شنبه تا پنجشنبه : 17 - 8
تهران - شهرک صنعتی باباسلمان
شهریار، شهرک صنعتی باباسلمان، خیابان صنعت

تمیزکاری

  • English انتخاب تامین کنندگان تجهیزات تمیزکاری صحیح

    cleaning, pretreatment & surface preparation

    CHOOSING THE RIGHT CLEANING EQUIPMENT VENDORS

    BARBARA KANEGSBERG AND ED KANEGSBERG, BFK SOLUTIONS LLC,

    PASADENA, CALIF.

    The power! New process equipment provides a rush that is pretty much likewhat happens when you drive a new car off the lot. New cleaning process equipmentbrings the promise of manufacturing bright, shiny, great-looking productthat will meet all the specs, that will show a high yield, and that your customerswill love. How do you find that equipment? Depending on the capital outlay,you may do a few Web searches, go to some trade shows, grow a meadow ofcatalogues around your desk, talk to more than a few sales reps, and even dosome site visits. Too much of the information available falls along the line of“don’t worry, it’s the best, lots of people use it.” How do you find reliable, comparativeinformation. How do you make a decision? Do you throw a dart at thecatalogues and see where it lands? Do you pick cleaning equipment in a colorthat matches the décor of the fab? We’ve actually seen that happen.

    Get the facts

    Improving a cleaning process, setting up a new process, replacing outdatedequipment – all these activities involve decisions that can make or break thequality of surface finish, that can make or break your manufacturing business.Cleaning is a process that typically meshes one or more chemicals with cleaningequipment. Vendors and distributors are eager to extol the benefits of their products.Here are a few tips to get you started in working with vendors productivelywhile avoiding pitfalls of sales hype. These include six questions to ask cleaningequipment suppliers.

    Talk to yourself

    Before you start tracking down new cleaning equipment, before you lookthrough catalogues or talk to reps, start by asking yourself the following question:exactly why are you considering new cleaning equipment?Look at your current cleaning process. Ask the workers – the people who actuallyhave to run the process day in and day out – what they like or don’t like. Thismay take a (groan) little tact and diplomacy, because sometimes people answerin the extreme. “It’s fine,” may actually mean “don’t bother me; I’m used to thissystem and don’t want to change; I won’t speak up because I don’t want to getfired; I actually have an older cleaning system out back and I don’t want to tellyou.” “It’s terrible,” could translate to “I actually have to do the maintenanceon this thing; and I hate it.”Then, ask yourself how will new cleaning equipment make your life easier?What are your expectations? Is the problem acute? For example, is the currentequipment not cleaning effectively? If so, check to see if something has changed,something that could perhaps be fixed without purchasing new equipment. Has

    the cleaning chemistry changed? Is simple maintenance required? On the otherhand, if cleaning chemistry is spewing euphorically out of your classic “midcenturymodern” equipment and onto the plant floor, if your repair person ison speed dial, perhaps it is time for an update.

    Resist making an immediate, uninformed decision. If necessary, lease theequipment, with an option to buy; or use a good contract cleaning house. Evenbetter, start investigating new cleaning equipment while your current processis still functional.

    What if you don’t have a production process? Some start-up companiesput off even investigating manufacturing processes on the grounds that theymight sell the company (or at least the idea for the product). Such companiesmay limp along using glass stirrers, lab wipes, and elbow grease provided bysummer interns. Especially if the new product has very different characteristicsfrom existing ones, part of what makes it sellable is a sense that the start-upcompany has considered the concept of manufacturability. Therefore, if youhave a prototype process, it’s a good idea to look at cleaning options and evento set up a prototype production line, whether or not the company ever actuallyproduces the product.

    Six Questions

    Let’s get started. Here are six questions to ask the rep (or you could Web search orlook through the catalogues – sometimes it’s more effective to ask); we summarizethem in Table 1. They are not the only questions to ask; they will provide a startingpoint; and they may allow you to eliminate options that won’t do the job for you.

    1 - What kind of cleaning equipment is it?

    It’s tempting to buy a system based on overall, outward appearance. All cleaningsystems have features and limitations. Enthusiastic reps may honestly believethat their cleaning system will work for your process. Judge for yourself.An in-line conveyor belt cleaning system may be perfect for some applications.However, a spray cabinet might be better in situations where a few largeparts are being cleaned at a time. Very small parts might have to be individuallyfixtured – this takes time. A vapor degreaser might be the best answer if you areconsidering only solvent cleaning; or if soils aren’t being successfully removedwith water. Keep the options open. An ultrasonic system could allow you to useaqueous (water-based) cleaners; ultrasonics may be needed with solvents as well.

    2 - How does it work?

    Let’s first review the basic concept of the cleaning process. Cleaning is removingsoil, matter out of place, things that, if left on the part, will interfere withplating, other coating, or final assembly. A complete cleaning process includeswashing, rinsing, and drying (Table 2). With some exceptions, effective cleaninginvolves the cleaning agent (chemistry), cleaning forces, temperature, and time.Washing is the first step. Washing removes the soil from the part and keepsit away from the part. Because the cleaning agent (the chemistry) can itself leaveresidue, a rinse step is often (but not always) needed. Rinsing can continue thewashing action; however, the primary purpose, particularly in aqueous andsemi-aqueous processes, is to remove the cleaning agent. The drying step canalso continue the washing action; the primary purpose is to remove water orsolvent. All of these steps have to be accomplished without damaging the partsor inadvertently recontaminating the parts.

    Is the process you are contemplating actually a cleaning process? Anodic orcathodic processes are often thought of as cleaning; and, in the sense that theyremove unwanted material from the surface, there is a kind of cleaning function.However, electropolishing may not be a complete or sufficient cleaningprocess. If other soils are not removed first, there can be interference; it maybe necessary to begin with a true wash/rinse/dry process. Be on the lookoutfor other processes, like passivation and heat treatment, that may not be truecleaning processes.

    Consider what sorts of cleaning forces are needed. Applying force can movethe soil away from the surface. Will ultrasonic cleaning help the process? Evensolvent-based cleaning can benefit from ultrasonics. There are many variablesand, therefore, many choices in ultrasonics (1). Don’t assume ultrasonics cleaningis a magic bullet. Test ultrasonics in your process for effectiveness and forthe potential for product deformation and surface damage. The same holds truefor other sorts of cleaning action, like spray and turbulation. Styles in cleaningchange; and the assertion that “everyone buys this great cleaning system” doesn’tmean that it’s right for you.Does the equipment being offered have rinsing and drying capabilities? Arethose capabilities adequate for your current and near-future product line? If youneed rinsing, resist the temptation to purchase an inexpensive washing systemwhere the rep tells you that you can “always add a rinse tank.” It probably won’thappen.

    Some newer cleaning agents have high boiling temperatures; and, if they arenot rinsed, can leave a residue that does not readily evaporate and interfereswith coating. Often, a single wash tank needs to be followed by at least two rinsetanks. A reverse cascade pattern, where water moves from the final rinse to thefirst rinse, can provide for more effective, efficient water usage. We see too manyinstances where the rinse tanks are static dip tanks that rapidly fill with cleaningchemistry. They wind up functioning as wash tanks; rinsing is not taking place.Then, there is drying – the orphan step in the cleaning process. This is the stepwhere the budget runs out; and too many people buy into the delusion that drying

    equipment is not really necessary. Then, they find that it is necessary; partsbecome recontaminated or they corrode. It is possible to add drying equipmentlater on. However, first comes the battle with the bean counters. Also, achievinga seamless, effective cleaning process will be more difficult.Consider recycling. Recycling, reuse, and closed-loop systems have traditionallybeen thought of as politically correct concepts – activities that would be niceto do, if only we had the money. However, consider the quality and economicimplications of recycling and closed-loop systems. Water treatment and disposalcosts are high. Cleaning chemicals cost money. It is often cost-effective to restoreand reuse the cleaning agent and rinsing fluids. In addition to saving money indisposal costs, on-board recycling can result in more consistent chemical quality

    and can contribute to higher yield.

    3 – What cleaning chemicals can I use?

    This is rather a loaded question; particularly because we are considering thecleaning equipment. We could write a totally separate article about questions toask the cleaning agent vendor. Choosing the right cleaning chemistry is a crucialpart of selecting the cleaning process (2,3).

    Consider the choice of cleaning agent in parallel with the choice of cleaningequipment. Linear thinking takes too long and costs too much money. There aremany types of cleaning agents, broadly categorized as aqueous, semi-aqueous,co-solvent, and solvent. Even so-called solvent free processes use chemicals likesteam, CO2, and the numerous chemicals species generated in plasma systems.

    Understanding cleaning agents is a separate topic, with specific questions forcleaning agent vendors. Some factors include how well the cleaning agent performs,the potential to damage the product, initial costs, process costs, whetheror not it can be filtered or distilled, how long it lasts, waste management costs,and safety and/or environmental regulatory constraints.Just as there is no universal cleaning agent or universal solvent, there is nouniversal cleaning system. Some systems are more flexible than others; and youmay not want to put all your eggs in one basket. It is important to determinewhat sorts of cleaning agents “work” in a given cleaning system. An answer thatthe system can always be adapted is not enough. Sometimes, if the cleaningchemistry is changed, seals have to be changed; or different filters may be needed.The operational temperature range for the equipment may not be optimal forother cleaning agents under considerations.Trust but verify. Demonstrate that the process works with the chemical inquestion. Beyond cleaning well and not damaging the product, understand

    the safety and environmental regulatory hurdles. Sometimes, the equipmentcompany may not be aware of the safety and regulatory issues involved witha particular chemical. Some chemicals require low flashpoint systems or theyoxidize to form flammable or combustible compounds. In other instances anddepending on your regulatory microclimate, there are worker safety or environmentalregulatory issues that require solvent containment, monitoring, permitting,or waste management. If the equipment vendor is unaware of these issues,is unwilling to work with regulatory agencies, or – even worse – shows disdainfor regulatory agencies, beware!

    4 - What’s the throughput?

    How many parts can be cleaned per day? How long is each run, including dryingand cool-down time? If you are accustomed to a 2 to 5 minute solvent processin an open-top degreaser, be aware that, depending on the parts and soils tobe removed, an airless or airtight system can take 30 minutes or more per run.There are formulas to determine throughput; and reps can often provide estimates.

    How long does the process actually take? Follow up to refine the estimateand include factors specific to your manufacturing requirements. If the vendorprovides an estimate of throughput, check both the math and the assumptionsbehind the math. For example, if throughput is estimated at 50,000 parts per8-hour shift; but you know you have to clean 25,000 parts during a specifictwo-hour period, a process that accounts for the “bump” in throughput willbe needed.In addition, given the sticker shock involved in pricing new cleaning equipment,throughput may be estimated a bit optimistically. You may hear commentslike “well, the process time is 30 minutes, but most of our customers saythey need less time.” Well, maybe – but are the parts clean enough? Even withautomated equipment, if parts have to be fixtured, loaded, unloaded, and perhapsallowed to cool, all those factors should be factored into the throughputestimate. Automated equipment may require the participation of assemblers;

    and people need lunches and take breaks.Determine the frequency and complexity of routine maintenance. What happens

    at the beginning of the workday? For example, ultrasonic systems have tobe degassed and often must be heated.

    Your estimates of throughput should include room for growth (businesscould get better!); and a bit of wiggle room for process uncertainty. We see theunfortunate consequences of underestimating throughput. With insufficientcapacity, operators overload cleaning tanks; and they may short-change the processtime; this means cleaning will not be effective. Overloading can also stressthe cleaning system; this leads to more breakdowns and more repairs.Buying cleaning equipment with inadequate throughput will compromisethe entire surface prep and surface finishing operation. Visualize how the cleaningequipment will be used in your facility. Even better: observe a system underactual manufacturing conditions.

    5 - Can you tell me about sizing, dimensions?

    The product has to fit into the cleaning equipment. At the same time, largerprocess baths cost more money. There are ways to compromise. If 98% of theproduct can be in small- to medium-sized tanks, it may be better to purchase asmaller system and make other arrangements for the larger parts that show upa few times a year.The cleaning equipment has to fit into your facility. Obtain the overall dimensions;and this means all three dimensions; and it includes the maximum heightneeded for operating hoists. Will the equipment fit into the workspace? Are theceilingshigh enough? Can you get the cleaning equipment through the door?Ask the facilities department to provide actual measurements; “sure, we can doit” is not an actual measurement. How much space are you allowing? Is thereroom to load and unload product? Is there space to do routine maintenance?

    6 - How much does it cost?

    While this is the final question on our abbreviated list, it is one to ask severaltimes in the process. Early on, ask for what is sometimes gently referred to as abudgetary estimate. This term is a euphemism for “how close will the boss cometo a heart attack if I try to buy the equipment.” The company budget can limityour choices. If the cleaning technology you want costs half a million, and theboss has generously allocated up $30,000, a reality check is needed.Particularly for larger items, it’s a good idea to get multiple estimates. Toget realistic estimates, take the time for interchanges with the reps; walk themthrough the production area; listen to their sales pitches; ask questions. Inaddition, work with your process team and advisors to determine what featureswould most improve production. We typically see a wide range in vendor estimates.The estimates and the options suggested can be an indication of the vendor’sunderstanding of your process and also of likely support down the road.Keep in mind that capital equipment costs tell only part of the story. In Table1, we list other cost factors to be considered, including facilities considerations,installation, education/training, and ongoing process costs. Chemicals, replacementparts, routine maintenance, and disposables like filters (and the costsresulting from properly disposing of the disposables), all have to be factoredin. Chemical costs can be misleading. An expensive cleaning agent that cleanseffectively and that can be recycled or redistilled may last for years. An inexpensiveaqueous formulation that must be used at, say, a 1:4 dilution and must bereplaced weekly may not be a bargain compared with a second product thatcould be used at a 1:10 dilution and lasts for two months. Even with very ruggedcleaning equipment, repair and replacement is needed. Look for the weaklinks in the chain. What parts are likely to need replacement? What’s the meantime between repair/replace? How long does it take to get replacementparts?Depending on where the equipment is made, the availability of replacement

    parts can be an issue. Purchasing a “kit” of replacement parts may be cheapinsurance.Ongoing support by the cleaning equipment vendor can save money. Thissupport begins at the employee training/education stage. Many newer cleaningsystems require instruction. Some vendors charge for training. Resist the temptationto pass on the training option. However, charging for initial training isnot a promising indication of ongoing vendor support.

