی با استفاده از لوله های U شکل نیز قابل جلوگیری می باشند. استفاده از مبدل ها با کلگی های ثابت برای زمانی که لوله ها کوتاه هستند یا اختلاف دما بین لوله و پوسته ماکزیمم 30 درجه سلسیوس می باشد، استفاده می شود.
در اکثر موارد از مبدل ها با کلگی های متحرک Floating-Head استفاده می شود.
 

شکل 27 - مبدل با صفحه تیوب ثابت با دو گذر در قسمت لوله و یک گذر در پوسته
 

شکل 28 - مبدل با کلگی متحرک floating head داخلی با دو پاس در قسمت لوله و یک پاس درپوسته

 

شکل 29 - مبدل با floating head خارجی با دو پاس در قسمت لوله و یک پاس در پوسته

 

شکل 30 - مبدل پوسته و لوله

شکل 31 - مبدل پوسته و لوله 

انتخاب محل عبور سیال ها :
تصمیم گیری برای قرار دادن سیال در داخل پوسته و لوله و اینکه کدامیک از آنها در داخل لوله قرار داده شود و کدامیک داخل پوسته، به چند عامل بستگی دارد:
1 - فشارها : سیال با فشار بالا در قسمت لوله قرار می گیرد، زیرا صخامت نسبی لوله (نسبت به قطر) بیشتر است.
2 - درجه حرارت : افزایش درجه حرارت باعث کاهش تنش مجاز مواد بکار رفته می گردد و در نتیجه ضخامت لازم برای دیواره ظرف نیز افزایش می یابد. این تاثیر عیناً شبیه فشار است. سیال با درجه حرارت زیاد بایستی در لوله جای داده شود.
3 - خورندگی سیال ها : برای سیال های با خورندگی زیاد به مواد و آلیاژها ی گرانقیمت نیاز است . اگر فقط یکی از سیال ها خورنده باشد آن وقت گذاردن آن در داخل لوله باعث می شود که پوسته گرانقیمت از آلیاژ مرغوب نیاز نباشد. اما اگر سیال خورنده در پوسته قرار بگیرد آنگاه هم برای پوسته و هم برای لوله بایستی از موادی که در مقابل خوردگی مقاوم هستند استفاده شود.
4 - تمیزی سیال ها : در بعضی از فرایندهای انتقال حرارت شرایط لازم جهت تمیزی سیال ها و آلوده نشدن آنها سخت تر از حالت های عادی است و ممکن است به آلیاژهای گرنقیمت نیاز باشد . در اینگونه مواقع بهتر است که سیال ها در داخل لوله قرار داده شوند.
5 - خطر نشت : در بیشتر مبدل های حرارتی احتمال نشت سیال لوله ها از سیال پوسته کمتر است.
6 - ویسکوزیته سیال ها : برای اینکه انتقال حرارت ماکزیمم شود، جریان هر دو سیال می بایستی ناآرام باشد. در صورتی که سیال لزج در داخل لوله باشد احتمال دارد جریان آن آرام شود پس بهتر است داخل پوسته قرار داده شود.

رسوب مبدل ها (Fouling) :
هنگامی که یک مبدل حرارتی در سرویس قرار می گیرد در شروع کار سطوح انتقال حرارت آن تمیز است ولی با گذشت زمان در بعضی از سرویس ها مانند سیستم های قدرت فرایندهای شیمیایی ، به تدریج توانایی انتقال حرارت آنها کم می شود. این وضعیت به علت جمع شدن موادی روی سطوح انتقال حرارت (همان لوله ها) که موجب افزایش مقاومت حرارتی در برابر انتقال حرارت می گردد به وجود می آید. یک فرایند صنعتی را در نظر بگیرید که شامل چندین دستگاه اصلی می باشد. در صورتی که تمام فرایند بخواهد به خاطر اینکه یکی از ابزار انتقال حرارت که توانایی خود را در فرایند انتقال حرارت از دست داده از کار بیفتد این حادثه از نظر اقتصادی ناخوشایند است.
در استاندارد TEMA ضریب رسوب داده شده است تا به طراح کمک کند مبدل پوسته و لوله را طوری طراحی کند که بتواند برای مدتی به طرز رضایت بخشی کار کند. تا اینکه دوباره مبدل از مدار خارج شود و تمیز گردد.
عواملی که باعث ایجاد رسوب می شوند اغلب عبارتند از:
1 - وجود ذرات معلق در سیال
1 - وجود ذرات معلق در سیال
2 - کاهش حلالیت نمک ها با افزایش دما (مثل نمک های منیزم)
3 - خوردگی : بعنی تبدیل یک لایه از فلز (آهن) اکسید آن (اکسید آهن) وکه باعث کاهش ضریب رسانش می شود.
4 - پدیده های بیولوژیکی (زیست محیطی) : در آب رودخانه ها جلبک ها و موجودات زنده وجود دارند که با صافی جدا نمی شوند و داخل مبدل شروع به تکثیر می کنند.
5 - به وجود آمدن کک : در کور ه های نفت مقداری از نفت می شکند و تبدیل به کک می گردد و روی دیواره رسوب می کند.


شکل 32 - تشکیل رسوب در مبدل

تمیز کردن و نگه داری از مبدل : Cleaning & Maintenance
مبدل ها باید به طور متناوب تمیز شوند و لوله ها تعویض شوند . داخل لوله ها به راحتی با استفاده از مواد تمیز کننده مانند بعضی مواد اسیدی و jet آب تمیز می شوند. ولی تمیز کردن خارج لوله ها احتیاج به باز کردن لوله ها و کلاف لوله ها (Tube Bundle) از مبدل دارد.

مبدل های صفحه ای : (Plate heat exchanger)

مبدل های حرارتی صفحه و قاب از قرار گرفتن یک سری صفحات فلزی در کنار یکدیگر در داخل یک قاب فلزی ساخته می شوند. این صفحات در داخل قاب توسط میله های بلند بهم فشرده می شوند. طول این میله ها در شیارهای (Gasket) فاصله بین دو درپوش را طی می کنند و توسط مهره به درپوش محکم می گردند . واشر اطراف هر صفحه قرار داده می شود تا جریان سیال را در مجرای باریکی بین صفحات هدایت نماید و همچنین از نشت آنها به بیرون جلوگیری کند. در گوشه های هر صفحه مجرایی جهت ورود و خروج سیال گرم و سرد در نظر گرفته شده است و موقعیکه صفحات روی هم فشرده می شوند این محل های سوراخ شده در یک خط مستقیم قرار می گیرند و بدین وسیله هدرهای توزیع سیال در طول مبدل را به وجود می آورند.
صفحات می توانند از هر فلزی با ابعاد معین ساخته شوند آنگاه نقوش مختلف توسط پرس و قالبهای مخصوص روی صفحات چاپ گردد. هنگامی که این صفحات در محل خود در کنار یکدیگر قرار می گیرند شیارهای موجود روی صفحات متوالی تشکیل یک سری کانال های باریک جریان را می دهند. و سیال ها از طریق مجرای خیلی باریک و ظریف بین صفحات متوالی عبور می نمایند. در مبدل های مختلف آرایش جریان می توانند متفاوت باشند. یکی از این آرایشها به صورت موازی مختلف الجهت می باشد. در این نوع ارایش جریان های هر کدام از سیالها فقط یک بار ارتفاع صفحات را طی می کنند در حالیکه در آرایشهای چندگذر یک سیال ممکن است 2 بار و یا بیشتر ارتفاع مبدل را طی نماید.
 

شکل 33 - جریان در مبدل صفحه ای 

امتیازات و کاربردها :
یکی از امتیازات مهم و اساسی مبدل های حرارتی صفحه و قاب این است که سطح انتقال حرارت مبدل به آسانی از هم جدا می شوند. بعد از برداشتن مهره ها و میله های نگه دارنده و جداسازی صفحه متحرک انتهایی صفحات با لغزیدن روی صفحه باریکی برای معاینه از هم جدا می شوند. این امتیاز که صفحات به آسانی تمیز شوند و یا تعویض گردند باعث شده کاربرد این مبدل ها در صنایع غذایی و لبنیات توسعه یابد . اما از دیگر امتیازات مهمی که این مبدل ها نسبت به مبدل های پوسته و لوله دارند این است که در مقایسه با مبدل های پوسته و لوله بار حرارتی معینی حدوداً بین یک سوم تا یک چهارم انتقال حرارت لازم دارند. علتش را می توان به صورت زیر خلاصه نمود. توربولانس زیاد به علت حرکت سیال در مجاری باریک و ناهموار سبب افزایش ضریب انتقال حرارت می گردد. فاصله نزدیک به هم صفحات مانند این است که از لوله های با قطر کوچک استفاده شده است که این ضریب انتقال حرارت را افزایش می دهد. توربولانس زیاد سبب تقلیل سرعت کثیف شدن می شود . کاهش سطح انتقال حرارت باعث کاهش حجم و وزن می شود.
 

معایب :
با وجود تمام محاسن ذکر شده یک عیب مهم در مورد این مبدل ها وجود دارد و آن این است که سطوحی که باید توسط واشر آب بندی شود زیاد است. اغلب از مواد لاستیکی برای این کار استفاده می شود اما ماکزیمم فشار و درجه حرارت کاربردی نباید از 2.7 Mpas و 400 k تجاوز نماید . از واشرهای فیبری و پمبه نسوز کمپرس شده نیز می توان استفاده نمود که برای آن حداکثر درجه حرارت 600 k و 1.8 Mpas می باشد . یکی از مشکلاتی که معمولاً در هنگام کار این مبدل ها بوجود می آورند عدم آببندی کامل و صحیح واشر ها است .
اولاً به خاطر اینکه عمر مفید گازکت ها کم است و ثانیاً نباید دوباره مورد استفاده قرار گیرند که معمولاً به این نکته توجه نمی شود.
منبع:پترونت


مبدل لوله ای (Tubular Heat Exchanger)

0
0

مبدل لوله ای  (Tubular Heat Exchanger)

این گونه از مبدل ها از دو لوله هم محور تشکیل شده اند. یکی از سیال ها در داخل لوله میانی و در امتداد طول آن جریان می یابد و سیال دیگر در داخل حلقه بین دو لوله جریان خواهد یافت. سایر اجزاء ساختمانی این مبدل ها عبارتند از :
- زانوی برگشت
- سر برگشت
- اتصالات T

برای ورودی و خروجی سیال ها هنگامی که اختلاف انبساط حرارتی بین لوله خارجی و داخلی وجود دارد در کاربرد نوع اتصالات می باید دقت کافی شود تا تنش حرارتی مینیمم گردد.

مبدل های لوله ای را می توان بر اساس شکل تقسیم بندی نمود:

1 - مبدل های لوله ای U شکل ( شکل 5)
 

شکل 5 - مبدل های لوله ای U شکل 

2 - مبدل های دو لوله ای ساده (شکل 6)
 

شکل 6 - مبدلهای دو لوله ای ساده

3 - مبدل های دو لوله ای کویل دار (شکل 7)
 

شکل 7 - مبدل های دو لوله ای کویل دار 

موارد کاربرد و مزایای مبدل های لوله ای
هنگامی که ضریب انتقال حرارت سیال داخل لوله نسبت به خارج آن بزرگتر از 2:1 باشد، مثلاً داخل لوله مایعات کم لزج مثل آب با ضریب انتقال حرارت بالا باشد و خارج آن از مایعات لزج استفاده شود معمولاً بجای استفاده از مبدل های پوسته و لوله از مبدل های لوله ای استفاده می شود. البته در این موارد از پره با طول بلند که باعث افزایش سطح می شود، در خارج لوله استفاده می شود. همچنین اگر سرویس های فشار بالا مورد نیاز باشد ، مبدل های لوله ای ترجیحاً استفاده می شود. در سرویس های کوچک نیز از این مبدل ها استفاده می شود.
استفاده و کاربرد زیادی که مبدل های لوله ای دارند به خاطر مزایای زیر می باشد:
این سیستم ها دارای انعطاف پذیری زیادی هستند. در طول های مختلف و از انواع لوله های مختلف و از مواد مختلف ساخته می شوند و خیلی سریع از سوار کردن قطعات استاندارد پیش ساخته آماده می گردند . با انتخاب صحیح اتصالات به آسانی می توان قطعات آن را پیاده نمود تا درون و بیرون لوله ها تمیز شوند. محاسبات طراحی آنها به صورت دقیق و خوبی تدوین شده است. توزیع و پخش سیال را می توان در واحدهای مختلف کنترل نمود. این کار با انتخاب پمپ های جداگانه برای هر سری مبدل امکان پذیر است.

معایب مبدل های لوله ای
از معایب عمده این مبدل ها می توان موارد زیر را نام برد:
1 - برای بار حرارتی بزرگ، سیستم مبدل های دولوله ای حجم زیادی را اشغال می کنند.
2 - قیمت آنها برای واحد سطح انتقال حرارت نسبتاً زیاد است.  

۲۵ فرمول موفقیت در بیانات امام صادق (ع)

کمپرسور (Compressor)

0
0

امروزه در صنایع مختلف به منظور تسریع در فرآِیند ها از تجهیزات مختلفی بهره گرفته می شود. در عرصه مهندسی شیمی که از گسترده ترین صنعت ها به شمار می آید، تجهیزات متنوعی به کار گرفته می شود که هم صنایع شیمیایی آلی و هم صنایع شیمیایی غیر آلی را شامل می شود. به طور کلی در صنایع شیمیایی ، مقادیر زیادی مواد خام و انرژی به کار برده می شود تا عملیات شیمیایی و فیزیکی ، با کسب مقدار زیادی انرژی انجام گیرد و در مقابل ، انرژی حاصل از واکنش ها نیز زیاد می باشد. در حقیقت مفهوم صنایع شیمیایی ، انتقال یک واکنش از تجهیزات آزمایشگاهی به دستگاه های صنعتی بوده که در اصطلاح همان تجهیزات فرآیندی نامیده می شود.

نام تجهیز : کمپرسور (Compressor)

سایر اسامی: فشارنده

چکیده:

کمپرِسورها یا فشارنده‌ها میتوانند برای فشرده کردن گاز یا مایعات به کار رود. البته در حالت دوم به آن پمپ میگویند. کمپرسورها یکی دیگر از انواع تجهیزات متحرک دوار مورد استفاده در صنایع فرآیندی هستند. معمولاً گاز پر فشار خروجی از کمپرسور ها را از یک سیسنم خنک کننده عبور میدهند تا دمای گاز دوباره به حد معمولی باز گردد. انواع گوناگونی از کمپرسور وجود دارد که برای مصارف صنعتی و خانگی طراحی شده اند.
کمپرسورها به طور عمومی دارای دو نوع محوری و شعاعی هستند:

*
کمپرسور محوری هوا را از میان پره‌های خود عبور داده و به سمت عقب میراند.
*
کمپرسور شعاعی (گریز از مرکز) بیشتر در موتورهای قدیمی استفاده میشده است. این نوع از کمپرسور دارای پره‌های بسته است و هوا را از میان پره‌های خود عبور نمیدهد بلکه هوا را در جهت شعاع خود به سمت بیرون میراند و هوا پس از برخورد به پخش کننده (دیفیوژر) از سرعتش کاسته شده و به دما و فشارش افزوده میشود.

مقدمه:

کمپرسور دستگاهی است که برای بالا بردن فشار گاز و یا انتقال آن از نقطه ای به نقطه دیگردر طول پروسس استفاده می شود. در واقع کمپرسور با افزایش سرعت گاز و تبدیل آن به فشار، جریان گاز را در سیستم راحت تر می کند. البته افزایش فشار در نوعی از کمپرسورها به وسیله کاهش حجم صورت می گیرد.

مسئله مهمی که درکمپرسورها مطرح است ، نسبت فشار خروجی ، به ورودی کمپرسو ر است زیرا در ورودی کمپرسورها با افزایش فشار دمای گاز نیز بالا می رود و این افزایش دما در کار قطعات مختلف کمپرسور و سیستم روغن کاری و... اختلال ایجاد می کند. البته در کمپرسور می توان نسبت فشار را حتی تا 10 رساند، ولی این امر با تدابیر خاصی امکان پذیر است که در قسمتهای بعد مفصلاً توضیح داده خواهد شد.

 

شکل 1 - کمپرسور پیستونی با پنکه جهت حنک کردن هوا
شرح و توصیف:

در کمپرسورها افزایش فشار به دو صورت انجام می گیرد، برحسب این مورد دو نوع اساسی کمپرسور نیز وجود دارد که عبارتند از:

*
کمپرسورهای دینامیک که فشار گاز را با زیاد کردن سرعت آن و سپس، گرفتن سرعت گازافزایش میدهند.
*
کمپرسورهای جابجایی مثبت که با کاهش حجم گاز، فشار آن را افزایش می دهند.

البته هر کدام از این کمپرسورها بر حسب شکل ساختمانی و نحوه عملکرد تقسیم بندی می شوند که در زیر به طور خلاصه آورده شده است:

1 - کمپرسورهای دینامیک Compressors Dynamic

1. سانتریفوژ Centrifugal compressor
2.جریان محوری Axial Flow compressor

2 - کمپرسورهای جابجایی مثبت Positive displacement compressor

1. رفت وبرگشتی Reciprocating compressor
2. دورانی Rotary compressor

از بین کمپرسورهای نامبرده،کمپرسورهای رفت و برگشتی، سانتریفوژ و جریان محوری بیشتر از سایر کمپرسورها مورد استفاده قرار می گیرند که آنها را به طور مفصل بررسی خواهیم کرد.
منبع: پترونت  

کمپرسور سانتریفوژنام تجهیز : کمپرسور سانتریفوژ (Centrifugal compressors)

در این کمپرسورها افزایش فشار گاز بر اثرافزایش سرعت آن صورت می گیرد. به این صورت که سرعت گاز بر اثر حرکت پروانه (Impeller ) زیاد شده پس از آن سرعت گاز با برخورد با پخش کننده ها کاهش پیدا می کند و در عوض فشارش بالا می رود.

 

کمپرسورهای سانتریفوژ دقیقاً مانند پمپهای سانتریفوژ تشکیل شده اند از یک پروانه که داخل پوسته ای می چرخد. اساس کار این کمپرسورها بر پایه نیروی گریز از مرکز طراحی شده است. درکمپرسورهای سانتریفوژ فاصله بین پوسته و پروانه خیلی کم است. بنابراین جنس محور کمپرسور باید از فلز یا آلیاژی باشد که در دورهای بالا حداقل انحنا را داشته باشد تا پروانه با پوسته تماس پیدا نکند. همچنین گاز ورودی به کمپرسور باید کاملاً خشک باشد و هیچ مایعی به همراه نداشته باشد . برای همین، قبل از هر کمپرسور یک مخزن آبگیر ( Knock Drum out) قرار می دهند تا اگر احیاناً قطرات مایعی در گاز موجود است توسط این مخازن گرفته شود. چون قطرات مایع به پره های کمپرسور ضربه وارد کرده و آسیب می رساند.
اگر فشار خیلی بالا مد نظر باشد، باید از کمپرسورهای سانتریفوژ چند مرحله ای استفاده کرد به خاطر اینکه با افزایش فشار گاز دمای آن نیز زیاد می شود و این افزایش دما اگر از حد معینی بیشتر شود باعث آسیب رساندن به قطعات کمپرسور و اختلال در سیستم می شود. همچنین ممکن است با افزایش فشار، قسمتی از گاز تبدیل به مایع شود و این قطرات مایع ایجاد شده در گاز باعث از بین بردن پره های کمپرسور می شود. به دلایل ذکر شده از کمپرسورهای چند مرحله ای استفاده می شود. به این ترتیب که پس از هر مرحله فشردگی، گاز را خنک کرده و مایع احتمالی در آن را توسط intercooler به وسیله مخازنی در بین راه گرفته سپس گاز خشک (بدون مایع) و خشک شده را به مرحله دوم می فرستند و به این ترتیب می توان پس از چند مرحله فشردن به فشار نسبتاً بالایی دست یافت.

مزایای کمپرسورهای سانتریفوژ

کمپرسورهای سانتریفوژ نیاز به تعمیرکمتری دارند و می توانند مدت زیادی را بدون وقفه در سیستم کار کنند. علاوه برآن، این کمپرسورها اندازه کوچکتری نسبت به کمپرسورهای رفت و برگشتی د ارند . زیرسازی کمپرسورهای سانتریفوژ کوچکتر از انواع دیگراست و نیاز به آب یا روغن خنک کننده ندارد چون به طور کلی محفظه این نوع کمپرسورها با هوا خنک می شود. جریان خروجی از این نوع کمپرسورها یکنواخت است و ضربه ای به بخش تخلیه کمپرسور وارد نمی کند. مزیت دیگری که این نوع کمپرسورها دارند این است که استهلاک کمتری نسبت به انواع دیگر دارند و این به خاطر کم بودن قطعات متحرک این کمپرسور است .

معایب کمپرسورهای سانتریفوژ

کارکرد این کمپرسورها وابستگی شدید به وزن مخصوص، جرم مولکولی و نسبت Cp/Cv گاز ورودی دارد. کاهش وزن مخصوص و وزن مولکولی گاز باعث افزایش توان مصرفی کمپرسور خواهد شد ، همچنین متراکم کردن گازهای با وزن مولکولی کم باعث افزایش تعداد مراحل در این کمپرسورها می شود . با وجود مزایایی که کمپرسورهای سانتریفوژی نسبت به کمپرسورهای رفت و برگشتی دارند، دارای راندمان کمتری نسبت به آنها هستند. موتورهای محرک کمپرسورها به دو صورت الکتریکی و توربینی است اما باتوجه به سرعت زیاد کمپرسورهای سانتریفوژی اگر برای این نوع کمپرسورها از موتورهای الکتریکی استفاده شود، برای تغییر سرعت دوران برای گازهای متفاوت نیاز به جعبه دنده می باشد که این امر احتمال لرزش و ارتعاش را بالا می برد و باعث افزایش هزینه های تعمیرات و استهلاک خواهد شد. در نتیجه کنترل جریان در این کمپرسورها با سهولت کمتری انجام می شود.  

کمپرسور جریان محورینام تجهیز : کمپرسور جریان محوری (Axial Flow compressors)

این کمپرسورها نیز مانند کمپرسورهای سانتریفوژ یک قسمت چرخان (Rotor) دارند که سرعت سیال را بالا می برد اما برخلاف کمپرسورهای سانتریفوژ که جریان به صورت شعاعی می باشد، جریان به صورت موازی با محور کمپرسور حرکت می کند. ساختمان این نوع کمپرسورها به صورتی است که نصف فشار گاز در قسمت چرخان (Rotor) و نصف دیگر در قسمت ثابت (Stator) تولید می شود. پره های ثابت شده بر محور چرخان به ترتیب از قسمت مکش تا خروجی کمپرسور کوچکتر گشته و باعث بالا رفتن فشار ساکن (pressure static ) وانرژی جنبشی (kinetic Energy) گاز می شو د. سیستم روغن زنی و سیستم کنترل جریان در سرعت های مختلف در این کمپرسورها دقیقا شبیه کمپرسورهای سانتریفوژ است.


شکل 4- شبیه سازی ساده ای از نحوه حرکت سیال در کمپرسور جریان محوری

مزایای کمپرسور جریان محوری

این نوع کمپرسورها اخیرا مصرف صنعتی زیادی پیدا کرده و برای حجم های خیلی بالا حتی تا 860000 فوت مکعب در دقیقه مناسب ترین کمپرسور می باشد. در مقام مقایسه با کمپرسورهای سانتریفوژ برای فشردگی یک حجم معین گاز قطر چرخان (Rotor) کمپرسور جریان محوری نصف قطر پروانه کمپرسور سانتریفوژ خواهد بود. اگر کمپرسور جریان محوری خوب طراحی و ساخته شود، سرعت گازمی تواند به ft/s 400 در خروجی برسد. هزینه اولیه ساختن یک کمپرسور جریان محوری با هزینه اولیه ساختن یک کمپرسور سانتریفوژ برای انجام کار معین برابر است، ولی هزینه نیروی محرکه کمپرسور جریان محوری کمتر از هزینه نیروی محرکه کمپرسور سانتریفوژ می باشد. یعنی اینکه برای یک کار معین، کمپرسور جریان محوری توربین یا موتور برقی کوچکتری نیاز دارد که این خود باعث کم شدن هزینه های بعدی می گردد.

معایب کمپرسور جریان محوری
اگر چه این کمپرسورها برای جریانهای بالاتری نسبت به کمپرسورهای سانتریفوژ استفاده می شود اما ارتفاع فرستادن گاز در این کمپرسورها خیلی پایین است و تقریبا کمتر از نصف کمپرسورهای سانتریفوژ می باشد که به معنی این است که فشار خروجی در این نوع کمپرسورها خیلی کمتر از کمپرسورهای سانتریفوژ است. مثلا برای رسیدن به فشار psig 65 به دوازده مرحله فشرده کردن گاز نیاز است که این خود باعث افزایش حجم اشغال شده توسط کمپرسور و سایر هزینه ها می شود. با توجه به موارد ذکر شده نتیجه می شود این کمپرسورها راندمان کمتری نسبت به کمپرسورهای سانتریفوژ دارند.  

