71. เหตุใดจุดเคลือบและอนุภาคสังกะสีที่พลาดจึงมักเกิดขึ้นระหว่างการเติมโลหะผสมสังกะสีอะลูมิเนียม-ในท่อเหล็ก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสตาร์ทเครื่อง โซลูชั่นมีอะไรบ้าง?

บทความนี้ไม่ได้กล่าวถึงจุดชะล้างที่เกิดจากการดอง ตัวทำละลาย และการทำให้แห้ง แต่อภิปรายถึงสาเหตุของจุดชะล้างในการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน-เท่านั้น
(1) อลูมิเนียมในสังกะสี-อะลูมิเนียมอัลลอยด์ทำปฏิกิริยากับอากาศจนเกิดเป็นอะลูมิเนียมออกไซด์ การทดสอบในห้องปฏิบัติการแสดงให้เห็นว่าเถ้าสังกะสีที่ทางเข้าของท่อเหล็กมีอะลูมิเนียมออกไซด์ประมาณ 15.2% อลูมิเนียมออกไซด์มีจุดหลอมเหลว 2,050 องศา และความหนาแน่น 3.9-4.0 กิโลกรัม/ลิตร ในขณะที่ซิงค์ออกไซด์ละลายที่ 1975 องศา ด้วยความหนาแน่น 5.606 กิโลกรัม/ลิตร ที่อุณหภูมิใช้งาน 480-510 องศา ความหนาแน่นของของเหลวสังกะสีอยู่ระหว่าง 6.54 ถึง 6.79 กิโลกรัม/ลิตร การไล่ระดับความหนาแน่นนี้ทำให้อลูมิเนียมออกไซด์ยังคงอยู่ที่ด้านบน เมื่อท่อเหล็กไม่แห้งอย่างเหมาะสมหรืออยู่ในอากาศนานเกินไปหลังจากการอบแห้ง ความชื้นจากตัวทำละลายจะดูดซับกลับคืนมา เมื่อท่อเข้าสู่อ่างสังกะสี ท่อจะสัมผัสกับอะลูมิเนียมออกไซด์ก่อนซิงค์ออกไซด์ (เถ้าสังกะสี) สารเหล่านี้เกาะติดกับพื้นผิวท่อ ทำให้ตัวทำละลายไหม้ และส่งผลให้เกิดข้อบกพร่องในการเคลือบรอยด่าง
(2) ในระหว่างขั้นตอนการผลิตเริ่มแรกและขั้นตอนต่อๆ ไป อลูมิเนียมที่มีความหนาแน่นต่ำและมีระยะเวลาคงที่นานจะลอยไปที่พื้นผิวของสังกะสีหลอมเหลว เมื่อท่อเหล็กที่เคลือบด้วยตัวทำละลายสัมผัสกับท่อ จะเกิดปฏิกิริยาต่อไปนี้ทันที: 2Al + 3ZnCl₂ → 2AlCl₃ + 3Zn ดังที่แสดงในสมการ ยิ่งอะลูมิเนียมที่มีปฏิกิริยามากจะแทนที่สังกะสีจากสารประกอบตัวทำละลายในทันที ทำให้เกิดอะลูมิเนียมไตรคลอไรด์ (AlCl₃) อย่างไรก็ตาม AlCl₃ ระเหิดได้ที่ 178 องศา ในทำนองเดียวกัน อลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับแอมโมเนียมคลอไรด์ในตัวทำละลายเพื่อสร้าง AlCl₈NH₃ ซึ่งจะเดือดและระเหยที่อุณหภูมิประมาณ 400 องศา ด้วยเหตุนี้ ปฏิกิริยาเหล่านี้จึงทำให้ปริมาณคลอรีนที่จำเป็นสำหรับการช่วยชุบหมดสิ้นลง ส่งผลให้เกิดจุดชุบที่พลาดไป
(3) อุณหภูมิของของเหลวสังกะสีมักจะสูงในช่วงเริ่มต้นของการดำเนินการ เมื่อตัวทำละลายสัมผัสกับของเหลวสังกะสี การดูดซับทางกายภาพและการรวมตัวของตัวทำละลายจะไม่สามารถเสร็จสิ้นได้ทันเวลา และจะเกิดสารตกค้างของตัวทำละลาย ตัวทำละลายสูญเสียการทำงานและเกิดการรั่วของจุดชุบ
(4) เมื่อใส่ท่อเหล็กที่เคลือบด้วยตัวทำละลายลงในอ่างสังกะสีเพื่อชุบ จำเป็นต้องดันเข้าไปในอ่างสังกะสีด้วยคีมและจานหมุน การสัมผัสระหว่างเครื่องมือเหล่านี้กับท่อเหล็กจะทำลายฟิล์มตัวทำละลายในระดับที่แตกต่างกัน ดังนั้นความสามารถในการชุบของพื้นที่สัมผัสจะหายไปและจุดชุบจะถูกสร้างขึ้น
(5) เมื่อการผลิตเริ่มต้น อุณหภูมิของกระบวนการยังไม่ถึง และอุณหภูมิอ่างสังกะสีต่ำ เวลาแช่สังกะสีไม่ขยาย และอ่างอลูมิเนียมจะกระจุกตัวอยู่ที่พื้นผิว ปฏิกิริยาระหว่างเหล็กกับสังกะสีจะช้า และชั้นโลหะผสมสังกะสีของเหล็ก-ไม่สามารถเกิดขึ้นได้ในระยะเวลาอันสั้น ดังนั้นเมื่อกลุ่มออกมา จะมีชิ้นส่วนที่ไม่มีการสังกะสีบางส่วนบนท่อเหล็ก
(6) ปริมาณอะลูมิเนียมที่มากเกินไปในอ่างชุบสังกะสีรวมกับอุณหภูมิสังกะสีที่ไม่เสถียรอาจทำให้อนุภาคของสารประกอบ Fe-Al-Zn แขวนลอยอยู่ในอ่างสังกะสี เมื่อท่อเหล็กผ่านไป อนุภาคเหล่านี้จะเกาะติดกับพื้นผิวท่อ ส่งผลให้เกิดข้อบกพร่องด้านความหยาบของพื้นผิว แนวทางแก้ไข: (1) ในระหว่างการผลิตเริ่มแรก ปริมาณอะลูมิเนียมในอ่างสังกะสีควรต่ำกว่าระดับการผลิตปกติ และค่อยๆ เพิ่มขึ้นจนถึงมาตรฐานกระบวนการที่ระบุเมื่อการปฏิบัติงานกลับสู่ปกติ (2) ขูดขี้เถ้าสังกะสีออกจากพื้นผิวอ่างสังกะสีที่ทางเข้าท่อเป็นประจำ (3) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวทำละลายที่ใช้กับท่อเหล็กแห้ง หลีกเลี่ยงความชื้นหรือการอบแห้งที่ไม่สมบูรณ์ (4) รักษาอุณหภูมิอ่างสังกะสีให้อยู่ในช่วงที่เหมาะสม (5) ป้องกันความเสียหายของตัวทำละลายต่อท่อเหล็กระหว่างการขนส่ง (6) จุ่มท่อเหล็กในมุมชันลงในอ่างสังกะสี เพื่อลดการกลิ้งบนพื้นผิว