    Question to ask yourself again: why are you buying new cleaning equipment?

    What do you actually need?

    During the equipment search, review the initial question, the one you yourselfhave to answer. Why are you buying new cleaning equipment? Reviewing thegoals of the project will keep you focused on what is most of value. That meansyou buy quality equipment – but you purchase exactly what you need.As we mentioned, you may find that the current cleaning equipment can beoptimized to meet current production requirements – you don’t actually needto make the capital investment. Even if that happens, it is still worthwhile to dothe search, because it allows for a more informed decision.

    The Decision

    Surface prep is a critical cleaning process. Critical cleaning is not “cleanroomcleaning;” it’s doing the right amount of cleaning at the right point in theprocess.Are you ready to choose the best cleaning equipment after asking sixquestions? Maybe not; you will probably develop additional questions. Askingthe right questions involves understanding cleaning. There are many resourcesto help you ask the right questions. Will you know all the variables? It’s highlyunlikely; so at a certain point, preferably not during a process emergency,pull the information together, and make the decision. You will see moreeffective cleaning, and more efficient production. It’s just good business toclean it right.

    Question Examples Follow up

    1 - What kind of cleaning

    equipment is it?

    Dip tank, in-line,

    sink-on-a-drum, spray

    cabinet, dishwasher,

    vapor degreaser,

    airless/airtight system,

    “non-chemical”(plasma)

    • look at current cleaningequipment

    • talk to the workers

    • determine your process needs

    • scope out company constraints

    2 - How does it work?Wash/rinse dry versus

    Wash only, cleaningaction (spray, ultrasonics,agitation, immersion,electrocleaning,temperature range)

    • look at soil removalrequirements

    • is the cleaning actionof the type you’ll need?

    3 - What cleaning

    chemicals can I use?

    Water only, aqueous,semi-aqueous, solventblends, solvents

    • consider company policy andregulatory constraints

    • determine how fl exible thecleaning equipment will be –what types of cleaning agentscan be used

    • test the system with your

    product line - is it effective?

    Does it cause product damage?

    Table 1. Six Questions to Ask Vendors about Cleaning Equipment (continued)

    Question Examples Follow up

    4 - What’s the

    throughput?

    • typical process time

    • start-up time

    • refi ne estimates to refl ect yourmanufacturing reality

    • consider “bumps” inproduction requirements

    • allow room for productiongrowth

    5 - Can you tell me about

    sizing, dimensions?

    • tank size

    • overall dimensions

    • are the tanks large enough?

    • could a few larger parts becleaned separately

    • will the equipment fi t throughthe door?

    • are the ceilings high enough?

    • is there room for operators tomove around the equipment?

    • is there room for convenientmaintenance and repair?

    6 - How much does it

    cost?

    • Base price

    • fully “loaded”

    • installation

    • training/education

    • maintenance

    • which equipment upgradesdo you actually need?

    • what facilities changes will beneeded (eg. water, power)?

    • what are the ongoing processcosts?

    • what are the energy costs?

    • what treatment and wastedisposal costs are involved?

    • are there permitting costs?

    • will the equipment manufacturertrain the staff? Does it costextra?

    • how much do replacement

    parts costs? What’s the lead

    time to get replacement parts?

    Table 1. Six Questions to Ask Vendors about Cleaning Equipment (continued)

    Step Functions

    Wash (or clean) Remove soils from the part

    Keep soils away from the part

    Protect product surfaces

    Minimize product damage

    Rinse Continue cleaning action

    Remove cleaning agent residue

    Protect product surfaces (including rust preventative)

    Minimize product damage

    Dry Continue cleaning action

    Remove water or solvent

    Minimize product damage

    Table 2. Cleaning process steps

    REFERENCES

    1. Barbara Kanegsberg and Ed Kanegsberg, “Troubleshooting Your UltrasonicCleaning Process,”Metal Finishing Magazine, September, 2009.

    2. Barbara Kanegsberg, “Cleaning Agents: Overview,” in “Handbook for CriticalCleaning, Cleaning Agents and Systems,” Volume 1, B. and E. Kanegsberg, ed,CRC Press/Taylor & Francis, 2011.

    3. Michael Beeks and David Keller, “Aqueous Cleaning Essentials,” in“Handbook for Critical Cleaning, Cleaning Agents and Systems,” Volume 1,B. and E. Kanegsberg, ed, CRC Press/Taylor & Francis, 2011.

    4. Barbara Kanegsberg. “Evaluating, Choosing, and Implementing the Process:How to Get Vendors to Work with You,” in “Handbook for Critical Cleaning,Applications, Processes and Controls,” Volume 2, B. and E. Kanegsberg, ed,CRC Press/Taylor & Francis, 2011.

    5. Arthur Gillman, “Blunders, Disasters, Horror Stories, and Mistakes You CanAvoid,” in “Handbook for Critical Cleaning, Applications, Processes andControls,” Volume 2, B. and E. Kanegsberg, ed, CRC Press/Taylor & Francis,2011.

    6. John Durkee, “Don’t Become an Endangered Species, Buy the Right CleaningEquipment,”Metal Finishing Magazine, September, 2004.

    ABOUT THE AUTHORS

    Barbara Kanegsberg and Ed Kanegsberg (the Cleaning Lady and the Rocket Scientist)are experienced consultants and educators in critical and precision cleaning, surfacepreparation, and contamination control. Their diverse projects include medical device

    manufacturing, microelectronics, optics, and aerospace. Contact:این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید

  • English-تمیز کردن وآماده سازی سطح

    cleaning, pretreatment & surface preparation

    CLEANING AND SURFACE PREPARATION

    BY BRAD GRUSS

    PRETREATMENT & PROCESS INC., ASHBY, MINN.

    The quality of coatings, regardless of the type, or process of application, varygreatly in terms of quality offered. One statement about pretreatment isbecoming more true every day: “You can make a poor coating perform withexcellent pretreatment, but you can’t make an excellent coating perform withpoor pretreatment!” The point is that today, with the emphasis on qualitycoupled with new technology in coatings (powder, electrocoat, water-based,and high solids), the shift of burden of performance is pointed directly atpretreatment. Having a solid process, which meets or exceeds expectations,must be all encompassing to address soils, metals, water quality, and the process,control, and maintenance of the pretreatment system. Here we provide abroad stroke on the basics, and hope to promote further investigation by our

    readers depending on the specifics of each product and their needs. The bestway to begin pretreatment is with a series of questions designed to promoteboth specifics and generalities that have impact on the process.

    FINISHER FACT-FINDING QUESTIONNAIRE

    1. What base metals are pretreated?

    2. What soils are on incoming metals?

    3. What soils are applied to metals in-house?

    4. What is the production flow of the products?

    5. What production assemblies are premanufactured and stored? Dothey corrode in storage? Do the soils age or become more difficult to

    remove?

    6. What are the physical size limitations of your products? Can they beclassified as to percentage of small or light, medium or large, and heavy

    or bulky?

    7. How many of what part must be finished per shift?

    8. During welding and fabricating are soils entrapped or sandwichedbetween metals?

    9. Do you preclean prior to welding? If not, how much carbonaceousresidue is left on or near weldments?

    10. Do you physically abrade via wire brush, grind, steel shot, or sandblastthose corroded, carbonaceous areas?

    11. If you have weld spatter, does it interfere with finishing?

    12. What paint specifications are in-house?

    13. What paint specifications do your customers have?

    14. Do you currently meet your expectations on production parts?

    15. Do your currently purchased coatings meet your specifications onproduction parts?

    16. Do your currently purchased coatings meet your specifications on testpanels?

    17. What is your current pretreatment process? Does it provide a qualitybase for adhesion and salt spray?

    18. What are your current process controls for pretreatment and finishing?Do they get done? Are they logged, recorded, and reviewed?

    19. What preventative maintenance steps are taken? Is it by poundage, hours,weeks, or need?

    20. What space limitations do you have for expanding pretreatment andfinishing?

    21. What are the local, state, and federal laws and regulations for effluentemissions? Do you currently meet these?

    22. What safety program do you have? What products can be replaced?What energy sources do you have? What are the limitations?

    23. What manpower resources are available?

    24. What type of training do you or your vendors offer?

    25. What are your financial resources or limitations?

    26. What is your competition doing in the marketplace and where do youfit in the market niche? Where do you want to be? What do you have toaccomplish to be there from a finishing perspective?

    THE MECHANISMS OF AQUEOUS CLEANING

    Wetting:Cleaners contain surface-active agents (surfactants) that “wet out”the soil. This loosens the soil-surface bond by a reduction of surface tension.Wetting is actually the first requirement for soil removal.Emulsification:This occurs following wetting. Simply stated, emulsification isthe dispersion of two mutually immiscible liquids (i.e., oil and water). Primaryfactors affecting emulsification are type of oil encountered and choice of surfactantsused in th cleaner. Secondary factors include pH, temperature, andconcentration of the cleaning solution.Neutralization (saponification):A reaction where in fatty acid soils (oils) are neutralizedin the presence of alkali. The result is generation of water-soluble soapsthat assist in cleaning and rinsing. Examples of fatty oils are vegetable (corn),animal fats (lard), and marine (whole).Solubilization:“Like dissolves like.” This simply means that the solubility of waterinsolublesoils (oil) is increased in the presence of surfactants.Displacement:Soil is displaced from the surface as a result of select surfactantactivity. This is particularly desirable in spray applications where the soil can beremoved using oil-skimming techniques.Mechanical Action:This can greatly increase the speed and efficiency of soil removalin aqueous cleaning systems. It can be accomplished by solution movementor movement of the part itself. Examples include air, impeller, ultrasonic, spray,and gas scrubbing (electrolytic).Sequestration:Water must be properly conditioned or softened in order for effectivecleaning and rinsing to occur. Hard water consists of divalent calcium, magnesium,and iron ions that must be complexed to avoid generation of insolublesthat would otherwise interfere with cleaning and rinsing. In effect, cleaners withadequate sequestering ability obtain better surfactant performance.Deflocculation:A cleaning mechanism whereby soil is peptized or broken downinto very fine particulates and maintained in a dispersive phase to preventagglomeration (coming together).

    DETERMINING A CLEAN SURFACE

    Aclean surfaceis one that is free of oil and other unwanted contaminants. Thedegree of cleanliness required is dependent on the operation or process towhich the part or product must pass. Manufacturers utilizing the cell cleaningconcept or workstation cleaning are typically cleaning between process steps.Situations like these usually do not require the degree of cleanliness needed forfinal prepaint preparation.

    Awater break-free surfacetells you that you have removed all organic soils. Theparts exiting the last pretreatment or rinse stage prior to drying will show auniform sheeting of the rinse water indicating an organically clean surface.The water break-free surface has beenthelong-standing test for cleanliness.The key to this test is using fresh uncontaminated rinsewater. Detergent additivesor rinse aids used in a final rinse may hide poor cleaning. Additionallycontaminated rinses due to poor overflow may also mask poor cleaning dueto the surfactant’s wetting ability.Awater break surfacetells you that you have not sufficiently cleaned and thatorganic soils are still present. The part will exhibit a surface that resembles afreshly waxed car surface after a good rain. There will not be uniform sheetingof the water but beading. Normally, poor cleaning is most often found on ornear weldments, or in areas that receive poor spray impingement to the part.Another test of a clean surface is thewhite towel test. Wiping a white towel across cleanand dry surfaces will indicate the effectiveness of inorganic soil removal. Check flatsurfaces and those areas most likely not to receive direct spray impingement.In thetape pull test, apply scotch tape to a clean and dry surface, then remove the tapeand place on a white piece of paper. This will also indicate the effectiveness of inorganicsoil removal as the contrast allows for easy identification of remaining soils.Theultraviolet (UV) detectionrequires soiling with a fluorescent oil, cleaning, and

    inspecting under ultraviolet light. The degree of cleanliness can be quantified bya numbering system. This is accomplished through photoelectron emission orreflectance. The higher the reflectance, the cleaner the surface is.

    THE IMPORTANCE OF CLEANING

    Cleaning of metals and other finishing-related substrates is the single mostimportant consideration to successful coating application. Achieving cleansurfaces has applications throughout a manufacturing facility: for corrosionprotection, for welding operations, for part handling, for part inspection, andfor metal finishing. All of these cleaning applications can and should have aquantitative degree of cleanliness required. The degree can vary from grosssoil removal to a high degree of cleanliness, which surpasses the standardwater-break-free test of cleanliness. The ultimate requirement is dictated bythe requirements of the part, the process, the chemical type, and control ofprocess parameters. With today’s new coatings, a greater emphasis is placedon achieving a totally clean surface.

