Galvanizleme sonunda iyi bir kaplama neticesi alabilmenin yolu, aslında iyi bir yüzey hazırlığından geçmektedir. Yüzey temizliği, yağ alma, asitle temizleme ve temizlenmiş yüzeyin çinko içerisine daldırmaya kadar korunması işlemlerinden oluşur. Galvanizlenecek parçanın, galvanizlenmesi öncesinde yapılması gereken iki ana işlem adımları olan, “Yüzey Temizliği” ve “Bu Temizliğin Daldırmaya Kadar korunabilmesi” nin maksimum düzeyde sağlanabilmesi gerekmektedir. Bu yazı da, galvanizleme öncesi gerekli olan bu işlemlerden “asitle temizleme” kısmı üzerinde durulacaktır.
Asitle Yüzey Temizleme Adımları:
Asitle temizleme işlemi, yüzey yağlarının alınmasından sonra başlar. Yağların alınması sonrasında, yüzeyde bazı oksit ve oksit harici safsızlıklar kalır. Bunların giderilmesi gerekir. Bu safsızlıklar, asit ile temizlenerek giderilirler.
Asitle yüzey temizliğinde iki husus gözönünde bulundurulmalıdır. Bunlar, asit konsantrasyonu seçimi, asitleme işlemleridir.
1- Asit Konsantrasyonu Seçimi:
Normalde temizleme işleminin hızlı olabilmesi için, asit konsantrasyonunun yüksek seçilmesi gerekir. Ancak yüksek konsantrasyonda ortama salınan hidroklorik asit fazla olacağından, ideal konsantrasyon oluşturmak için bir hacim aside, bir hacim şu ilave edilerek elde edilir. Böyle bir oranla asit işlemlerinde, asit buharlarına karşı çalışan elemanlar daha fazla korunmuş olurlar.
2- Asit Ile Yuzey Temizleme İşlemleri:
Galvanizlenecek parçanın yüzeyi yağlardan arındırıldıktan sonra, önceden hazırlanmış ½ oranındaki asit içine daldırılır. Asit temizleme esnasında parça yüzeyinde aşağıdaki kimyasal reaksiyonlar oluşmaktadır.
FeO + 2HCl = FeCl2 + H2O (1)
Fe3O4 + 8HCl = 2FeCl3 + FeCl2 + 8H2O (2)
Fe2O3 + 6 HCl = 2 FeCl3 + 3 H2O (3)
Fe + 2 HCl = FeCl2 + H2 (4)
Fe + 2FeCl3 = 3 FeCl2 (5)
Bu kimyasal olaylar neticesinde ortamın asidi düşerken, demir klorur konsantresi artar ve asdin
temizleme hızı giderek iyice yavaşlar. Bu durum Şekil-1 ve Şekil-2 de açıkça görülmektedir [1]
Bunun için parça yüzeyinde oluşan reaksiyon tuzlarının hızla uzaklaşması ve yüzeyin yeni asit ile buluşması gerekir. Yaklaşık akış hızı, 16-24 metre/saat olan ve asit kazanının bir ucundan alınıp diğer ucunda bir pompa ile besleme devri daimi yapılmalıdır. Bu işlem ile zaman bakımından 30% a varan kazanç sağlanmaktadır [2].
Yüzey temizlemedeki reaksiyonlar ortamdaki demir klorur konsantrasyonunun 120 gr./ lt. olunca iyice azalır . Yukarıda verilen reaksiyon (5) olayını azaltmak için aside reaksiyonu engelleyici katılmalıdır. Asit içinde olan çinko iyonları asitin yüzey temizleme süresini artırdığından, asit içinde çinko iyonu istenmez. Bu nedenle, çinko kaplama malzemelerinin asıldığı aletlerin tekrar kullanılmadan önce yüzeylerindeki çinkonun çalışan asit içinde sıyırılması sakıncalıdır.
İdeal bir asit tankında, temizleme hızının asit içerisindeki demir konsatrasyonuna göre değişiminin ideal/optimum hali, Şekil-1’de grafiksel olarak detaylı bir şekilde görülmektedir. Grafikte, yaklaşık demir konsantrasyonu 120 (gr/lt) değerlerine ulaştığında, demir çözünürlüğü minimum seviyesini bulmakta ve yüzey temizleme hızı da en az seviyesinde olmaktadır. Yüzey temizleme zamanının asit ve demir konsatrasyonuna göre durumu, Şekil-2 deki grafik anlatımda detaylı bir şekilde görülmektedir. Burada parça yüzeyinin, asit konsantrasyonu %10-15 aralığında, sürekli taze asit ilavesi gerekmektedir. Demir konsantrasyonu 120gr/lt ye ulaştığı zaman diliminden sonra, taze asit ilavesine gerek kalmamaktadır, reaksiyon iyice yavaşlamaktadır.
3- Asit İçinde Yüzeyi Temizlenen Parçanın Suda Durulanması
Asit içinden çıkarılan parçanın flüks içine daldırmadan önce, parça yüzeyinde kalan ve asit kirliliğine bağlı olarak taşıdığı demir tuzları suda durulanmak suretiyle alınmaktadır. Bu işlem tekrarlandıkça durulama suyu da kirlenmekte ve durulama suyu çıkışında flüks içine bu kirlilik taşınmaya başlamaktadır. Flüks içine taşınan demir tuzları, fluksden çıkan parça yüzeyi ile galvanız kazanına taşınarak dros oluşturmaktadır. Asitten çıkan, parça yüzeyi ile durulama suyuna taşınan demir tuzları yanında, asit de taşınmaktadır. Taşınan asit durulama suyunun ve bunu takiben fluksun etkisini azaltmaktadır.
Fulks içine taşınan demir tuzlarının ve asitin azaltılması için durulama işleminin birbirini takip eden iki tank içinde yapılması daha iyi netice verir [2]. Durulama işleminin süre bakımından kısaltılması için parçanın, şu tankı içinde hareketli olması veya suyun devridaim etmesi çok faydalı olacaktır.
Referanslar:
1- “Improving productivity and Quality In the Hot Dip Galvanizing Process”, By Mike Ainsley, www.coezinc.com/…/…
2- http://pas.mnsi.net/hydrochloricwhysnhows.PDF
3- “Five Lessons in Pickling” , Esco Engineering by Neilston, http://pas.mnsi.net/5LESSONS.pdf