کمپرسور رفت و برگشتی

نام تجهیز : کمپرسور رفت و برگشتی (Reciprocating Compressors)

این کمپرسورها را می توان به هر اندازه که مورد احتیاج باشد، ساخت . نوع یک مرحله ای آن با حرکت رفت پیستون فشار گاز را از مکش تا خروجی بالا می برد. اساس کار این کمپرسورها حرکت یک پیستون داخل یک سیلندر است که با کاهش حجم گاز، فشار آن را بالا می برد.
کمپرسورهای رفت و برگشتی یک مرحل های را بیشتر برای فشار بین 100 تا 150 psig به کار می برند . از کمپرسورهای دو یا چندمرحل های زمانی استفاده می شود که فشار خیلی بالا ( مثلاً 600 psig) مورد احتیاج با شد، اما با توجه به افزایش درجه حرارت گاز به هنگام فشرده شدن در کمپرسورهای چند مرحله ای، بعد از هر مرحله از یک خنک کننده استفاده می شود تا درجه حرارت گاز را برای مر حله بعدی پایین بیاورد. چون حرکت گاز در خروجی این کمپرسورها به طور یکنواخت صورت نمی گیرد، در هر حر کت رفت پیستون، به خروجی کمپرسور ضرباتی وارد می گردد. برای جلوگیری از این ضربات و یکنواخت کردن جریان تدابیر مختلفی به کار می رود که مهمترین آنها عبارتند از:

شکل 5 - مسیر ورود و خروج گاز
1.
دو ضربه ای کردن پیستون، یعنی اینکه پیستون هم در حرکت رفت و هم در حرکت بر گشت مقداری گاز فشرده به خروجی مشتر کی وارد نماید.
2.
به کار بردن ضربه گیر یا خفه کن (Damper) :
ضربه گیرمخزنی است که به طور وارونه در خروجی کمپرسور (اگر چند مرحله ای باشد در خروجی هر مرحله یک ضربه گیر) کار گذاشته می شود. اساس کار ضربه گیر بر پایه انبساط و انقباض گازی که وارد آن می شود استوار است یعنی اینکه در حر کت رفت پیستون گاز درون ضربه گیر فشرده می شود و در حرکت برگشت پیستون به علت افت فشار در خروجی کمپرسور، گاز منقبض شده درون ضربه گیر، منبسط شده، از آن خارج شدن وارد لوله خروجی کمپرسور می شود.

مزایای کمپرسور رفت و برگشتی:

هنگامی که احتمال تغییر وزن مولکولی گاز ورودی به تاسیسات وجود دارد، از این کمپرسورها استفاده می شود به علت اینکه در این کمپرسورها عمل تراکم حساسیت زیادی به وزن مولکولی ندارد، این کمپرسورها در مورد گازهای همراه با نفت ( Associate gas)، مناسب می باشند. این کمپرسورها راندمان بالاتری نسبت به کمپرسورهای سانتریفوژ دارند، اما دارای سرعت کمتری نسبت به سایر کمپرسورها هستند. لذا بدون احتیاج به جعبه دنده به طور مستقیم می توانند به موتور الکتریکی متصل گردند. برای شروع حرکت نسبت به سایر انواع کمپرسورها توان کمتری لازم دارند. همچنین زمانی که میزان گاز کم باشد، نسبت به انواع دیگر ارجح هستند.



شکل 6 - مراحل فشردگی گاز در کمپرسور پیستونی


کمپرسور پیستونی( Reciprocating Compressor )


این نوع کمپرسور اغلب در سیستم تبرید مورد استفاده قرار می گیرد و ممکن است قدرت آنها از چند دهم اسب تا چند صدم اسب خواهد بود و می توان از یک سیلندر ویا چند سیلندر تشکیل شده باشد.

امروزه در صنعت تبرید بیشتر از کمپرسورهای پیستونی استفاده می شود . در این نوع کمپرسور ها نیز از حرکت رفت و آمدی پیستون سیال را متراکم می نمائیم .
این نوع کمپرسور اغلب در سیستم تبرید مورد استفاده قرار می گیرد و ممکن است قدرت آنها از چند دهم اسب تا چند صدم اسب خواهد بود و می توان از یک سیلندر ویا چند سیلندر تشکیل شده باشد . سرعت دورانی محور کمپرسور ممکن است از ۲ تا ۶ ( r . s -۱ ) تغییر نماید . در کمپرسور ها ممکن است موتور و کمپرسور از هم جدا بوده که کمپرسور های باز نامیده می شوند . ( Hermiticaly Compressor ) خواهیم داشت که بیشتر در یخچالهای منزل که موتور کوچکی دارند از این نوع کمپرسورها استفاده می شود .
کمپرسورهای باز با قدرت های بالا غالباً افقی بوده و ممکن است دو عمله نیز باشند . در حالی که کمپرسورهای بسته معمولاً عمودی و یک مرحله می باشند .
ـ تقسیم بندی کمپرسورهای پیستونی :
الف) از نظر قدرت برودتی به شرح زیر تقسیم بندی می شوند :
۱) ریز ـ تا۵/ ۳ kw/h ( ۳۰۰ کیلو کالری در ساعت)
۲) کوچک ـ از۵ / ۳ تا ۲۳ kw/h ( ۳ تا ۲۰ هزار کیلو کالری در ساعت )
۳) متوسط ـ از ۲۳ تا ۱۰۵ kw/h ( ۲۰ تا ۹۰ هزار کیلو کالری در ساعت )
۴) بزرگ ـ بیش از ۱۰۵ kw/h ( بیش از ۹۰ هزار کیلو کالری در ساعت)
ب) از نظر مراحل تراکم به کمپرسورهای یک مرحله ای وکمپرسورهای دو یا سه مرحله ای .
ج) از نظر تعداد حفره کارگر به حرکت ساده به طوری که مبرد فقط در یک طرف پیستون متراکم می شود و حرکت دوبل که مبرد به نوبت در هر دو طرف پیستون متراکم می شود .
د) از نظر سیلندر به تک سیلندر و چند سیلندر .
و) از نظر قرار گرفتن محور سیلندرها به افقی و قائم و زاویه ( V شکل و مایل)
ر) از نظر ساختمان سیلندر و کارتر به ترکیبی و انفرادی .
م) از نظر مکانیزم میل لنگ و شاتون به بدون واسطه ( معمولی ) و با واسطه .

● اجزاء کمپرسور پیستونی تناوبی :
▪ کارتر
در کمپرسورهای قائم و V شکل کارتر یک قسمت اساسی برای اتصال قسمتهای مختلف است و ضمناً نیروی ایجاد شده را تحمل می کند لذا باید سخت و مقاوم باشد .
کارتر های بسته تحت فشار مکش بوده و مکانیزم میل لنگ و شاتون و روغن کاری در آن قرار می گیرد و برای کنترل سطح روغن شیشه روغن نما و برای دسترسی به مکانیزم میل لنگ و شاتون و پمپ روغن درپوشهای حفره ای و جنبی وجود دارد . در کمپرسورهای کوچک معمولاً یک درپوش حفره ای وجود دارد , به فلانژ بالائی کارتر سیلندر متصل می گــردد . در کمپرسور های متوسط بزرگ کارتر و سیلندر با هم ریخته می شوند .
این امر باعث کم شدن تعداد برجستگی ها و هرمتیک بودن کمپرسور و درست قرار گرفتن محور سیلندر ها نسبت به محور درز ( سوراخ ) زیر یاطاقان میل لنگ می شود .
کارتر کمپرسور معمولاً از چدن ریخته شده بوده و در کمپرسور های کوچک از آلیاژ آلومینیوم می باشد.
▪ سیلندرها :
در کمپرسورهای عمود ( قائم ) و V شکل بدون واسطه بصورت مجموعه دو سیلندر یا بصورت مجموع سیلندرها می سازند . در سیستم کارتر بوش داخلی پرس می شود که باعث کم شدن خورندگی و ساده شدن تعمیرات می گردد و در صورت سائیده شدن قابل تعویض هستند . مجموعه سیلندرها دارای کانال مکش و رانش مشترک می باشند . تحولات در داخل سیلندر عبارت است از مکش و تراکم رانش مبرد است و بدنه سیلندر نیروهای فشار گاز و فشردگی رینگها و نیروی نرمال مکانیزم میل لنگ و شاتون را تحمل می کند .
▪ پیستون:
در کمپرسورهای عمودی وV و VV شکل بدون واسطه پیستون های تخت عبــوری بکــار می رود . ولی در کمپرسورهای غیر مستقیم الجریان ساده تر و غیر عبوری می باشد . در پیستون های عبوری که فرم کشیده تری دارند و سوپاپ مکش روی آن قرار دارد کانالی وجود دارد که از طریق این کانال بخار مبرد از لوله مکش به سوپاپ مکش هدایت شده . در کمپرسورهای اتصال مستقیم با اتصال پیستون به شاتون به وسیله اشپیل های شناور پیستونی (۳ گژنپین ) انجام می گیرد .
پیستون بدون رینگ معمولاً از چدن یا فولاد با کربنیک پائین ساخته می شود . پیستون کمپرسورهای افقی از چدن یا فولاد با تسمه های بابیتی در قسمت پائین می باشد . مهره و پیستون از جنس فولاد است . در پیستون های تخت لوله ای سوراخ های زیر گژنپین باید در یک راستا و عمود بر محور پیستون باشد . ( برای اینکه در جمع کردن پیستون با شاتون پیستون نسبت به محور سیلندر کج نباشد . در پیستون های دیسکی سوراخ زیر میله باید در یک راستای سطح خارجی پیستون وسطح نگهدارنده لوله عمود بر محور پیستون باشد. شیارهای رینگ ها باید موازی هم بوده و سطوح خارجی آنها عمود بر پیستون باشد . مفصل اتصال پیستون و شاتون ( دسته پیستون ) کاملاً شناور و آزاد است و می تواند در داخل بوش شاتون و بوشهای بدنه پیستون آزادانه بچرخد .
▪ رینگ های پیستون :
برای جلوگیری از نفوذ گاز متراکم شده به کارتر از رینگ های فشار( کمپرسی) و همچنین جلوگیری از خروج روغن از آن از رینگ های روغن استفاده می شود که در شیارهای مخصوص روی پیستون سوار می شوند . رینگ ها باید حتی الامکان کیپ شیار و در عین حال مانع حرکت آزاد پیستون در سیلندر نشوند . تعداد رینگهای آب بندی بستگی به دور کمپرسور دارد .
▪ واسطه ( کریسکف):
واسطه برای اتصال رابط و شاتون بکار می رود و یک حرکت متناوب مستقـــیم الخط را طی می کند .
▪ شاتون :
شاتون برای اتصال میل لنگ به پیستون یا به واسطه بکار می رود و جنس آن فولاد و بعضی اوقات چدن تشکیل شده از میله با دو سر که یکی از آنها اتصال ثابت دارد و دیگری مجزا یا جدا شونده است .
▪ میل لنگ :
این قسمت کمپرسور یکی از مهم ترین اجزاء می باشد و باید خیلی سخت و محکم و در سطح اتصال آن نباید در شرایط مختلف خورندگی ایجاد شود . میل لنگ یک محور چرخنده است که در حرکت دورانی الکتروموتور را توسط شاتون به حرکت متناوبی پیستون در داخل سیلندر تبدیل می کند .
▪ چرخ طیّار :
چرخ طیار را روی میل لنگ بر خار نشانده و با مهره محکم می کنند . در زمانی که برای انتقال انرژی از الکتروموتور به میل لنگ از تسمه استفاده می شود .
▪ کاسه نمد :
برای محکم نمودن میل لنگ و آب بندی خروجی آن از بدنه کارتر در کمپرسورهای اتصال مستقیم از کاسه نمد استفاده می شود . درست کارکردن کاسه نمد باعث آب بندی بودن کمپرسور و در نتیجه کار صحیح کمپرسور می شود .
کاسه نمدها را می توان به دو گروه تقسیم کرد:
۱) کاسه نمد کمپرسورهای اتصال مستقیم با حلقه های اصطکاک , آب بندی بین حلقه ها در اثر ارتجاع فنر یا سیلیفون یا دیافراگم و همچنین به کمک وان روغنی که ایجاد سیفون هیدرولیکی می نماید می باشد . به گروه اول می توان کاسه نمد سیلیفونی و فنری را نسبت داد .
۲) کاسه نمد کمپرسورهای اتصال غیرمستقیم دارای خانه های زیاد با حلقه های برجسته فلزی یا مسطح با قشر فلوئور است . کاسه نمد سیلیفونی با گشتاور ( کوپل) اصطحکاک برتری .
فولاد تا سالهای اخیر در کمپرسورهای کوچک فریونی با میل لنگ به قطر تا ۴۰ میلی متر مورد استفاده قرار می گرفت. کاسه نمد فنری ـ کار کمتر در تهیه ، معتبر در کار ، مونتاژ ساده و کار ساده تر مزایای کاسه نمدهای فنری با سیفون روغنی است .
بهترین نوع کاسه نمد فنری با کوپل یا چفت های حلقه ای می باشد که یکی از گرافیت مخصوص و دیگری از فولاد سخت می شوند .
▪ سوپاپ های مکش و رانش کمپرسور :
در کمپرسورهای مبرد این نوع سوپاپ ها خودکار است و بر اثر اختلاف فشار در دو طرفه صفحه سوپاپ بازشده و در اثر ارتجاع فنر صفحه بسته می شود . مورد استفاده بیشتر را نوع نواری ( صفحه های باریک ) ارتجاعی بدون فنر دو طرفه دارد که یک آب بندی قابل اطمینان را بوجود آورده و مقطع عبور زیادی را ایجاد می نمایند . صفحات این نوع سوپاپ ها از صفحات باریک فولادی که خاصیت ارتجاعی دارند و به ضخامت۲/ ۰ تا ۱ میــلی متر هستــند تهیــه می شوند و فرم صفحات مختلف است . اجزاء اساسی هر سوپاپ عبارتند از صفحه سوپاپ , پایه ( نشیمنگاه) که صفحه روی آن می نشیند و مقطع عبور و بست را تشکیل می دهند و محدود کننده صفحات روی پایه . در بعضی از سوپاپ ها صفحه سوپاپ به وسیله فنر به پایه فشرده می شود . و در کمپرسورهای فریونی غیر مستقیم الجریان سوپاپ های مکش و رانش در قسمت فوقانی سیلندر ( تخته سوپاپ ) واقع هستند .
▪ سوپاپ محافظ :
برا ی حفاظت کمپرسور از سانحه در مواقع ازدیاد سریع فشار رانش از سوپاپ محافظ استفاده می شود . ازدیاد سریع فشار رانش ممکن است بخاطر نبودن آب در کندانسور یا بسته بودن شیر رانش در زمان روشن کردن کمپرسور بوجود بیاید .
در زمان کار کمپرسور سوپاپ محافظ باید بسته باشد و وقتی فشار از حد مجاز در سیلندر تجاوز کرد آن باز شده و قسمت رانش را با قسمت مکش کمپرسور مرتبط می کند . فشار باز شدن سوپاپ محافظ بستگی به اختلاف فشار محاسبه ای ( Pk - Po ) دارد که معمولاً برای آمونیاک و فریون ۲۲ حدود۲ / ۱ مگا پاسکال یا ۱۲ کیلو گرم بر سانتی متر مربع و برای فریون ۱۲ حدود۸/ ۰ مگا پاسکال می باشد که باز شـدن ســـوپاپ محافــظ در اختلاف فــشار۶/ ۱ ( آمونیاک و فریون ۲۲ ) و یک مگا پاسکال برای فریون ۱۲ تنظیم می شود .
▪ بای پاس (میان بر) :
دو نوع میان بر وجود دارد :
برای کم کردن قدرت مصرفی در استارت کمپرسورهای متوسط و بزرگ از میان بر استارت استفاده می شود و قسمت رانش را به قسمت مکش متصل می کند و در نتیجه در زمان استارت نیروی وارد بر پیستون حذف می شود یعنی کمپرسور در خلاص کار می کند و قدرت فقط برای حرکت کمپرسور و جبران نیروی انرسی و مقاومت مصرف می گردد .
میان بر گاز ممکن است دستی یا اتوماتیک باشد که در این صورت برای باز شدن از یک شیر برقی (سلونوئید) استفاده می شود و بسته شدن از طریق ضربان رله زمانی وقتی الکتروموتور دور کافی را بدست می آورد صورت می پذیرد .
در میان بر دستی زمان استارت کمپرسور شیرهای رانش و مکش هر دو بسته هستند در حالی که در میان بر اتوماتیک هر دو باز بوده و در لوله برگشت یک سوپاپ برگــشت بکار می رود. در کمپرسورهای کوچک و متوسط تا قدرت ۲۰ کیلو وات معمولاً از میان بر استارت استفاده نمی شود و الکتروموتور آنها با گشتاور استارت بیشتری انتخاب می گردد . در کمپرسور های بزرگ برای تغییر بازده برودتی از میان بر تنظیم استفاده می شود و بطور دستی یا اتوماتیک قسمت سیلندر به قسمت مکش متصل می گردد و بدین ترتیب بازده برودتی حدود ۴۰ الی ۶۰ درصد کاهش می یابد .
● سیستم روغن کاری :
روغن کاری گرم شدن و خورندگی قسمت های متحرک کمپرسور را کم کرده و انرژی مصرفی برای مقاومت را تقلیل می دهد . همچنین باعث آب بندی بیشتر کاسه نمد , رینگ ها و سوپاپ ها می گردد . در کمپرسور های مبرد از روغن های مخصوص طبیعی و مصنوعی استفاده می گردد و برای مبردهای مختلف روغن های متفاوتی بکار می رود .( با عددی که نشان دهنده غلظت روغن است) روغن کاری کمپرسورها به دو طریق فشاری یک پمپ کوچک روغن را تحت فشار به یاطاقانها ثابت متحرک می رساند . پمپ های مورد استفاده چرخ دنده ای یا پروانه ای و یا پیستونی می باشند که یک سوپاپ آزاد کننده فشار در مسیر پمپ سوار می شود تا از تمرکز فشار زیاد بر روی پمپ جلوگیری بعمل آورد . نیروی لازم برای کار پمپ از گردش میل لنگ تأمین می گردد که در پمپ های پیستونی شناور انتهای میل لنگ یک بادامک یا برجستگی خارج از مرکز خواهد داشت و در پمپ چرخ دنده ای سر میل لنگ نیز چرخ دنده ای برای چرخش پمپ دارد و در پمپ های پروانه ای انتهای میل لنگ دارای یک وسیله گرداننده پره ای می باشد .
در قسمت مکش پمپ یک فیلتر قرار می گیرد . توری در ارتفاع ۱۰ تا ۱۵ میلی متر از کف کارتر قرار گرفته و تعداد خانه های ( شبکه های توری) فیلتر بین ۱۵۰ تا ۳۰۰ عدد در یک سانتی متر مربع می باشد . در قسمت رانش پمپ روغن کمپرسورهای متوسط و بزرگ یک فیلتر صفحه ای شکافدار توری ریز قرار می گیرد که با کمک آنها وقتی محور بطور دستی می گردد متناوباً تمیز می شود . فاصله بین صفحات۰۳/ ۰ تا۱/ ۰ میلی متر است . فشار روغن از طریق سوپاپ مخصوص کنترل می شود و در صورت افزایش فشار باز شده و روغن از قسمت رانش پمپ به کارتر می ریزد . معمولاً فشار روغن بین۶/ ۰ تا ۲ اتمسفر بیش از فشار در کارتر است و هر چقدر فشار روغن زیاد باشد مقدار روغن خروجی از کمپرسور نیز زیادتر می گردد . وقتی از یاطاقانهای لغزنده استفاده می شود معمولاً تمام روغن از پمپ به یاطاقان فرستاده شده و از طریق کانال های مخصوص در میل لنگ به یاطاقان شاتون و همچنین کاســه نمد می رود . وقتی میل لنگ با یاطاقان نوسانی استفاده می شود , روغن به کاسه نمد داده شده و از شیار میل لنگ به قسمت های دیگر روانه می گردد . کمپرسور ها معمولاً دارای کلید اطمینان روغن هستند که به فشار روغن کار می کند و هر زمان که فشار روغن به دلیل خرابی سیستم افت کند موتور را از کار می اندازد و کمپرسور خاموش می شود . در سیستم روغن کاری به طریق پاشش کارتر تا نیمه های یاطاقان اصلی پر از روغن می شود و زمانی که میل لنگ می چرخد ته شاتون ( قسمت خمیده ) وارد روغن شده و با گردش میل لنگ روغن را به قسمت انتهای سیلندر و پیستون می پاشد . گاهی قسمت انتهای شاتون در اتصال به میل لنگ دارای محفظه ای است که در ورود به روغن پر شده و وارد یاطاقان می شود . سیستم روغن کاری پاششی معمولاً در کمپرسور های کوچک مورد استفاده قرار می گیرد .
در بعضی از کمپرسور ها برای سیستم روغن کاری خنک کننده آبی یا هوائی بصورت کوئل در نظر می گیرند . در کمپرسور های معمولی مخزن روغن همان کارتر کمپرسور است ولی در کمپرسورهای واسطه ای مخزن روغن مخصوصی در نظر گرفته میشود.
در کمپرسور هرمتیک از روغن کاری فشاری استفاده می شود .
● سیستم خنک کنندة کمپرسور :
کمپرسورها به دو علت اساسی خنک می شوند که یکی اصطکاک بین قطعات متحرک و دیگری افزایش درجه حرارت ناشی از تراکم بخار است . خنک کردن کمپرسور به منظور جلوگیری از کاهش کارآیی کمپرسور و همچنین نگهداری کیفیت روغن و روغن کاری است .
روغنی که برای روغن کاری به گردش در می آید وسیله خوبی برای جـــذب و دفع گرمــا می باشد و به همین جهت در بعضی از کمپرسورها خنک کننده مخصوص بــرای روغن بکار می رود و در بعضی از کمپرسورها سطح خارجی را پره دار می سازند تا سطح تبادل حرارتی آنرا با هوا زیاد کنند و در بعضی انواع نیز از یک موتور و پنکه جهت عبور هوا بر روی کمپرسور و خنک کردن آن استفاده می شود .
در سیستم هائی که تقطیر مبرد به وسیله آب خنک کننده برج است , کمپرسور نیز با آب خنک می شود . برای گردش آب لوله با محفظه ای در قسمت مجاور بالای سیلندر در نظر گرفته می شود که به کیسه خنک کننده معروف است . کمپرسور های هرمتیک ( بسته ) که موتور و کمپرسور در یک پوسته قرار دارند بیشتر در معرض داغی قرار دارند و معمولاً با عبور دادن بخار قسمت مکش کمپرسور با اطراف موتور گرمای آنرا می گیرند .

منبع:
سعید میرزایی
hupaa.com

تبدیل واحدها در محاسبات براساس مول

0
0

یک مول برابر است با تعداد 1023×022/6 ذره از هر ماده، خواه این ماده عنصر باشد یا ترکیب. مثلا وقتی می گوییم یک مول آلومینیم یعنی مقداری آلومینیم که در آن تعداد 1023×022/6  اتم از این فلز وجود داشته باشد، یا وقتی می گوییم یک مول آب یعنی مقداری آب که در آن تعداد 1023×022/6  مولکول آب H2O  وجود داشته باشد. پس مول یک واحد شمارش است و باید بتوانیم در محاسبات آن را بر حسب واحدهای دیگر مثل جرم و حجم بیان کنیم. رابطه واحد مول با واحدهای دیگر به صورت زیر می باشد.

یک مول = تعداد 1023×022/6 ذره از ماده

یک مول = جرم اتمی یا مولکولی ماده بر حسب گرم

یک مول = حجمی برابر 4/22 لیتر یا 22400  میلی لیتر از یک ماده در حالت گاز در شرایط استاندارد.

مول را با واحدهای دیگری چون اتم گرم ، مولکول گرم و یون گرم نیز بیان می کنند. برای اتمها یک مول با یک اتم گرم برابر است، برای مولکولها یک مول با یک مولکول گرم برابر است و برای یونها یک مول با یک یون گرم برابر است.

مثال :‌ یک مول گاز آرگونA r برابر است با یک اتم گرم گاز آرگونA r .

یک مول کربن تترا کلرید CCl4 برابر است با یک مولکول گرم کربن تترا کلرید CCl4 .

        یک مول یون Fe3+  آهن III  برابر است با یک یون گرم Fe3+  آهن III .

بر اساس مطالب بالا می توان رابطه زیر را نوشت که از آن به عنوان کلید تبدیل واحدها استفاده می کنیم :

یک مول = جرم مولی بر حسب گرم = 4/22 لیتر یا 22400 میلی لیتر گاز در شرایط استاندارد = تعداد 1023×022/6 ذره از هر ماده

 بنابر این با داشتن یکی از مقدارهای داده شده می توان دیگر مقادیر را با استفاده از ضرایب تبدیل بین این واحدها بدست آورد.

مثال : حساب کنید 2/0 مول گاز کربن دی اکسید CO2  ( جرم مولی برابر 44 ) :

آ) چند گرم جرم دارد ؟                 ب) در شرایط استاندارد چند لیتر حجم اشغال می کند ؟                        ج) دارای چند مولکول CO2  می باشد ؟

 جواب قسمت آ : وقتی جرم مولی این گاز برابر 44 ، است. می توان گفت :                                                      44 گرم گاز کربن دی اکسید = یک مول گاز کربن دی اکسید

که ضریب تبدیل از این تساوی با توجه به واحد معلوم یعنی 2/0 مول کربن دی اکسید، بدست می آید.

جواب قسمت ب : بر اساس کلید داده شده در تبدیل واحدها رابطه بین حجم گاز و مول در شرایط استانداد به صورت زیر است.

یک مول گاز کربن دی اکسید = 4/22 لیتر گاز کربن دی اکسید در شرایط استاندارد.

که ضریب تبدیل بر اساس واحد معلوم از آن بدست می آید.                             

جواب قسمت ج : بر اساس کلید داده شده در تبدیل واحدها رابطه بین تعداد مولکولهای کربن دی اکسید و مول آن به صورت زیر است.

یک مول گاز کربن دی اکسید = 1023×022/6 مولکول گاز کربن دی اکسید CO2 .

که ضریب تبدیل بر اساس واحد معلوم از آن بدست می آید. 