    FACTORS THAT AFFECT AQUEOUS CLEANING

    The success of a cleaner relies on more than just the functional chemistry thatcomprises it. Effective cleaner-to-surface contact must be made. A numberof factors must be considered, understood, and properly implemented andmaintained for effective results. Failure to utilize a workable combinationof these factors will often produce marginal results and render the cleaningsystem less effective.

    There are several factors that directly impact aqueous cleaning. Because of theirsignificance, each should be addressed: (1) application methods and equipment,(2) history and configuration of part, (3) soil, (4) type(s) of substrate(s), and (5)cleaner selection and operation parameters.

    APPLICATION METHODS AND EQUIPMENT

    Several questions must be answered in conjunction with the equipment andthe application of the cleaner. The method of and amount of agitation mustbe determined. Chemicals must be selected in either the high-, medium-, controlled-,or low-foam category. More severe agitation or pressure at the nozzle,for example, would place your chemical choice in the least foaming category toprevent excessive foaming.

    The temperature range of the process equipment should be known. Cleanerstend to be formulated with surfactants and detergents that offer optimalcleaning within a given temperature range. Typically, low temperature rangesfrom 90¡F to 120¡F, medium temperature ranges from 120¡F to 140¡F, andhigh temperature ranges from 140¡F to 160¡F. The trade-off becomes this. Ifyou are using a cleaner designed for high temperatures, but the equipmentcan only maintain process heat at 120¡F, the chances for poor cleaning andfoaming are present. On the other hand if your chemistry is designed for lowtemperature and the process heat cannot be lowered to that range, you mayexperience stratification of the solution, and in severe cases oiling out of thecleaner’s detergent package.The length of time that the solution is in contact with the part must alsobe decided. Pretesting the parts with the cleaner for the allotted time is alwaysadvised. The process equipment, based on the length of each stage and thespeed of travel, will yield a total contact time. Typically these times for cleanersrange from 60 to 120 seconds; however, many coil lines operate in a range from3–15 seconds. The chemical choice for cleaning should be made only when theprocess contact time is known.History and configuration of the part play a key factor in not only cleanerchoice, but also the application. Multiconfigured parts, for example, may bebest suited for immersion cleaning rather than spray. Usually, machined castings,or parts with ports, threads, extensions, blind holes, etc., are very difficultto clean because the part positioning is typically fixed. In these cases, immersion,or immersion spray combinations, or rotating fixtures may be required.In addition to the configuration of the part, what is the history of the part?Is it a component, finished product, or subassembly? Will it be cleaned once,twice, or more before leaving the factory as a finished product?

    Finally, how long may the part be staged, or stored? Will the surface corrodeor tarnish, and will the in-process soil or rust inhibitor adequately protectwithout becoming more difficult to remove if the part is not in a just-in-time,or on a first-in, first-out inventory schedule?

    SOIL AND SUBSTRATE AUDIT

    Soils

    There are many different types of soils used in a manufacturing facility. It isoften assumed that all soils will be easily cleaned.The cleaning operation wouldbe less difficult if all the individual soils were understood more completely.Soils are generally shop dirt, smut, oils, metal chips, and drawing, stamping,and buffing compounds.Upon completion of a soil audit, and the determinationof a suitable cleaner, every effort should be made not to introduce newsoils without pretesting.Soils can be classified as organic or inorganic.Organic soilsare oily, waxy films

    such as mill oils, rust inhibitors, coolants, lubricants, and drawing compounds.Alkaline cleaners should be used to clean organics.Inorganic soilsinclude rust,smut, heat scale, and inorganic particulate, abrasives, flux, and shop dust. These

    inorganic soils are most easily removed by acidic cleaners.Soils can also be classified by the degree of difficulty present in cleaning. Soils

    that are very difficult soils to remove include chlorinated lubricants, sulfurizedlubricants, heavy-duty rust-inhibiting compounds, honey oils, buffing compounds,stearates, diecast release agents, and oxidized soils. Those that presenta moderate degree of difficulty include fatty oils, waxy oils, heavy-duty hydraulicoils, mill oils, lapping compounds, and water-displacing rust inhibitors. Lastly,those soils that are relatively easy to clean are soluble oil-cutting fluids, syntheticcutting fluids, spindle oil, lightweight machine oils, mill oils, water-soluble andrust inhibitors, and vanishing oils.The very difficult soils tend to be heat sensitive. Soils falling into the napthenic,paraffinic, chlorinated paraffin blends, or those containing waxes aregenerally heat sensitive to some degree. When you encounter this type of soil,

    it limits the variable of temperature. A heat sensitive soil of say 160¡F requires

    you to adjust upward accordingly.Specially formulated low-temperature cleaners rely on both soil displacementand slight emulsification. The blend of detergent systems built into thelow-temperature cleaners is designed to reduce surface tension at the soil–metal

    interface. This unique factor enables removal of soils sensitive to heat at a lowtemperature; lower than the melting point of the waxes of that soil. This fact alsoproduces less contamination if properly skimmed, resulting in longer tank life.

    SUBSTRATES

    The composition or chemistry of the base metal is one of the key limiting factorsin cleaner choice. The cleaner must be chosen so as to be compatible withthe metal being processed. In multimetal cleaning lines, nonferrous metalsare typically the limiting factor. With these metals it is important to choose acleaner that either does not attack or overetch the metal and where the attackis controllable or desirable.

    A common mistake by both chemical vendors and manufacturers is when abase metal audit is made for cleaner selection, but not done completely. Mostaluminum and zinc alloys with slightly different alloy content can vary widely intheir ability to withstand either alkaline or acidic cleaner attack. In some cases,where minute etch is desirable, slightly more or less is unacceptable.Substrates should be classified to make cleaner choice easier.

    1. Ferrous or Iron Bearing: Cold-rolled steel, hot-rolled steel, stainless steel,and ferrous castings.

    2. Nonferrous: Aluminum, sheet, coil, castings, extrusions, zinc castings,galvanized, terne plate, and zinc plated.

    3. Yellow Metals: Copper and brass.

    4. Mixed Metals: Combinations of the above.

    5. Composites: Mixtures of metals with other materials.

    CLEANER SELECTION AND OPERATING PARAMETERS

    Cleaner selection is codependent on the other aqueous cleaning factors discussed.Table I provides alkaline cleaner characteristics and the typical choicerelationship.

    POSTCLEANING RINSING STAGES

    The purpose of rinsing is to remove or flush the remaining peptized soil, toneutralize the remaining alkaline salts, and to maintain a wet surface priorto entering the subsequent chemical stage. Initial rinsewater quality is veryimportant as the part or product in question will only be as clean as the wateris pure. Deionized or reverse osmosis treated water is used where a high degreeof surface cleanliness is required.

    Part configuration, drain vestibules, and adequate time are important considerationsin reducing overall water usage. Table II shows typical cleaner dragoutthat can be expected from various part configurations. Many improvements inrinse stages have been tested and employed to reduce the volumes of effluentto be treated. A common practice is the backflow rinses in a conventional fiveor more stage pretreatment system. The process is as follows:

    1. Clean

    2. Rinse

    3. Phosphate

    4. Rinse

    5. Seal

    Finishing system organizations have introduced unique design improvementsto utilize rinsewater more efficiently and to assist in maintaining rinse cleanliness.Counterflow rinsing provides the cleanest possible water as the last contactwith the part, and allows for multiple use rinse effectiveness.The major control mechanisms for rinse tanks remain the control of pH andtotal dissolved solids (TDS). These tools have been automatically incorporatedinto washers, which allow sensing devices to either increase the overflow rateor reduce or drop TDS by automatic draining, thus maintaining consistency in water quality without regard to part shape, drag-in or drag-out

  • HF اسید فلوئوریدریک، کاربردها، خطرات اسیدهای آبکاری- دوزبانه

    اسید های آبکاری، کاربرد ها، خطرات، حفاظت سلامتی

    Acids for plating, applications, Safety and Hazards

    بخش چهارم:

    Chapter Four

    اسید هیدروفلوئوریک

    لیست اسید های مورد بررسی Acids list for review

    اسید سولفوریک

    اسید کلریدریک

    اسید نیتریک

    اسید هیدروفلوئوریک

    اسید فسفریک

    اسید کرمیک

    اسید اگزالیک

    Sulfuric acid

    Hydrochloric acid

    Nitric acid

    Hydrofluoric acid

    Acid phosphoric

    Chromic acid

    Oxalic acid

    properties

    HF Chemical formula
    20.01 g/mol Molar mass
    Colorless solution Appearance
    1.15 g/mL (for 48% soln.) Density
    −83.6 °C (−118.5 °F; 189.6 K) Melting point
    19.5 °C (67.1 °F; 292.6 K) Boiling point
    Miscible. Solubility in water
    3.17 Acidity (pKa)

    مقدمه

    اسید هیدروفلوئوریک محلولی از هیدروژن فلوراید(HF) در آب است. که آن پیشگام بیشتر ترکیبهای فلوئور دار شامل، داروهایی مثل فلوئوکستین(Prozac) ،مواد گوناگونی مثلPTFE(تفلون)، و خود فلوئور عنصری، است. یک محلول بی رنگ  بسیار خورنده است، و توانایی حل بسیاری از مواد بخصوص اکسیدها را دارد.توانایی آن برای حل کردن شیشه از قرن 17 میلادی، حتی قبل از اینکه کارل ویلهلم اسکیل که آن را در مقادیر زیاد در سال 1771 آماده کرد، شناخته شده است.اسید هیدروفلوئوریک معمولا به دلیل واکنش پذیری بالا نسبت به شیشه و واکنش پذیری متوسط نسبت به بسیاری از فلزات، در ظروف پلاستیکی ذخیره می شود (اگر چه کمی بهPTFE نفوذ پذیری دارد).

    Introduction

    Hydrofluoric acid is a solution of hydrogen fluoride (HF) in water. It is a precursor to almost all fluorine compounds, including pharmaceuticals such as fluoxetine (Prozac), diverse materials such as PTFE (Teflon), and elemental fluorine itself. It is a colourless solution that is highly corrosive, capable of dissolving many materials, especially oxides. Its ability to dissolve glass has been known since the 17th century, even before Carl Wilhelm Scheele prepared it in large quantities in 1771. Because of its high reactivity toward glass and moderate reactivity toward many metals, hydrofluoric acid is usually stored in plastic containers (although PTFE is slightly permeable to it).

    اسیدیته

    اسید فلورئوریک به دلیل تعادلی تجزیه شدن آن در آب به عنوان اسید ضعیف دسته بندی میشود.آن در محلول های آبی مشابه طرز اسید های رایج دیگر یونیزه میشود:

    HF + H2O H3O+ + F

    HF تنها اسید هیدروهالیدی است که به عنوان اسید قوی در نظر گرفته نمیشود.

    زمانی که غلظتHF به 100% نزدیک میشود مقدار اسیدیته آن به طرز چشم گیری افزایش میابد زیرا موجبhomoassociation میشود:

    3 HF H2F+ + FHF

    آنیون بیفلوئورید (FHF-) با پیوند بسیار قوی هیدروژن-فلورین- هیدروژن پایدار شده است.

    Acidity

    Hydrofluoric acid is classified as a weak acid because of its lower dissociation constant compared to the strong acids. It ionizes in aqueous solutions in a similar fashion to other common acids:

    HF + H2O H3O+ + F

    HF is the only hydrohalic acid that is not considered a strong acid, i.e. it does not fully ionize in dilute aqueous solutions.

    When the concentration of HF approaches 100%, the acidity increases dramatically because of homoassociation:

    3 HF H2F+ + FHF

    The bifluoride (FHF) anion is stabilized by the very strong hydrogen–fluorine-hydrogen bond.

    روش ساخت

    اسیدفلوئوریک بوسیله اعمال حرارت از فلورین معدنی (CaF2) با اسید سولفوریک غلیظ تولید میشود. زمانی که این دو در دمای 250 درجه سانتی گراد باهم ترکیب میشوند و واکنش میدهند طبق واکنش زیر هیدروژن فلوراید و کلسیم سولفات تولید میکنند:

    CaF2 + H2SO4 → 2 HF + CaSO4

    اگر چه سنگ معدن فلوئوریت یک پیش ماده مناسب و یک منبع عمده تولید جهانیHF است،HF همچنین به عنوان یک محصول جانبی در تولید اسید فسفریک تولید می شود، که از آپاتیت معدنی استخراج میشود. منابع آپاتیت عموما شامل درصد کمی از فلوئوروآپاتیت میباشد،تجزیه اسید که یک جریان گازهای حاوی دی اکسید گوگرد،آب، HF، مثل ذرات غبار آزاد می کند. بعد از جداسازی جامدات، گازها با اسید سولفوریک و الیوم(به مقاله اسید سولفوریک مراجعه کنید- اسید سولفوریک دودزا) مورد تعامل قرار میگیرند وHF بی آب حاصل میشود.با توجه به ماهیت خورندهHF، تولید آن با انحلال مواد معدنی سیلیکات همراه است و به همین ترتیب مقدار قابل توجهی از اسید فلوروسایلیکیک تولید می شود.

