فرایندهای آنادایزینگ و آبکاری دو روش بسیار پرکاربرد برای پوشش دهی سطحی در تولیدات صنعتی می‌باشند. در واقع هدف این دو فرایند بهبود عملکرد و جذابیت ظاهری اجزای فلزی و پلاستیکی است. اگرچه هر دو فرایند با یک هدف انجام می‌شوند، اما مکانیزم و کاربردهای آنها کمی متفاوت می‌باشد. در این مقاله ما می‌خواهیم به طور اجمالی این دو فرایند را توضیح دهیم و در خصوص نقش آب خنک کننده چیلر در بهبود فرایند آنادایزینگ و آبکاری صحبت کنیم. پس لطفاً ما را تا پایان همراهی بفرمایید.
آنادایز کردن
در فرایند آنادایز کردن یک لایه اکسید ضخیم و محافظ روی سطح فلز ایجاد می‌گردد. در این فرایند بستر فلزی در محلول الکترولیت غوطه ور خواهد شد. این محلول در بیشتر مواقع یک اسید است؛ در نتیجه یون‌های اکسیژن در محلول‌های الکترولیت به سطح زیر لایه فلز جذب خواهند شد و ضمن ترکیب با اتم‌های فلز، یک لایه متراکم و پایدار از اکسید آلومینیوم را ایجاد می‌کنند. در واقع عاملی که در برابر خوردگی و سایش و پارگی و عوامل محیطی از فلز محافظت می‌کند، همین لایه اکسید است. فرایند آنادایز کردن در انواع مختلف آنادایز با اسید کرومیک، آنادایزینگ سخت، آنادایز با اسید سولفوریک و… انجام می‌شود. این فرایند کاملاً ایمن بوده و با محیط زیست سازگاری دارد و باعث تغییر ترکیب فلز نخواهد شد.
انواع فرایندهای آنادایز کردن
پیش از اینکه در خصوص انواع فرایندهای آنادیز صحبت کنیم، بد نیست بدانید که این فرایند طیف وسیعی از کاربردها را در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، هوافضا، الکترونیک و… در بر می‌گیرد. در واقع قطعاتی که به روش آنادیز شده ساخته می‌شوند در بدنه خودرو، هواپیما و… مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ زیرا این فرایند خاصیت فلز را در برابر عوامل محیطی به شدت افزایش داده و دوام آن را بالا می‌برد. از طرفی موجب جذابیت و زیبایی آن شده و روشی مقرون به صرفه است. اما فرایند آنادیز بر اساس محلول الکترولیت مورد استفاده در آن دارای انواع زیر می‌باشد.
۱ـ آنادایزینگ با اسید سولفوریک نوع رایج این فرایند است که برای دستیابی به رنگ‌ها و جلوه‌های زیبایی شناختی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
۲ـ آنادیزینگ با اسید کرومیک نیز نوع دوم آنادیز کردن است که در آن یک لایه اکسید نازک‌تر و منعطف‌تر ایجاد شده و برای کاربردهای هوافضا و الکتریکی بسیار ایده آل است.
۳ـ آنادایزینگ ۱۰۰ که نوعی آنادایزینگ اسید سولفوریک است و شامل دماها و ولتاژ‌های بالاتر می‌شود. طی این فرایند یک لایه مستحکم و ضخیم در مقابل سایش به وجود می‌آید و برای کاربردهایی نظیر سیلندرهای هیدرولیک بسیار مناسب است.
آبکاری
آبکاری یکی از روش‌های مقاوم سازی سطحی می‌باشد که طی این فرایند یک لایه نازک فلز روی سطح زیر لایه به کمک فرایند آبکاری به وجود می‌آید. در این فرایند جریان الکتریکی از محلول الکترولیت که دارای یون‌های فلزی است، عبور می‌کند و پس از آن به زیر لایه جذب شده و روی سطح آن رسوب پیدا خواهد کرد. آبکاری را می‌توان روی انواع و اقسام زیر لایه‌ها مثل پلاستیک، سرامیک، فلز و… انجام داد. بعد از فرایند آبکاری خواص سطحی گزینه مورد نظر شما تا حد زیادی افزایش پیدا می‌کند؛ یعنی در برابر خوردگی سایش و غیر مقاوم می‌گردد.
انواع فرایندهای آبکاری
فرایند آبکاری بر اساس نوع فلز مورد استفاده در محلول و مواد بستر و خواص لایه آبکاری به انواع مختلفی تقسیم می‌کنند. اما رایج‌ترین انواع فرایند آبکاری عبارت‌اند از:
° آبکاری نیکل: یکی از انواع پرکاربرد فرایند آبکاری است که در برابر سایش و خوردگی مقاومت زیادی را ایجاد می‌کند.
° آبکاری طلا: این نوع آبکاری به دلیل رسانایی فوق العاده خوب و جذابیت و زیبایی شناخته شده است. همچنین در برابر خوردگی نیز مقاومت خوبی را ایجاد می‌کند و برای کاربردهای الکترونیکی و جواهرات مناسب است.
° آبکاری نقره: آبکاری نقره نیز رسانایی خوبی را فراهم می‌کند و غالباً در اتصالات الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
° آبکاری مس: آبکاری مس در بیشتر مواقع به عنوان یک لایه زیرین برای سایر انواع آبکاری مورد استفاده قرار می‌گیرد و مقاومت در برابر خوردگی را به وجود می‌آورد. همچنین برای افزایش خواص چسبندگی از این نوع آبکاری استفاده می‌شود.