پیگمانها ـ رزینها ـ بایندرها و کاتالیستها در صنایع رنگ سازی

0
0

طور کلی از رنگ علاوه بر ایجاد زیبائی محیط، جهت حفاظت اشیاء در مقابل عوامل طبیعی و سببی از قبیل ضربه، خراش، سائیدگی، مواد شیمیائی، حلالها، آب و هوای جوی و غیره استفاده میگردد و بندرت دیده شده است که سطح یک جسم مورد دید را فقط با رنگ حفاظتی بپوشانند و از رنگ رویه تزئینی استفاده ننمایند.

صنعت رنگسازی قدمت طولانی دارد اوایل رنگ را بطریق ابتدائی از روغنهای گیاهی با استفاده از آسیابهای سنگی و دستی جهت نرم کردن رنگدانه ها تولید میکردند. اما امروزه با پیشرفت صنعت و تکنولوژی، صنعت رنگسازی پیشرفت شایانی نموده بطوریکه توانسته در میدان علم و صنعت جائی پرنفوذ برای خود باز نماید وبه جرات می توان گفت که یکی از ارکان مهم هر یک از تولیدات صنایع گوناگونی که به مصارف عمومی و یا خصوصی می رسند، می باشد.

بعضی از رنگها مثل آستریها بعلت داشتن مقدار زیادی پیگمان مات بوده که به منظور حفاظت از سطوح بکار میروند و برخی دیگر نیمه شفاف و شفاف می باشند که از آنان بر روی آستریها به هر دو منظور حفاظتی و تزئینی استفاده می گردد.

● خواص پیگمانها:

پیگمان در صنایع رنگسازی رل مهمی از قبیل ایجاد رنگ، پوشش، براقیت، سختی، مقاومت، حفاظت ، افزایش چسبندگی، و غیره را ایفا مینماید که در آستریها و رنگهای رویه مصارف بسیار دارد

ـ آستری:

عملکرد اصلی آن بیشتر در حفاظت از یک سطح است تا تزیین آن عملاً مات بوده و درصد پیگمان آن نیز خیلی زیاد است. هدف اصلی استفاده از یک آستری، صاف و یکنواخت نمودن سطوح و حفاظت آنان در مقابل زنگ زدگی میباشد. بتونه ها، سیلرها و آستریها همگی از یک خانواده اند.

ـ سیلر:

فی مابین آستری و رنگ رویه جهت افزایش چسبندگی بهتر و بیشتر آستری و رنگ رویه و همچنین افزایش ضخامت فیلم بکار میرود.

ـ رنگ رویه:

رنگ رویه:

که بصورت مات، نیمه مات و براق بوده و بر روی سطوح آستری دار جهت هر دو منظور حفاظتی و تزئینی استفاده میگردد.

تولید و فروش موفق رنگهای ساختمانی و صنعتی تابعی است از شناخت کافی مواد اولیه، مراحل ساخت، نحوه کاربرد و استفاده رنگ و بعلاوه یک سری خواص جانبی دیگر که در رابطه با سه اصل فوق هستند .

آنچه را که یک فرمولیست باید در هنگام ارائه یک فرمول و آزمایشهای مربوطه به آن درباره پیگمانها بداند عبارتند از:

ـ ضریب شکست

ـ اندازه ذرات

ـ شکل ذرات

ـ قدرت جذب روغن

ـ براقیت

ـ قدرت پوشانندگی

ـ درجه سهولت مرطوب پذیری و پخش شوندگی

ـ فام

ـ قدرت رنگدهندگی

ـ وزن مخصوص

ـ وزن مخصوص ظاهری

ـ فعالیت فیزیکی و شیمیائی نسبت به حمل کننده ها

ـ سرخ فام پذیری یا بلیدینگ

ـ فلودینگ و فلوتینگ

ـ پایداری نوری

ـ خاصیت ضد زنگ زدگی

ـ منابع تولیدی

ـ قیمت

آنچه را که در رابطه با تمامی مواد اصلی باید بداند عبارتند از:

ـ شناخت بایندرها و یا رزینها

ـ شناخت پیگمانها

ـ حلالها

ـ درایرها یا خشک کننده ها

ـ کاتالیست ها

ـ اضافه شونده ها

ـ و نسبت هر پیگمان به یایندر

آنچه را که در رابطه با آزمایشات نهائی جهت تایید یک رنگ از برای فروش و یا تحویل آن به شخص یا موسسه سفارش کننده میبایستی بداند عبارتند از:

ـ درجه پخش پیگمان یا گرند رنگ

ـ ویسکوزیته

ـ وزن مخصوص

ـ فام

ـ پوشش

ـ فلو یا جاری شوندگی

ـ طرق مصرف مثل برس، اسپری، رولر کوتینگ، الکترواستاتیک و غیره

ـ درجه حرارت یا کاتالیست و یا شرایط لازم جانبی دیگر جهت تشکیل فیلم

ـ زمان خشک شدن

ـ سختی

ـ چسبندگی

ـ انعطاف پذیری

ـ ضربه خوری

ـ جوش زدن

ـ پایداری نوری و حرارتی

ـ مقاومت در مقابل آب و رطوبت

ـ مقاومت در مقابل سایش و سائیدگی و یا اسکراب فیلم حاصل

ـ سرعت ته نشینی

ـ زرد گرائی یا یلوئینگ فیلم در دراز مدت

ـ پایداری و خواص در دراز مدت و ...

● شرح مختصری درباره انواع خواص فیزیکی پیگمانها

▪ ضریب شکست

ضریب شکست یک جسم مثل یک پیگمان از لحاظ علمی عباتست از نسبت سرعت نور در هوا به سرعت نور در همان جسم

ضریب شکست

در جدول ذیل به ضریب شکست چند جسم اشاره شده است:

شعاعهای نورانی ممکن است بر اثر برخورد به یک سطح تجزیه، جذب، منعکس، و یا منکسر شوند بطوریکه ضریب شکست پیگمان سفید دی اکسید تیتان (۷۱/۲-۵۵/۲) بزرگتر از ضریب شکست بایندر یا تشکیل دهنده فیلمی است که در آن قرار دارد (۶۰/۱-۴۰/۱)، اکستندرها که اکثراً بصورت توده ای ترانسپارنت میباشند بصورت پودری سفید رنگ بوده و پوششی در رنگ ایجاد نمیکنند زیرا ضریب شکست آنان چندان فرقی با محیطی که در آن پخش میشوند ندارد.

بنابراین هرچه ضریب شکست یک پیگمان بیشتر باشد قدرت پوشش آن نیز بیشتر خواهد بود و به عکس. مثلا در میان پیگمانهای سفید، دی اکسید تیتانیم ضریب شکست بزرگتری از سایر دیگر پیگمانها سفید داشته و از اینرو قدرت پوشش بیشتری نیز دارد.

▪ اندازه ذرات:

پیگمانها ممکن است بطریق معدنی یا طبیعی و شیمیائی یا مصنوعی تهیه شوند که اندازه ذرات آنان بر خواص رنگ و فیلم نهائی حاصل از آنان اثرات ذیل را میگذارد:

ـ بر قدرت پوشانندگی

ـ بر قدرت رنگدهندگی

ـ بر براقیت فیلم حاصل

(ماگزیمم قطر یک ذره جهت ماگزیمم ضریب شکست و در نتیجه بیشترین براقیت میبایستی نصف طول موج نور در هوا یعنی حدود ۲/۰ الی ۴/۰ میکرون باشند.)

ـ بر سرعت ته نشینی

ـ بر ویسکوزیته رنگ از نقطه نظر قدرت جذب روغن ذرات

ـ فلودینگ و فلوتینگ

اندازه ذرات عموماً از میکرون (کربن سیاه) تا تقریباً ۵۰ میکرون مثل بعضی از اکستندرها متغیر است و هیچ پیگمانی وجود ندارد که اندازه تمامی ذرات آن یکسان و مساوی باشد بلکه در عوض اندازه ارائه شده توسط کارخانه سازنده میانگینی است از مجموعه اندازه های موجود.

قدرت جذب روغن نیز تابعی است از اندازه ذرات پیگمان زیرا که در یک وزن ثابت هرچه اندازه ذرات ریزتر باشند سطح قابل تماس بیشتر و در نتیجه مقدار جذب روغن توسط آنان افزایش مییابد

▪ شکل ذرات

همانطوریکه قبلا نیز اشاره شد پودرها یا طبیعی هستند و یا مصنوعی که نوع طبیعی از معادن بدست میآید و از این دو شکل این ذرات بصورت منظم نمیباشد و اما در عوض پودرهای مصنوعی بعلت دقت و کنترلی که در مراحل مختلف واکنشهای شیمیائی ساخت آنان میآید معمولا دارای خواص شیمیائی یکسان و شکلهای منظمتر و اندازه های مرتب تری از نوع معدنی هستند که ممکن است دارای شکل ظاهری کروی، مکعبی، گره ای یا قلنبه ای، سوزنی و صفحه ای یا ورقه ای باشند.

از آنجائیکه فرم ذرات در پخش آنان موثر است از اینرو در قدرت پوشانندگی آنان نیز اثر میگذراد. مثلا نوع سوزنی شکل ممکن است که بر فیلم فشار وارد آورده و بصورت دانه های نوک تیز از آن بیرون بزند که از اینرو ممکن است براقیت آنرا کاهش ودر عوض چسبندگی خوبی با رنگ رویه ایجاد نماید و لذا بهتر است که از این فرم ذرات در ساخت آستریها بیشتر استفاده گردد. ظاهر براق و نفوذ ناپذیری رنگهای آلومینیومی نوع لیفینگ یا «هم پوشش» نیز بستگی به اتصال گوشه ذرات صفحه ای شکل پیگمان های آلومینیومی دارد. میکانیز دارای چنین شکلی است و از اینرو خاصیت نفوذ ناپذیری خوبی در قبال آب دارد.

▪ قدرت جذب روغن:

ذرات یک پیگمان زمانیکه در مایع حل کننده یا بایندری قرار میگیرند و توسط میکسری پخش میشوند مقداری از بایندر را بدور خود جذب مینمایند بطوریکه در حالت اختلاط خوب قشری از مایع مزبور دور هر ذره را احاطه مینماید . حالت ایده آل پخش موقعی بدست میآید که بایندر قدرت مرطوب کنندگی و پیگمان خصلت مرطوب پذیری عالی ای داشته باشند. خاصیت ذرات پودر در جذب بایندر به اطراف خود متفاوت بوده و بایندرها نیز در خاصیت ایجاد قشر بدور ذرات با هم متفاوت میباشند بنابراین، مینیمم مقدار رزین لازم جهت مرطوب نمودن یک سطح معینی از ذرات پیگمان از برای هر پیگمان متفاوت بوده و تابعی از نوع رزین، طبیعت سطح پیگمان، مقدار کار لازم، فشار وارد جهت اجرای این امر، و زمان لازم جهت میکسر میباشد.

روش استاندارد جهت تعیین قدرت جذب یک پیگمان بدین ترتیب است که به ۱۰۰ گرم از آن به اندازه ای از زوغن بذرک بصورت قطره قطره و با حالت میکس با فشار زیاد اضافه مینمایند که تا مخلوط بصورت خمیر درآید. در این صورت مقدار روغن اضافه شده برحسب گرم را قدرت جذب روغن آن پیگمان گویند. هرچه قدرت جذب روغن پودری بیشتر باشد اثر آن پودر در یکنواخت تر نمودن رنگ بیشتر خواهد بود و قدرت جذب روغن با ویسکوزیته نسبت مستقیم دارد.

▪ براقیت:

جهت شناخت بهتر مکانیزم فیلم یک رنگ ابتدا بهتر است که مختصراً یادآوری شود که نور یک نوع انرژی بوده و نوع قابل دید و یا سفید آن جزء خیلی کوچک یک طیف الکترومغناطیسی است که ارزانترین منبع تولیدی آن خورشید میباشد. نور و گرما هر دو به یک طریق تولید میگردند و اختلاف آنان فقط در مقدار انرژیهای آنان است. تابش یک نور بر سطحی، ممکن است که توسط آن سطح جذب، منعکس، منکسر و یا ترکیبی از آنان باشد. و این انعکاس نور تابش بر سطح فیلم یک رنگ است که بر براقیت آن اثر مستقیمی می گذارد بدین صورت که هر چه انعکاس نور بیشتر باشد براقیت آن فیلم نیز بیشتر است و بالعکس و یا بعبارت ساده تر براقیت یک فیلم وقتی ماگزیمم است که زاویه تابش برابر با زاویه انعکاس باشد.

علت اینکه چرا اگر انعکاس نور از سطح یک فیلم ماگزیمم باشد براقیت آن فیلم نیز ماگزیمم است اینست که انعکاس کامل نور تابش بر جسمی، تمامی زوایای آن جسم را بر چشم منعکس مینماید و از اینرو جسم کاملا براق به نظر میرسد. و اگر جسمی ناصاف باشد همانند فیلم حاصل از رنگی که پیگمان بکار رفته در ساخت آن کاملا پخش نشده باشد مقداری از شعاعهای انعکاس

را منکسر و از اینرو تمامی نور تابش شده به چشم نرسیده و لذا براقیت فیلم کاهش مییابد. انعکاس کامل نور تابع ضریب شکست، اندازه ذرات، فرم ذرات و درجه پخش پیگمان بکار رفته در ساخت رنگ فیمل حاصل از آن و همچنین خشک شدن کامل فیلم و زاویه تابش خود نور میباشد.

▪ قدرت پوشانندگی:

میزان مخفی نگهداشتن سطحی توسط پوشش با یک لایه از رنگ را قدرت پوشش آن رنگ گویند. جهت پوشش یک سطح عموماً یک لایه از رنگ کافی است و اگر به لایه های بیشتری نیاز باشد نبایستی ضخامت آن بیشتر از حدی باشد که عموماً جهت تشکیل یک فیلم صاف و دلپذیر مورد نیاز است. قدرت پوشانندگی تابعی است از ضریب انکسار و اندازه و فرم ذرات پیگمان در بایندر که هر چه ذرات ریزتر باشند تعداد آنان در واحد حجمی بیشتر و در نتیجه قدرت پوشش بیشتر میگردد و همچنین هرچه ضریب شکست پودر بیشتر باشد قدرت پوشانندگی آن نیز بیشتر خواهد بود.

قدرت پوشش یک رنگ عبارتست از متر مربع از سطحی که با یک لیتر از رنگ به ضخامت کافی پوشانیده گردد و قدرت پوشش یک پیگمان متر مربع از سطحی است که توسط یک کیلو گرم از پیگمان که در رنگ پخش شده است پوشانیده گردد.

البته توجه داشته باشید بدین صورت نیست که هر چه از درصد پیگمان بیشتری در ساخت رنگی استفاده نمائید پوشش آن بهتر است بلکه بعکس مقدار قابل استفاده دارای حدی است و جهت بهتر شدن آن به دیاگرام ذیل توجه نمائید.

به عنوان مثال پیگمان سفید دی اکسید تیتانیم موقعی ماگزیمم پوشش را ایجاد مینماید که غلظت حجمی پیگمان آن (PVC) چیزی حدود ۱۰% باشد و قدرت پوشش یک پیگمان موقعی ماگزیمم است که قطر ذرات آن حدود نصف طول موج اشعه نور باشد که بر فیلم حاصل از آن میتابد. و بطور خلاصه درجه حائل پیگمانها نسبت به نور بستگی به شرایط ذیل دارد:

ـ تفاوت ضریب انکسار پیگمان و محیطی که در آن پخش میشود.

ـ اندازه و فرم ذرات

ـ فاصله ذرات پیگمان در حال تعلیق

▪ درجه سهولت مرطوب پذیری و پخش شوندگی:

در اینمورد باید حالت بهم پیوستگی یا تجمعی پیگمانها را که ناشی از اثر نیروهای بین مولکولی و یا نیروهای جاذب موجود بین سایر موارد رنگ میباشد خاتمه داده و از بین برد. در این امر سه عامل رل اساسی را ایفا مینمایند که یکی خصلت مرطوب پذیری خود پیگمان و دیگری خصلت مرطوب کنندگی بایندر یا رزینی که پیگمان در آن پخش میشود و آخری کار لازم جهت تحقق بخشیدن به این امر است که توسط دستگاههائی از قبیل میکس، پرمیل، سند میل، بال میل، داینومیل و غیره انجام میگیرد. توجه داشته باشید که این دستگاهها باعث جداسازی تجمعی پیگمانها ازهم و پخش آنان در رزین میگردند نه اینک ساختمان مولکولی آنان را بشکنند. شرح مختصری از هر یک از آسیابهای فوق الذکر در پایان همین فصل آمده است. سطح رنگدانه ها نسبت به مایعات بسیار حساس میباشد بطوریکه بعضی آبدوست یا ئیدروفیلیک (Hydrophilic) بوده که بسهولت با آب مرطوب میشوند تا مایعات آلی، بعضی دیگر آبدوست نبوده و بسهولت با مایعات آلی مرطوب مشوند تا آب به آنها ئیدروفوبیک (Hydrophilic) گویند. بهترین حالت پخش رنگدانه ها حالتی است که هوای موجود فی مابین ذرات آنان کاملاً با حمل کننده ای پر گردد و تا عمل پخش رنگدانه در حمل کننده تسریع گردد. پخش خوب پیگمانها تاثیر بسیار زیادی بر براقیت، فام، قدرت پوشانندگی، روانی، سرعت ته نشین شدن و سایر خواص مقاومتی دیرگ رنگ دارد.

یکی از مقاصد مهم بکار گرفتن پیگمانها در ساخت یک رنگ بوجود آوردن فام یا رنگهای دلخواه است. اصولاً لازم است رنگ را به صورت علمی تعریف نموده تا بتوان به خاصیت فوق بیشتر و بهتر پی برد. رنگها اشعه های نورانی ای هستند که بعد از عبور از عدسیهای چشم و برخورد به نقطه زرد یا مرکز اعصاب دریافتی چشم حس میشوند و یا به بیان ساده تر دیده میشوند. این نور سفید که از خورشید و یا یک منبع نورانی دیگری تابش میشود متشکل از رنگهای مختلفی است که در اثر ترکیب با یکدیگر تشکیل نور سفید یا نور کامل را داده اند.

همین نور در اثر برخورد با یک محیط شفاف (منشور) بنورهای قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی و بنفش (همانند قوس و قزح) تجزیه میگردند.

طول موج رنگ بنفش برابر است با ۴۶۵-۴۰۰ میکرون

طول موج رنگ آبی برابر است با ۵۱۰-۴۶۵ میکرون

طول موج رنگ سبز برابر است با ۵۸۰ -۵۱۰ میکرون

طول موج رنگ زرد برابر است با ۵۹۰-۵۸۰ میکرون

طول موج رنگ نارنجی برابر است با ۶۲۰-۵۹۰ میکرون

طول موج رنگ قرمز برابر است با ۷۰۰-۶۲۰ میکرون

رنگهای فوق را رنگهای اصلی مینامند که ترکیب آنها با یکدیگر رنگهای متنوع و متعددی را که در طبیعت دیده میشوند بوجود میآورند. دلیل علمی دیدن اشیاء بصورت رنگی بدین ترتیب است که وقتی شیئی در معرض نور سفید قرار میگیرد قسمتی از رنگهای نور سفید را جذب و قسمتی را منعکس مینماید، لذا فیمل برنگ شعاعهائی دیده میشود که منعکس شده اند. وقتیکه نوری به یک سطحی برخورد مینماید ممکنست کاملاً از سطح عبور نماید، منعکس گردد، منکسر شود جذب و یا پخش گردد .

▪ قدرت رنگ دهندگی:

در ساخت اکثر رنگهای رنگی پیگمان سفید نیز بکار رفته که جهت تبدیل آنان به فام رنگی دلخواه از خمیرهای پیگمانی که اصطلاحاً به آنها پیست میگویند (توسط عمل تینت نمودن و یا استفاده از پیگمانهای رنگی بطور مستقیم) استفاده مینمایند. اگر به مقدار زیادی از یک پیست پیگمان رنگی، جهت رساندن یک رنگ سفید به فام دلخواه نیاز باشد اصطلاحاً میگویند که قدرت رنگدهندگی آن پیگمان رنگی کم است. قدرت رنگدهندگی یک پیگمان تناسبی با قدرت پوشش ندارد و نسبتاً پیگمانهائیکه از قدرت پوشش کمتری برخوردارند قدرت رنگدهندگی بیشتری دارند همانند پیگمانهای رنگی آلی ترانسپارنت.

▪ وزن مخصوص:

وزن حجمی یک پودر که عبارتست از وزن یک گالن از آن پودر بر حسب کیلوگرم یا پاند بر گالن را وزن مخصوص آن پودر گویند که وزن مخصوص پودرها با هم متفاوت بوده و این تفاوت میتواند بمقدار بسیار زیادی باشد. اصولاً پودرها بصورت وزنی خریداری میشوند و در حالیکه رنگ حاصل از آنان بصورت حجمی فروخته میشود و بدین ترتیب جهت محاسبه قدرت تمام شده یک رنگ لازم است که حتماً وزن مخصوص پودرها معلوم و مشخص باشد. دانستن وزن مخصوص که علاوه بر محاسبه قدرت در موارد متعدد دیگری هم مورد استفاده قرار میگیرد.

▪ وزن مخصوص ظاهری:

وزن مخصوص ظاهی یک پودر عبارتست از تعداد گالنی که توسط ۱۰۰ پاند از پیگمانی و یا تعداد لیتری که توسط ۹۸۴/۱۱ کیلوگرم از آن پیگمان اشغال میگردد. آگاهی از وزن مخصوص ظاهری امری است لازم و ضروری زیرا که دو پیگمان ممکن است بر حسب وزنی دارای قیمت یکسانی باشند اما آن پیگمانی که وزن مخصوص ظاهری بیشتری دارد، بوضوح حجم بیشتری از رنگ را تولید خواهد نمود و در نتیجه (از آنجائیکه رنگها بصورت حجمی فروخته میشوند تا وزنی) مقورن به صرفه تر خواهد بود.

● طبقه بندی پیگمانها:

۱) پیگمانهای معدنی

۲) پیگمانهای آلی

۳) پیگمانهای غیر پوششی یا اکستندرها

۱-۱) پیگمانهای سفید معدنی (طبیعی) که عبارتند از:

کربنات بازی سرب سفید، سولفات بازی سرب سفید، سیلیکات بازی سرب سفید، اکسید روی، سولفید روی، لیتپون، آکسید آنتی مونی و دی اکسید تیتانیم (البته بعضی نیز دی اکسید تیتانیم را جزء پیگمان سفید نوع معدنی مصنوعی قرار داده اند)

۲-۱) پیگمانهای رنگی معدنی طبیعی:

اکسید زرد آهن، اکسید قرمز آهن، اکسید قهوه ای آهنف اکسید سیاه آهن، سینای خام، سینای سوخته، آمبر خام، آمبر سوخته و غیره

۳-۱) پیگمانهای رنگی معدنی مصنوعی:

اکسید های مصنوعی آهن، کرم زرد و نارنجی، کرم سبز، آهن آبی، مولیبدات نارنجی، سرب قرمز، روی زرد، اکسید کرم سبز، اکسید آبدار کرم، آلترامارین آبی، کرمات روی، اکسید مس، رنگهای کادمیمی و غیره.

۴-۱) پیگمانهای فلزی معدنی مصنوعی:

پودر وپیست آلومینیومی، پودر نرم برنز، پودر فلزی روی

۲) پیگمانهای آلی

عوامل آزوی نامحلول، آزواسیدها، آنترا کوئینون ها، اندیکو، فتالوسیانین ها، و پیگمانهای سیاه کربن بلک و لمپ بلک (بعضی پیگمانهای سیاه را با وجود اینکه کربن در ساخت آنها بکار رفته است جزء پیگمانهای معدنی مصنوعی طبقه بندی نموده اند).

۳) اکستندرها:

کربنات کلسیم، سولفات باریم (باریت)، سیلیکات منزیم (تالک)، سیلیکات آلومینیوم (کائولن)، سیلیکات مضاعف آلومینیوم و پتاسیم (میکا)، سیلیسها، پنبه نسوزها، پشم شیشه ها و غیره.

تفاوت پیگمانهای طبیعی و مصنوعی:

ـ پیگمانهای طبیعی به فرم طبیعی یا کریستالی موجود میباشند و در صورتیکه پیگمانهای مصنوعی را میتوان به فرمهای دلخواه تولید نمود.

ـ پیگمانهای طبیعی ممکن است ناخالصی هائی از قبیل سیلیکا داشته باشند که جدا کردن آنان از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نباشد و اما پیگمانهای مصنوعی یا کاملاً خالص اند و یا ناخالصی بسیار ناچیزی دارند.

ـ اندازه ذرات انواع معدنی ممکن است درشت بوده و یکدست نباشند در صورتیکه تولید انواع مصنوعی را میتوان در اندازه ذرات یکنواخت کنترل نمود.

و تفاوت پیگمانهای معدنی و آلی در خواص ذیل است:

۱) یک فیلم براق و جذاب و در فامهای گوناگون را میتوان با پیگمانهای آلی بدست آورد تا پیگمانهای معدنی.

۲) خالص ترین پیگمان سفید دی اکسید تیتانیم و سیاه ترین پیگمان سیاه کربن بلک است که هر دو را جزء پیگمانهای معدنی بحساب می آورند و بدین ترتیب هیچ پیگمان آلی ای به صورت سیاه و سفید موجود نمیباشد.

۳) بندهای غیر اشباع پیگمانهای معدنی کمتر از پیگمانهای آلی بوده و لذا در مقابل نور خصوصاً ماوراء بنفش از خود مقاومت بیشتری نشان میدهند.

۴) تعداد بسیار کمی از پیگمانهای آلی در بالاتر از ۳۰۰ درجه سانتیگراد پایدار میباشند که ممکن است متلاشی یا ذوب گردند و در حالیکه پیگمانهای معدنی بعکس حتی در درجه حرارتهای بسیار بالاتر نیز مقاومند.