    Methods of Manufacturing

    Hydrofluoric acid is produced by treatment of the mineral fluorite (CaF2) with concentrated sulfuric acid. When combined at 265 °C, these two substances react to produce hydrogen fluoride and calcium sulfate according to the following chemical equation:

    CaF2 + H2SO4 → 2 HF + CaSO4

    Although bulk fluorite is a suitable precursor and a major source of world HF production, HF is also produced as a by-product of the production of phosphoric acid, which is derived from the mineral apatite. Apatite sources typically contain a few percent of fluoroapatite, acid digestion of which releases a gaseous stream consisting of sulfur dioxide (from the H2SO4), water, and HF, as well as particulates. After separation from the solids, the gases are treated with sulfuric acid and oleum to afford anhydrous HF. Owing to the corrosive nature of HF, its production is accompanied by the dissolution of silicate minerals, and, in this way, significant amounts of fluorosilicic acid are generated.

    امنیت و سلامتی

    اسید فلوئوریدریک علاوه بر این که یک مایع خورنده است، همچنین در هنگام تماس یک سم بسیار قوی است.

    به علت توانایی اسید فلوئوریدریک در نفوذ بافتی، مسمومیت میتواند به راحتی از طریق تماس با پوست یا چشم، یا زمانی که استنشاق یا بلعیده شود اتفاق افتد.نشانه های قرار گرفتن در معرض اسید هیدروفلوئوریک ممکن است بلافاصله آشکار نشود، و این می تواند قربانیان را به اشتباه اندازد و باعث شود تا درمان پزشکی به تاخیر بیفتد.HF باعث تداخل عملکرد سیستم عصبی میشود،به این معنی که ممکن است سوختگی در ابتدا با درد همراه نباشد.قرار گرفتن در معرض تصادفی می تواند بدون توجه به علائم، باعث تعویق در درمان شود و میزان و شدت آسیب را افزایش دهد.علائم سوختگی باHF شامل التهاب چشم، پوست، بینی و گلو، سوختگی چشم و پوست، رینیت، برونشیت، ادما ریوی (ایجاد مایع در ریه ها) و آسیب استخوان است.

    Health and safety

    In addition to being a highly corrosive liquid, hydrofluoric acid is also a powerful contact poison. Because of the ability of hydrofluoric acid to penetrate tissue, poisoning can occur readily through exposure of skin or eyes, or when inhaled or swallowed. Symptoms of exposure to hydrofluoric acid may not be immediately evident, and this can provide false reassurance to victims, causing them to delay medical treatment. HF interferes with nerve function, meaning that burns may not initially be painful. Accidental exposures can go unnoticed, delaying treatment and increasing the extent and seriousness of the injury. Symptoms of HF exposure include irritation of the eyes, skin, nose, and throat, eye and skin burns, rhinitis, bronchitis, pulmonary edema (fluid buildup in the lungs), and bone damage.

    علائم سوختگی با اسید فلورئوریک

    مولکول هیدروژن فلورئورید بسیار متحرک است که ممکن است به آسانی از پوست حرکت کند. از آنجا که فلوئور تمایل زیادی به ترکیب با کلسیم دارد،استخوان ها مورد حمله قرار می گیرند و این ممکن است منجر به هیپوكالسیمی (کاهش کلسیم موجود در خون) شود.ممکن است درد بلافاصله بعد از سوختگی وجود نداشته باشد، و منجر به زخمی شدن فردی شود که بر این باور است که در خطر نیست.

    علائم در معرض قرار گرفتن

    ü     غلظت کمتر از 20٪ -erythema (قرمزی پوست) و درد ممکن است تا 24 ساعت بروز نکند، و اغلب سوختگی گزارش نمیشود تا زمانی بافت آسیب شدیدی میبیند.در یک مطالعه مشخص شد علائم٪7HF 1 تا چند ساعت، 12٪HF در کمتر از یک ساعت و 5/14٪HF بلافاصله ایجاد میشود.

    ü     غلظت های 20-50%-erythema و درد ممکن است 1-8 ساعت بعد ایجاد شود، و اغلب تا انجا که بافت آسیب شدید نبیند گزارش نمیشود.

    ü     غلظت های بیشتر از 50%- ایجاد سوختگی بلافاصله میکند،erythema، و آسیب بافتی.

    Symptoms of Hydrofluoric Acid Burns

    v  The Hydrogen Fluoride molecule is so mobile that it may easily pass through the skin.Because Fluorine has an extremely high affinity for Calcium, bones will be attacked,and this may result in hypocalcaemia. There may be no pain immediately after the burn,leading the injured person to believe that they are not in danger.

    Symptoms of Exposure

    • CONCENTRATIONS LESS THAN 20% -Erythema (skin redness) and pain may be delayed up to 24 hours, often not reported until tissue damage is extreme. In one study,7%HF produced symptoms in 1 to several hours, 12% HF in less than one hour, andHF immediately.
    • CONCENTRATIONS 20 TO 50% - Erythema and pain may be delayed from 1 to 8 hours,and is often not reported until tissue damage is extreme.
    • CONCENTRATIONS GREATER THAN 50% -Produces immediate burning, erythema, and tissue damage.

    ضد عفونی کردن و کمک های اولیه

    بلافاصله تمام لباس های آلوده را در آورید، لازم است برای جلوگیری از آلودگی خود اقدامات احتیاطی را رعایت کنی(پوشیدن دستکش) و با مقدار زیادی آب ناحیه آلوده را مورد شستشو قرار دهید.

    ü     5/2تا 33% کلسیم گلوکنات یا ژل کربناته اعمال شود،پمادر را در دستکش ریخته شود و بعد پوشیده شود یا پماد مستقیما روی ناحیه سوختگیس اعمال شودکلسیم گلوکنات فقط برای اعمال پوستی استفاده میشود.

    ü     از کلسیم کلرید استفاده نشود- کلسیم کلراید بافت ها را تحریک میکند و ممکن است باعث آسیب شود.

    ü     در حالی که قربانی با آب شستشو داده میشود کسی باید با پرسنل پزشکی تماس گیرد و درمان را از آن طریق ترتیب دهد.با 115 تماس گیرد و به وی این موارد را بگوید:

    • در اینجا شخصی که با اسیدفلوئوریک سوخته وجود دارد و آدرس از این قرار است.
    • لطفا یک آمبولانس برای انتقال به بیمارستان سوانح سوختگی بفرستید.
    • هشدار به بیمارستان با این مضموم که کسی با سوختگی اسیدفلوریدریک در مسیر است. زیرا شستشو اولیه  بلافاصله اهمیت بسیار دارد.

    ü     پس از اینکه ناحیه سوختگی حداقل یک دقیقه با آب شستشو داده شد، ژل کلسیم کربنات با این راهنمایی باید استفاده شود. یک ژل کلسیم گلوکنات 5/2% باید در داخل کیت مواجهه باHF در آزمایشگاه قرار داده شود. ژل را بعد از پوشیدن دستکش نئوپرن یا نیتریل(22میل) موجود در کیت مواجهه باHF روی ناحیه مورد سوختگی اعمال کنید. از دستکش لاتکس استفاده نکنید. آنها در برابر تاثیرHF مقاومتی ندارد. ساعت اولین اعمال ژل گلوکونات به منطقه آلوده را یادداشت کنید. و این اطلاعات را به تیم اورژانس بدهید.

    ü     قربانی باید توسط یک فرد پاسخ دهنده یا پرسنل آزمایشگاه به بیمارستان انتقال داده شود.

    ü      یک نسخه ازMSDS وCHP نیز باید به بیمارستان داده شود.

    ü     پس از رسیدن آمبولانس آنها باید با دکتر اورژانس تماس بگیرند برای تصمیم گیری و دستورالعمل استفاده از قرص کلسیم کربنات موجود در کیت مواجهه با اسید  که از آن استفاده کنند.

    Decontamination and First Aid

    • Immediately remove all exposed clothing taking necessary precautions to prevent self-exposure)wear gloves) while washing all exposed areas with copious amounts of water.
    • Application of 2.5 to 33% calcium gluconate or carbonate gel, either placed into a surgical glove into which the affected extremity is then placed, or rubbed into the burn, is recommended.Use calcium gluconate for dermal treatment only.
    • DO NOT USE CALCIUM CHLORIDE – Calcium chloride is irritating to the tissues and may cause injury.
    • While the victim is being rinsed with water,someone should call to arrange treatment by medical personnel. Call 911 and tell the dispatcher the following:
    • There is a person that has been in exposed to Hydrofluoric Acid and the victim is in this location.
    • Please send an ambulance to transport to UT Medical Center.
    • Alert the hospital than someone with HF burns is en route.immediately washing off the acid is of primary importance.
    • After the affected area is flushed with copious amounts of water for at least one minute,calcium gluconate gel is to be applied using these guidelines. A 2.5% calcium gluconate gel will be located inside the HF exposure kit within the laboratory. Apply the gel after putting on the NEOPRENE OR NITRILE (22MIL) GLOVES in the HF exposure kit. Do not use latex gloves; they are not effective against HF. Note the time when the calcium gluconate gel was first applied to the contaminated site. Provide this information to the EMS tea
    •  The victim must be escorted to the hospital by the responding person or assisting lab personnel
    • A copy of the MSDS and the CHP must be also taken to the hospital
    •  After EMS arrives they shall call the Emergency Room doctor for instructions and for the approval to administer the calcium carbonate tablets (antacid tablets) found in the Spill Exposure Kit.

    کیت در معرض نشت قرار گرفتن

    قبل از شروع کار باHF، یک کیت مواجهه باید در دسترس و واقع در منطقه آزمایشگاه  باشد. کیت قرار گرفتن در معرض باید موارد زیر را شامل باشد:

    ü      ظرف ژل کلسیم گلوکنات

    • این ژل باید قبل از هر استفاده ازHF، یا حداقل ماهانه بررسی شود تا از این که ژل استفاده  نشده یا به تاریخ انقضا نرسیده است اطمینان حاصل شود. اگر یک تیوپ ژل باز شود، یک ظرف جدید باید خریداری شود و ظرف قدیمی از بین می رود و قابل استفاده نیست. کلسیم گلوکنات منقضی باHF هیچ تاثیری ندارد و کار نمیکند.

    ü      2جفت دستکش نئوپرن یا نیتریل 22 میل

    ü      یک کیسه پلی اتیلنی سنگین برای مواردی که به اسید آلوده شده اند

    ü      یک برچسب آلودگی باHF

    ü      کپی ازCHP وMSDS برای انتقال به اتاق اورژانس

    ü      کلسیم کربنات(قرص ضدعفونی کننده)

    the Spill Exposure Kit

    Before beginning work involving HF an exposure kit must be available and located in the laboratory area. The exposure kit must contain the following items:

    •  Container of calcium gluconate gel
    • This gel must be inspected before each use of HF or at least monthly to ensure the gel has not been removed or has not reached the expiration date. If a tube of the gel has been opened, a new container must be purchased and the old container discarded. No work with HF can be done with an expired tube of calcium gluconate gel.
    • 2 pairs of Neoprene or Nitrile (22mil) gloves
    • 1 heavy-duty polyethylene bag to be used for items contaminated by HF
    • 1 HF Contaminated Waste Label
    • Copy of CHP and MSDS to take to the emergency room
    • Calcium Carbonate (antacid tablets)

    کمک های اولیه برای

    ü      چشم ها را بلافاصله حداقل 5 دقیقه با آب فراوان خنک جریان دارغوطه ور و شستشو داده شود.سپس قربانی باید به یک مرکز پزشکی منتقل شود. اگر محلول استریل کلسیم گلوکنات1% و پرسنل پزشکی دسترس است پس از 5 دقیقه نوبت شستشو،  کلسیم کربنات 1% باید شروع شود.

    ü      با شماره 115 تماس بگیرید و به آنها در موردسوختگی  با  اسید هیدروفلوئوریک اطلاع دهید ومصدوم را با یک شخص مطلع به بیمارستان انتقال دهید.

    First Aid for Eye Exposure

    • Immediately flush eyes for at least 5 minutes with copious cool flowing water. The victim should then be transported to a medical facility. If a sterile 1% calcium gluconate solution is available and MEDICAL PERSONNEL are available then following the 5minutes wash time, 1% calcium gluconate irrigation should be started.
    • Call 911 and inform them of Hydrofluoric Acid exposure and instruct them to notify hospital of person in transport.

    راه های دیگر قرار گرفتن در معرض سوختگی - عوارض خوردن

    خوردن آن ممکن است نتایج درد شکمی و استفراغ داشته باشد؛تاول های ریز دردناک غده گاستریت هموراژیک،و پانکراتیت پس از قرار گرفتن در معرض سوختگی گزارش شده است.

    Other Routes of Exposure - ORAL EXPOSURE
    • Ingestion may result in vomiting and abdominal pain; painful necrotic lesionshemorrhagic gastritis, and pancreatitis have been reported after significant exposure.

    A hydrofluoric acid burn of the hand

    HF burns, not evident until a day after

    شرایط ذخیره سازی

    هیدروژن فلوراید باید هنگام ذخیره سازی از تماس با فلزات، بابتن، شیشه، و سرامیک اجتناب شود، زیرا میتواند به راحتی به این مواد آسیب برساند. تماس با فلزات ممکن است یک گاز قابل اشتعال ایجاد کند. دور از گرما نگه داری شود. در صورت امکان مایع را به صورت اتومات از بشکه یا دیگر ظروف ذخیره سازی به تانک های فرآیند پمپ کنید.(برای کاهش خطرات تماسی)

    Storage Conditions

    Hydrogen fluoride must be stored to avoid contact with metals, concrete, glass, and ceramics, because it can severely corrode these materials. Contact with metals may form a flammable gas. Keep away from heat. Where possible automatically pump liquid from drums or other storage containers to process containers.

    موارد استفاده:

    هیدروژن فلوراید در اتچینگ شیشه و صنایع شیمیایی استفاده  میشود.

