दस साल की सेवा के बाद क्रोम प्लेटिंग लाइन ने लेड इमर्शन हीटर की जगह ले ली। लेड हीटर ने पर्याप्त रूप से प्रदर्शन किया था, लेकिन इसे बनाए रखना कठिन होता जा रहा था। रखरखाव टीम ने पीटीएफई विसर्जन हीटर पर स्विच किया। यह छह साल तक चला और कम बार सफाई की आवश्यकता पड़ी। यह बदलाव केवल सेवा जीवन के बारे में नहीं था, बल्कि यह सुरक्षा, रखरखाव और नियामक अनुपालन के बारे में था।
दशकों से क्रोम प्लेटिंग में सीसा का उपयोग विसर्जन हीटर सामग्री के रूप में किया जाता रहा है। यह क्रोमिक एसिड का प्रतिरोध करता है, उचित रूप से अच्छी तरह से गर्मी का संचालन करता है, और इसे जटिल आकार में ढाला या बनाया जा सकता है। लेकिन सीसे में महत्वपूर्ण कमियाँ हैं: यह विषैला होता है, यह उच्च वेग वाले क्षेत्रों में नष्ट हो जाता है, यह प्लेटिंग बाथ को दूषित कर देता है, और इसे तेजी से नियंत्रित किया जाता है। पीटीएफई तुलनीय या बेहतर सेवा जीवन प्रदान करते हुए इन सभी मुद्दों से बचता है।
क्रोम प्लेटिंग में लीड का उपयोग क्यों किया गया?
क्रोमिक एसिड एक प्रबल ऑक्सीकरण रसायन है। इसमें अधिकांश धातुएँ तेजी से संक्षारित होती हैं। सीसा उन कुछ धातुओं में से एक है जो क्रोमिक एसिड का प्रतिरोध करती है क्योंकि यह अपनी सतह पर एक सुरक्षात्मक लेड क्रोमेट फिल्म बनाती है। वह फिल्म सजावटी और हार्ड क्रोम प्लेटिंग में उपयोग की जाने वाली सांद्रता और तापमान पर स्थिर है।
लेड में अच्छी तापीय चालकता भी होती है {{0}लगभग 35 W/m·K- जो इसे PTFE की तुलना में उच्च वाट घनत्व पर संचालित करने की अनुमति देती है। एक लेड हीटर समान वाट क्षमता के PTFE हीटर की तुलना में अधिक कॉम्पैक्ट और कम महंगा हो सकता है।
| संपत्ति | नेतृत्व करना | पीटीएफई | फ़ायदा |
|---|---|---|---|
| ऊष्मीय चालकता | 35 W/m·K | 0.25 W/m·K | नेतृत्व करना |
| क्रोमिक एसिड में अधिकतम वाट घनत्व | 3-5 डब्ल्यू/सेमी² | 1.0-1.5 डब्ल्यू/सेमी² | नेतृत्व करना |
| क्रोमिक एसिड प्रतिरोध | अच्छी (निष्क्रिय फिल्म) | उत्कृष्ट | पीटीएफई |
| विषाक्तता | उच्च | कोई नहीं | पीटीएफई |
| कटाव प्रतिरोध | गरीब | अच्छा | पीटीएफई |
| स्नान संदूषण | लीड आयन | कोई नहीं | पीटीएफई |
| विनियामक स्थिति | वर्जित | अप्रतिबंधित | पीटीएफई |
क्रोम प्लेटिंग में लेड और पीटीएफई विसर्जन हीटर के लिए संपत्ति की तुलना
सीसा क्षरण की समस्या
सीसा एक मुलायम धातु है। उच्च प्रवाह वेग वाले क्षेत्रों में {{1}पंप डिस्चार्ज, स्पार्ज पाइप, या वर्कपीस मूवमेंट के पास {{2}सीसे की सतह नष्ट हो जाती है। क्षरण आंतरिक ताप तत्व को उजागर करता है, जो क्रोमिक एसिड स्नान में तेजी से संक्षारित होता है। एक लेड हीटर जो कम प्रवाह वाले क्षेत्रों में बरकरार दिखता है, उच्च प्रवाह वाले क्षेत्रों में गहरे कटाव चैनल हो सकते हैं।