یک شخص ممکن است از این مقایسه چنان تجسم نماید که بنابراین از مصرف پیگمانهای آلی میبایستی صرفنظر نمود ولی ناگفته نماند که بند ۱ در ساخت بسیاری از رنگها از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است و از اینرو پیگمانهای آلی مصرف فراوانی در صنایع رنگسازی دارند.

▪ انواع وسائل بکار رونده در تعیین و تنظیم غلظت یا ویسکوزیته رنگها:

اندازه گیری ویسکوزیته رنگها معمولا بوسیله سه دستگاه فوردکاپ، امیلاء و K.U ویسکومتر انجام میپذیرد.

ـ فورد کاپ ویسکومتر: (FORD CUP)

از این دستگاه اغلب برای اندازه گیری ویسکوزیته تینرها، کلرها، وارنیش ها و رنگهای رقیق استفاده میگردد. برای کار کردن با فورد کاپ ترمومترو کرونومتر حتماً مورد نیاز است.

برای استفاده از این دستگاه بایستی درجه حرارت رنگ را تا حد استاندارد تنظیم کرد و حتی درجه حرارت خود فورد کاپ نیز نبایستی با درجه حرارت رنگ زیاد تفاوت داشته باشد. رنگ با درجه حرارت استاندارد را بداخل فورد کاپ به حجم صد سانتیمتر مکعب در حالیکه با انگشت محکم سوراخ ته آنرا

گرفته ایم ریخته و سپس ویسکوزیته بر حسب مدت زمان خالی شدن رنگ به ثانیه که به وسیله کرونومتر اندازه گیری میشود گزارش میگردد. کرنومتر با برداشتن انگشت از روی سوراخ کاپ شروع به اندازه گیری زمان مینماید و با مشاهده ریزش رنگ بصورت قطره قطره متوقف میگردد.

ـ امیلاء EMELA

از این دستگاه عموماً جهت اندازه گیری ویسکوزیته رنگها با ویسکوزیته متوسط استفاده میگردد. ویسکوزیته رنگهای خیلی رقیق و خیلی غلیظ را نمیتوان با این دستگاه اندازه گرفت.

دستگاه امیلاء تشکیل شده از یک موتور که باعث چرخیدن دیسکهای اندازه گیری می شود. مقاومت رنگ در مقابل دیسک بوسیله عقربه روی صفحه مدرج منعکس میشود که غلظت رنگ را نشان میدهد. برای اندازه گیری غلظت یکی از دیسکهای استاندارد شده با شماره های ۱و۲و۴و۸ را نسبت به نوع رنگ انتخاب و سیم را به لبه آن وصل و سپس توسط سیم به دستگاه متصل نمائید. اندازه دیسکها طوری است که اگر رنگی با دیسک شماره ۱ غلظتی مساوی با ۴۰ را نشان دهد با امیلاء شماره ۴ غلظت آن ۱۰ خواهد بود. کلید روشن کردن دستگاه در پشت آن قرار دارد و در دست چپ امیلاء پیچی وجود دارد که برای مطابقت کردن صفر دستگاه بکار میرود. اگر چنانچه قسمتی از دستگاه که رنگ در زیر آن قرار میگیرد آغشته به رنگ خشک باشد میتوان آنرا جدا کرده و شستشو داد.

جهت کار با دستگاه امیلاء ابتدا آنرا توسط سوئیچ مخصوص روشن و سپس توسط پیچ صفر، دستگاه را تنظیم نمائید و بعد آنرا خاموش و دیسک مورد نظر را به آن وصل کنید بطوریکه با سیم اتصال امیلاء مجموعه ای شبیه به ۵ فارسی را تشکیل دهد. رنگ را در داخل استکان شیشه ای تا حد یک سانتیمتر پائین تر از خط زیری (لبه پائینی) بریزید و سپس درجه حرارت آنرا تنظیم نمائید. بعد از تنظیم درجه حرارت بلافاصله غلظت رنگ بایستی اندازه گیری شود و از اینرو استکان را فوراً به محل اتصال متصل نمائید بطوریکه دیسک مورد نظر در درون آن قرار گیرد. در این زمان دستگاه را روشن نمائید و بعد از گذشت ۱۰ ثانیه و چند نوسان عقربه اندازه گیری دستگاه امیلاء، عدد مقابل عقربه را بخوانید. اگر دیسک در حال دوران بیش از ۱۰ ثانیه در داخل رنگ قرار بگیرد، باعث ایجاد حرارت گردیده و از اینرو ویسکوزیته واقعی بدست نخواهد آمد.

ویسکوزیته رنگ حاصل بر حسب عدد خوانده شده و با توجه به نوع شماره دیسک بکار رفته گزارش میگردد، مثلاً اگر حلقه آویز بکار رفته شماره ۱ و عدد خوانده شده ۳۸ باشد، ویسکوزیته رنگ بصورت ذیل گزارش میشود:

در موقع اندازه گیری ویسکوزیته یک رنگ با امیلاء به موارد ذیل بایستی توجه کامل بشود

ـ صفر دستگاه تنظیم باشد.

ـ درجه حرارت تنظیم باشد.

ـ استکان بمیزان یک سانت پایین تر از خط زیری مندرج بر خود، از رنگ پر شود.

ـ رنگ باید قبلاً کاملاً میکس شده باشد.

ـ هنگام اندازه گیری، دیسک باید کاملاً وسط استکان قرار گیرد.

ـ رنگ بایستی فاقد هرگونه پوسته، حباب هوا و تکه های رنگ باشد.

ـ مقدار غلظت بایستی خیلی سریع خوانده شود زیرا چرخش دیسک در داخل مایع ایجاد حرارتی تقریباً معادل یک درجه سانتیگراد در هر دقیقه میکند.

▪ K.U ویسکومتر یا کربز استورمر:

از این دستگاه جهت اندازه گیری ویسکوزیته رنگها با ویسکوزیته زیاد استفاده میگردد. این دستگاه از یک پروانه کوچک تشکیل شده که تا یک حد معینی در داخل رنگ قرار میگیرد و هنگام روشن کردن دستگاه این پروانه به چرخش درمیآید. مقاومت رنگ در برابر چرخش پروانه مقدار غلظت رنگ را مشخص میکند. دکمه ای که دستگاه ار برای چرخیدن آزاد میکند نمیتواند وزنه های ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ گرمی را تحمل کند بنابراین وزنه ها باید درست در هنگام اندازه گیری گذاشته شوند و دستگاه بعد از استفاده بلافاصله تمیز گردد.

روش کاربرد دستگاه بدین صورت است که بعد از تنظیم دستگاه بطور عمودی، رنگ را به درجه حرارت استاندارد لازم رسانیده و آنرا در داخل یک قوطی یک لیتری ریخته و چنان در زیر دستگاه قرار داده که میکسر دستگاه تا علامت مشخصه در رنگ درون آن قرار گیرد. سپس وزنه ها را بر روی شاخص پنجاه گرمی چنان کم و زیاد نموده که با حرکت شاخص بسوی پائین، حرکت خطوط رنگی داخل حباب، عمودی یا ثابت بنظر آید (نه به چپ و نه به راست بچرخند). در این حالت وزن کل وزنه ها را به گرم بدست آورده و از روی جدول مربوطه، ویسکوزیته رنگ را برحسب K.U محاسبه و گزارش نمائید.

در هنگام کار با دستگاه K.U نکات ذیل را مدنظر داشته باشید:

ـ درجه حرارت خیلی دقیق تنظیم گردد.

ـ رنگ بایستی قبلاً کاملاً میکس شده باشد.

ـ رنگ بایستی عاری از حباب هوا و پوسته باشد.

ـ شفت میکسر بایستی تا حد علامت ، داخل رنگ قرار گیرد. نه بیشتر و نه کمتر.

ـ وزنه ها باید طوری گذاشته شوند که خطوط کاملاً ثابت به نظر آیند.

▪ پیگمانهای رنگی

معمولترین طبقه بندی پیگمانها بر مبناء نوع رنگ یا فام آنهاست اما می توان آنان را بر مبناء شیمیائی (آلی و غیر آلی) و طبیعی و مصنوعی و نهایتاً رنگ یا فام طبقه بندی نمود

اساساً دو نوع رنگدانه معدنی یعنی طبیعی و مصنوعی وجود دارد که رنگدانه های معدنی در معادن

موجود بوده و در قسمتهای مختلف دنیا از معادن استخراج می گردند و اکثراً همراه با ناخالصی هائی از قبیل آهن، منگنز و سیلیکاتها می باشند. رنگدانه های رنگی معدنی طبیعی در انواع قرمز، زرد، قهوه ای و سیاه با شدت فامهای گوناگون در طبیعت موجود می باشند، رنگدانه های رنگی معدنی مصنوعی اکثراً روشنتر، درخشانتر، ریزتر و گرانقیمت تر از انواع مشابه معدنی طبیعی می باشند.

▪ پیگمانهای رنگی معدنی (طبیعی و مصنوعی)

اوایل اکسیدهای آهن بطور طبیعی در فامهای مختلف از معادن تولید می گردیدند اما امروزه با پیشرفت علم و تکنولوژی هم به صورت معدنی با کیفیت بهتر و هم به صورت مصنوعی تولید می گردند. تمامی اکسیدهای آهن بطور اهم غیر سمی، نان بلیدینگ و ارزان قیمت بوده و وابسته به صنعت نفت نمی باشند اما در خواص دیگر با هم متفاوتند. مثلاً نوع قرمز مقاومت خوبی در برابر حرارت دارد در صورتی که نوع ئیدزات زرد آن در حرارت بالاتر از C ۱۸۰ دی ئیدراته گشته و تغییر رنگ میدهد. مجموعه خواص خوب فوق الذکر همراه با ارزانی قیمت مصارف آنان را در صنایع رنگسازی افزایش داده و در صورت امکان ایجاد کی فام مناسب دلخواه، اغلب دست اندرکاران صنایع رنگسازی ترجیح می دهند که از اکسید آهن استفاده نمایند.

▪ اکسید طبیعی سیاه آهن

از خرد و نرم کردن سنگ آهن معدن منگنیت به دست می آید و براساس خاصیت مغناطیسی طبقه بندی می شود و حدود ۹۲ الی ۹۵ درصد دارد.

این پیگمان همانند رنگدانه کربن سیاه فلوتینگ نمی کند و بیشتر در ساخت رنگهای فلزی بسیار ارزانقیمت و یا رنگهای عایق گرما و حرارت بکار می رود زیرا که هیچکدام از دیگر رنگدانه های مشکی مثل لمپ بلک و کربن جهت این کار مناسب نمی باشند و از آنجائیکه بسهولت با آب مرطوب می شود لذا در ساخت رنگهای پلاستیک مشکی بکار می رود و تا C ۱۵۰ نیز در مقابل حرارت پایدار می باشد.

▪ اکسید طبیعی قهوه ای آهن (آمبر خام سوخته و سینای سوخته)

آمبر خام از سنگ معدنی که حدود ۵۰ درصد اکسید منگنز و حدود ۲۰ الی ۳۵ درصد سیلیکات دارد بدست می آید و در حالت پودر نرم دارای رنگ قهوه ای متمایل به سبز سیر می باشد که همین فام در فیلم یک رنگ تقریباً سیاه بنظر می آید.

آمبر سوخته از اکسیده کردن یا سوزانیدن آمبر خام بدست می آید که در این عمل آب آمبر خام تبخیر شده و به آمبر سوخته قهوه ای سیر تبدیل می گردد. آمبر ها قدرت جذب روغن بیشتری از دیگر پیگمانهای طبیعی داشته و به سختی در یک وهیکل پخش می گردند. آمبرها ممکنست با وهیکلهای رزینی واکنش انجام داده و از اینرو می بایستی در مقدار مصرف آنان دقت کافی بعمل آید. در مقابل نور ثبات خوبی دارند اما نوع خام آن در دمای بالاتر از ۱۷۰ الی C ۱۸۰ قهوه ای تر می گردد. از آمبرها بطور وسیعی در ساخت انواع بی رنگ کننده ها و فیلرهای چوبی استفاده می گردد.

سینای سوخته نیز البته از کلسینه نمودن سینای خام بدست می آید و از آنجائیکه رنگ زرد آن دارای سایه قهوه ای تری از سینای خام است از اینرو جزء اکسید قهوه ای آهن طبقه بندی شده است و موارد مصرفش همانند سینای خام می باشد.
 
 
▪ پیگمانهای کرومی

پیگمانهای کرومی به طبقات ذیل تقسیم می شوند:

ـ پیگمانهای رنگی کرومات براساس کرومات سرب

ـ کروم سبز (کروم سبز، اکسید کروم سبز و اکسید کروم سبز آبدار)

ـ پیگمانهای کرومی ضد زنگ

ـ کروم سبز

رنگدانه کروم سبز از رسوب مخلوط با نسبتهای مختلف آهن آبی (فری سیانورفریک آمونیوم) و کروم زرد ( ) تولید می گردد که حدود تغییرات رنگ آن از سبز مایل به زرد تا سبز سیر می باشد و در بازار اغلب در رنگهای سبز روشن، سبز متوسط و سبز سیر در دسترس می باشد. هر چه درصد آهن آلی در مخلوط فوق بیشتر باشد (از ۱۲ الی %۶۵) فام کروم سبز حاصل تیره تر، قدرت جذب روغن آن بیشتر و درجه پخش آن در یک وهیکل مشکلتر می گردد.

توجه داشته باشید که کروم سبز را با اکسید کروم سبز اشتباه نگیرید. پیگمانهای کروم سبز دارای قدرت پوشش عالی و قدرت حفظ رنگ فوق العاده خوب می باشند و بیشتر از دیگر پیگمانهای سبز مصرف می گردند. تا حرارت C۱۸۰ مقاومت دارند و همانند کرومها نسبت به قلیائیها حتی کربنات کلسیم نیز حساس بوده و از اینرو نبایستی در ساخت رنگهای پلاستیک مصرف گردند. رنگ حاصل از کروم سبز وقتیکه در معرض نور و هوای آغشته به قرار گیرد سیاه می گردد و همانند آهن آبی نبایستی بهمراه مواد احتمالی اکسید کننده موجود در حمل کننده ها بکار رود. کروم سبز در حلالها، آب و روغنها بلیدینگ نمی کند و مقاومت نوری متوسط و مقاومت عالی ای دارد.

اخیراً کروم سبز با اکسید کروم سبز و فتالوسیانین سبز جانشین شده است زیار نه تنها کروم سبز روشنی فتالوسیاتین سبز را ندارد بلکه همچنین مقاومت خوبی نیز در مقابل اسیدها و بازها ندارد مضافاً به اینکه از کروم بعلت سمی بودن نمی توان در ساخت رنگهای مصرفی بر وسایل اسباب بازی بچه ها استفاده نمود . بعضی نیز از کروم سبز بهمراه کروم زرد پامچالی جهت ایجاد فام زیتونی رنگ استفاده می نمایند. از کروم سبز علاوه بر صنایع رنگسازی در صنایع مرکب، پلاستیک و کاغذ بعلت داشتن قدرت پوشش عالی هنوز هم به مقدار زیادی استفاده می گردد. در صورت استفاده از مخلوط فتالوسیانین سبز، زنگی با مقاومت شیمیائی، پایداری انبار و فام بهتری بدست خواهد آمد. یکی دیگر از عیوب اکسید سبز اینست که چه در ظرف و چه در فیلم تر ایجاد فلودینگ می نماید.

ـ آهن آبی

نام آهن آبی منوط به نام کلاسیک کمپلکسهای فری فروسیانید پتاسیم، سدیم و یا آمونیوم می باشد (توجه داشته باشید که نمک نمی باشد) و به نامهای دیگر آبی چینی، میلوری و آبی پروس نیز در صنعت مشهور است. آهن آبی در فامهای آبی بدون حالت برنزی، آبی سبز برنزی و آبی چینی که بهترین نوع فام آن است موجود می باشد. تا همین چند دهه اخیر در صنعت یک پیگمان آبی مناسبی بجز آهن آبی در دسترس نبود تا اینکه فتالوسیانین آبی به بازار آمد.

از آهن آبی معمولاً به نسبتهای مختلف با کروم زرد جهت ایجاد رنگهای سبز کرومی استفاده می گردد و آهن آبی وقتیکه به تنهائی بکار می رود پوشش خوبی ندارد اما وقتیکه با دیگر رنگدانه ها مخلوط گردد دارای قدرت پوشش و قدرت رنگدهندگی خوبی می گردد. آهن آبی مقاومت حرارتی و نوری خوبی نیز دارد و در صورت استفاده از آن در مجاورت مواد اکسید کننده، فری فروسیانید، احیاء شده و تبدیل به فروفروسیانید سفید رنگ می گردد.

مقاومت اسیدی آن بیشتر از مقاومت بازی بوده اما در مجموع ضعیف است و این بدان معنی است که آهن آبی نبایستی در ساخت رنگهای پلاستیک و یا آن رنگهائیکه در ساختشان کربنات کلسیم بکار رفته استفاده شود. بعلت داشتن ذرات فوق العاده کوچک تمایل زیاد به تراکم داشته که به پدیده فلوکیولیشن معروفست و این خود مشکلی از پخش آنان در یک وهیکل می باشد.

آهن آلی در حلالها و روغنها بلیدینگ نمی کند و میل به واکنش با وهیکل و پیگمانهای مصرفی بهمراه خود از عیوب آن به شمار می آید . آهن آبی در حرارتهای بالاتر از C ۱۷۵ در عرض حتی کمتر از چند دقیقه متلاشی می گردد.

ـ فسفات روی

فسفات روی یک پیگمان سفید، پوشش پائین و غیر سمی می باشد که ساساً در ساخت آستریهای ضد زنگ جهت پوشش سطوح استیلی به کار می رود. پوشش کم آن را می توان با استفاده از دیگر پیگمانهای پوشش دار افزایش داد. فسفات روی باوهیکل های کلرینیتدرابر، اپوکسی استر و ... آلکیدها با موفقیت فرموله می شود. یک تئوری، مکانیزم مناسب بودن آن به عنوان یک پیگمان ضد زنگ را ایجاد یک کمپلکس بین آهن و فسفات روی می داند.

بغیر از فسفات روی از فسفات کروم و متابورات باریم نیز میتوان بعنوان یک پیگمان ضد زنگ مناسب نام برد. از متابورات باریم اصلاح

شده علاوه بر خاصیت ضد زنگی آن بعنوان ضد کپک، استابلایزر، ضد آنزیم و مقاوم در مقابل گچ شوندگی نیز استفاده می نمایند.

پیگمانهای کادمیمی و یا کادمیم های رنگی

پیگمانهای کادمیمی در فامهای مختلف از زرد پامچالی نارنجی گرفته تا قرمز و مارون موجود می باشند رنگ کادمیم زرد بروشنی کروم زرد می باشد با این تفاوت که قدرت پوشش اش اندکی کمتر است و کادمیم قرمز دارای رنگ قرمز با سایه آلبالوئی می باشد که بسیار روشنتر از رنگ اکسید قرمز آهن است. سولفید کادمیم خالص (حدود ۱/۹۸ درصد) دارای رنگ زرد با سایه طلائی خوشرنگ می باشد. کادمیم ها اصولا برنگ روشن بوده و قدرت پوشش و مقاومت نوری خوبی دارند اما قدرت رنگدهندگی و قدرت جذب روغن پائینی دارند. از آنجائیکه در هنگام ساخت در درجه حرارتهای بالا اکسیده می شوند از اینرو در برابر حرارت نیز تابیش از C ۴۰۰ تحمل داشته که البته انواع جیوه ای مقاومت حرارتی شان کمتر از دیگر انواع است.

مقاومت اسیدی متوسطه داشته و اما در مقابل بازها مقاومت خوبی دارند و از اینرو در ساخت رنگهای پلاستیکی مصرف فراوانی دارند. بعکس مقاومت بازی خوب، مقاومت رطوبتی و چاکینگ ضعیفی دارند اما در عوض مقاومت بلدینگ عالی ای دارند. از عیوب آنان می توان حساسیت در برابر اکسیدها، مقاومت ضعیف در مقابل اسیدها و سمی بودن را نام برد که لذا نبایستی از آنان در ساخت پوششهای مصرفی بر سطوح ظروف خانگی و یا اسباب بازی کودکان استفاده نمود.

هر چند که کادمیم ها در نوع خالص نیز یافت می گردند اما عمدتاً در انواع لیتوپونی محتوی ۶۲ الی %۶۴ سولفات باریم تولید می گردند. از نقطه نظر خواص، لیتوپونهای کادمیمی قدرت پوشش خوب ولی قدرت رنگدهندگی ضعیفی دارند و مقاومت نوری آنان در صورت مصرف به عنوان یک پیگمان مستقیم، خوب اما بعنوان تینت ضعیف می باشد. جذب روغن آنان پائین و بی اثر بوده و بلدینگ نمیکنند و در مقابل حرارت و بازهای ضعیف نیز مقاومند. پیگمانهای کادمیمی گرانقیمت بوده و معمولاً جهت ارزانتر شدن قیمت از انواع لیتوپونی آنان استفاده می گردد. کادمیم ها در صنع بطرق ذیل تولید می گردند:

(۱) (نوع خالص)

(۲) (نوع لیتوپونی)

کادمیم حاصل از فرمول شماره (۱) نوع رسوب داده شده و خالص می باشد که سولفات سدیم آن از طریق شستشو جدا می گردد و اما کادمیم حاصل از فرمول شماره (۲) که کو رسوب کادمیم با اکستندر سولفات باریم است یک کادمیم لیتوپونی می باشد. کادمیم های خالص مقاومت حرارتی بیشتری از انواع لیتوپونی دارند و اندازه ذرات پیگمانهای کادمیمی معمولاً بین ۲/۰ الی mu ۸/۰ است.

ـ اکسید مس (CuO)

این پیگمان که به رنگ قرمز می باشد. بعضی از مواقع اشتباهاً به همراه اکستندرها و یا مواد اضافه شونده طبقه بندی می شود و در صورتی که در اصل یک پیگمان پوشش دار سمی می باشد. از آن بیشتر جهت ساخت رنگهای مصرفی بر بدنه ته کشتیهای دریائی به عنوان یک پیمان ضد رشد خزه و موجودات تک سلولی دریائی که بر بدنه ته کشتی می چسبند استفاده می گردد. مکانیزم عمل بدین صورت است که با ایجاد یونهای مسی که با سرعت خیلی کمی در آب آزاد می شوند سبب از بین رفتن موجودات تک سلولی می گردد. از اکسید مس علاوه بر ضد خزه بودنش به عنوان یک ماده رنگی در ساخت لعاب سرامیک و شیشه نیز استفاده می نمایند. اکسید مس را در صنعت از روش الکترونیکی بدست می آورند و همچنین می توان آن را از طریق اکسیداسیون فلز مس در حرارت ۹۲۷ الی ۱۰۳۸ درجه سانتیگراد و متلاشی نمودن مواد رسوب داده شده مسی تولید نمود.

▪ پیگمانهای متالیک

در بعضی از صنایع از جمله رنگسازی فلزات را به صورت ذرات بسیار ریز درآورده که از آنان به عنوان پیگمانهای فلزی پودر و خمیر آلومینیم، روی و برنز استفاده می نمایند که برنز مخلوط مس و روی می باشد که این مخلوط از %۱۰۰ مس تا %۷۰ مس و %۳۰ روی نوسان دارد. از پیگمانهای پودری آلومینیومی بجای خمیر آلومینیومی وقتی استفاده می نمایند که وهیکل بکار رفته با حلال همراه امتزاج پذیر نباشد، در غیر این صورت پیگمانهای آلومینیومی به صورت خمیر بفروش می رسند که مخلوطی است از حدود % ۶۵ وزنی پودر آلومینیوم و %۳۵ مابقی پلاستی سایزر و حلالها.

پیگمانهای فلزی از آنجائیکه نور طبیعی و ماوراء بنفش را از خود عبور نمی دهند دارای قدرت پوشش بسیار زیاد بوده و بعکس قدرت رنگدهندگی بسیار کمی دارند و در بعضی از مواقع بهمراه پیگمانهای رنگی دیگر جهت ایجاد فامهای رنگی مخصوص بکار می روند.

این پیگمانها در اثر مجاورت با رطوبت واکنش نموده و تولید گاز ئیدروژن را می نمایند که اگر درب مخازن آنان کاملاً بسته باشد انفجار صورت می گیرد و بنابراین این پیگمانها را بایستی در محیطهای دور از رطوبت انبار و نگهداری نمود و توجه داشته باشید که پیگمانهای آلومینیومی خاصیت ضد زنگی نداشته و از اینرو بدین منظور در آستریهای ضد زنگ بکار نمی روند مگر اینکه بهمراه پیگمانهای کروماتی از قبیل کرومات آسترونتیوم بکار روند.

▪ خمیرهای آلومینیومی

این خمیرها از فلز آلومینیوم خالص تهیه می شوند که نسبتاً سبک و نرم و برنگ سفید نقره ای می باشند و در دو نوع سوزنی شکل و برگچه ای موجود بوده که نوع سوزنی شکل آنان از تمایز کردن آلومینیوم مذاب با هوا از طریق یک نازل مخصوص برنگ خاکستری تولید می شود و از این رو مصرف آنچنانی در صنعت رنگسازی ندارد و بلکه بیشتر در صنایع متالوژی، شیمیائی و غیره بکار می رود نوع برگچه ای شکل آنان نیز خود در دو نوع متفاوت موجود می باشد که عبارتند از:

ـ نوع لیفینگ

ـ نوع نان - لیفینگ

طرز تهیه این دو نوع مشابه هم بوده و تحت یک پروسس مشابه انجام می گیرد با این تفاوت که اسید بکار رفته در پروسس ساختشان متفاوت است و تهیه آنان با استفاده از گلوله های گرد فولادی به عنوان واسطه هائی که عمل خرد کردن را بعهده دارند(بال میل) صورت می گیرد. فرق بین طرز کار بال میل صنایع رنگسازی با بال میل کاربرد در تولید پودر و خمیر آلومینیومی در این است که اولی باعث جدائی تراکم ذرات پیگمانها در یک وهیکل گشته در صورتی که دومی ضربه مکانیکی بر ذرات پودری آلومینیومی جهت خرد و نرم کردن آنان وارد می آورد.