    هیدروژن فلوراید عمدتا در تولید آلومینیوم و کلروفلوئورو کربنها استفاده میشود. هیدروژن فلوراید همچنین برای جداسازی ایزوتوپ های اورانیوم، بطور مثال کاتالیست در صنعت پترولیوم و اسیدشویی استیل ضد زنگ استفاده میشود.

    فلوراید گاهی اوقات به آب آشامیدنی عمومی اضافه میشود، و در بعضی تولیدات دندانی استفاده میشود.

    استفاده های صنعتی:

    1. ساینده
    2. CBI
    3. مهارکننده خوردگی و عامل ضد پوسته پوسته شدن
    4. واسطه
    5. عامل تبادل یونی
    6. عامل آبکاری و عامل عملیات سطحی
    7. حلال ها(برای تمیزکایر و چربیگیری)
    8. حلال ها(برای بخش های تولیدات و فرموله کردن یا مخلوط)

    موارد استفاده مصرف کننده

    1. محصولات مراقبت از خودرو
    2. ساختمان / مصالح ساختمانی که در جاهای دیگر پوشش داده نشده است
    3. تمیز کردن و مراقبت از تولیدات
    4. محصولات برق و الکترونیک
    5. سوخت و محصولات مرتبط
    6. تولیدات فلزی که در جای دیگر پوشش داده نمی شوند
    7. تصفیه آب

    Uses

    Hydrogen fluoride is used in the glass etching, electronic, and chemical industries.

    Hydrogen fluoride is predominantly used in the production of aluminum and chlorofluorocarbons (CFCs). Hydrogen fluoride is also used for separating uranium isotopes, as a catalyst in the petroleum industry, and in stainless steel pickling.

    Fluoride is sometimes added to public drinking water supplies, and is used in a number of dental products.

    Industry Uses

    1. Abrasives
    2. CBI
    3. Corrosion inhibitors and anti-scaling agents
    4. Intermediates
    5. Ion exchange agents
    6. Plating agents and surface treating agents
    7. Solvents (for cleaning or degreasing)
    8. Solvents (which become part of product formulation or mixture)

    Consumer Uses

    1. Automotive Care Products
    2. Building/Construction Materials not covered elsewhere
    3. Cleaning and Furnishing Care Products
    4. Electrical and Electronic Products
    5. Fuels and Related Products
    6. Metal Products not covered elsewhere
    7. Water Treatment Products

     

    hf burning 01hf burning 02

    Reference

    1. Harris, Daniel C. (2010). Quantitative Chemical Analysis (8th international ed.). New York: W. H. Freeman. pp. AP14. ISBN 1429263091
    2. "CDC – The Emergency Response Safety and Health Database: Systemic Agent: HYDROGEN FLUORIDE/ HYDROFLUORIC ACID – NIOSH". www.cdc.gov. Retrieved 2015-12-04
    3. "Recommended Medical Treatment for Hydrofluoric Acid Exposure" (PDF). Honeywell Specialty Materials. Archived from the original (PDF) on March 25, 2009. Retrieved 2009-05-06.
    4. Hoffman, Robert S. et al. (2007) Goldfrank's Manual of Toxicologic Emergencies. New York: McGraw-Hill Professional, p. 1333, ISBN 0071509577
    5. Hydrofluoric Acid https://www.ncbi.nlm.nih.gov/mesh/68006858
    6. ChEBI Ontology http://www.ebi.ac.uk/chebi/userManualForward.do#ChEBI%20Ontology
    7. Data deposited in or computed by PubChem https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
    8. http://www.fap.pdx.edu/safety/hydrofluoric_acid/
    9. http://ehs.sc.edu/HF/USC-HF.pdf
    10. http://www.ehs.indiana.edu/LabSafety/Chemical%20Fact%20Sheets/Hydrofluoric%20Acid.pdf
    11. http://www.udel.edu/ehs/hfsafety.html
    12. http://www.powerlabs.org/chemlabs/hydrofluo.htm

    تهیه شده در واحد پژوهش و گسترش جلاپردازان پرشیا

    Prepared by research and development unit of jalapardazan Persia

    دی96

  • - تمیزکاری با اولتراسونیک English

    cleaning, pretreatment & surface preparation

    PRIMER ON ULTRASONIC TRANSDUCERS 

     
     
     
    BY JOHN DURKEE, INDEPENDENT CONSULTANT SPECIALIZING IN METAL AND
    CRITICAL CLEANING, HUNT, TEXAS
     
    This article is about technology common to many metal cleaning shops — ultrasoniccleaning systems.Ultrasonic Transducers—How They Work. These equipment components are
    used in both aqueous and solvent cleaning applications. Chiefly employed forremoving solid particulate matter, they are agents of agitation that can dislodgesoil components that can’t be removed solely by chemical action.In common use for decades, they are becoming (or have become) commodityequipment products despite the best efforts of suppliers to providedifferentiation.Ultrasonic transducers produce waves of fluid pressure that bombard partsurfaces (and all surfaces under immersion). The waves are produced by diaphragmsthat vibrate under immersion in fluids. The device producing the
    vibration is called a “transducer.”Frequency of vibration is high—from tens of thousands to hundreds of thousandsof oscillations (cycles) per second (cps or Hertz). Consequently, the effectof each cycle of vibration is negligible—but their cumulative and continuouseffect can be either positively or negatively dominant.There are two methods by which transducer diaphragms are caused to vibrate.
     
    PIEZOELETRIC TRANSDUCERS
    A piezoelectric material has two unusual and interrelated characteristics. Theyare basically the reverse of one another:
    • When a force is applied to a piezoelectric material, a tiny electric currentis produced.
    • When an electric current is passed through piezoelectric materials theydeform, i.e., change in size (volume) by a few percent.
    It is the latter characteristic that produces a vibrating diaphragm. A rigidconnector (arm) causes the diaphragm to move slightly when the piezoelectricmaterial changes shape upon application of an electric current (see Figure 1).Repeated application of the electric current, followed by its relaxation, enablesa diaphragm to move forward and backward in one direction.Most piezoelectric materials are ceramics, many of which contain silicon, lead,aluminum, or titanium oxides
    .
    MAGNETOSTRICTTIVE TRANSDUCERS
    There is a magnetic analog to the piezoelectric effect. A ferromagnetic material(magnetic Iron) will respond mechanically to magnetic fields. This effect is called“magnetostriction.”Magnetostrictive materials transduce or convert magnetic energy to mechanicalenergy. As with the piezoelectric effect, the reverse is also true.When a magnetostrictive material is magnetized, it elongates—that is, itUltrasonic Frequency, kHzBubble Diameter, micronschanges dimension in onedirection. As shown inFigure 1, that dimensionalchange can be used to causea diaphragm to move thoughdriven by a different factor.Most magnetostrictivematerials are metal alloys of
    nickel or contain significantquantities of nickel compounds.Magnetostrictivetransducers are not used atfrequencies above 30 kHz.The main reason is that thedifficulty and cost of controllingthe motion of the relatively
    large mass of material(dense nickel) associated withmagnetostrictive transducerelements becomes too severeat frequencies above that level.
     
    MAKING A CHOICE
    Some may inform managersthat the choice is between thehigher purchase price and longermaintenance life of magnetostrictivetransducers vs. the opposite for piezoelectric transducers, or toachieve a lower level of operating noise. That’s a false choice. The choice shouldbe totally based on the character of the parts.
    • No one, for example, would consider using magnetostrictive transducersfor cleaning of disk drive components where piezoelectric transducersare commonly used. The components would “dance” in the water bathand be destroyed.
    • Nor would anyone consider using piezoelectric transducers for removalof scale prior to painting of small engine blocks for lawn mowers.Nothing would be removed.Ultrasonic TransducersÑ How to Choose the Frequency. Ultrasonic cleaningsystems use two familiar types of ultrasonic transducers: piezoelectric and magnetostrictive.Both generate cavitation bubbles. This section will cover how tochoose the right kind of cavitation bubbles, and the right type of transducer togenerate them. A
     
    TWO TYPES OF FREQUENCY
    The two prefixes normally attached to the word sonic are ultra and mega. Ultra refersto frequencies above those identified by the human ear — i.e., those above ~18 kHz.Ultrasonic transducers are the type most commonly used, with frequencies above18 kHz, and below ~ 250 kHz. A manager purchasing a ultrasonic system withoutspecifying the frequency would probably receive one operating at 40 kHz.Figure 1. Diaphragm changes relative to application ofcurrent.Figure 2. Bubble diameter relative to ultrasonic frequency.Mega is not scientificallydefined. A commonly acceptedlimit is frequencies exceeding250 kHz. Megasonic transducers
    don’t produce cavitationbubbles, and aren’t commonlyused in metal finishing operations,except to remove surfacerust and other dense debris inremanufacturing operations.
     
    THERE IS MORE THAN
    ONE FREQUENCY
    The reason waves (fluctuations)of pressure are valued isthat they produce cavitationbubbles. Collapse of thosebubbles releases high levels of energy which can interrupt local collections ornetworks of debris (soil). That’s metal cleaning!Larger bubbles, which will ultimately release more energy per bubble whencollapsed, are formed when there is more time for them to do so. This meanswhen the frequency is low.
    Said another way, a lower frequency generates wave fronts with a longer timeinterval between them, thereby allowing more time for bubble growth.Smaller bubbles are produced when the frequency produced by the transduceris higher. Calculated bubble size vs. frequency is shown in Figure 2.But there is another factor affecting energy release: That’s the number ofbubbles produced. More bubbles are produced at higher frequencies becausethere are more opportunities to do so — more cycles of compression and rarefaction(expansion).Essentially, the energy released to do cleaning work on surfaces is the productof the volume of each bubble times the number of bubbles.In other words, for the same power input from the transducer to the liquidtank:
    • A low frequency will produce fewer cavitation bubble implosions eachwith higher release of energy, and —
    • A higher frequency will produce more cavitation bubble implosions eachwith lower release of energy.The two different types of operation with the same power level are illustratedin Figure 3. Which would you prefer?
     
    CHOOSING THE RIGHT FREQUENCY
    What’s significant is that the cleaning capabilities will be quite different inthese two examples even though the power level is the same. The value of thatdifference will depend upon the nature of the cleaning work to be done.The right ultrasonic frequency is that which best matches the cleaningcapability to the needed cleaning performance.Some have referred to collapse of cavitation bubbles as being “pecked to death
    by ducks.” This is because other mechanical actions such as blast cleaning withFigure 3. Piezoelectric vs. magnetostrictive operation.solid media or impact from a pressurized fluid jet apply such different stress to
    soil elements and the surface on which they lay. To complete this analogy, blastand pressurized jet cleaning technologies might be thought of as being “eatenby a T-Rex dinosaur.” (See Table 1).
    Consider Table 1, in which this analogy is presented in a generalized visualform. Also remember that it’s an analogy!The point of this presentation is that the transducer frequency should bechosen to match the nature of the cleaning task. Each choice of frequency willbe more useful when applied to a specific type of soil material, and will havedifferent effects on the underlying surface. Said another way, use the right tool
    (frequency) for each job (cleaning situation).And how is the right tool to be identified? Managers should organize and witnesscleaning demonstrations using actual soiled parts with facilities provided by
    suppliers. These parts should be cleaned using several transducer configurationsand the performance evaluated by the normally used cleaning test. Let the detailsof the application reveal the right choice of frequency.
     
    A NEW FREQUENCY SWEEPS CLEAN
    Selection of a transducer which radiates pressure waves into fluid and onto partsurfaces at a selected, constant, and fixed frequency may solve cleaning problems(as above), but also create concern about part integrity.
    Any single wave frequency can— and is— likely to resonate within the liquidvolume as it reflects off the walls which contain the liquid, and the parts.Resonance is the term for coordination of the pressure amplitudes whichoccur at the constant wave frequency. Pressure values (amplitudes) can combineif the wave frequency doesn’t change.This isn’t bad, if there isn’t some threshold pressure which can harm the parts.
    But delicate parts will fracture when excited into resonance. This outcome wascatastrophic for those removing particles from fragile parts such as those usedin disk drives.
    The solution developed was to force the transducer frequency to vary overa small range by changing the frequency of the alternating current suppliedto the piezoelectric crystal. This prevented wave resonance, and application ofunwanted high pressure forces to fragile parts.Deliberate variation of frequency around a central value is known as “sweep.”The amount is usually 1 or 2 or 3 kHz for a transducer designed to produce pressurefluctuations at 40 kHz. This capability is now a standard feature of nearlyall commercial ultrasonic transducer systems — whether to be used with fragiledisk drive components or used with sturdy drive gears.
    Table 1. Visualization of Various Ultrasonic Transducer Applications
    Magnetostrictive Piezoelectric
    20 kHz 40 kHz 68 kHz 104 kHz 170 khz
    T-Rex eating man Pelican eating
    fish
    Hornbill eating
    beetle
    Cockatoo eating
    nuts in shell
    Finch eating
    seeds
    74
    0
    0%
    20%
    40%
    60%
    80%
    100%
    500 1,000
    Power Level, watts
    Cleaning performance1,500 2,000Ultrasonic Transducers—How toChoose the Power Level. It is ahuman characteristic to believe“more is better.” This characteristicis reflected in the financialadvice: “bears make money,
    bulls make money, and hogs getslaughtered.” Another exampleof this characteristic is thechoice by many users of everlargerpower ratings for sonicpoweredtransducer systems.There are at least three factors to be considered by a manager when choosingthe power level for the ultrasonic transducers in a cleaning system: parts, cycletime, and tank size.
     