الزامات و نقش آب خنک کننده در بهبود فرایند آنادایزینگ و آبکاری
در فرایندهای آبکاری و آنادایز، کنترل دما یک عامل حیاتی محسوب می‌شود؛ یعنی محلول الکترولیت و محلول آبکاری که در این دو فرایند مورد استفاده قرار می‌گیرند، باید در محدوده دمایی خاصی حفظ شوند. دمای این محلول‌ها روی سرعت، ضخامت، کیفیت و خواص لایه‌ها تاثیر می‌گذارد. مثلاً اگر دما خیلی بالا باشد، ممکن است لایه‌ای که آبکاری می‌شود شکننده یا متخلخل بوده و قدرت چسبندگی کمی داشته باشد. از طرف دیگر اگر دما پایین باشد، سرعت آبکاری کند بوده و ممکن است موجب خواص ناسازگار و ایجاد رسوب‌های ناهموار گردد. برای کنترل دما معمولا از گرم کننده‌ها یا چیلرها استفاده می‌کنند.
کاربرد چیلر در فرایند آنادایز و آبکاری
چیلر وسیله‌ای است که در حفظ محدوده دمای مناسب در فرایندهای آبکاری و آنادیز نقش بسیار مهمی را ایفا می‌کند. از چیلرها برای خنک کردن الکترولیت یا محلول آبکاری استفاده می‌شود تا محدوده دمایی برای نتایج آبکاری ثابت حفظ گردد. کار چیلر این است که گرمای اضافی تولید شده را که در طی فرایندهای آنادایز و آبکاری به وجود می‌آید، حذف کند و دما را در محدوده مورد نظر حفظ نماید. البته ظرفیت چیلر نیز با الزامات فرایند آبکاری و آنادایز باید سازگاری داشته باشد.
در حال حاضر انواع و اقسام مختلفی از چیلرها وجود دارند که بسته به کاربرد و نیازهای فرایند مورد استفاده قرار می‌گیرند. البته کاربرد چیلر فقط به این مسئله محدود نمی‌شود؛ بلکه چیلرها مزایای دیگری از جمله کاهش مصرف آب، بهبود طول عمر تجهیزات و افزایش بهره‌وری انرژی را دارا می‌باشند و روی سرعت جریان و کنترل خودکار دما نظارت می‌کنند. پس برای حفظ شرایط ایده‌آل بهینه این فرایندها بسیار مفید می‌باشند.
نکات کلیدی برای انتخاب و پیکربندی چیلر
در خصوص انتخاب چیلرها باید بگوییم که بهتر است گزینه‌ای را انتخاب کنید که با الزامات خاص فرایند آبکاری و آنادایز مورد نظر شما تطابق داشته باشد و کارآمد و مقرون به صرفه باشد؛ لذا برای انتخاب و پیکربندی چیلر به نکات زیر توجه کنید:
- نوع چیلر: جالب است بدانید که نوع چیلر باید بر اساس شرایط آب و هوایی منطقه‌ای که قرار است چیلر در آنجا کار کند، انتخاب گردد. همچنین پارامترهای دیگری از جمله مقدار آب و قیمت تمام شده آب در دسترس نیز می‌تواند روی انتخاب نوع چیلر اثرگذار باشد. ضمنا توصیه می‌کنیم با افراد متخصص مشورت کنید.
- محدوده کنترل دما: همانطور که گفتیم چیلر باید این توانایی را داشته باشد که دمای محلول الکترولیت یا آبکاری را در محدوده خاصی حفظ نماید. پس شما باید چیلری را انتخاب کنید که در حفظ محدوده دمایی مورد نظر شما کارایی داشته باشد.
- دبی و فشار: نکته دیگری که هنگام انتخاب چیلر باید در نظر بگیرید، فشار و دبی آب خنک کننده است که باید با نیازهای چیلر سازگار باشد؛ زیرا جریان و فشار می‌تواند روی عملکرد و بازدهی چیلر اثرگذار باشد.
- ظرفیت خنک کننده: یکی دیگر از آپشن‌های بسیار مهم در انتخاب چیلر، ظرفیت آن است؛ یعنی ظرفیت باید بر اساس بار حرارتی فرایند مورد نظر شما انتخاب می‌گردد. بد نیست بدانید که معمولاً ظرفیت بر اساس تن یا کیلووات اندازه‌گیری می‌شود.
- بهره‌وری انرژی: هنگام انتخاب چیلر به مسئله بهره‌وری انرژی آن توجه کنید. یک چیلر خوب باید ضمن کاهش هزینه‌های عملیاتی و اثرات زیست محیطی کارایی و بازدهی مناسبی داشته باشد. هرچه چیلر کم مصرف‌تر باشد، هزینه‌های انرژی کمتر شده و انتشار گازهای گلخانه‌ای کاهش پیدا می‌کند.
تعمیر و نگهداری و سرویس
یک چیلر خوب باید هزینه سرویس و نگهداری نسبتا پایینی داشته باشد. البته بحث تعمیر و نگهداری منظم و سرویس چیلر بسیار حائز اهمیت است؛ زیرا این موضوع به حفظ عملکرد چیلر و افزایش طول عمر مفید آن کمک شایانی می‌کند.
ساخت چیلر مخصوص فرایند آنادایز و آبکاری
همانطور که در قسمت‌های قبل گفتیم چیلر باید بر اساس نیازهای یک فرایند طراحی و تولید شود. در حال حاضر شرکت‌هایی هستند که کار ساخت و طراحی انواع و اقسام چیلرها را با ظرفیت‌های متنوع انجام می‌دهند. توصیه می‌کنیم اگر تصمیم به سفارش و خرید چیلر دارید، حتماً به شرکت‌ها و سازندگانی مراجعه کنید که در این زمینه تجربه و سابقه موفق دارند و معتبر هستند.