فلز آلومینیوم بهمراه مقدار زیادی اسید چرب (پلاستی سایزر) و الکل معدنی وارد آسیاب می شود که در نوع لیفینگ از پلاستی سایزر اسید استئاریک بعنوان پلاستی سایزر استفاده می نمایند که تا از اتصال مکانیکی ذرات آلومینیومی بر اثر ضربه های وارده حاصل از ساچمه های بال میل جلوگیری بعمل آورد و همچنین باعث ایجاد ذرات برگچه ای شکل فلزی براق نیز گردد.

از اسید استئاریک معمولاً بعنوان یک پلاستی سایزر استفاده می نمایند هرچند که از اسیدها و یا روغنهای دیگری از قبیل روغن تالو و روغن زیتون نیز می توان استفاده نمود. بعد از خرد و آسیاب کردن که بمدت معینی ادامه می یابد و پوسته های آلومینیومی دلخواه تشکیل می گردند، بدان مقدار بیشتری از حلال ماینرال اسپریت اضافه کرده تا کاملاً نرم شود و سپس آسیاب را خالی نموده و براساس اندازه ذرات طبقه بندی کرده و بعد از صافیهای مخصوص عبور داده تا حلالهای اضافی آن گرفته شود و سپس در صورتی که پودر حاصل مورد دلخواه باشد خشک و بسته بندی می گردد.

▪ پودر برنزی طلائی:

این پیگمانها خاصیت لیفینگ داشته و از مخلوط مس و روی توسط بال میل تقریباً همانند روش پیگمانهای آلومینیومی ساخته می شوند و با تغییر نسبت درصد آلیاژ می توان رنگهائی با سایه های مختلفی بوجود آورد. مثلا افزایش مقدار مس در آلیاژ رنگ طلائی برنز را متمایل به قرمز و در صورت افزایش نسبت روی رنگ برنز را متمایل به سبز می نماید:

پودر برنزی نیز همانند پیگمانهای آلومینیومی بدو صورت پودری و خیمری تهیه می شود و ذرات آنان به سه صورت فوق العاده ریز، ریز متوسط، و درشت می باشد که پودرهای درشت در رویه های براق بکار رفته و درحالی که پودرهای نرمتر و ریزتر جهت رویه های نسبتاً مات بکار می روند. در بیشتر مواقع رنگهای برنزی را بصورت دوقلوئی می سازند و درست آنان را قبل از مصرف با هم مخلوط می نمایند و از خواص برنزها می توان موارد زیر را نام برد:

ـ رنگ طلائی دارند.

ـ قدرت پوشانندگی زیاد دارند.

ـ وزن مخصوص ظاهری کمتری از پیگمانهای آلومینیومی داشته ولی ذراتشان در مقایسه بزرگتر است.

ـ بسهولت پخش می شوند.

ـ مقاومتشان در برابر نور ماوراء بنفش خورشید خوب است.

ـ مقاومتشان در برابر اسیدها و قلیائیها ضعیف است.

ـ مقاومت آنان در مقابل آب و رطوبت ضعیف است و می بایستی چه در حال ساخت و چه در حال انبار از تماس آنان با رطوبت جلوگیری بعمل آید.

▪ پیگمان روی

به این پیگمان گردروی هم گفته می شود که بصورت پودر معمولاً حدود ۵/۹۷ درجه خلوص تهیه می گردد و بیشتر در ساخت آستریهای ضد زنگ و جهت ارائه چسبندگی به آستریهای مصرفی بر سطوح گالواینزه بکار می رود و اما در ساخت رنگهای رویه از آن استفاده نمی گردد. این پیگمان دارای رنگ خاکستری با سایه آبی بوده و عموماً به رنگهای حاصل از آن «زینگ ریچ» می گویند یعنی به عبارت دیگر رنگهائی که از نظر پیگمان روی بسیار غنی هستند.

از گرد روی بهمراه اکسید روی نیز استفاده می نمایند، علت استفاده از اکسید روی بهمراه آن بدین منظور است که چون گردروی بعلت سنگینی وزن در دراز مدت در یک رنگ ته نشین می گردد از این رو استفاده از مقداری از اکسید روی عمل ته نشینی را کاهش می دهد، گردروی نیز همانند آلومینیوم در تماس با رطوبت و آب تولید ئیدروژن را می نماید و از اینرو می بایستی از تماس آن با رطوبت جلوگیری بعمل آید. رنگهای حاصل از گرد روی نیز معمولا دوقلو ساخته می شوند بدین ترتیب که وهیکل و اکسید روی را در یک ظرف و گردروی را در ظرف جداگانه دیگری حمل مینمایند و درست قبل از مصرف بهم افزوده و کاملا میکس می کنند.

آستری گردروی با سیستم کاتدیک از زنگ زدگی استیل و آهن جلوگیری بعمل می آورد: بدینصورت که از آنجائیکه گرد روی الکتروموتیوتر از آهن می باشد لذا بعنوان قطب کاتد و آهن بعنوان قطب آند نقش ایفاء می نمایند و در چنین واکنش شیمیائی ای گرد روی (آند) قربانی آهن (کاتد) می گردد و یا باصطلاح آهن توسط روی حفاظت می گردد و بدین ترتیب از زنگ زدگی سطوح آهنی بروش مکانیزم کاتدیک جلوگیری بعمل میآید.

البته توجه دارید که این مکانیزم نیازمند به محلول شیمیائی الکترونیکی نیز می باشد و از آنجائی که اکثر وهیکلها از قبیل روغن بذرک و رزینهای آلکیدی عایق هستند ازاین رو بهتر است که از درصد کمتری وهیکل استفاده گردد، یعنی از ۹۰ الی %۹۵ گردروی و ۵ الی %۱۰ وهیکل استفاده گردد که بهترین وهیکلها از برای این منظور پلی مرهای سنگین انعطاف پذیر با پلاستی سایزر، از قبیل پلی استایرین، پلی وینل استات، کلرنیتدرابر، اپوکسی استر، پلی اورتان و پلی استر می باشند که جهت ایجاد یک فیلم محکم با چسبندگی زیاد و انعطاف پذیری خوب مناسب میباشند. البته از وهیکلهای غیر آلی مثل الکیل سیلیکاتها و یا سیلیکاتهای فلزی نیز می توان استفاده نمود.

گردروی قدرت پوشش زیادی دارد و اما قدرت رنگدهندگی آن کم است و بهتر است که بهمراه گردروی در صورت کند بودن زمان خشک شدن فیلم یکرنگی از مقداری خشک کن استفاده شود زیرا که گردروی طبعاً زمان خشک شدن فیلم یکرنگ را طولانی میسازد.

▪ پیگمانهای سیاه رنگ

پیگمانهای سیاه اساساً از کربن تشکیل میابند و ذرات این پیگمانها فوق العاده کوچک بوده و در نتیجه با توجه بمقدار موجود در واحد حجم، سطح تماس این ذرات با حمل کننده زیاد بوده و بهمان نسبت جذب روغن آنان نیز بیشتر است و از طرفی زمان خشک شدن رنگهای سیاه محتوی درایر در دراز مدت بعلت جذب درایر توسط ذرات کربن کاهش می یابد و این جذب ناشی از انرژی آزاد سطحی نسبت بوزن معینی از پیگمان سیاه و طبیعت خود پیگمان می باشد و پیگمانهای سیاه همچنین بعلت ریزی ذرات سختر از دیگر پیگمانها پخش می شوند و بعلت طریقه تهیه بسیار سخت از قیمت بسیار گرانی نز برخوردارند. برای بدست آوردن حداکثر سیاهی ممکن، قدرت پوشانندگی و رنگدهندگی مطلوب می بایستی پخش این پیگمان در وهیکل تا حداکثر ممکن صورت گیرد و همچنین سیاهی فام پیگمانهای سیاه را می توان با افزایش حدود %۲۵ آهن آبی افزایش داد. انواع معمولی پیگمانهای سیاه همراه با مواد اولیه مصرفی در تهیه ساخت آنان و درصد تقریبی ترکیباتشان در جدول (۵/۴) آمده است.

در صنایع رنگسازی بغیر از پیگمانهای سیاه فوق الذکر در جدول فوق از قیر نیز که سیاهرنگ است استفاده می نمایند که در اصل یک پیگمان نبوده و بلکه یک بایندر است و از این رو در اینجا مورد بحث قرار نمیگیرد.

▪ کربن بلک:

کربن بلک دارای سه نوع دودکشی، کوره ای و حرارتی می باشد که از طریق پروسه های متفاوتی تولید می گردند و رنگ آنها از سیاه سیر (طریق دودکشی) تا سیاه خاکستری (طریق کوره ای و حرارتی) متغیر است. توجه نمائید که هرچه اندازه ذرات ریزتر باشد رنگ سیاهتر و هر چه درشتر رنگ متمایل به خاکستری می گردد.

کربن بلک نوعی است که بیشترین مصرف را در صنایع رنگسازی و مرکب دارد البته حدود %۹۰ از کربن سیاه تولیدی در صنایع لاستیک سازی مصرف می گردد که در صنایع لاستیک سازی از کربن بلک بعنوان یک ماده سخت کننده و پر کننده استفاده می گردد تا بعنوان یک پیگمان از کربن علاوه بر موارد مصرف فوق در ساخت کاغذ و باطری نیز بعنوان عایق تا C ۳۰۰۰ استفاده می گردد.

▪ گرافیت

در صنایع رنگسازی از گرافیت طبیعی و مصنوعی که برنگ سیاه خاکستری است استفاده فراوانی میگردد زیرا که بعلت برگچه ای شکل بودن مقاومت خوبی در مقابل رطوبت و گازها داشته و جهت ایجاد مقاومت مواد زنگ زا در ساخت آستریهای استیلی بکار میرود که البته خود بتنهائی خاصیت ضد زنگی نداشته و از این رو همراه سرب قرمز، کرومات روی و غیره استفاده میگردد و بعضی را عقیده بر این است که استفاده از گرافیت خاصیت برس خوری و سمباده خوری آستری را نیز افزایش می دهد.

▪ کربن استخوانی

از مشتقات خاکی ذغال سنگ و سیلیکاتها با مقادیر متغیری از کربن بدست میآید که باقیمانده آن سیلیس یا سیلیکات میباشد رنگ آن فوق العاده پائین بوده و اندازه ذراتش نسبتاً درشت و قدرت پوشش و رنگدهندگی اش پائین و بیشتر در ساخت آستریها مصرف میگردد.

▪ کربن فعال یا اکتیو

کربن فعال دارای سطح جانبی بسیار زیاد (حدود ۲۵۰۰ متر مربع/گرم) با منافذ فراوان جهت جذب گاز، ناخالصی و یا حل و پخش مواد در منابع بکار میرود و اغلب از آن بعنوان رنگبر و یا به اصطلاح عامل جدائی ناخالصیها از مایعات یا گاز استفاده میگردد. کربن فعال جدا از پیگمانهای مشکی کربنی بوده و در اینجا فقط بخاطر اینکه تقریباً هم اسم است ذکری از آن بمیان آمده است.

▪ حالت فلوکیولیشن یا حالت تجمعی ناشی از پخش پیگمانهای سیاه:

وقتیکه پیگمانهای سیاه بطور کامل در یک وهیکل پخش میشوند سطح ذرات آنان بخوبی با اتصال دهنده (وهیکل) پوشیده میشود و حال اگر حلالی بطور ناگهانی به این حالت از پخش پیگمانها اضافه شود این حلال باعث شسته شدن رزین اطراف پیگمانها شده و در نتیجه پیگمانها از وهیکل جدا خواهند شد. در چنین وضعی پیگمانهای جدا شده همدیگر را جذب کرده و با ایجاد پیوندهای ضعیف و شل مجموعه متراکم و بهم چسبیده ای از پیگمانها را بوجود میآورند که اصطلاحاً به این پدیده فلو کیو لیشن میگویند.

▪ پیگمانهای آلی رنگی:

پیگمانهای رنگی آلی برخلاف پیگمانهای رنگی معدنی که قسم اعظم آنان را اتم فلزات مختلف تشکیل میدهد از بهم پیوستن اتمهای کربن بوجود میآیند. بعضی از رنگدانه های آلی محلول نبوده که بدانها رنگدانه های تونری (TONER) و بعضی دیگر محلول بوده و یا با افزایش ترکیباتی از مواد معدنی بحالت محلول در میآیند که بدانها رنگدانه های لیکی (LADE) میگویند.

پیگمانهای رنگی طبیعی از زمانهای قدیم شناخته شده و مورد استفاده قرار گرفته اند بطوریکه رنگ آلی را از درخت نیل و رنگ سبز را از کلروفیل و رنگ قرمز را از ریشه روناس بدست میآورند. اختلاف بین یک پیگمان رنگی با یک ماده رنگینه یا به اصطلاح «دای» (DYE) علاوه بر مصارف متفاوت آنان در نسبت انحلال پذیری نسبی آنان نیز میباشد. دایها در محیطی که پخش میشوند حل میگردند و عموماً توسط موادیکه بایستی باعث رنگی کردن آنان گردند جذب میگردند، و در صورتیکه پیگمانها اساساً در آب و رزینها و بطور کلی در محیطی که در آن پخش میگردند نامحلول میباشند و بر خلاف دایها به یک بایندر جهت پخش شدن نیازمندند.

مواد اولیه ایکه در ساخت پیگمانهای رنگی آلی بکار میروند عبارتند از ئیدروکربتهای معطر بنزن، تولوئن، زایلن، نفتالین و غیره که این ئیدروکربنها در هیدروکسیداسیون و کربوکسیداسیون، سولفاناسیون، هالوژناسیون، هیدروکسید اسیون و کربوکسیداسیون مواد واسطه ای دیگر به پیگمانهای رنگی آلی تبدیل میگردند. فام رنگی پیگمانهای مذکور ناشی از وجود بندهای دوگانه در ساختمان مولکولی آنان میباشد که به تناسب جذب نور از خود فام مورد نظر را منعکس مینمایند.

● حلالهای مصرفی در صنایع رنگسازی

▪ نقش حلالها

نقش حلالها که مایعات فراری میباشند در سهولت کار و استفاده از رزینها و رنگهای حاصل از آنان بر همگان روشن است زیرا که استفاده از رزینهای صددرصد غیر فرار در هنگام مصرف: کاری بسیار مشکل بوده و شکی نیست که جهت جاری ساختن و امکان برداشت مقدار مورد نیاز از مخازن نقل و انتقال آنان از قبیل بشکه، تانکر و غیره نیاز به حرارت داشته که این خود مستلزم وقت و هزینه سنگینی است . لذا از همین روست که آنان را به کمک حلالها از صددرصد به ۳۰ الی ۸۰ درصد غیر فرار تبدیل می نمایند تا بدین ترتیب حلال اضافی نه تنها رزین یا رنگ مورد نظر را در خود حل نماید و بلکه همچنین وسیکوزیته را کاهش و در نتیجه قدرت جاری شدن را نیز افزایش و خلاصه امر اینکه کار با آنانرا بسیار ساده تر نمایند. کاربرد حلال و کاهش درصد غیر فرار در صنایع رنگسازی بسیار مهمتر از دیگر صنایع بوده زیرا که برس زدن، اسپری کردن، تشکیل فیلم یکنواخت، براقیت، زمان خشک شدن و سخت شدن همگی تابع درصد غیر فرار رنگ مورد نظر بوده و این حلال است که با قدرت انحلال کنندگی خود رنگ را به درصد مورد نیاز، دلخواه و قابل مصرف میرساند. انتخاب درست یک حلال از عوامل مهم بوده و بر خواص ویسکوزیته، برس خوری، زمان خشک شدن و غیره اثر مستقیم داشته و از اثرات جانبی آن نیز میتوان بلیدینگ، جوش زدن، فلوئینیگ ضعیف و امثالهم را نام برد. یک حلال در پایان عمل در فیلم یک رنگ باقی نمیماند اما اثرات کارهائی که انجام میدهد باقی میمانند.

یک پلی مر ممکن است به تناسب انتخاب نوع حلال بطور مولکولی در آن پخش شود (Dispersion) و یا اینکه حالت تراکمی و یا تجمعی بخود بگیرد (Aggregation) و درجه پخش پلی مر در یک حلال برویسکوزیته، شفافیت، انعطاف پذیری، سختی و مقاومت فیلم خشک حاصل از آن اثر میگذارد.

▪ خواص فیزیکی حلالها :

از جمله خواصیکه یک حلال بر مبناء آن انتخاب میگردد میتوان قدرت حلالیت، فراریت یا سرعت تبخیر، نقطه جوش، نقظه اشتعال، نقطه آتش سوزی، قیمت، رنگ، بو، وزن مخصوص، مقاومتی ضد خوردگی، طبیعت شیمیائی، عدد هپتان و غیره را نام برد.

۱) نیتروپارافینها

از این حلالها میتوان جهت انحلال پذیری رزینهای وینیلی، آکرلیکی، اپوکسی، نیتروسلولزی، استات سلولز، بیوتایرات، روغنها، چربیها، واکسها و دایها استفاده نمود. نیتروپارافینها در چهار نوع تجارتی در دسترس بوده که نوع ۲- نیتروپرویان با درجه تبخیری برابر با نرمال بیوتیل استات و سمیت کمتر مصرف بیشتری در صنایع رنگسازی دارد. علاوه بر این از نیتروپریان بعلت حلالیت قوی و بوی کم میتوان در رزینهای وینیلی بجای کیتونها در مواقع ایکه بو مسئله مهمی باشد استفاده نمود. حلالهای نیتروپارافینی گرانقیمت و اندکی نیز سمی هستند.

۲) آب

امروزه استفاده از آب چه بصورت تنها یا مخلوطی از الکل و اترالکلها بعنوان یک حلال بدلایل بهداشتی و عدم خطر آتش سوزی و سمی نبودن مصرف فراوانی پیدا کرده خصوصاً جهت انحلال رنگهای پلاستیکی، رزینهای محلول در آب و رزینهای امولسیونی و کلوئیدی؛ بنابراین از مهمترین دلائلی که امروزه آب را بعنوان یک جانشین خوب برای حلالهای آلی توصیه مینمایند میتوان فراوانی، ارزانی، بی بوئی، غیر سمی و اشتعال ناپذیر بودن آنرا نام برد. البته آب یک حلال ایده آلی نمیباشد زیرا که با تمامی دیگر حلالهای آلی امتزاج پذیر نبوده و فیلم حاصل از رنگ محلول در آب براقیت عالی ای نداشته و همیشه نسبت به آب نیز حساس میباشد.

▪ رزینهای سلولزی

۱) رزینهای نیترو سلولزی:

پلی مرهای سلولزی که در رنگهای فوری یا لاکها، پلاستیک، مواد منفجره، فیلم عکاسی، الیاف مصنوعی، هواپیما، شیشه اتومبیل و چسب بکار میروند اصولا از نوع استر یا اتر سلولزی بوده که استرها از قبیل نیترو سلولزو استات سلولز واترها از قبیل اتیل سلولز، بنزیل سلولز و غیره می باشند. لازم به توضیح است که رزین نیترو سلولز در حقیقت نیترات سلولز می باشد که امروزه به غلط و برحسب عادت به همان نیتروسلولز معروف است. پلی مرهای نیترو سلولزی بعلت داشتن خواص ویژه از قبیل سریع خشک بودن، مقاومت خوب فیلم حاصل و سختی مناسب مصرف فراوانی در صنایع رنگ سازی دارند هرچند که انعطاف پذیری و چسبندگی آنان در مقایسه با دیگر رزینها نسبتاً خوب نمی باشد. هرچه وزن مولکولی رزینهای نیترو سلولزی افزایش یابد قدرت فیلم حاصل نیز افزایش و بعکس انحلال پذیری کاهش می یابد و لذا از آنجائیکه وزن مولکولی پلی مرهای سلولزی بالاست چسبندگی آنان بر روی سطوح کم بوده و از اینرو جهت افزایش چسبندگی آنان معمولا از پلاستی سایزرهای رزینی با روغنهای خشک نشونده و یا پلاستی سایزرهای شیمیائی استفاده می نمایند. البته ناگفته نماند که نقش پلاستی سایزرها علاوه بر افزایش چسبندگی و براقیت بیشتر، ایجاد یک محلول قابل اسپری نیز می باشد.

ـ طرز تهیه

رزین نیترو سلولز مصرفی در صنایع رنگسازی که شامل عوامل نیترات می باشد و نه نیترو در اصل همان نیترات سلولز می باشد که به غلط به نیترو سلولز مشهور است و از واکنش سلولز خالص با اسید نیتریک در حضور اسید سولفوریک تهیه میگردد که حضور اسید بدان خاطر است که بتواند آب حاصل از واکنش را از محیط خارج تا عمل نیتراسیون بدلخواه صورت پذیرد.

مکانیزم عمل بدین صورت است که اسید نیتریک با عمل ئیدرو گسیل موجود بر مولکول سلولز واکنش نموده و تشکیل یک استر را می دهد. در صنعت، نیترات سلولز را میتوان با درصد نیتروژنهای متفاوت از قبیل ۵/۱۰ تا ۸/۱۳ درصد تولید نمود و نوعیکه در صنایع رنگسازی مصرف بیشتری دارد نوع با حدود ۷/۱۰ الی ۲/۱۲ درصد نیتروژن می باشد.

در صنعت رزینهای نیترو سلولزی در سه نوع استاندارد RS، AS، SS و در انواع ویسکوزیته یافت میشوند که در صنایع رنگسازی از نوع RS بیشتر از دو نوع دیگر استفاده میگردد و هر سه نوع دارای حدود % ۳ الکل اتانل، ایزوپروپانل و یا نرمال بیوتانل می باشند. با توجه به اینکه حدود % ۳ الکل (الکل اتیلیک) همراه رزینهای نیترو سلولزی می باشد اما از آنجائیکه جامد و پودری می باشند ظاهراً % ۱۰۰ بنظر می آیند. بنابراین بایستی توجه داشت که رزینهای نیترو سلولزی موجود در بازار % ۱۰۰ جامد نمی باشند و لذا می بایستی این مهم را در هنگام فرمولیزاسیون مد نظر داشت.

ـ حلالهای مصرفی در رنگهای نیتروسلولزی

از آنجائیکه مکانیزم سخت شوندگی فیلم حاصل از رنگهای نیتروسلولزی بر اثر تبخیر حلال می باشد لذا یکی از پارامترهای مهم در ارائه فرمول یک رنگ یا کلر فوری همانا انتخاب و تعیین دقیق حلالهای مصرفی می باشد که نیاز به شناخت و تجربه کافی فرمولیست در این زمینه دارد. حلالها اثرات زیادی در یکنواخت شدن فیلم و کیفیت نهائی آن داشته و معمولا یک حلال فوری به خاطر تکنیک پیچیده و قیمت از سه نوع حلال اصلی، کمکی و رقیق کننده تشکیل میشود که حلال رقیق کننده نه تنها باعث کاهش قیمت نهائی میگردد و بلکه انحلال پذیری بهتری نیز به نیتروسلولز در حلال اصلی خود میبخشد. حلالیت نیترو سلولز نسبت عکس با مقدار ازت موجود در آن دارد بطوریکه هرچه مقدار ازت بیشتر باشد حلالیت آن در حلالهای معمولی تجارتی کمتر است.

۱) حلالهای اصلی یا فعال

ـ استرها (اتیل استات، بوتیل استات و ...)

ـ کیتونها (استن، متیل اتیل کیتون و متیل ایزو بوتیل کیتون)

نیترو سلولز نه تنها در استرها و بلکهدر کیتونها نیز به خوبی حل می گردد. کیتونها معمولا با قدرت حل کنندگی زیاد ارزانقیمت تر بوده و از طرفی نسبت رقیق شوندگی شان نیز با حلالهای غیر واقعی بطور قابل ملاحظه ای بالاست بطوریکه اگر محلولهائی با دیسکوزیته مساوی از کیتونها و استرها تهیه شوند محلول حاصل از کیتونها قابلیت بیشتری در ایجاد فیلم خواهد داشت. کیتونها براحتی در تهیه محلول نیترو سلولزی با درصد جامد زیاد و با ویسکوزیته پائین بکار میروند و استرها در تهیه محلولهائی با درصد جامد کم یا متوسط و با ویسکوزیته بالا بکار میروند. معمولا استفاده از کیتونها با وزنهای مولکولی کمتر بیشتر ترجیح داده می شود تا استرهای مشابه زیرا که کیتونها امکان استفاده بیشتر از حلالهای غیر واقعی که ارزانتر ند را داده بدون آنکه بر قابلیت حل کنندگی محلول حاصل اثرات محسوسی بگذارند. کیتونها در مواردیکه احتیاج به حداکثر مواد جامد با حداقل ویسکوزیته باشد بکار میروند در صورتیکه از استرها در مواردی استفاده میگردد که احتیاج به حداکثر ویسکوزیته با حداقل و یا حد متوسط درصد جامد باشد.

۲) حلالهای کمکی یا الکلها

رزینهای نیترو سلولزی در الکلها به از متانل قابل حل نیستند و اما افزایش مقدار کمی الکل به حلالهای اصلی افزایش مقدار کمی الکل به حلالهای اصلی افزایش چشمگیری بر قدرت حلالیت حلالهای اصلی خواهد داشت. استفاده مستقیم (یا تنها) از الکل بعنوان یک حلال نیترو سلولزی بنا بدلائل ذیل امکان پذیر نمی باشد:

ـ الکلها به تنهائی نمی توانند محلول روشنی از نیتروسلولز ایجاد نمایند.