    POWER TO THE PARTS
    A generalized relationship between cleaning effectiveness for a properly designedsystem is illustrated in Figure 4. Note that the relationship is “S-shaped (asymptotic):”
    • Modest application of ultrasonic power has only minor effects. This isbecause an adequate number of cavitation bubbles of sufficient sizehasn’t been produced.
    • At some level of applied power, the ultrasonic cleaning system performswell, as designed.
    • When a high level of cleaning performance has been achieved, there islittle gain by applying additional ultrasonic power.
    • In the latter situation, if removal of the small levels of remaining soilis necessary, a secondary cleaning process should be employed ratherthan force this cleaning process to perform beyond its capability.
    Without regard to the character of the parts, there is a suitable rangeof power levels. There is no point to paying for more power, or trying toeconomize by paying for less.
     
    EFFECT OF CYCLE TIME
    Cycle time (contact time with ultrasonic agitation) should be viewed similarly.Cleaning quality will have the same general (“S-shaped”) relationship vs timeas seen in Figure 4.
    • Parts just “dipped” into the ultrasonic tank will not be well cleaned.
    • Parts “cooked” as some like their steak to be well done will not becleaned to a premium level.
    Doubling the cycle time will not double the cleaning quality. For a properlydesigned cleaning system, if the production rate is raised and the associated cycletime shortened, cleaning quality will suffer only to a modest degree.As benchmarks, a cycle time of 2 minutes contact would be quite short, butperhaps satisfactory. A cycle time of 5 to10 minutes would be quite long, butperhaps necessary.Figure 4. Generalized relationship between cleaningeffectiveness and power.
    Tank Volume, gal
     
     
    0 20
    20
    0
    40
    60
    80
    100
    120
    140
    160
    180
    200
    40 60 80 100
    Power Density, watts/gal
     
    EFFECT OF TANK SIZE
    Size (fluid volume) of the tank in which the cleaning work is being done matters— substantially. Less power is used in tanks with smaller volumes — substantially.Ultrasonic power level is normally specified as a density — power per volume.Specifications for standard tank systems produced by four major U.S. suppliershave been collected. The suppliers are identified only as “A,” “B,” “C,”
    and “D.”The power density provided in standard systems is graphed in Figure 5. Recallthat supplier “A” is not necessarily providing superior cleaning systems becausetheir systems have a higher power density, nor is supplier “C” supplying inferiorsystems.
     
    EFFECT OF PART SIZE
    Ultimately, all mechanical energy added to a cleaning or rinsing tank by ultrasonictransducers is converted to heat.¥ The mechanical energy is consumed in doing frictional work Ñ eitheragainst the mass load of parts, against the walls of the tank, withinthe water, or as heat and additional frictional forces produced by thecollapse of cavitation bubbles.Consequently, if the parts are a large dense mass of metal (castings, forgings,
    etc.), more ultrasonic power will be required to compensate for that absorbed bythe metal. If parts are left too long within an ultrasonic-powered cleaning tank,they — along with the fluid within the tank and the tank walls — will becomewarm. Further, if the parts occupy a large amount of the volume within a tank,it is likely that internal surfaces may not be effectively cleaned.Some suppliers recommend that the weight of parts in a ultrasonic cleaningtank be no more than about one-third to one-half of the weight of water in thetank. (This author’s experience favors the lower value.) Such a recommendation
    doesn’t mean that more large systems be purchased; it may only mean thatmultiple loads be processed in a smaller and less expensive machine.
     
    TEST, TEST, TEST!
    A manager’s objective, in every demonstration with a supplier’s ultrasonic (ormegasonic) facilities, should be to identify the power level and the cycle timethat should be used to design a commercial system.
    Figure 5. Power density provided in “standard” ultrasonic cleaning systems.
    • Excess power has negligible value. A good manager should not pay forthat. It will only serve to overheat the cleaning tank!
    • Excess cycle time is a waste of productivity. A manager should not standfor that.
    Remember: Generalized relationships and specific recommendations don’tnecessarily relate directly to actual performance data.
     
    MORE THAN JUST EQUIPMENT
    Performance of sonic-powered cleaning system, for a given set of parts, is related tomuch more than the choice of frequency and sweep rate, tank size, and power level.
    • Chemicals, and their concentration, affect performance. But there areother factors that can be significant, or not, which are not so obvious.Some observed by this author are:
    • Tank configuration — depth vs open area (more shallow tanks generallyuse power more efficiently),
    • Tank configuration — presence of unusual shapes where waves aren’treflected back onto parts,
    • Positioning (racking) of parts within the open volume of a tank,
    • Location of transducers within a tank (bottom, sides, etc.)
    • Operating temperature (an optimum is around 160°C ,
    • Residual gas (air) content (there should not be any),
    • Water quality (reduced mineral content is better),
    • Smoothness of the part surface,
    • Excess fluid circulation can reduce effectiveness,
    • Waveform of the ultrasonic-produced pressure pulses (take caution overclaims where non-sinusoidal waveforms are preferred),
    • Anything present on the part surface that would prevent it from beingwetted (and submerged).
    • Accumulation of debris within the tank (clean tank; clean parts).
    It isn’t that ultrasonic cleaning in static tanks isn’t reproducible. It very oftencan be and is so. Ultrasonic cleaning is reliable very often. However, specificresults (claims by single vendors of superior performance in unique applications)can often be difficult to reproduce in ultrasonic systems provided byother vendors.In other words, if a supplier can back up a claim with repeatable performance
    data with your parts, a manager should give great priority to that supplier inthe selection process.Ultrasonic technology should be integral to — and designed for — a cleaningmachine. This article has shown how a manager can be certain that is done.
     
    ABOUT THE AUTHOR
    John Durkee is the author of the book Management of Industrial Cleaning Technology andProcesses, published by Elsevier (ISBN 0-0804-48887). In 2013, Elsevier will publish inprint his two landmark books Science and Technology of Cleaning with Solvents [ISBN9781455731312], and Handbook of Cleaning Solvents, (ISBN-13:978145573144) as wellas a 4-part e-Book Design of Solvent Cleaning Equipment.
    He is an independent consultant specializing in metal and critical cleaning. You cancontact him at PO Box 847, Hunt, TX 78024 or 122 Ridge Road West, Hunt, TX 78024;830-238-7610; Fax 612-677-3170; or این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید.
  • ENGLISH-تمیز کاری فلز

    cleaning, pretreatment & surface preparation

    METAL CLEANING

     

    BY ROBERT FARRELL AND EDMUND HORNER

    HUBBARD-HALL INC., WATERBURY, CONN.; WWW.HUBBARDHALL.COM

    Simply stated, the function performed in metal cleaning is removal of material,collected in the previous operations, from the metal’s surface to prepareit for subsequent operations.Cleaning metals involves not only the selection of the type(s) of cleaners,

    but also the proper cleaning cycle and process equipment necessary to generateacceptable parts at a given rate (parts/hour).

    An equation for such a cleaning operation may be illustrated as follows:Process Equipment + Process Cycle + Cleaner(s) = Acceptable Parts/HourEach of the terms in the equation shares the burden in providing acceptableparts at a given rate for an economical operation. The equation also notes thatin certain operations more than one cleaner may be required, as per a line forelectroplating.

    Process equipment is the equipment selected—rack line, barrel line, spiralwasher, ultrasonic, etc.

    SOILS

    Soils are the materials left on the metal’s surface from the previous operation(s)or the surface condition of incoming metal stock. Examples of the variety ofsoils that are encountered in metal cleaning are listed below. There may beinstances where more than one soil is present on the part.Rust Scale (weld or heat)Tarnish Oxides that inhibit subsequent finishingSmuts Carbonaceous soils

    Drawing compounds Machining oilsStamping oils Spinning lubricantsFingerprints Buffing compounds

    Polishing compounds Metallic compoundsGlove prints Corrosion-preventive compoundsFluxes from brazing operations Phosphate coatings impregnated withforming lubesCorrosion products Stenciling inksBurnishing-compound residues Brightener residues left on the surface

    from previous plating stepsGeneral shop soils that accumulate during storageThese soils may generally be divided into three categories:

    Organic soils are typically the lubricants used in metal forming, rolling,and machining operations. The lubricants may be based upon petroleum orsynthetics (water-soluble) formulations. Soaps, lard oils, and wax bases arealso encountered.Inorganic soils include rust, heat and weld scale, smuts, and oxides (tarnish).Miscellaneous soils include shop dirts, glove prints from handling the parts,fluxes from brazing operations, and burned-on soils from quenching operations.As a rule soil removal is not a simple reaction, e.g., lard oil reacts with causticsoda to form a soap. The reactions can be somewhat more complex.An important concern, which adds to the cleaning problem, is the age of

    the soil. Soils that are allowed to age on the metal surface for an extended timebecome increasingly difficult to remove. A classic example is aged buffingcompounds on zinc die castings. It is important, therefore, to clean parts soonafter they arrive from their last operation.

    PROPRIETARY CLEANERS

    To begin with the concept of one cleaner for all soils and all metals does notexist, although chlorinated solvents have come close to achieving that honor.Proprietary cleaners fall into the following groups: alkaline (mild to strong);neutral (pH 7.0); acidic (mild to strong); emulsion; and solvent. The physicalforms of cleaners on the market may be powder, liquid, or gel.In the development of a cleaner not only are the soils a consideration but alsothe base metal to be cleaned. As a rule the cleaner’s function is to remove the

    soil and not have any detrimental effect on the metal’s surface. For example, aproduct containing caustic soda would be satisfactory for cleaning ferrous metalsbut not for cleaning aluminum alloys, zinc die castings, galvanized stock, oryellow brass. Such a product would attack these nonferrous surfaces. The properselection of a cleaner for the metal substrate to be cleaned is thus paramount.

    The bulk of the proprietary cleaners used in industry fall into the alkalinegroup. Many solvent cleaners are being phased out because of environmentalconsiderations and other hazards. Acid cleaners generally are used for cleaningstainless steel alloys, wrought aluminum alloys, copper, and brass alloys.Proprietary alkaline soak and spray cleaners are generally formulated to clean

    a variety of metal-forming lubricants from a metal’s surface, and may also findapplication for cleaning a variety of metals, i.e., ferrous metals, aluminum alloys,brass, and magnesium alloys.Within the last three years the development of a new cleaner formulation has

    become further complicated by environmental restrictions imposed by federaland local regulations and by corporations themselves. For example, a specificrequirement given for a spray cleaner was that the product must be safe onmost metals within the specific allowed cleaning time, but must also be free ofphosphates, silicates, chelators, and nitrites; have a low COD/BOD; and havean operating pH between 8 and 9.If, for example, some of the restrictions encountered when formulating acleaner were applied, it would have to have the following characteristics:Chromate free NoncyanidePhosphate free NoncausticSilicate free Solvent freeFluoride free No foam productsChelator free High flash point solventsNitrite free Powders or liquidsAmine free Low BODLow COD Emulsifier freeBorate free pH of 7.0-9.0Some of the reasons for these restrictions are self-evident such as cyanide free,solvent free, chelator free, and phosphate free.From the collection of restrictions given one may readily note that the productsof the future must be not only safe to the environment, but also relativelysafe to use in the work area, and provide a cleaner that will allow the separationof the soil from the cleaning solution.

    PROCESS ALTERNATIVES

    The method or combination of methods selected to clean parts is critical and willdepend upon the type of final finish (plated, painted, anodized, etc.) and whetherit is an in-process cleaning operation, or just a final cleaning. And, of course, theother paramount factor to be considered is the volume of work processed per hour.The cleaning methods given may be used independently or in conjunctionwith one another, as in a preplate cleaning cycle, where three to four modes ofcleaning are used.

    Immersion (Rack or Barrel)

    Rack immersion may utilize air agitation or work agitation to improve or shortenthe cleaning time. In barrel lines the movement of the barrel will provide thenecessary agitation to flush cleaner solution through the parts.

    Power, Spray Cleaning

    Spray washers (spiral spray, belt washer, spray strip line, cabinet, and monorailtypewasher) provide reduced cleaning time by utilizing impingement to cleanparts that may not respond to conventional soak cleaning. Spray pressures mayrange from 14 to 200 psi, depending upon the type of machine used. Somecontinuous strip spray washers may also utilize rotating brushes along with thespray cleaning solution.

    Ultrasonic Cleaning

    Ultrasonic energy is utilized in conjunction with aqueous cleaners or hydrocarbonchlorinated solvents to clean parts. Areas of application are small precisionparts, parts with complex configurations, removal of tightly adhering orembedded particles from parts, or cleaning parts for hermetically sealed units.One of the key factors in a successful ultrasonic cleaning operation, besidesselecting the proper cleaner, is proper racking.

    Alkaline ElectrocleaningAlkaline electrocleaners should not be used as the initial cleaner to remove thebulk of soils such as drawing compounds, stamping oils, buffing compounds,machining oils, heavy rust, and weld scales. This function should be reserved foran alkaline soak cleaner, emulsion cleaner, spray cleaner, acids or combinationsthereof, which precede the electrocleaner. The electrocleaner is the last alkalinecleaning process performed on the metal surface prior to electroplating. At thepoint entering the electrocleaner the only soils present should consist of smuts(carbon or iron oxides), light flash rust, light oxides, and residues of soils andcleaners left on the metal surface from the prior cleaning operations.Alkaline electrocleaning, prior to electroplating, is one of the most reliablecleaning methods available. The cleaning action not only depends upon thecleaner formulation but also utilizes the liberation of oxygen or hydrogen(depending on polarity) formed during electrolysis to scrub residues from thesurface.Of the three electrocleaning methods anodic cleaning is most frequently used,

    especially for steels and brass and zinc die castings.Periodic reverse cleaning is usually confined to cleaning ferrous metals, which

    have as their soils heat scales (weld scale), rust, and smuts.Cathodic cleaning must be used when electrocleaning nickel, nickel alloys,

    pewter, lead and lead alloys, and stainless steels.Maintaining the proper current density, besides operating concentrations and

    temperature, is a paramount factor that must be maintained in order to obtaithe desired results. Each metal is electrocleaned using a different current densityrange. The ranges for the particular metals are given in Table I.