घिसे हुए सीसे के कण प्लेटिंग बाथ को दूषित कर देते हैं। क्रोम बाथ में लेड आयन क्रोमियम के साथ मिलकर जमा हो सकते हैं, जिससे जमा गुण प्रभावित हो सकते हैं। सजावटी क्रोम प्लेटिंग में, सीसे के संदूषण से काली धारियाँ या खराब आसंजन हो सकता है। हार्ड क्रोम प्लेटिंग में, यह कठोरता और पहनने के प्रतिरोध को प्रभावित कर सकता है।
बहते क्रोमिक एसिड में PTFE का क्षरण नहीं होता है। उच्च वेग वाले क्षेत्रों में भी आवरण चिकना और अक्षुण्ण रहता है। पॉलिमर एक धातु नहीं है, इसलिए यह धातु आयनों से स्नान को दूषित नहीं करता है।
विषाक्तता और विनियामक अनुपालन
सीसा एक विषैली भारी धातु है। यह अधिकांश औद्योगिक देशों में विनियमित है, और प्लेटिंग उपकरण में इसका उपयोग तेजी से प्रतिबंधित है। यूरोपीय संघ के REACH नियम कई अनुप्रयोगों में लीड को प्रतिबंधित करते हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका में ओएसएचए कार्यस्थल में सीसा के लिए सख्त जोखिम सीमाएं निर्धारित करता है।
क्रोम प्लेटिंग टैंक में लेड विसर्जन हीटर कई जोखिम प्रस्तुत करता है। रखरखाव के दौरान सीसे की सतह से संपर्क किया जा सकता है, जिससे श्रमिक सीसे के संपर्क में आ सकते हैं। सीसा स्नानघर, वर्कपीस और अपशिष्ट प्रवाह को दूषित कर सकता है। विफल लीड हीटर के निपटान को खतरनाक अपशिष्ट के रूप में विनियमित किया जाता है।
पीटीएफई गैर-विषाक्त और अनियमित है। यह श्रमिकों को खतरनाक सामग्रियों के संपर्क में नहीं लाता है, स्नान को दूषित नहीं करता है, और इसे सामान्य औद्योगिक कचरे के रूप में निपटाया जा सकता है। सीसे का नियामक बोझ समाप्त हो गया है।
ऊष्मा स्थानांतरण और वाट घनत्व
लेड की उच्च तापीय चालकता इसे पीटीएफई की तुलना में उच्च वाट घनत्व पर संचालित करने की अनुमति देती है। एक लेड हीटर एक छोटे पैकेज में समान वाट क्षमता प्रदान कर सकता है। सीमित हीटर स्थान वाले टैंकों में, यह एक महत्वपूर्ण लाभ हो सकता है।
पीटीएफई के कम वाट घनत्व का मतलब है कि समान वाट क्षमता के लिए अधिक सतह क्षेत्र की आवश्यकता होती है। 1.2 वॉट/सेमी² पर 6 किलोवाट पीटीएफई हीटर के लिए 5,000 सेमी² सतह क्षेत्र की आवश्यकता होती है, जो समान वाट क्षमता के लीड हीटर के सतह क्षेत्र का लगभग तीन से चार गुना होता है। बड़े क्रोम प्लेटिंग टैंकों में, अतिरिक्त स्थान आमतौर पर उपलब्ध होता है। कॉम्पैक्ट टैंकों में, यह नहीं हो सकता है।