ـ الکلها به تنهائی نمی توانند نیترو سلولز را در خود حل نمایند.

ـ تبخیر الکلها به تنهائی نمی تواند در ایجاد فیلم یکنواخت و رضایت بخش نقشی داشته باشد.

۳) حلالهای رقیق کننده یا غیر فعال

- ئیدرو کربنهای آلفتیک یا غیر فعال

از عمده حلالهای رقیق کننده میتوان حلالهای ئیدرو کربنی آلفتیک و آروماتیک مثل تولوئن، زایلن و نفتا با نقطه اشتغال بالا را نام برد که به هیچ وجه به تنهائی قادر به انحلال رزینهای نیتروسلولزی در خود نمی باشند و اما از آنجائیکه استفاده از حلالهای فعال و نیمه فعال جهت انحلال رزینهای فوق باعث افزایش قیمت نهائی تولید حاصل خواهد گشت از اینرو جهت کاهش قیمت نهایی از حلالهای غیر فعال نیز جهت رقیق کردن محلول حاصل از انحلال رزینهای نیترو سلولزی در مخلوط حلالهای فعال و نیمه فعال استفاده می نمایند. معمولا حلالهای رقیق کننده را بر مبناء نسبت رقیق کنندگی آنان انتخاب می کنند. نسبت رقیق کنندگی دو حلال بهم عبارتست از نسبت آن مقدار مینیمم یک حلال رقیق کننده به مقدار حلال واقعی که ایجاد یک محلول کدری را نماید.

▪ رزینهای اپوکسی

رزینهای اپوکسی از همان اوایل پیدایش جای پای خود را در میان دیگر موارد گوناگون صنایع رنگسازی به عنوان یکی از مواد مهم این صنعت باز نمودند که این موفقیت بیشتر به خاطر خصائص فراوان و متنوع این رزینها می باشد. در حقیقت دست یک فرمولیست را در ارائه فرمولهای مختلف رنگ از قبیل انواع رنگهای سخت شونده با آمین و کراس لینک شونده براثر حرارت که مقاومت بسیار خوبی در مقابل حلالها و مواد شیمیائی دارند باز میگذارد. از مصارف مهم رزینهای اپوکسی در ساخت رنگهای اپوکسی، چسبها، دوغاب و مواد درزگیر آب می باشد.

ـ طرز تهیه رزینهای اپوکسی:

دو نوع مهم و پر مصرف رزینهای اپوکسی عبارتند از رزینهای اپوکسی اترگلسیدی و رزینهای اپوکسی اولیفینی که چگونگی روش تهیه هر یک متفاوت بوده و به شرح ذیل می باشد.

۱) رزینهای اپوکسی اتر - گلسیدی

رزینهای اپوکسی ایکه از واکنش بیسفنل A (دی فنل پروپان) و اپی کلروئیدرین تهیه میگردند از مرغوبترین نوع رزینهای اتر-گلسیدی می باشند که از واکنش کندانسیونی بسیفنل A واپی کلروئیدرین در حضور یا قلیا بدست می آیند. البته بیسفنل دیگری بنام بیسفنل F نیز در صنع یافت میشود که ویسکوزیته کمتری از بیسفنل A دارد.

عامل فنلی که در رزینهای فنلیک باعث افزایش رنگ میگردد بعکس در رزینهای اپوکسی به خاطر تبدیل به عامل اتری باعث کاهش رنگ رزینهای اپوکسی میگردد. وجود حلقه های بنزنی در رزینهای اپوکسی باعث سختی بیشتر و در نتیجه شکنندگی پلی مر حاصل گشته و می بایستی آنان را جهت رسیدن به خواص لازم با رزینهای دیگری اصلاح و یا کراس - لینک نمود. عمل کراس - لینک از طریق عوامل اپوکسی و یا ئیدروگسیل صورت می پذیرد و از آنجائیکه این عوامل به فواصل زیادی ازهم قرار دارند لذا پلی مر حاصل فیلمی با انعطاف پذیری مناسبی را تشکیل خواهد داد. بعلت وجود حلقه های آروماتیک جاذب نور ماوراء بنفش خورشید در رزینهای اپوکسی و در نتیجه مقاومت ضعیف فیلم آنان در مقال چاکینگ یا گچ شوندگی نبایستی از رزینهای اپوکسی در ساخت رنگهای مصرفی بر سطوح بیرونی استفاده نمود.

رزینهای اپوکسی از مایع غلیظ گرفته تا جامد در دسترس می باشند و اگر چنانچه در فرمول تهیه آنان مقدار بیفنل A از مقدار اپی کلروئیدین کمتر باشد رزین حاصل مایع و در صورتیکه برابر و یا زیادتر باشد جامد است. در انواع مایع آن ۰ = n و وزن مولکولی تقریبی ۳۴۰ می باشد و در انواع جامد ۲۶ تا = n و وزن مولکولی ۷۰۰ الی ۸۰۰ می باشد. رزینهای اپوکسی جامد سخت، شکننده و زرد کمرنگ می باشند.

۲) رزینهای اپوکسی - اولیفینی:

این نوع رزینها از طریق اپوکسی نمودن بندهای دوگانه کربن به کربن اولیفینها ساخته می شوند که در پروسس ساخت آنان از اسید پراستیک به عنوان عامل اپوکسی کننده استفاده می شود. بعنوان مثال رزین گلسدیل متا کریلات یک رزین اپوکسی متا کریلات می باشد:

فیلم حاصل از رزینهای اپوکسی - اولیفینی مقاومت بهتر و بیشتری از فیلم حاصل از رزینهای اپوکسی - اتر گلسیدی در مقابل آب و هوا دارد و اما بعکس مقاومت ضعیف تری در مقابل مواد شیمیائی از خود نشان میدهد و به همین مناسبت هم کمتر از رزینهای اثر گلسیدی در ساخت رنگهای حفاظتی استفاده میگردد. اختلاف دیگر آنان در اینست که رزینهای اپوکسی - اولیفینی با مواد سخت کننده اسیدی سریعتر از مواد سخت کنده آمینی وارد واکنش میگردند.

▪ نقش رزینهای اپوکسی در صنایع رنگ و رزین:

نقش رزینهای اپوکسی در صنایع رنگ و رزین را بطور کلی میتوان بدو قسمت تقسیم نمود. یکی به عنوان یک پلی الکل و دیگری به عنوان یک رزین تشکیل دهنده فیلم .

▪ رزین های فنلیک

رزینهای فنلیک از زمره رزینهای سخت می باشند که امروزه بطور وسیعی خصوصاً در صنایع رنگسازی بکار میروند. پروسس ساخت رزینهای فنلیک کندانسیونی بوده و عموماً از واکنش فنل و آلدئید با تولید آب به عنوان یک تولید جانبی بدست می آیند که نوع رزین فنلیک حاصله شدیداً تابع PH محیط می باشد. رزینهای فنلیک در برابر اسیدهای رقیق مقاومت زیادی دارند و بعلاوه مقاومت قابل ملاحظه ای نیز در برابر آب از خود نشان میدهند و اما از عیوب آنان اینست که در معرض نور تمایل به زرد گرائی یا یلوئینگ شدید دارند.

ـ مشخصات مواد اولیه مصرفی در ساخت رزینهای فنلیک مختلف

۱) آلدئیدها

از نقطه نظر تئوری از آلدئیدهای بسیاری میتوان در تهیه رزینهای فنلیک آلدئیدی استفاده نمود، اما در عمل تقریباً تمامی رزینهای فنلیک - آلدئیدی مصرفی در صنایع رنگسازی از فرم آلدئید بصورت یکی از فرمهای موجود در بازار تهیه میگردند. فرم آلدئید خودش بتنهائی بصورت گاز می باشد و از اینرو در بازار بصورت محلول آبی ۳۷، ۴۴ و یا % ۵۰ وزنی یافت میگردد. ناگفته نماند که جهت تهیه محلول آلی فرم آلدئید از پلی مر جامد فرم آلدئید بنام پارافرم آلدئید نیز میتوان استفاده نمود.

از هگزامتیلن تترا آمین که جسم جامد حاصل از واکنش فرم آلدئید با آمونیاک می باشد نیز میتوان بعنوان یک منبع آلدئیدی استفاده نمود البته مشروط به اینکه حضور و یا وجود نیتروژن در رزین تولیدی حاصل مجاز باشد. معمولا در ساخت رزینهای فنلیک - آلدئیدی مصرفی در صنایع رنگسازی از پارا فرم آلدئید که یک پلی مر استآلدئید می باشد استفاده می نمایند.

۲) فنلها

تنها فنلی که در اوایل بطور تجارتی در بازار در دسترس بود فنلی بود که از تقطیر کول تار یا قطران ذغال سنگ بدست می آمد و از آنجائیکه انواع فنل موجود درکول تار تقریباً نقطه جوش مشابه ای داشتند لذا در عمل جدائی و یا تهیه یک فنل بخصوص بکمک روش تقطیر مشکل و یا غیر ممکن به نظر میرسید تا اینکه بعدها بموازات افزایش تولید رزینهای فنلیک، فنلهای مصنوعی با درجه خلوص بیشتر به بازار آمدند: پارا - فنیل فنل تولید جانبی روش تهیه فنل مصنوعی می باشد و بیسفنل A از کندانس فنل با استن در حضور یک کاتالیزور اسیدی بدست می آید. سه نوع دیگر از کندانس فنل با مقدار مناسبی از یک ئیدروکربن غیر اشباع با استفاده از کاتالیزور اسید سولفوریک یا برون فلوراید بدست می آیند بعنوان مثال پارا - ترشیری بیوتیل فنل از کندانس با ایزوبیوتیلن بدست می آید. تمامی فنل های مصنوعی فوق الذکر خواص مشترکی دارند مثلا همه آنان در گروه قسمت پارای خود کربن نوع سوم دارند.

از جمله موارد استعمال رزینهای فنلیک میتوان سیستمهای ذیل را نام برد. وارنیشهای رزینی روغنی هوا خشک و کوره ای.

۱) وارنیشهای مربوط به عایقهای الکتریکی.

۲) ترکیب با اپوکسی رزینها جهت ساخت پوششهای مربوط به قسمتهای داخلی و خارجی صفحات فلزی، قوطی های صنعتی و ظروف غذائی در صنایع بسته بندی و مواد غذائی.

۳) اصلاح رزینهای آلکیدی جهت پوشش سطوح ماشین آلات کارخانجات، تانکرها، خطوط لوله و غیره.

▪ رزینهای آمینو:

لغت آمینو فقط به رزینهای یوریا و ملامین - فرم آلدئید و مشتقات آنان اطلاق میگردد که حاصل واکنش محلول فرم آلدئید و یک ترکیبی مثل اوره و یا ملامین با گروه می باشند و یا به عبارت دیگر آمینو به کوپلی مرهای منومری اوره، ملامین، آکریلامیدومتاکریلامید با فرم آلدئید گفته می شود. رزینهای آمینو مایع، بیرنگ، بودار، شفاف و زلال می باشند که در ساخت رنگهای ترموست، بعضی از رنگهای هوا خشک، چسب کاغذ، پارچه و قالب های پلاستیکی بکار میروند.

وقتیکه در ساخت یک رنگ فقط از رزینهای آمینویوریا و ملامین فرم آلدئید بعنوان تنها بایندر بکار رونده استفاده شود فیلم حاصل بسیار شکننده بوده و چسبندگی کمی بر روی یک سطح فلزی خواهد داشت و لذا رزینهای آمینو به تنهائی برای ساخت یک رنگ کوره ای مناسب نمی باشند. و اما از آنجائیکه خوشبختانه بارزینهای آلکیدی، آکرلیک ترموست، و اپوکسی محتوی گروه های فعال کربو کسیل و ئیدرو کسیل امتزاج پذیری خوبی دارند لذا مخلوط آنان به نسبتهای مختلف فیلی با خواص عالی ایجاد خواهد نمود.

معمولا از رزینهای آلکیدی کوتاه روغن خشک نشونده بهمراه رزینهای آمینو بعنوان پلاستی سایزر بمقدار ۱۵ الی ۳۰ درصد وزن جامد کل رزین فرمول بکار گرفته می شود که البته این مقدار در رنگهای اتومبیلی از ۵ الی ۱۰ درصد و در رنگهای مصرفی بر سطوح در تماس با محلولهای دترجنی ۳۵ الی ۴۰ درصد و در کلرهای چوبی کاتالیزوری تا ۵۰ درصد در نوسان می باشد.

▪ رزینهای آلکیلیتدیوریا - فرم آلدئید

رزینهای آلکیلیتدیوریا - فرم آلدئید به سال ۱۹۳۶ به بازار عرضه گردیدند و همانطوریکه از اسمشان پیداست حاصل واکنش اوره، فرم آلدئید و یک الکل می باشند که اوره و فرم آلدئید هر دو در آب قابل حل هستند اوره با وزن مولکولی ۶۰، یک کریستال سفید رنگ با نقطه ذوب می باشد و به نسبت در آب قابل حل است. فرم آلدئید معمولا بصورت محلول ۳۷ درصد در آب تحت عنوان فرمالین و یا بصورت پودر تحت عنوان پارا - فرم آلدئید در بازار بفروش می رسد.

یک مول اوره ممکنست با یک یا دو مول فرم آلدئید وارد واکنش گردد و نوع تولیدات حاصل تابع محیط واکنش می باشد بطوریکه تولیدات محیط بازی کاملا با هم متفاوت می باشند. در محیط اسیدی یک جسم انحلال ناپذیر در آب تولید میشود که بدرد صنایع رنگ سازی نمی خورد و اما در محیط بازی یک جسم انحلال پذیر در آب حلالهای آلی بایستی از قطبیت آن بکمک حلالهائی از قبیل بیوتانل کاست.

جهت تهیه دی متیلول اوره مقادیر دقیقی از اوره و فرمالین را در PH (۷) الی (۵/۸) و درجه حرارت یا بیشتر در حضور یک کاتالیزو بازی مثل ئیدروکسید سدیم حرارت میدهند و وقتیکه واکنش تکمیل شد جسم حاصل را در خلاء غلیظ و بعد بطرق مختلف خشک می نمایند.

▪ رزینهای آلکیلیتد ملامین - فرم آلدئید

رزینهای آلکلیلیتد ملامین - فرم آلدئید به سال ۱۹۴۰ به بازار عرضه گردیدند و همانطوریکه از اسمشان پیداست حاصل واکنش ملامین، فرم آلدئید و یک الکل می باشند. ملامین با وزن مولکولی ۱۲۶ یک پودر کریستال سفید رنگ با نقطه ذوب در آب بسیار اندک انحلال پذیر بوده است.

▪ حلالهای مصرفی

حلال مخصوص رزینهای آمینو مخلوطی از نسبتهای مساوی بیوتانل و زایلن می باشد که البته برای تعدادی از رزینهای آمینو نسبت بیوتانل به زایلن افزایش می یابد. در بعضی از مواقع در ساخت بعضی از رنگهای ملامینی از نفتا با نقطه اشتعال بالا که سرعت تبخیر کندتری از مخلوط بیوتانل و زایلن دارد استفاده می نمایند زیرا که باعث جریان بهتر رنگهای مخصوص رولر کوتینگ میگردد. در بعضی از موارد مثل مواقعیکه نمیتوان بعلت بوی زیاد بیوتانل از مخلوط بیوتانل - زایلن استفاده نمود و یا جهت انحلال پذیری بهتر رزینهای آلکیدی مصرفی بهمراه رزینهای ملامینی از نفتا و یا مخلوط بیوتیل سلوسلووماینرال اسپریت استفاده می نمایند. البته خود رزینهای آمینو نیز بو دارند که احتمالا بوی آنان علاوه بر حضور بیوتانل از بیوتیل فرمال موجود در آنان ناشی میگردد.

ـ موارد مصرف

در رنگهای کوره ای از رزینهای آمینو بهمراه رزینهای آلکیدی جهت کاهش سخت شدن و افزایش سختی فیلم استفاده می نمایند. در ضمن ذکر تمامی موارد مصرف رزینهای آمینو از حوصله این کتاب خارج است و در اینجا فیلم به ذکر تعدادی که بیشتر از همه مصرف دارند پرداخته میشود.

مصرف رزینهای آمینو در ساخت رنگهای سفید که خود نیز به چهار دسته تقسیم میشوند:

- رنگ سفید عمومی

- رنگ سفید یخچالی

- رنگ سفید ماشینهای شستشو

- رنگ سفید مقاوم در مقابل گرما

هر گروه شرائط و قیمت مخصوص بخود را دارد مثلا اولین گروه شامل رنگ کابینت، آشپزخانه و غیره می باشد که بایستی از قیمتی ارزانتر و قابل رقابت تر برخوردار باشد. در دومین گروه علاوه بر اینکه فام سفید و بقاء آن در فیلم رنگ حاصله جهت پوشش یخچالها بسیار مهم می باشد همچنین می بایستی مقاومت خوبی در مقابل آب صابون، سایش و خراشهای عمومی نیز داشته باشد. از اینروست که در رنگهای یخچالی از درصد بیشتری از ملامین رزین استفاده می نمایند تا نه تنها ثبات فام رنگی فیلم حاصل خوب شود و بلکه مقاومت شیمیائی آن نیز افزایش یابد. و در گروه سوم همانند گروه دوم نه تنها فام سفید و پایداری آن مهم می باشد و بلکه فیلم حاصل می بایستی مقاومت بسیار عالی ای در مقابل آب ولرم و گرم صابونی (دترجنی) داشته باشد.

▪ رزینهای آکرلیک

انواع رزینهای آکرلیک در سیستم حلالی

رزینهای آکریلیک بدو گروه عمده ترموپلاست و ترموست تقسیم میگردند:

۱) رزینهای آکریلیک ترموست

رزینهای آکریلیک ترموست همو - پلی مریا کو - پلی مر استرهای اسید آکریلیک و یا اسید متا آکریلیک می باشند که با خود و یا با یک کو - پلی مر دیگری که داریا عامل فعال ئیدرو گسیل (-OH) کربوکسیل (-CooH)، متیلول آمید و یا اپوکسی می باشد تحت حرارت کراس لینک نموده و تشکیل یک سختی را میدهند.

اصولا کاربرد رزینهای در ساخت رنگها معمولا بمنظور تامین حد متوسط خواص مطلوب و ایجاد غلظت مناسب از نقطه نظر مصرف عملی می باشد. از اینرو محققین کوششهائی زیادی بعمل آورده اند تا رزینهائی با مواد جامد زیاد توام با کاربرد عملی بهتر تهیه نمایند لذا براساس همین طرز تفکر، پلی مرهائی با زنجیره های نسبتاً کوتاه تهیه گردیده اند که قادرند با دیگر رزینهای فعال تحت شرائط و حرارت معین ترکیب شوند. تهیه اینگونه رزینها با طول زنجیر کوتاه منجر به تامین درصد جامد زیاد و کاربرد عملی مناسب تر رزین میگردد و از طرفی ایجاد گروههای فعال لازم هم به کمک واکنشهای شیمیائی روی این زنجیرها منجر به تشکیل فیلمی با خواص بسیار عالی خواهد شد که بطور مطلوب و دلخواه سخت میشود. و براساس همین اصول بود که رزینهای آکریلیک ترموست ساخته شدند.

رزینهای آکریلیک ترموست پلی مرهائی با زنجیر نسبتاً کوتاه (وزن مولکولی کم) و گروههای فعال متنوعی می باشند که تحت شرائط و حرارت معین با دیگر رزینهای فعال (کو - رئاکتنتها) که دارای عوامل و گروههای فعال می باشند وارد واکنش میگردند.

لازم به توضیح است که کمی وزن مولکول متناسب با کوتاهی زنجیر پلی مر می باشد که در نتیجه مقدار درصد جامد بیشتر و لذا کاربرد عملی بهترخواهد شد. در ساختمان رزینهای آکریلیک معمولا گروههای فعال ذیل وجود دارند:

۱) گروه فعال کربو کسیل

جهت ایجاد چنین گروه فعالی بر مولکول یک رزین آکرلیک از اسید آکریلیک و یا متا آکریلیک بهمراه استرهای آکریلیک و یا متا آکریلیک و اصلاح کننده ای از قبیل استایرین استفاده میگردد.

۲) گروه فعال ئیدروگسیل

۳) گروه فعال آمیدی

آکریلامید در کنار مونومرهای دیگر از قبیل اتیل آکریلات استایرین با فرم آلدئید و یک الکل مانند بیوتانل واکنش می نماید تا یک پلی مر تولید شود.

۴) گروه فعال اپوکسی

در آکریلیکها گروه فعال اپوکسی را میتوان با استفاده از گلسدیل متا آکریلات بوجود آورد.

۵) گروه فعال آلکیلی با بند دو گانه

استفاده از این گروه فعال هنوز در ساخت پوششهای سطحی معمول نگردیده است.

البته به غیر از مونومرهائی که در فوق ذکر گردید، مونومرهای دیگر نیز در ترکیب با مونومرهای آکریلیکی جهت ایجاد خواص متفاوت دیگر بکار میروند که از آن میان میتوان استات وینیل، استایرین، وینیل تولوئن، متا آکریلامید و غیره را نام برد. تمامی گروه های مذکور میتوانند با هم دیگر وارد واکنش بگردند که در اینصورت میگویند واکنش همو-پلی مریاسلف رئاکنتت می باشد و هم میتوانند با گروههای فعال رزینهای دیگری از قبیل یوریا-فرم آلدئید، ملامین فرم آلدئید و یا اپوکسی وارد واکنش بگردند که در اینصورت واکنش کو-پلی مریا کورئاکتنت نامیده میشود.

ـ بهمراه رزینهای آکریلیک با گروه فعال کربوکسیل می توان از رزینهای اپوکسی استفاده نمود.

ـ بهمراه رزیتهای آکریلیک با گروه فعال ئیدروگسیل میتوان از رزینهای یوریا و یا ملامین - فرم آلدئید و اپوکسی استفاده نمود.

ـ بهمراه رزینهای آکریلیک با گروه فعال متیلول آمید میتوان از خودش یا رزینهای اپوکسی، آلکید و وینیل استفاده نمود.

ـ بهمراه رزینهای آکریلیک با گروه فعال اپوکسی میتوان از اسیدهای دو ظرفیتی، انیدریدها و پلی آمین استفاده نمود.

ـ بهمراه رزینهای آکریلیک با گروه فعال عامل آلکیلی با بند دوگانه میتوان از کاتالیزورهای پراکسیدی استفاده نمود.

رزینهای آکریلیک ترموست با رزنیهای آمینو، اپوکسی و وینیلی امتزاج پذیر بوده اما با آلکید رزین بلند روغن امتزاج پذیر نمی باشد. با آلکید رزین کوتاه روغن و نیترو سلولز اندگی خاصیت امتزاج پذیری دارند. رزینهای آکریلیک ترموست در ماینرال اسپریتها قابل حل نیستند ولی در ئیدرو کربنهای آروماتیک، استرها و کیتونها بطور کامل قابل حل بوده و کمی نیز در الکلها انحلال پذیرند.

رنگهای آکریلیکی ترموست نه تنها براقیت و حفظ براقیت خوبی دارند و بلکه ر محلول قابل اسپری از درصد جامع مناسبی برخوردار بوده و مقاومت شیمیائی بیشتری نیز از آکریلیکهای ترموپلاست دارند هرچند که مقاومت بیرونی آنان ممکنست که بخوبی رزینهای ترموپلاست نباشد. رزینهای آکریلیکی ترموست در بازار معمولا بصورت محلولهای % ۵۰ در مخلوط حلالهای زایلن، بیوتانل و سلوسلو استات ارائه میگردند.

از رزینهای آکریلیکی با عامل فعال کربو کسیل معمولا بهمراه رزینهای اپوکسی در ساخت رنگهائیکه انتظار میرود فیلم آنان محکمی و انعطاف پذیری، سختی و مقاومت شیمیائی خوبی داشته باشد از قبیل رنگهای وسایل آشپزخانه و وسایل تزئینی فلزی استفاده میشود. از این نوع پوشش معمولا جهت پوشش ورقهای استیلی نیز استفاده می شود بدین ترتیب که ورق استیلی را ابتدا رنگ آمیزی و سپس به شکل دلخواه در می آورند.

رزینهای آکریلیک با عامل فعال ئیدروگسیل معمولا بهمراه رزینهای یوریا و یا ملامین - فرم آلدئید و اپوکسی مصرف میگردد تا فیلمی سخت، براق و محکمی را بوجود بیاورند. از آنان معمولا بیشتر جهت ساخت رنگهای اتومبیلی استفاده می گردد. و از دیگر موارد مصرف آنان میتوان یخچالها، وسایل آزمایشگاهی، مبلهای فلزی و کلر جهت پوشش ورقهای مسی و برنجی را نام برد. ناگفته نماند که این قبیل پوشش ها بهترین مقاومت در هوای آزاد را بهمراه مقاومت یلوئینگ خوب در میان دیگر انواع پلی مرهان آکریلیکی ترموست دارند.

رنگهائیکه از رزینهای آکرییکی با گروههای فعال آکریلامید ساخته میگردند وقتیکه در درجه حرارت بمدت ۳۰ دقیقه حرارت ببینند براقیت، انعطاف پذیری و مقاومت شیمیائی خوبی دارند. این قبیل پوششها بیشتر جهت ماشینهای شستشو، خشک کن ها، کولرها و غیره استفاده میگردد. خواصیکه رنگهای کوره ای آکریلیکی در بر دارند عبارتند از؛

ـ ایجاد پوشش با فیلمی سخت و محکم.

ـ حفظ و بقاء رنگ خوب.

ـ مقاومت خوب در برابر ایجاد لکه و آلودگی.

ـ چسبندگی خوب بر روی فلزات در معرض واکنش شیمیائی.

ـ قابل استعمال بصورت یک لایه یعنی عدم نیاز به آستری.

ـ سهولت کاربرد روی پارچه همراه با سختی مطلوب.