    Cathodic Pickling

    Cathodic electrolytic pickling in an electroplating line is usually confinedto the pickling of ferrous metals and activation of nickel-plated surfaces.Electrolytic pickling is another form of electrocleaning, but on the acid side.The principal functions of an acid solution in an electroplating cycle areremoval of rust, scale, tarnish, light oxides, metal slivers, and in some cases,smut. Electrolytic pickling is usually restricted to difficult tasks where thesoils are quite heavy or where the allotted pickling time is short. The picklingaction, in an electrolytic process, is assisted by the evolution of hydrogenor oxygen on the work. These gases aid in prying off scale during pickling.Electrolytic pickling’s advantages over chemical pickling can be stated as follows

    1. Pickling time is reduced.

    2. The rate of pickling is affected to a lesser extent by changes in the acidconcentration and by the iron salt accumulation in the solution.

    3. Ferrous metals, including alloy steels, can be pickled much more readilythan by a conventional acid pickle.The acids used as an electrolytic pickle could be sulfuric acid, with or withoutfluoride additions, or proprietary acids (dry acid salts or liquid).In cathodic pickling the work is made the cathode, and during picklinghydrogen is evolved on the work surface. Cathodic pickling would be selectedwhen any of the following conditions are present:

    1. Dimensionally accurate fabrication or machine parts.

    2. Highly finished steel (#3 finish).

    3. Fabrications having deep recesses.

    4. Soils consisting of light oxides or smut.

    5. Activating metals.In any pickling operation there is always the problem of hydrogen embrittlement,and in cathodic pickling this danger is increased because of the evolutionof hydrogen on the work surface. Usually the pickling time is rather short—30sec to 1 min—thus the embrittlement factor is minimized.

    Anodic Pickling

    In anodic pickling oxygen is evolved on the metal surface. The oxygen formedon the work surface merely performs a scrubbing action in that it aids inloosening and removing the scale, rust, and smut. Consequently, all of thepickling action is accomplished by the acid solution. The advantage of anodicpickling over cathodic is that removal of heavy layers of scale and rust may beaccomplished.Anodic pickling does a better job in removing scales, rust, and embedded soilsby attacking the base metal. In this type of pickling one must expect some metalloss and, in some cases, pitting of the surface. This loss of metal may be reducedor stopped with the use of 70% by volume sulfuric acid. The problem associatedwith using 70% by volume sulfuric acid is the danger of smut formation. Thiswould be prevalent in high carbon steels.

    MECHANISMS OF CLEANING

    The removal of objectionable contaminants from metallic surfaces can beaccomplished by mechanical processes, chemical processes, or a combinationof both.

    Mechanical Processes

    1. The physical removal of surface layers by means of aggressive mechanicalaction.Shot blasting with glass, aluminum oxide, sand, or dry ice (CO2) pellets.Mass finishing via vibratory mill or part-on-part burnishing.Grinding.Abrasive pad buffing.

    2. The physical removal of surface contaminants with minimal base metalremoval.Gas scrubbing by electrocleaning, cathodically, anodically, or periodicreverse.

    Impingement by high- or low-pressure spray.Turbulence, such as that supplied by slosh washers or turbo washers, in whichcleaning solution is turbulently flowed over the surfaces to be cleaned.Cavitation supplied by ultrasonics.Abrasive brushing in solution.Abrasive slurry.Chemical ProcessesSolubilization is the cleaning method in which surface contaminants becomesoluble in the cleaning solution. Examples are the dissolution of iron oxide in acidsor acrylic coatings in alkaline aqueous solutions.Emulsification is the process by which a normally insoluble soil becomesuniformly dispersed in an incompatible solvent. The most common emulsionencountered by people is milk, in which insoluble fats and proteins are dispersedin water. Emulsification is accomplished by a combination of proper surfactants,cosolvents, and coupling agents.

    Saponification is the reaction of oils containing reactive fatty acids with alkalito yield soluble soaps. An example of this mechanism would be the cleaning of alard oil lubricant from stamped steel by the use of an aqueous cleaning solutioncontaining significant amounts of sodium or potassium hydroxide.Wetting is the method by which a soil is displaced from the substrate surfaceby the use of wetting agents that have a greater affinity for the substrate surfacethan for the soils present. The wetting agent can work by having the same actionon the soil particles present. In both cases the attraction between soil and substratesurface is eliminated and soils are removed.Complexing is accomplished by the use of chelators, sequesterants, or complexors.The soils—typically metal soaps or lubricants—form soluble complexeswith those agents and are thereby removed from the substrate. Complexors alsofunction to prevent redeposition of insoluble or suspended soils on the substrate

    surface, particularly in hard water locations. Examples of complexors are organicacids and their salts, polyphosphates, and zeolites.

    Defloculation is the process by which soils are broken down into finelydivided particles that become suspended in the cleaning solution. Defloculationis normally accomplished in combination with mechanical action.

    Other Processes

    The surface cleaning of metallic substrates can be accomplished by use of heatand high vacuum to volatilize soils and oxides.

    TESTS FOR CLEANLINESS

    The degree of cleaning required for the surface of a part is a function of, and dictatedby, operations to follow cleaning. The cleanliness of a part can be describedas a function of the removal of a specific surface contaminant such as oil andgrease, oxides, or particulate matter.

    Test methods used to determine the cleanliness of a surface range from crudeto highly sophisticated. A summary of several tests follows.

    Water Break Test

    The water break test involves examination of a surface for the presence of a continuouswater film that has “no water breaks.” If a water-break-free film of wateris present it is indicative of the absence of hydrophobic surface contaminants.Oils, greases, and water-insoluble organiccompounds would be examples ofhydrophobic contaminants. The water break test does not confirm the presenceor absence of hydrophilic particulate contaminants or oxides.

    White Glove Test

    The white glove test is used to show the presence of particulate and, to a certainextent, organic contaminants on a surface after cleaning. The part maybe tested while still wet from rinsing or after drying. The surface of the partto be tested is wiped with a white glove, cotton swab, or lens tissue. The materialused to wipe the surface is then examined for the presence of black, gray,or off-white residue or oil staining. If contaminants are found to be present,microscopic examination or advanced chemical or surface analysis can be performedon the part surface or the item used to wipe the surface to determinethe nature of the contaminants.

    Other Methods

    Sophisticated physical and chemical analytical methods can be applied to testfor residual contaminants on surfaces that have been cleaned. Samples of partsthat have been cleaned and dried can be immersed in a turbulent solutionof a solvent. The solvent can then be analyzed for organic contaminants andinsoluble particulate matter. The amount of contaminant found in the solventis indicative of the degree of ceaning.

    Surfaces of parts that have been cleaned can be subjected to special analysisto determine the presence of oxides, organics, and particulate contaminants.Specifications can be written for the allowable presence and concentrations ofcontaminants in critical cleaning operations.

    Analytical techniques such as infrared microprofiling (developed by SandiaNational Laboratories), X-ray photoelectron spectroscopy (Oak Ridge NationalLaboratory), and light reflective technology (Dow Chemical Inc.) have been usedto analyze for residual contaminants in critical cleaning operations.If soils are doped with compounds that exhibit fluorescence exposure of cleanedparts to ultraviolet light will confirm the presence or absence of residual soils.Tests based on surface tension have been used to determine the cleanlinessof surfaces. Care must be taken to ensure the use of test solutions specific tothe substrate surface.

    SAFETY

    Unfortunately, one of the most overlooked aspects of industrial cleaning is safety.The use of chemicals for industrial cleaning exposes the user to potentialinjury if proper safeguards are not employed. The potential problems are welldocumented in Material Safety Data Sheets, books, and articles that have beenwritten over the years. The warnings are of little value unless they are read,understood, and acted upon by those handling, using, or working in areas inwhich the chemicals are used.A summary of the safety aspects of chemical cleaning are as follows.

    Acids

    The use of acidic cleaners containing appreciable amounts of sulfuric acidcan expose the worker to potential splashing due to exothermic reactions thatcan result in localized boiling. Additions should be made in a slow, controlledmanner to prevent splashing and localized boiling. Acids should be added towater. Water should not be added to concentrated acids.Addition of acid cleaner concentrates to replenish working solutions shouldalways be made to cool solutions (<100oF). Without exception, acid-resistant goggles, face shield, boots, apron, and gloves should be worn by workers tominimize the potential for body contact with the acidic solutions.Acid cleaners containing fluoride compounds can result in severe tissuedamage. Precautions should be taken to avoid any contact with fluoridecontainingsolutions. If fluoride compounds are used, personnel should betrained in the treatment of fluoride burns.The use of acid cleaning compounds can result in the evolution of flammableand explosive hydrogen gas. Care should be taken to avoid uncontrolledrelease of pressure when parts are cleaned in sealed cleaning chambers. Sourcesof spark or flame that can ignite accumulated hydrogen should be identifiedand removed from the area in which acid cleaning is conducted.The use of acidic cleaners for cleaning sulfurized steel or parts that havesulfurized oil present can result in the generation of poisonous and flammablehydrogen sulfide gas. The same precautions employed for dealing withhydrogen evolution should also be employed for the potential evolution ofhydrogen sulfide.Acid cleaner tanks and equipment should be properly vented to keep worker

    exposure to mists and vapors below OSHA limits. The reactivity of substratematerial should be evaluated prior to acid cleaning to prevent violent reactiondue to incompatibility and/or part damage.

    Alkaline Cleaners

    The use of alkaline cleaners containing strong alkaline compounds, such assodium hydroxide and potassium hydroxide, can result in strong exothermicreactions when working solutions are made or replenished. Additions shouldbe made to water or working solutions in a cautious, controlled fashion toprevent splashing and localized boiling. Additions should only be made to coolsolutions (<100oF). Water should not be added to alkaline powders.The use of alkaline cleaners for etching or cleaning reactive metals, suchas aluminum, zinc, or magnesium, will result in the evolution of flammablehydrogen gas that can accumulate in foam blankets or in enclosed cleaningequipment. Equipment should be ventilated and ignition sources should beremoved from areas in which reactive metals are cleaned.The use of alkaline electrocleaners will result in the evolution of hydrogenand oxygen. Tanks should be well vented to remove these gases. Foam blanketson electrocleaners should be sufficient to prevent misting without excessiveaccumulation of hydrogen and oxygen. Disconnect current prior to removingwork from electrocleaning tanks to prevent hydrogen explosions. Personnelusing, handling, or working in areas where exposure to alkaline cleaners is

    possible must wear alkaline-resistant personal protection consisting of safetygoggles, face shield, gloves, apron, and boots. Respiratory protection shouldbe worn when dust or mist is a problem.

    Neutral Cleaners

    Although the destructive effect of neutral cleaners on body tissues may be minimal,in many cases these cleaners are used hot and the possibility of thermalburns from splashing may exist. Additions to working solutions should be madeslowly and cautiously in a controlled manner to prevent splashing. Additionsshould only be made to cool solutions (<100oF)

    Equipment

    A preventive maintenance schedule should be implemented for the inspectionand repair of defective cleaning equipment. Hoist systems, exhaust systems,heating systems, and tank systems should be inspected on a routine basis forproper function and equipment integrity. Worn, corroded, or damaged equipmentshould be repaired or replaced upon discovery.

    General

    1. Never work alone when working with chemicals.

    2. Read and understand Material Safety Data Sheets, technical bulletins, anddrum labels for the materials you handle and work with.

    3. Always wear the personal protective equipment specified in the MaterialSafety Data Sheets, technical bulletins, or drum labels.

    4. If you are injured notify the appropriate personnel and get medical attentionas soon as possible.

    5. If a spill occurs notify the individuals in your facility who are properly trained to respond to chemical spills

  • H2SO4 اسید سولفوریک، کاربردها، خطرات اسیدهای آبکاری - دوزبانه

    اسید های آبکاری، کاربرد ها، خطرات، حفاظت سلامتی

    Acids for plating, applications, Safety and Hazards

    لیست اسید های مورد بررسی Acids list for review

    اسید سولفوریک

    اسید کلریدریک

    اسید نیتریک

    اسید فلوریدریک

    اسید فسفریک

    اسید کرمیک

    اسید اگزالیک

    Sulfuric acid

    Hydrochloric acid

    Nitric acid

    Hydrofluoric acid

    Acid phosphoric

    Chromic acid

    Oxalic acid

    بخش اول:

    Chapter one

    اسید سولفوریک :

    7664-93-9 CAS No
    Sulfuric acid Chemical Name
    H2SO4 Structural Formula
    98 Molecular weight
    Dihydrogen sulphate Other names
    Properties (ویژگی ها)
    H2SO4 Chemical formula
    98.079 g/mol Molar mass
    Clear, colorless liquid Appearance
    odorless Odor
    1.84 g/cm3, liquid Density
    10 °C (50 °F; 283 K) Melting point
    337 °C (639 °F; 610 K) When sulfuric acid is above 300 °C (572 °F), it will decompose slowly Boiling point
    miscible, exothermic Solubility in water
    0.001 mmHg (20 °C) Vapor pressure
    −3, 1.99 Acidity (pKa)
    26.7 cP (20 °C) Viscosity
    157 J•mol−1•K−1 Std molar
    −814 kJ•mol−1 entropy (So298)
    Danger formation (ΔfHo298)
    H314 GHS pictograms
    Non-flammable GHS signal word

    مقدمه

    اسید سولفوریک (به بیان دیگر سولفوریک اسید) یک اسید معدنی با فرمول مولکولیH2SO4، یک مایع بی رنگ، بی بو و محلول در آب است.