| पैरामीटर | लीड हीटर | पीटीएफई हीटर | टिप्पणियाँ |
|---|---|---|---|
| वाट घनत्व | 3-5 डब्ल्यू/सेमी² | 1.0-1.5 डब्ल्यू/सेमी² | सीसा अधिक सघन होता है |
| 6 किलोवाट के लिए सतह क्षेत्र | 1,200-2,000 सेमी² | 4,000-6,000 सेमी² | पीटीएफई को अधिक स्थान की आवश्यकता है |
| गर्म करने का समय- | तेज़ | मध्यम | लीड तेजी से प्रतिक्रिया करता है |
| तापमान नियंत्रण | अच्छा | अच्छा | तुलनीय |
| सेवा जीवन | 8-12 वर्ष | 5-8 वर्ष | सीसा यदि नष्ट न हो तो अधिक समय तक टिकता है |
| रखरखाव | बार-बार सफाई, कटाव की मरम्मत | आवधिक डीस्केलिंग | PTFE को कम रखरखाव की आवश्यकता होती है |
क्रोम प्लेटिंग में लेड और पीटीएफई हीटरों के प्रदर्शन की तुलना
जब पीटीएफई बेहतर विकल्प है
अधिकांश क्रोम प्लेटिंग अनुप्रयोगों के लिए PTFE बेहतर विकल्प है। यह सीसा विषाक्तता और नियामक मुद्दों को समाप्त करता है, क्षरण को रोकता है, स्नान को दूषित नहीं करता है, और कम रखरखाव की आवश्यकता होती है। इसके कम वाट घनत्व के लिए अधिक सतह क्षेत्र की आवश्यकता होती है, लेकिन अधिकांश क्रोम प्लेटिंग टैंकों में पर्याप्त जगह होती है।
पीटीएफई विशेष रूप से उच्च प्रवाह वाले क्षेत्रों में फायदेमंद है जहां सीसा नष्ट हो जाता है, टैंकों में जहां स्नान की शुद्धता महत्वपूर्ण है, और उन सुविधाओं में जो सीसा नियमों के अधीन हैं।
जब लीड पर अभी भी विचार किया जा सकता है
उन अनुप्रयोगों में अभी भी सीसे पर विचार किया जा सकता है जहां हीटर का स्थान बेहद सीमित है और आवश्यक वाट क्षमता को फिट करने के लिए सीसे का उच्च वाट घनत्व आवश्यक है। इस पर भी विचार किया जा सकता है जहां प्रारंभिक लागत प्रमुख कारक है और नियामक बोझ प्रबंधनीय है।
हालांकि, इंडस्ट्री में रुझान लीड से दूर है। विनियामक दबाव, सुरक्षा संबंधी चिंताएँ, और PTFE और अन्य विकल्पों की उपलब्धता क्रोम प्लेटिंग को ख़त्म कर रही है।
जब कोई भी सामग्री अनुप्रयोग में फिट नहीं बैठती
कुछ क्रोम प्लेटिंग अनुप्रयोगों के लिए वाट घनत्व या तापमान क्षमताओं की आवश्यकता होती है जो न तो लीड और न ही पीटीएफई प्रदान कर सकता है। इन मामलों में, सिलिकॉन कार्बाइड या टाइटेनियम पर विचार किया जा सकता है, हालांकि दोनों में क्रोमिक एसिड सेवा की सीमाएं हैं। कम वाट घनत्व, एक बड़े सतह क्षेत्र और एक कॉम्पैक्ट मल्टी{2}}पास डिज़ाइन के साथ एक कस्टम पीटीएफई इमर्शन हीटर कॉन्फ़िगरेशन उन अनुप्रयोगों को संबोधित करता है जहां स्थान सीमित है और सीसा स्वीकार्य नहीं है। विनिर्देशन प्रक्रिया के लिए स्नान रसायन विज्ञान, ऑपरेटिंग तापमान, टैंक आयाम और आवश्यक वाट क्षमता की आवश्यकता होती है।