ـ قابل استعمال در حرارتهای بالا.

▪ رزینهای آکریلیک ترموپلاست

این رزینها همو-پلی مراسترهای اسید آکریلیک و یا اسید متا آکریلیک می باشند و از آنجائیکه مونومرهای آکریلیک و متا آکریلیک امتزاج پذیری خوبی با هم دارند از اینرو میتوان آنانرا به هر نسبتی کو-پلی مرایز نمود. رزینهای آکریلیک ترموپلاست ساختمانی مشابه رزینهای ترموست دارند با این تفاوت که برخلاف آنان فاقد هرگونه گروه فعال بوده بو بعلاوه دارای وزن مولکولی نسبتاً زیادی حدود ۱۰۰،۰۰۰ می باشند و در ضمن بوسیله مکانیزم تبخیر حلال خشک و سخت میگردند. با استفاده از این رزینها میتوان پوششهای رنگی برای فلزات، پلاستیکها، وسایل ساختمانی، کاغذ، پارچه و دیگر سطوح تهیه نمود، و هم اینکه بعنوان ماده اولیه ساخت رنگهای فوری جهت لکه گیری اتومبیلی، لاکهای روشن و لاکهای پیگمانته شده فوری بکار برد. این رزینها دارای رنگ روشنی مثل آب بوده، ترانسپارنتی عالی داشته و مقاومت زادی در مقابل یلوئینگ و میل به و واکنش بسیار کمی با پیگمانها دارند. در برابر مواد شیمیائی مقاوم بوده و چسبندگی و دوام بیرونی خوبی نیز در مقابل آب، باز و غیره دارند.

با توجه به ساختمان مونومر بکار رفته، پلی مریزاسیون استرهای آکریلیکی تولید رزینهائی را می نماید که از حالت چسبناکی و نرمی به حالت سفتی و الاستیکی و بالاخره بحالت سخت و شکنندگی تبدیل میشوند. یادآور میشود که پلی متاآکریلاتها فیلم هائی سخت تر از آکریلاتها ایجاد می کنندد و هرچه طول زنجیر کربنی حاصل از استریفکاسیون الکلی بیشتر باشد رزین مربوطه نیز نرمتر میگردد. بنابراین پلی متا آکریلات سخت ترین نوع بوده و در حالیکه پلی ۲- اتیل هگزیل متا آکریلات فیلمی چسبناک را ایجاد مینماید. علاوه بر طبیعت ساختمان شیمیائی مونومر بکار رفته، وزن مولکولی نیز تاثیر قابل ملاحظه ای برخواص مکانیکی و شیمیائی رزین حاصله دارد. با تغییرات نسبی نسبت اسیدهای آکریلیک و متا آکریلیک در آغاز (قبل از واکنش) و با تغییر طول و درجه شاخه زنجیر کربنی رادیکال الکل، رزینهائی تولید میشوند که سختی و قابلیت انحلالشان در حلالهای زنجیری به نحو دلخواه قابل تنظیم است.

حلالهای مصرفی بهمراه رزینهای آکریلیک ترموپلاست تقریباً مشابه با حلالهای رزینهای آکریلیک ترموست می باشند. رزینهای آکریلیک ترموپلاست با رزینهای نیترو سلولزی، وینیلی و اپوکسی امتزاج پذیرند ولی با رزینهای آلکیدی بلند روغن، آمینو و کلر رینیتد را بر امتزاج پذیر نمی باشد و امتزاج پذیری آنان با آلکید رزین کوتاه روغن اندک می باشد.

همانطوریکه قبلا نیز ذکر شد در صنایع رنگسازی پلی مرهای آکریلیکی چه بصورت محلول و یا جامد چه بعنوان محلول کلرهای روشن و یا رنگهای پیکماندار مصرف فراوانی دارند. تعدادی از موارد مصرف آنان عبارتست از:

ـ رنگهای آلومینیومی

ـ رنگهای اتومبیلی

ـ رنگهای هواپیما

ـ رنگهای رویه

ـ رنگهای فلورسنت

ـ رنگهای استریپ شونده

ـ کلر جهت پنجره های آلومینیوم

ـ رنگ جهت وسایل برقی

ـ لاک جهت کاغذ

ـ کلر چوبی

ـ مرکب چاپ

فرمولیزاسیون کلرهای آکریلیکی ترموپلاست بسیار ساده می باشد. رزین جامد در صورتیکه بصورت محلول نباشد در یک حلال حل میگردد و ممکنست که از پلی مرهای سنگین دیگری از قبیل نیترو سلولز، وینیل یا استات بوتیرات سلولز و پلاستی سایزر جهت اصلاح خواص سختی و چسبندگی بهمراه رزینهای آکریلیکی استفاده گردد.

در ساخت رنگی با فام سفید یا فام رنگی ابتدا پیگمان را در رزین آکریلیک و یا پلاستی سایزر بکار رفته بهمراه آن پخش می نمایند و یا اینکه مستقیماً از چیپس رنگی که حاصل پخش پیگمانها در یک بایندر امتزاج پذیر با رزین آکریلیک می باشد استفاده می نمایند. سپس دیگر مواد مورد نیاز را به مخلوط اضافه می کنند. از آنجائیکه رزینهای آکریلیکی قدرت مرطوب کنندگی خوبی ندارند از اینرو می بایستی از آسیابهائی با راندمان کار خوب استفاده گردد.

اشکالات احتمالی در رسیدن به یک رنگ فوری آکریلیکی براق ممکنست که ناشی از آسیاب و یا استفاده بیش از حد پیگمان باشد. جهت پوششهای آکریلیکی برای ماگزیمم نسبت پیگمان به بایندر میتواند باشد.

● سیستم امولسیونی

▪ انواع رزینهای آکریلیک در سیستم امولسیونی

۱) آکریلیکهای امولسیونی ترموپلاست

پلی مرهای امولسیونی ویسکوزیته پائینی دارند اما وزن مولکولی آنان حتی به یک ملیون نیز برسد. همانند دیگر سیستمهای امولسیونی دارای خواص سهولت استفاده با برس و رولر بوده و خطر آتش سوزی نیز ندارند و از مزایای استفاده از آنان میتوان زمان خشک شدن سریع بطوریکه بتوان در عرض ۳۰ الی ۶۰ دقیقه لایه دوم را بر روی آنان زد، مقاومت قلیائی بهتر، چسبندگی عالیتر، سختی و انعطاف پذیری بهتر را نام برد. با توجه به خواص مذکور آکریلیکهای امولسیونی ترموپلاست جهت پوشش سطح خارجی از قبیل سطوح گچی و سیمانی واقع در آب و هوا بسیار بد مناسب می باشند.

در مقایسه با رنگهای آکریلیکی ترموپلاست روغنی (حلالی) مقاومت خوبی در مقابل جوش زند، گچ شوندگیف رنگ تینت و مقاومت بهتری نیز در مقابل ترک و چسبندگی بر روی فیلم قدیمی حاصل از زنگهای روغنی در شرائط آب و هوای رطوبتی از خود نشان میدهند و در عوض مقاومت ضعیفی در مقابل یلوئینگ دارند. از سال ۱۹۶۱ ببعد از این رنگها به جای رنگهای روغنی جهت پوشش سطوح چوبی استفاده گردیده است. تا کنون اصطلاحاتی بر روی پلی مر های آکریلیکی با استایرین و استات وینیل جهت ارزانتر نمودن قیمت صورت گرفته که متاسفانه این عمل اغلب اثرات منفی ای بر بعضی از خواص داشته است.

معمولا جهت ساخت یک رنگ آکریلیکی ترموپلاست امولسیونی مراحل ذیل انجام می پذیرد:

ـ پخش پیگمان در آب

ـ اختلاط رزین امولسیونی و اضافه شونده ها بدان

ـ تینت

ـ آزمایش خواص و تنظیم آن مطابق استاندارد در صورت نیاز

موادیکه در ساخت رنگهای امولسیونی آکریلیکی بکار میروند شبیه به همان مواید هستند که در سیستمهای امولسیونی دیگر بکار میروند. پیگمانها می بایستی نسبتاً در آب حل نشود و تا PH برابر با ۵/۹ مقاومت داشته باشند. دی اکسید تیتانیم پیگمان سفیدی است که معمولا بیشتر از همه استفاده میگردد. فنالوسیانیتها، اکسید آهن، پیگمانهای سیاه آلی نیز جهت استفاده در این سیستم مناسبند.

در ارائه فرمول رنگهای آکریلیکی از مواد ضد کف و ضخیم کننده از قبیل ئیدروکسی اتیل سلولز جهت بالا بردن ویسکوزیته و جلوگیری از ته نشینی پیگان استفاده نمائید. جهت رنگهای امولسیونی مات درصد جامد را حدود ۴۰ الی %۴۲ در نظر بگیرید.

از آنجائیکه رنگهای امولسیونی در درجه حرارتهای پائین مصرف میگردند لذا به مواد کئولسنس کننده از قبیل تری بیوتیل فسفات، روغن کاج و اتیلن گلیگول منو بیوتیل اتر (بیوتیل سلوسلو) مورد نیاز است. PH فرمول را با ئیدرو کسید آمونیوم حدود ۵/۹ تنظیم نمائید. از یک ماده ضد فاسد شوندگی مثل نمک فنیل جیوه ینز جهت جلوگیری از رشد قارچ و باکتری استفاده شود.

جهت ساخت رنگهای امولسیونی آکریلیکی مصرفی بر سطوح خارجی معمولا بهمراه رزینهای اکریلیکی امولسیونی حدود ۳۵ الی ۴۰% از رزین پلی وینیل کلراید (PVC) استفاده نمائید و برای سطوح چوبی مقدار PVC کمتری یعنی حدود ۳۰ الی %۳۵ جهت افزایش مقاومت در مقابل آب پیشنهاد میگردد. در ساخت رنگهای سفید از پیگمان دی اکسید تیتانیم نوع روتایل و حدود ۵ تا%۱۰ از نوع آناتاز جهت کنترل و مقاومت بهتر در قبال گچ شوندیگ استفاده شود و از اکستندرهای مصرفی بهمراه آنان میتوان طوری ارائه نمود که پرس، رولرو یا اسپری قابل مصرف باشند.

رنگهای آکریلیکی امولسیونی ترموپلاست بعلت سریع خشک شدن و ایجاد یک فیلم سخت با مقاومت بهتر در مقابل آب قادر به رقابت با رنگهای حاصل از پلی وینل استات و بوتا دائین استایرین ارزانقیمت می باشند و از آنجائیکه رنگهای مصرفی بر سطوح داخلی نیازی به مقاومت زیاد در مقابل آب و هوا همانند رنگهای مصرفی بر سطوح خارجی ندارند از اینرو میتوان درصد PVC آنانرا تا %۵۵ افزایش داد.

پیچمان سفید آنان نیز دی اکسید تیتانیم واکستندرشان کربنات کلسیم و یا تالک می باشد. همانند رنگهای مصرفی بر سطوح خارجی در ساختشان از مواد ضد کف، ضخیم شونده و ضد فاسد شوندگی نیز استفاده می شود.

آکریلیکهای انحلال پذیر در آب که بصورت پلی مرهای آکریلیکی در فرم اسیدی، یا بصورت نمکهای سدیم یا آمونیاک در آب انحلال پذیرند بعنوان مواد ضخیم کننده رنگهای امولسیونی و لاتکس بکار میروند و از آنجائیکه اسید و نمک هر دو در آب انحلال پذیر است لذا همیشه در فیلم باقی خواهد ماند. بنابراین جهت ایجاد فیلمی که می بایستی مقاومت خوبی در مقابل آب داشته باشد بایستی از حداقل مقدار ضخیم کننده استفاده شود. نوع پر مصرف آن نمک سدیم اسید پلی آکریلیک می باشد که به نسبت % ۵ آب ویسکوزیته ای برابر با ۱۱۰۰ الی ۱۲۰۰ سانتی پو آز ایجاد می نماید.

۲- آکریلیکهای امولسیونی ترموست

پلی مرهای آکریلیکی امولسیونی که ذکرشان به میان آمد از نوع ترموپلاست بوده که نوع ترموست آنان با اضافه شدن مونومرهای آکریلیک و متا آکریلیک کراس- لینک کننده که شامل گروههای فعال ئیدروگسیل، کربو کسیل، آمید و یا اپوکسی می باشند بدست می آید.

در ساخت آکریلیکهای امولسیونی ترموست درصد PVC حدود % ۱۵ بدون استفاده از اکستندر جهت ایجاد براقیت زیاد می باشد. رنگ حاصل یک فیلم سخت و براقی را وقتیکه در ۱۰۰ الی حرارت بیند ایجاد می نماید. آستریها و رنگهای رویه فلزاتی که با پلی مرهای آکریلیکی امولسیونی ترموست تهیه میگردند فیلمی با چسبندگی، مقاومت شیمیائی و بیرونی عالی ایجاد می نمایند و سمیت و خطر آتش سوزی کمتری دارند.


 
 
 
▪ رزینهای وینیلی

پلی مرها و کو-پلی مرهای وینیلی از زمره بایندرهای مهم مصرفی در صنایع رنگسازی می باشند که در انواع مختلف جهت مصارف گوناگون در دسترس می باشند. علاوه بر مصرف زیاد در صنایع رنگسازی در صنایع پلاستیک، پارچه، مرکب، نقاشی، چسب، بسته بندی و غیره نیز مصرف فراوانی دارند. رزینهای وینیلی از نقطه نظر شیمیائی شامل تمامی پلی مرهائی میشوند که از مونومرهای محتوی گروه وینیلی تشکیل شده باشند مثل پلی اتیلن، پلی استایرن، پلی آکریلات، پلی وینیل کلراید، پلی وینیل استات و کو-پلی مرهای آنان.

ـ مونومرهای مصرفی در ساخت رزینهای وینیلی

۱) مونومر وینیل کلراید

وینیل کلراید یا مونومر مونو کلر واتیلن که یک گاز بی رنگ و آتش زا در حرارت و فشار معمولی می باشد دارای نقطه جوش ۹/۱۳- سانتی گراد است در صنعت تحت فشار بصورت مایع در آمده و سپس حمل میگردد. مونومر وینیل کلراید یکی از پر مصرف ترین مونومرهای تجارتی می باشد و در صنعت آنرا به چند طریق تهیه می نمایند.

۲) مونومر وینیل استات

وینیل استات یک مایع آتش زا، بیرنگ با بوی زیاد می باشد که در صنعت بعد از وینیل کلراید مصرف فراوانی دارد و در صنعت روشهای گوناگونی جهت تهیه وینیل استات وجود دارد که در ذیل به یکی از آنان اشاره می گردد.

۳) وینیل آیدین کلراید

وینیل آیدین کلراید یا ۱ و ۱- دی کلرو اتیلن یک مایع فرار، آتش زا، روشن و سمی با طعم شیرین می باشد که نقطه جوش آن ، نقطه اشتعال آن ، وزن مخصوص آن ۲۱۳/۱ و انحلال پذیری آن در آب کم می باشد.

▪ رزینهای پلی وینیل استات

شیمیستهای رنگ به خوبی به خواص پلی وینیل استات و کو-پلی مر وینیل استات به خاطر موارد مصرف فراوان آنان در ساخت رنگهای لاتکس یا امولسیونی مصرفی بر سطوح درونی و بیرونی آگاهند بطوریکه ارزان قیمت بودن، قابلیت اصلاح و خواص عالی دیگر باعث مصرف زیاد آنان شده است. و همچنین بدلائل مشابه مصرف فراوانی نیز در ساخت چسب های لاتکس، پوشش های کاغذی و غیره پیدا نموده اند.

تفاوت زرین پلی وینیل استات و رزین پلی وینیل کلراید در این است که گروه استات آن خواص متفاوتی را بر روی زنجیر مولکولی کربن به کربن ایجاد می نماید. مولکول رزینهای وینیل استات منشعب تر از بسیاری از مولکولهای رزینهای وینیل کلراید میب اشد و همانند وینیلها ترموپلاست بوده مگر آن دسته که گروه های فعال کراس - لیکن کننده دارند و از این عوامل از همان ابتدا در ساختشان بکار گرفته شده است . رزینهای پلی وینیل استات بی رنگ، بی بو و غیر سمی می باشند و چسبندگی خوبی دارند و مقاومت فیلم حاصل از آنان بستگی به میانگین وزن مولکولی و نوع خواص کومونومرهای مصرفی دارد.

خود پلی وینیل استات همانند پلی متیل آکریلات یک پلی مر شکننده است که جهت تشکیل یک فیلم سخت می بایستی بهمراه آن از یک پلاستی سایزری مثل دی بیوتیل فتالات استفاده نمود و یا از کو-پلی مریزاسیون وینیل استات با مونومرهائی مثل اتیل آکریلات، ۲- ایتل هگزیل آکریلات و غیره استفاده شود.

۱) رزین پلی وینیل استات مصرفی در پوششهای لاتکس

دو نوع همو و کو-پلی مر موجود است که نوع آخری خواص بهتری را در رنگ ایجاد می نماید. از مهمترین مونومرهای اصلاح کننده میتوان وینیل استات، دی بیوتیل مالئیت، بیوتیل ۲- اتیل هگزیل و ایزودسیل آکریلات و غیره را نام برد. کو-پلی مرها ممکنست ۲۵ الی ۳۰% دی بیوتیل فرمارات و ۱۲ الی ۱۵% ۲- اتیل هگزیل آکریلات داشته باشند. لاتکس های موجود در بازار ممکنست در ویسکوزیته، درصد جامد، وزن مولکولی، اندازه ذرات، سهولت تشکیل فیلم و دیگر خواص متفاوت باشند. از دیگر مواردی که در ساخت رنگهای پلاستیک با لاتکس بکار میروند میتوان پیگمان، اکستندر، مواد مرطوب کننده، مواد پخش کننده، ضخیم کننده، ضد کف، پلاستی سایزر، مواد کئولسنس کننده، ضد باکتری، فریزتااستابلیتی (ضد یخ)، مواد مرطوب کننده کناره ها، با فرها و ضد زنگ را نام برد. مصرف بیش از حد مواد مرطوب کننده و یا پخش کننده باعث ایجاد کف بیشتر و کاهش مقاومت فیلم در مقابل آب میگردد.

۲) رزین پلی وینیل الکل

رزین پلی وینیل الکل از ئیدرولیز رزینهای استری پلی وینل خصوصاً پلی وینیل استات بدست می آید که بیشتر در صنایع پارچه، کاغذ و چسب مصرف میگردد تا صنایع رنگ سازی. آب تنها حلال آن می باشد و چسبندگی بسیار قوی بر روی بسیاری از سطوح دارد و یک بایندر خوبی برای بسیاری از سیلرها می باشد.

۳) رزینهای پلی وینیل آلدئیدی

در تجارت سه نوع رزین پلی وینیل آلدئیدی وجود دارد که از کندانسه شدن فرم آلدئید، استا آلدئید و یا بوتیر آلدئید با پلی وینیل الکل حاصل میشوند.

این مطلب را بصورت دیگری نیز بیان میدارند مثلا استالیزه کردن پلی وینیل الکل (ترکیب یک آلدئید با یک پلی وینیل الکل را که منجر به ایجاد پلی وینیل استال گردد را اصطلاحاً استالیزه کردن گویند).

در نهایت پلی وینیل استال یا پلی وینیل آلدئید حاصل را خنثی و بعد از شستشو با آب خشک میکنند.

ـ اگر : H=R باشد در آنصورت پلی مر حاصل را پلی وینیل فرمال میگویند.

ـ اگر : باشد در آنصورت پلی مر حاصل را پلی وینیل استال میگویند.

ـ اگر : باشد در آنصورت پلی مر حاصل را پلی وینیل بوتیرال میگویند.

با توجه به تغییر بنیانهای R خواص رزینها نیز با همدیگر فرق خواهد کرد. طول زنجیر و وزن مولکولی پلی وینیل استات اولیه مصرفی در ساخت پلی وینیل الکل میتواند در ویسکوزیته پلی وینیل آلدئید موثر باشد. با زیاد شدن نسبت پلی وینیل استات در ساخت پلی وینیل الکل قابلیت انحلال پذیری پلی وینیل آلدئید زیاد میشود و درصورتیکه با زیاد شدن گروههای ئیدروگسیل قابلیت انحلال پذیری آن در حلالها کم میشود.

▪ پلی وینیل فرمال

پلی وینیل فرمال بمقدار زیادی در ساخت رنگهای مربوط به روپوش سیمها بکار میرود. پوششیکه در اینمورد بکار میرود مخلوطی از پلی وینیل فرمال با ویسکوزیته زیاد و رزینهای فنلیک آلکیل میباشد. فیلم حاصل فاقد هدایت الکتریکی بوده و در برابر سایش و بیشتر حلالها مقاومت خوبی دارد. حلال مصرفی در این زمینه معمولا فورفورال می باشد. اصلاح رزین پلی وینیل فرمال با اپوکسی ایزوسیانات خواص بهتری را از اصلاح آن با پلی وینیل فرمال - فنلیک آلکیل میدهد. پلی وینیل فرمال گرانقیمت بوده و از اینرو در صنایع موارد مصرفش کم بوده و فقط در موارد مخصوصی بکار میرود.

▪ پلی وینیل استال

پلی وینیل استال که از آلدئید استیک مشتق میگیرد دارای حلالهای انحلال کننده بیشتری از پلی وینیل فرمال و پلی وینیل بوتیرال می باشد. استفاده از این رزین با لاکهای انحلال پذیر در الکل یک فیلم محکم و سخت با مقاومت خوب در مقابل سایش و هدایت الکتریکی ایجاد می نماید.

این رزین قابلیت امتزاج پذیری خوبی با رزین نیتروسلولز دارد و در حلالهائی نظیر الکل، بنزین، تولوئن، استن و ئیدرو کربنهای کلرینه شده حل میشود و وقتی با نیترو سلولز مخلوط میشود، ثبات شیمیائی و مقاومتش در برابر نور و هوا بیشتر میگردد.

▪ پلی وینیل بوتیرال

فیلمهای پلی وینیل بوتیران نمونه ای از رزینهای وینیلی آلدئیدی هستند که وقتی در حرارتهای مابین ۱۴۰ الی برای مدت یک ساعت حرارت ببینند حاصبت ترموستینگی نشان میدهند. مخلوط پلی وینیل بوتیرال با رزینهای فنلیک، یوریا و ملامین فرم آلدئید در ساختمان بسیاری از پوششهای رنگی بکار میرود. این پوششها مقاومت خوبی در مقابل سائیدگی و حلالهای آلی داشته و بیشتر بمصرف پوشاندن قوطیهای حلبی بکار میروند. بعلاوه رزینهای پلی بوتیرال بمقادیر زیادی در ساخت واش - پرایمرها حاصله از کرومات روی، اسید فسفریک و یک حلال الکلی استفاده میگردند. واش پرایمرها دارای خاصیت ضد خوردگی بوده و قدرت چسبندگی بسیار زیادی دارند، و وقتیکه فیلم بسیار نازک آنان به ضخامت ۲/۰ الی ۳/۰ میکرون تشکیل گردد علاوه بر خاصیت ضد زنگی، چسبندگی بسیار قوی نیز بر روی بسیاری از فلزات از جمله استیل، آهن گالوانیزه، آلومینیوم، منیزیم، قلع، کادمیم، استین لس استیل و حتی شیشه ایجاد خواهد نمود. واش پرایمرها دوقلو بوده به صورتی که اسید فسفریک در ظرف جداگانه ای حمل میگردد و اخیراً نوع یک قلوی واش پرایمر نیز تولید شده است.

البته تمامی آستریها و رنگهای رویه بطور عالی بر فیلم واش پرایمرها نمی چسبند مگر فیلم رزین آلکید و رزین فنلیک که چسبندگی بسیار خوبی دارند. در میان وینیل ها فقط تر- پلی مر در بردارنده گروه ئیدروگسیل چسبندگی خوبی بر واش برایمرها دارد. فیلم حاصل از یک رنگ رویه آلکیدی بر آستریهای زینک ریچ چسبندگی خوبی ندارد و از اینرو از واش پرایمر جهت تحقق این امر کمک گرفته میشود. در صنعت رنگسازی ساخت واش پرایمر به سال ۱۹۴۰ یعنی زمانیکه نیاز به چسبندگی بهتر و بیشتر فیلم رنگهای دریائی ضرورت پیدا کرد توسعه یافت.

پلی وینیل بوتیرال نرمی و انحلال پذیری بیشتری از پلی وینیل فرمال دارد و بعلت قیمت بالا معمولا مصرف کمتری دارد و بیشتر در موارد مخصوص بکار برده میشود. پلی وینیل بوتیرال بسادگی در الکل خصوصاً اگر مقدار کمی آب وجود داشته باشد حل میگردد. امتزاج پذیری پلی وینیل بوتیرال با اکثر رزینها خوب نمی باشد اما با این وجود در موارد لزوم جهت ایجاد بعضی از خواص مخصوص بهمراه آن رزینها بکار برده میشود. برای مثال، بمقدار بسیار کمی بهمراه رزینهای فنلیک جهت جلوگیری از حالت کریترینگ (Crate ring) در هنگام مصرف محلول فنلیک و هم افزایش انعطاف پذیری فیلم بکار میرود. استفاده از آن بهمراه شلاک یا نیترو سلولز محلول حاصله را یک بایندر مناسبی برای ساخت سیلر چوبی می سازد و فیلم حاصل سختی و مقاومت سایش بسیار خوبی خواهد داشت.

▪ رزینهای پلی اورتان

اگرچه رزینهای پلی اورتانی عملا در خلال جنگ دوم جهانی بوسیله اتوبایر آلمانی و همکارانش تولید و جهت رنگ کردن هواپیما بکار برده شدند اما در اوایل سال ۱۹۵۰ به ایالات متحده آمریکا معرفی شدند. با وجود این هنوز هم یک رزین نسبتاً جدید و عالی جهت پوششهای سطحی محسوب میشوند. خواص ویژه آنان از قبیل سختی، انعطاف پذیری، مقاوت شیمیائی و حلالی باعث شده است که روز به روز مصرفشان فزونی یابد و نقش مهمی را در صنایع رنگسازی ایفا نمایند. تنها عیب و ضعفی که این رزینها دارند وجود بخارات نسبتاً زیاد ایزوسیانات است که برای اعضاء تنفسی بدن انسان بسیار خطرناک می باشند. در این اواخر در روش تهیه این رزینها پیشرفتهای زیادی حاصل شده است بطوریکه مقدار بسیار کم و ناچیزی از این بخارات در تهیه رزینهای پلی اورتانی بوجود می آید. از موارد مصرف مهم آنان در ساخت رنگهای صنعتی ضد زنگ، رنگهای دریائی، کلرهای چوبی، پوشش سیمهای مغناطیسی، سیمان، چرمها، پارچه، چسبها و غیره را میتوان نام برد.

رزینهای پلی اورتانی از واکنش ایزوسیانات با مواد در بردارنده گروه ئیدروگسیل از قبیل روغنهای خشک شونده الکلایز شده، پلی استر، پلی اتر، روغن کرچک و غیره بدست می آیند. این تولیدات پلی اورتانی ممکنست که گروههای دیگری بغیر از گروههای اورتانی داشته باشند ولی آن دسته از پلی اورتانهائی که فقط شامل گروههای اورتانی هستند به رزینهای اورتانی معروفند.

▪ حلالهای مصرفی

در انحلال رزینهای پلی اورتانی نبایستی از حلالهائی که دارای گروههای فعال نسبت به ایزو سیانات هستند مثل الکلها و حلالهائیکه دارای مقادیر زیادی آب هستند استفاده شود. از حلالهائیکه معمولا استفاده میشود عبارتند از کیتونها و استرها نظیر متیل ایزو بیوتیل کیتون، سیکلوهگزانون، استات بیوتیل یا آمیل و غیره. هر چند که ئیدروکربنهای حلقوی حلالهای واقعی رزینهای پلی اورتانی نیستند اما از آنان میتوان بعنوان رقیق کننده یا حلالهای غیر واقعی جهت کاهش قیمت تولیدات حاصله استفاده نمود. توجه داشته باشید که از ئیدروکربنهای زنجیری یا آلفتیک نمیتوان به عنوان حلال رزینهای پلی اورتانی استفاده نمود.

▪ خواص رزینهای پلی اورتانی

پوششهائیکه براساس رزینهای پلی اورتانی تهیه میگردند دارای شفافیت عالی، دوام زیاد رنگ و حفظ رنگ بیشتر، مقاومت عالی در برابر آب و مایعات موجود در هواپیما و نیز مقاومت عالی در برابر سایش از خود نشان میدهند.

▪ انواع رزینها یا پوششهای پلی اورتانی:

رزینهای پلی اورتانی مناسب با مکانیزم سخت شوندگی به پنج گروه تقسیم میشوند از قبیل روغنهای اورتانی، ۲- نوع سخت شونده با رطوبت، ۳- نوع بلوکه سخت شونده با رطوبت بهمراه کاتالیزور، ۴- نوع بلوکه شده و ۵- نوع دوقلو.

۱) روغنهای اورتانی

این روغنها از واکنش دی ایزوسیانات با روغنهای خشک شونده الکلایز شده بدست می آیند که پروسس ساخت آنان شباهت زیادی به پروسس ساخت آلکید رزین دارد. مکانیزم سخت شوندگی شان اکسید اسیونی بوده که از طریق اکسیداسیون بندهای غیر اشباع روغن های خشک شونده صورت می پذیرد. این سیستم بسیار سریع خشک بوده و ایجاد فیلم سخت، محکم، با دوام و عالی ای را کرده که مقاومت خوبی در برابر مواد شیمیائی و سایش دارد. روغنهای اورتانی بصورت پوششهای یک بسته ای (یک ترکیبی) تهیه میشوند.

۲) نوع دوقلو

این سیستم خود دو نوع بوده کی یکی نوع سخت شونده با رطوبت بهمراه کاتالیزور می باشد و در بخش سیستم سخت شونده با رطوبت ذکری از آن به میان آمد و دیگری رزین پلی ئیدروگسیل / ایزو سیاناتی می باشد که در ذیل مورد بحث قرار میگرید.

ایزو سیانات با پلی اویلهای با وزن مولکولی کم از قبیل الکلها واکنش می نماید تا تشکیل یک آدداکت که یکی از دو جزء سیستم دوقلو می باشد را بدهد. سخت شوندگی و تشکیل بندهای کراس - لینک کننده از طریق واکنش آدداکت با جزء دیگر که میتواند هر رزینی با گروه ئیدروگسیل مانند روغن کرچک، آلکید، ملامین و یریا فرم آلدئید، اپوکسی، مشتقات سلولزی، پلی استر یا پلی اترها اشباع شده باشد صورت می پذیرد. و در صورتیکه از مخلوط دو و یا چند رزین گروه ئیدروگسیل دار فوق الذکر استفاده گردد می بایستی حتماً امتزاج پذیری مخلوط چک گردد.

ـ موارد استعمال رزینهای پلی اورتانی

۱) پوششهای فلزی

۲) پوششهای هواپیمائی

۳) پوششهای لاستیکی

۴) در ساخت رنگهای مربوط به پوشش سیمها

۵) رنگ کردن پارچه

۶) پوششها یا کلرهای چوبی مخصوصاً در جاهائیکه مقاومت در برابر سائیدگی، الکل، تاول زدگی و سیاه شدن بر اثر سوختگی حاصل از ته سیگار و غیره از اهمیت ویژه ای برخوردار باشند.

▪ رزینهای سیلسکونی

ـ ساختمان شیمیائی و طرز تهیه رزینهای سیلیکونی:

همانطوریکه گفته شد ساختمان شیمیائی رزینهای سیلیکونی بطور یک در میان از ارتباط سیلیسیم و اکسیژن بطور زنجیر وار تشکیل شده است که یک نمونه از آن بصورت ذیل است:

گروه جانبی R میتواند هر گروه آلی نظیر متیل، اتیل، آمیل، وینیل و یا فنیل باشد. مهمترین خاصیتی را که این گروه ها به یک رزین سیلیکونی میدهند عبارتند از قابلیت انحلال بیشتر در حلالهای آلی، قابلیت امتزاج پذیری بهتر با دیگر رزینها و قابلیت دفع آب بیشتر. لازم به توضیح است که بنیانها ی متیل از میان دیگر بنیانهای بهترین خواص را به یک رزین سیلیکونی میدهند.

رزینهای سیلیکونی با درصد بیشتر گروه فنیلی مقاومت حرارتی، مقاومت اکسیداسیونی و عمر قانونی قابل مصرف بیشتر و بعکس حالت ترموپلاستیکی کمتری از رزینهای سیلیکونی با درصد بیشتر گروههای متیلی دارند. و از طرفی رزینهای سیلیکونی با درصد بیشتر متیل در خواص ذیل بهتر از رزینهای سیلیکونی با درصد بیشتر فنیل هستند.

ـ سختی، در گرمای زیاد

ـ انعطاف پذیری

ـ دفع آب یا نفوذ پذیری در قبال آب

ـ مقاومت شیمیائی

ـ سرعت سخت شوندگی

ـ شوک حرارتی

از آنجائیکه در صنایع رنگسازی مجموعه نسبی از تمامی خواص فوق الذکر جهت یک فیلم سیلیکونی مد نظر است لذا ترجیح داده میشود که از کو-پلی مرهای متیل - فنیل سیلیکونی بجای همو-پلی مر متیل یا فنیل سیلیکونی استفاده شود و خواص رزین حاصل تابع درصد هر گروه و یا درصد جانشینی آنان در رزین خواهد بود. کلا هرچه تعداد گروههای آلی نسبت به هر اتم سیلیسیم در یک رزین سیلیکونی افزایش یابد رزین حاصل نرمتر، انعطاف پذیرتر، زمان سخت شدن طولانی تر، حالت ترموپلاستیکی و چسبندگی بیشتری خواهد داشت.

حلالهای رزینهای سیلیکونی

بسیاری از رزینهای سیلیکونی بصورت محلولهای ۵۰ الی ۸۰% در حلالهای ئیدروکربنی آروماتیک تهیه میگردند. معمولا از حلالها در هنگام تولید رزینهای سیلیکونی جهت افزایش کنترل ئیدرولیزو جلوگیری از ژله شدن استفاده می نمایند.

رزینهای سیلیکونی در حلالهای آروماتیک، ئیدروکربنهای کلرینه شده، استرها و کیتونها بطور کامل حل میگردند و در الکلها بمقدار کم و در ئیدرو کربنهای زنجیری خطی بطور محدود حل میشوند. محلول رزینی آن مایع، با رنگ روشن، ویسکوزیته پائین حدود ۱۰ الی ۲۰۰ سانتی پو آز، عدد اسیدی پائین و وزن مولکولی بین ۱۰۰۰ الی ۵۰۰۰ می باشد.

▪ خواص رنگهای سیلیکونی

الف) خواص فیزیکی

۱) سختی، فیلم های حاصل از رزینهای سیلیکونی تمایل به اندکی نرمی بیشتر از اکثر فیلم های دیگر رنگهای آلی دارند و این نقصان را میتوان با انتخاب یک اصلاح کننده آلی مناسب برطرف نمود.

۲) چسبندگی، چسبندگی سیلیکونها بر روی اکثر سطوح خوبست مشروط بر اینکه سطوح با فسفاته شدن عاری از هرگونه آلودگی به گرد و غبار، گریس و غیره گردند.

۳) مقاومت سایش، مقاومت سایش و لغزندگی آنان ضعیف است که با استفاده از یک اصلاح کننده مناسب افزایش می یابد.

۴) مقاومت شیمیائی، مقاومت شیمیائی بسیار عالی ای دارند اما آندسته از سیلیکونها که اصلاح نشده اند مقاومت حلالی آنان ضعیف است.

۵) مقاومت انعطاف پذیری و ضربه خوری:

با توجه به نوع سیلیکون، مقاومت انعطاف پذیری و ضربه خوری آنان از خوب تا ضعیف در نوسان است. نوع نرمتر مقاومت گرمائی بیشتر و انعطاف پذیری و ضربه خوری بهتری از دیگر انواع دارد.

ـ خواص نهائی

۱) مقاومت حرارتی

رزینهای سیلیکونی اصلاح نشده مقاوت حرارتی ۲۶۰ الی را در یک پریود زمانی معین دارند و در صورت استفاده از پیگمانهای سیاه و آلومینیومی مقاومت حرارتی آنان تا ۵۴۰ تا افزایش می یابد و در صورت استفاده از خمیرهای سرامیکی تا حرارت را تحمل می نمایند.

در حرارتهای بالاتر ممکنست تغییراتی در رنگ و یا کاهش براقیت آنان حاصل گردد و در عوض حالت ترموپلاستی آنان افزایش یابد.

از طرفی فیلم حاصل از رزینهای سیلیکونی اصلاح شده بعلت متلاشی شدن احتمالی اصلاح کننده های بکار رفته تغییر رنگ داده و براقیت آنان کاهش می یابد و این تغییرات خصوصاً در رنگهای متالیک و مشکی کمتر می باشد.

۲) مقاومت بیرونی (آب و هوا)

از آنجائیکه سیلیکونها اساساً در مقابل انرژی ماوراء بنفش ترانسپارنت می باشند لذا متلاشی نگردیده و مقاومت حرارتی و آب عالی ای دارند.

۳) مقاومت الکتریکی

سیلیکونها عایق خوبی بوده و همین خاصیت خوب عایق بودن الکترونیکی و مقاوت حرارتی و آب آنان را یک بایندر عالی ای جهت ساخت پوشش مقاومتها، خازنها، دیودها، رکتی فایرها، ترانزیستورها، سیمهای رنگی و دیگر وسایل الکتریکی می سازد. پوششهای عایقی در دو نوع عایق معمولی و عایل با ویسکوزیته بالا موجودند و رنگهای سیلیکونی از نوع عایق معمولی همانند دیگر رنگهای سیلیکونی به صورت پیگمانته و یا کلر با براقیت بالا فرموله میگردند و همچنین در ساخت آنان از پیگمانهای هادی مثل گرافیت و کربن بلک و پیگمانهای متالیک نیز استفاده می شود. رنگهای عایق با ویسکوزیته و درصد جامد بالا معمولا دارای مقدار زیادی اکستندر سیلیکات می باشند و بیشتر جهت پوشش مقاومتها از طریق پروسه دیپ بکار میروند که معمولا در ضخامت ۱۲ میل در برابر جریانی برابر با ۱۰۰۰ ولت عایق می باشند و تا حرارت نیز مقاومند.

ـ ساخت ضد زنگها

پوششهای سیلیکونی از ضد زنگهای خوبی بوده و برای یک مدت طولانی است که از وجودشان جهت پوشش دودکشها مخصوصاً آنهائیکه در دودشان سولفور زنگزا وجود دارد استفاده میشود.

ـ موارد استعمال رزینهای سیلیکونی

رنگهائیکه با رزینهای سیلیکونی ساخته میشوند به عنوان پوششهای حفاظتی لوله یا کانالهای فلزی، دودکشها، بویلرها، و لوله های اگزوز، خطوط لوله و نظایر اینها که بایستی تا حرارت مقاومت حرارتی داشته باشند بکار میروند. بعلاوه در ساخت پوششهای موتور هواپیما ها و وسایل خانگی نظیر بخاریها، هیترها، صفحات فلزی گرم کننده، اطوهای برقی و بعضی از وسایل مخصوص لبنیاتها و بیمارستانها نیز استفاده میگردند.

▪ رزینهای متفرقه

۱) کیتون رزینها

پلی مرهای فوق محصول کندانسیون سیکلو هگزانون و فرم آلدئید میباشند که رنگ زرد بسیار کمرنگ داشته و تقریباً بی بواند.

ـ خواص کیتون رزینها

۱) حد تغییرات نرم شدن آنان ۸۰ الی C ۱۱۵ می باشد.

۲) تقریباً در تمامی حلالها اعم از حلقوی، زنجیری، استری، کیتونی و ئیدرو کربنهای کلرینه حل میشوند و اما تعدادی از آنان در الکلهای آلفتیک خصوصاً اگر الکلهای کوچکتری نیز باشند حل نمیگردند.

۳) با رزینهای آلکید خشک شونده و خشک نشونده و تعدادی از آنان نیز با روغنها خشک شونده، نیترو سلولز، کومارون - ایندن، کلرینیتد رابر، آمینو و بعضی از آکریلیکها امتزاج پذیر می باشند.

۴) ترد و شکننده بوده و بنابراین باید با دیگر رزینهائیکه خاصیت پلاستی سایزری دارند اصلاح گردند.

۵) ثبات بسیار خوبی در برابر نور دارند.

۶) مقاومت بسیار خوبی در برابر آب دارند.

ـ موارد استعمال

۱) در ساخت رنگهای رویه اتومبیلی

۲) رنگهائیکه در قسمتهای بیرونی بکار رفته و بایستی دوام خوبی داشته باشند.

۳) در لاکهای مصرفی بر روی چوبها

۴) در پوششهای مصرفی بر روی کاغذها.

▪ رزینهای طبیعی

این رزینها اکثراً نتیجه تراوشات درختان و گیاهان می باشند که در اثر آسیب دیدگی اتفاقی و یا عمدی پوست آنان بوجود می آیند و عبارتند از صمغ ها (گام روزینها)، کوپال ها، دمرها، روزین ها و لاکها یا شلاکها.

صمغ ها یا گام روزینها بطور کامل یا تا حدی در آب محلول بوده و در اثر حرارت بدون ذوب شدن تبدیل به زغال میگردند. کوپالها از درختان مناطق گرمسیر بدست می آیند و در حالت تازه در الکلها محلول بوده اما در ئیدرو کربنها غیر قابل حل هستند. دمرها در الکلها حل نشده ولی ئیدرو کربنها حل میشوند و بعکس کوپال ها حلالیتشان در طول زمان نیز حفظ میشود. رزینها از سوراح کردن درختان کاج که در مناطق معتدله میرویند بدست می آیند و در الکلها و ئیدروکربنها محلول می باشند.لاک یا شلاک محصول فعالیت یک نوع حشره روی درختان مختلف می باشد. شلاک در الکل محلول بوده و اما در ئیدروکربنها غیر قابل حل می باشد.

ـ قدرت پوشانندگی:

میزان مخفی نگهداشتن سطحی توسط پوشش با یک لایه از رنگ را قدرت پوشش آن رنگ گویند. جهت پوشش یک سطح عموماً یک لایه از رنگ کافی است و اگر به لایه های بیشتری نیاز باشد نبایستی ضخامت آن بیشتر از حدی باشد که عموماً جهت تشکیل یک فیلم صاف و دلپذیر مورد نیاز است. قدرت پوشانندگی تابعی است از ضریب انکسار و اندازه و فرم ذرات پیگمان در بایندر که هر چه ذرات ریزتر باشند تعداد آنان در واحد حجمی بیشتر و در نتیجه قدرت پوشش بیشتر میگردد و همچنین هرچه ضریب شکست پودر بیشتر باشد قدرت پوشانندگی آن نیز بیشتر خواهد بود.

قدرت پوشش یک رنگ عبارتست از متر مربع از سطحی که با یک لیتر از رنگ به ضخامت کافی پوشانیده گردد و قدرت پوشش یک پیگمان متر مربع از سطحی است که توسط یک کیلو گرم از پیگمان که در رنگ پخش شده است پوشانیده گردد.

البته توجه داشته باشید بدین صورت نیست که هر چه از درصد پیگمان بیشتری در ساخت رنگی استفاده نمائید پوشش آن بهتر است بلکه بعکس مقدار قابل استفاده دارای حدی است و جهت بهتر شدن آن به دیاگرام ذیل توجه نمائید.

به عنوان مثال پیگمان سفید دی اکسید تیتانیم موقعی ماگزیمم پوشش را ایجاد مینماید که غلظت حجمی پیگمان آن (PVC) چیزی حدود ۱۰% باشد و قدرت پوشش یک پیگمان موقعی ماگزیمم است که قطر ذرات آن حدود نصف طول موج اشعه نور باشد که بر فیلم حاصل از آن میتابد. و بطور خلاصه درجه حائل پیگمانها نسبت به نور بستگی به شرایط ذیل دارد:

۱) تفاوت ضریب انکسار پیگمان و محیطی که در آن پخش میشود.

۲) اندازه و فرم ذرات

۳) فاصله ذرات پیگمان در حال تعلیق

ـ درجه سهولت مرطوب پذیری و پخش شوندگی:

در این مورد باید حالت بهم پیوستگی یا تجمعی پیگمانها را که ناشی از اثر نیروهای بین مولکولی و یا نیروهای جاذب موجود بین سایر موارد رنگ میباشد خاتمه داده و از بین برد. در این امر سه عامل رل اساسی را ایفا مینمایند که یکی خصلت مرطوب پذیری خود پیگمان و دیگری خصلت مرطوب کنندگی بایندر یا رزینی که پیگمان در آن پخش میشود و آخری کار لازم جهت تحقق بخشیدن به این امر است که توسط دستگاههائی از قبیل میکس، پرمیل، سند میل، بال میل، داینومیل و غیره انجام میگیرد.

توجه داشته باشید که این دستگاهها باعث جداسازی تجمعی پیگمانها ازهم و پخش آنان در رزین میگردند نه اینک ساختمان مولکولی آنان را بشکنند. شرح مختصری از هر یک از آسیاب های فوق الذکر در پایان همین فصل آمده است. سطح رنگدانه ها نسبت به مایعات بسیار حساس میباشد بطوریکه بعضی آبدوست یا ئیدروفیلیک (Hydrophilic) بوده که بسهولت با آب مرطوب میشوند تا مایعات آلی، بعضی دیگر آبدوست نبوده و بسهولت با مایعات آلی مرطوب مشوند تا آب به آنها ئیدروفوبیک (Hydrophilic) گویند. بهترین حالت پخش رنگدانه ها حالتی است که هوای موجود فی مابین ذرات آنان کاملاً با حمل کننده ای پر گردد و تا عمل پخش رنگدانه در حمل کننده تسریع گردد. پخش خوب پیگمانها تاثیر بسیار زیادی بر براقیت، فام، قدرت پوشانندگی، روانی، سرعت ته نشین شدن و سایر خواص مقاومتی دیرگ رنگ دارد. مقدار پخش پیگمان در بایندر را معمولا توسط وسیله ای بنام وسیله گرندگیری که بر روی آن شیاری از صد تا صفر میکرون موجود است اندازه میگیرند که درباره آن در قسمت شرح دستگاههای لازم در صنایع رنگسازی بیشتر آشنا میگردید.

یکی از مقاصد مهم بکار گرفتن پیگمانها در ساخت یک رنگ بوجود آوردن فام یا رنگهای دلخواه است. اصولاً لازم است رنگ را به صورت علمی تعریف نموده تا بتوان به خاصیت فوق بیشتر و بهتر پی برد. رنگها اشعه های نورانی ای هستند که بعد از عبور از عدسیهای چشم و برخورد به نقطه زرد یا مرکز اعصاب دریافتی چشم حس میشوند و یا به بیان ساده تر دیده میشوند. این نور سفید که از خورشید و یا یک منبع نورانی دیگری تابش میشود متشکل از رنگهای مختلفی است که در اثر ترکیب با یکدیگر تشکیل نور سفید یا نور کامل را داده اند.

همین نور در اثر برخورد با یک محیط شفاف (منشور) بنورهای قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی و بنفش (همانند قوس و قزح) تجزیه میگردند.

طول موج رنگ بنفش برابر است با ۴۶۵-۴۰۰ میکرون

طول موج رنگ آبی برابر است با ۵۱۰-۴۶۵ میکرون

طول موج رنگ سبز برابر است با ۵۸۰ -۵۱۰ میکرون

طول موج رنگ زرد برابر است با ۵۹۰-۵۸۰ میکرون

طول موج رنگ نارنجی برابر است با ۶۲۰-۵۹۰ میکرون

طول موج رنگ قرمز برابر است با ۷۰۰-۶۲۰ میکرون

رنگهای فوق را رنگهای اصلی مینامند که ترکیب آنها با یکدیگر رنگهای متنوع و متعددی را که در طبیعت دیده میشوند بوجود میآورند. دلیل علمی دیدن اشیاء بصورت رنگی بدین ترتیب است که وقتی شیئی در معرض نور سفید قرار میگیرد قسمتی از رنگهای نور سفید را جذب و قسمتی را منعکس مینماید، لذا فیمل برنگ شعاعهائی دیده میشود که منعکس شده اند. وقتیکه نوری به یک سطحی برخورد مینماید ممکنست کاملاً از سطح عبور نماید، منعکس گردد، منکسر شود جذب و یا پخش گردد بطوریکه مثلا یک جسم آبی رنگ، کلیه رنگها به غیر از رنگ آبی را از خود عبور میدهد و از اینرو به رنگ آبی دیده میشود و یا یک جسم سیاه رنگ ، تمام نور را جذب و از اینرو سایه و یا یک جسم سفید رنگ تمام نور را منعکس واز اینرو سفید دیده میشود.

ـ قدرت رنگ دهندگی:

در ساخت اکثر رنگهای رنگی پیگمان سفید نیز بکار رفته که جهت تبدیل آنان به فام رنگی دلخواه از خمیرهای پیگمانی که اصطلاحاً به آنها پیست میگویند (توسط عمل تینت نمودن و یا استفاده از پیگمانهای رنگی بطور مستقیم) استفاده مینمایند. اگر به مقدار زیادی از یک پیست پیگمان رنگی، جهت رساندن یک رنگ سفید به فام دلخواه نیاز باشد اصطلاحاً میگویند که قدرت رنگدهندگی آن پیگمان رنگی کم است. قدرت رنگدهندگی یک پیگمان تناسبی با قدرت پوشش ندارد و نسبتاً پیگمانهائیکه از قدرت پوشش کمتری برخوردارند قدرت رنگدهندگی بیشتری دارند همانند پیگمانهای رنگی آلی ترانسپارنت.

ـ وزن مخصوص:

وزن حجمی یک پودر که عبارتست از وزن یک گالن از آن پودر بر حسب کیلوگرم یا پاند بر گالن را وزن مخصوص آن پودر گویند که وزن مخصوص پودرها با هم متفاوت بوده و این تفاوت میتواند بمقدار بسیار زیادی باشد. اصولاً پودرها بصورت وزنی خریداری میشوند و در حالیکه رنگ حاصل از آنان بصورت حجمی فروخته میشود و بدین ترتیب جهت محاسبه قدرت تمام شده یک رنگ لازم است که حتماً وزن مخصوص پودرها معلوم و مشخص باشد. دانستن وزن مخصوص که علاوه بر محاسبه قدرت در موارد متعدد دیگری هم مورد استفاده قرار میگیرد.

ـ وزن مخصوص ظاهری:

وزن مخصوص ظاهی یک پودر عبارتست از تعداد گالنی که توسط ۱۰۰ پاند از پیگمانی و یا تعداد لیتری که توسط ۹۸۴/۱۱ کیلوگرم از آن پیگمان اشغال میگردد. آگاهی از وزن مخصوص ظاهری امری است لازم و ضروری زیرا که دو پیگمان ممکن است بر حسب وزنی دارای قیمت یکسانی باشند اما آن پیگمانی که وزن مخصوص ظاهری بیشتری دارد، بوضوح حجم بیشتری از رنگ را تولید خواهد نمود و در نتیجه (از آنجائیکه رنگها بصورت حجمی فروخته میشوند تا وزنی) مقورن به صرفه تر خواهد بود.
 

Viewing all 209 articles
Browse latest View live




Latest Images