    میتوان خورندگی آن را به طور عمده به طبیعت اسید قوی بودن آن نسبت داد. همچنین جاذب رطوبت است، به راحتی بخار آب را از هوا جذب می کند. اسید سولفوریک حتی در حد غلظت متوسط هنگام تماس با پوست بسیار خطرناک است.

    اسید سولفوریک دارای طیف گسترده ای از کاربردهای از جمله در پاک کننده های خانگی اسیدی،  به عنوان یک الکترولیت در باتری های اسید سرب و در مواد تمیز کننده مختلف است و همچنین  یک ماده اصلی در صنعت شیمیایی است. استفاده های اصلی شامل پردازش مواد معدنی، تولید کود، پالایش نفت، فرآیند فاضلاب و سنتز مواد شیمیایی است.

    Introduction

    Sulfuric acid (alternative spelling sulphuric acid) is a mineral acid with the molecular formula H2SO4. It is a colorless odorless syrupy liquid that is soluble in water.

    Its corrosiveness can be mainly ascribed to its strong acidic nature. It is also hygroscopic, readily absorbing water vapour from the air. Sulfuric acid at even moderate concentrations is very dangerous upon contact with skin.

    Sulfuric acid has a wide range of applications including in domestic acidic drain cleaners, as an electrolyte in lead-acid batteries and in various cleaning agents. It is also a central substance in the chemical industry. Principal uses include mineral processing, fertilizer manufacturing, oil refining, wastewater processing, and chemical synthesis..

    درجات اسید سولفوریک

    اگر چه تقریبا اسید سولفوریک 99٪ را می توان تولید کرد، اما به دلیل خروجSO3 در نقطه جوش نهایت غلظت تولیدی 3/98 درصد اسید است. خلوص 98٪ در ذخیره سازی پایدار تر است و فرم معمولی آن چیزی است که به عنوان "اسید سولفوریک غلیظ" توصیف می شود. غلظت های دیگر برای مقاصد مختلف استفاده می شود. برخی از غلظت های رایج از جمله:

    Grades of sulfuric acid

    Although nearly 99% sulfuric acid can be made, the subsequent loss of SO3 at the boiling point brings the concentration to 98.3% acid. The 98% grade is more stable in storage, and is the usual form of what is described as "concentrated sulfuric acid". Other concentrations are used for different purposes. Some common concentrations are:

    Common name Concentration Density Mass fraction
    dilute sulfuric acid (mol/L) (kg/L) H2SO4
    battery acid ≈1 1.07 10%
    (used in lead–acid batteries) 4.2–5 1.25–1.28 29–32%
    chamber acid 9.6–11.5 1.52–1.60 62–70%
    fertilizer acid 13.5–14 1.70–1.73 78–80%

    روش ساخت

    اسید سولفوریک از گوگرد، اکسیژن و آب از طریق فرایند تماس معمولی (DCDA) یا فرایند اسید سولفوریک مرطوب (WSA) تولید می شود.

    Manufacture

    Sulfuric acid is produced from sulfur, oxygen and water via the conventional contact process (DCDA) or the wet sulfuric acid process (WSA(.

    • ·فرایند تماس

    در مرحله اول، گوگرد برای تولید دی اکسید گوگرد سوزانده می شود.                         S (s) + O2(g) → SO2(g)

    سپس آن را با استفاده از اکسیژن، در حضور کاتالیزور اکسید وانادیوم (V) اکسید کرده و به سولفور تری اکسید تبدیل می کند. این واکنش تشکیل تری اکسید سولفور برگشت پذیر و حرارت زا است.

        (2 SO2(g)+O2 (g) 2SO3(g  (درحضور V2O5)

    تری اکسید گوگرد از الیوم (H2S2O7)، که به عنوان اسید سولفوریک فومینگ شناخته می شود، بهH2SO4 97-98٪ جذب می شود. الیوم سپس با آب رقیق می شود تا اسید سولفوریک متبلور تولید کند.

    H2SO4(l)+SO3 (g)à H2S2O7(l)

    H2S2O7(l)+H2O(l)à2H2So4(l)

    با توجه به ماهیت بسیار گرمازا، واکنش بین تری اکسید گوگرد و آب، حل شدن مستقیمSO3 در آب امکان پذیر نیست.

    SO3(g)+H2O(l)àH2SO4

    • Contact process

    In the first step, sulfur is burned to produce sulfur dioxide.

    S (s) + O2(g) → SO2(g)

    This is then oxidized to sulfur trioxide using oxygen in the presence of a vanadium(V) oxide catalyst. This reaction is reversible and the formation of the sulfur trioxide is exothermic.

    2SO2(g)+O2 (g) 2SO3(g)(in presence of V2O5)

    The sulfur trioxide is absorbed into 97–98% H2SO4 to form oleum (H2S2O7), also known as fuming sulfuric acid. The oleum is then diluted with water to form concentrated sulfuric acid.

    H2SO4(l)+SO3 (g)à H2S2O7(l(

    H2S2O7(l)+H2O(l)à2H2So4(l(

    Note that directly dissolving SO3 in water is not practical due to the highly exothermic nature of the reaction between sulfur trioxide and water.

    SO3(g)+H2O(l)àH2SO4

    • ·فرآیند اسید سولفوریک مرطوب

    در قدم اول، گوگرد برای تولید دی اکسید گوگرد سوزانده می شود:

    S(s) + O2(g) → SO2(g)

    یا، به جای آن، گاز سولفید هیدروژن (H2S) به گازSO2 سوزانده می شود:

        (2H2S+3O2à2H2O+2SO (-518 kj/mol

    سپس با استفاده از اکسیژن و اکسید وانادیوم (V) به عنوان کاتالیزور به سولفور تری اکسید، اکسید می شود.

    SO+2O2à2SO3 (-99 kj/mol)2

    (واکنش قابل برگشت است)

    تری اکسید گوگرد به اسید سولفوریکH2SO4 هیدرات(آب میگیرد) می شود.

    (SO2+3H2OàH2SO4 (g) (-101 kj/mol2

    آخرین مرحله  چگالی سولفوریک اسید را به مایع 98-97% رساندن است:

    H2SO4 (g)à H2SO4 (l) (-69 kj/mol)

    • Wet sulfuric acid process

    Wet sulfuric acid process In the first step, sulfur is burned to produce sulfur dioxide:

    S(s) + O2(g) → SO2(g)

    or, alternatively, hydrogen sulfide (H2S) gas is incinerated to SO2 gas:

    2H2S+3O2à2H2O+2SO (-518 kj/mol)

    This is then oxidized to sulfur trioxide using oxygen with vanadium(V) oxide as catalyst

    2SO+2O2à2SO3 (-99 kj/mol) (reaction is reversible)

    The sulfur trioxide is hydrated into sulfuric acid H2SO4:

    2SO2+3H2OH2SO4 (g) (-101 kj/mol)

    The last step is the condensation of the sulfuric acid to liquid 97–98% H2SO4:

    H2SO4 (g)à H2SO4 (l) (-69 kj/mol)

    • ·دیگر روش ها

    دیگر روش که ماکمتر به خوبی میشناسیم روش متابی سولفید است، که در آن متابی سولفیت در انتهای یک بشر قرار داده می شود و 6/12 مولار اسید هیدروکلریک غلیظ اضافه می شود. گاز حاصل از جوشاندن اسید نیتریک که بخارات خرمایی را آزاد می کند. اتمام واکنش با توقف تولید گازها مشخص میشود. در این روش ایجاد بخار جدایی ناپذیر است که بسیار راحت است.

    SO2 + HNO3 + H2O→ H2SO4 + NO

    اسید سولفوریک را می توان در آزمایشگاه بوسیله سوختن گوگرد در هوا و حل کردن گاز تولید شده در محلول هیدروژن پراکسید تولید کرد.

    SO2 + H2O2 → H2SO4

    تا قبل از 1900، بیشتر اسید سولفوریک برای فرآیند محفظه سربی تولید میشد. در اواخر سال 1940، اسید سولفوریک تا 50 درصد در ایالات متحده توسط فرآیند دستگاه محفظه تولید میشد.

    • Other methods

    Another method is the less well-known metabisulfite method, in which metabisulfite is placed at the bottom of a beaker, and 12.6 molar concentration hydrochloric acid is added. The resulting gas is bubbled through nitric acid, which will release brown/red vapors. The completion of the reaction is indicated by the ceasing of the fumes. This method does not produce an inseparable mist, which is quite convenient.

    SO2 + HNO3 + H2O→ H2SO4 + NO

    Sulfuric acid can be produced in the laboratory by burning sulfur in air and dissolving the gas produced in a hydrogen peroxide solution.

    SO2 + H2O2 → H2SO4

    Prior to 1900, most sulfuric acid was manufactured by the lead chamber process. As late as 1940, up to 50% of sulfuric acid manufactured in the United States was produced by chamber process plants.

    امنیت و خطرات

    کد اظهارنامه خطر:

    سیستم جهانی طبقه بندی و برچسب گذاری مواد شیمیایی (GHS) که توسط کمیسیون اقتصادی سازمان ملل متحد برای اروپا (UNECE)ایجاد شده، یک سیستم هماهنگ بین المللی برای رسیدگی به حمل و نقل، استفاده و دفع مواد شیمیایی در حین محافظت از سلامت انسان و محیط است.GHS در سراسر جهان از جمله توسط سازمان های دولتی ایالات متحده اجرا می شود. اطلاعات در این بخش عناصر اساسی برچسبGHS را دربر می گیرد و همه چیز را شامل نمی شود.

    طبقه بندیGHS

    طبقه بندی دسته بندی کد
    خوردگی برای فلزت 1 H290
    خورندگی پوست 1A H290
    آسیب جدی چشم 1 H335

    اطلاعات ممکن است بین اعلان ها بسته به ناخالصی ها، افزودنی ها و عوامل دیگر متفاوت باشد.

    Safety and Hazards

    hazard statement code:

    The Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS) developed by the United Nations Economic Commission for Europe (UNECE) is an internationally-harmonized system to address the handling, transport, use, and disposal of chemicals while protecting human health and the environment. GHS is being implemented globally including by U.S. government agencies. The information in this section addresses basic label elements of GHS and is not all-inclusive.

    GHS Classification

    classification category code
    Corrosive to metals 1 H290
    Skin corrosion 1A H290
    Serious eye damage 1 H335

    Information may vary between notifications depending on impurities, additives, and other factors.

    سازمان حفاظت محیط زیست ایمنی شیمیایی

    اسید سولفوریک مایع  - مثلث زرد - این ماده شیمیایی، شاخصهای  مورد نیاز برای انتخاب ایمن را برای طبقه بندی مواد تشکیل دهنده آن برآورد کرده است، اما دارای برخی مسائل مربوط به جزییات ویژگی های ذاتی ماده است. بویژه، یک ماده شیمیایی با این کد دارای خطرات زیادی برای سلامت انسان و محیط زیست همراه است. در حالی که این طبقه بندی جزو بهترین دسته بندی برای مواد شیمیایی است ولی برای هر ماده باید شرایط خاص استفاده آن در نظر گرفته شود .

    EPA Safer Chemical

    Sulfuric acid (aqueous) - Yellow triangle - The chemical has met Safer Choice Criteria for its functional ingredient-class, but has some hazard profile issues. Specifically, a chemical with this code is not associated with a low level of hazard concern for all human health and environmental endpoints. While it is a best-in-class chemical and among the safest available for a particular function, the function fulfilled by the chemical should be considered an area for safer chemistry innovation.

    خطرات سلامتی

    باعث خوردگی تمام بافت های بدن میشود. استنشاق بخار آن می تواند باعث آسیب جدی ریه شود. تماس با چشم ممکن است منجر به از دست دادن بینایی کامل شود. تماس پوستی ممکن است باعث ایجادnecrosis شدید شود. مقدار مرگبار برای بزرگسالان: بین 1 قاشق چای خوری و نیم اونس از ماده شیمیایی غلیظ است. حتی اگر چندین قطره به نای  دسترسی پیدا کند ممکن است کشنده باشد. قرار گرفتن در معرض مداوم ممکن است سبب برونشیت نای، استوماتیت، ملتحمه و گاستریت شود. سوارخ کردن معده و التهاب ممکن است رخ دهد و ممکن است درادامه فروپاشی گردش خون را به همراه داشته باشد. شوک گردش خون اغلب علت فوری مرگ است. برای کسانی که بیماری مزمن تنفسی، دستگاه گوارش، یا عصبی ویا هر گونه بیماری چشم و پوست دارند خطرات  بیشتری را دارا است. (EPA،1998)

    تماس با چشم یا پوست باعث سوختگی شدید میشود، شدت سوختگی بسته به قدرت اسید است. خوردن آن می تواند باعث تحریک شدید دهان و معده گردد. (USCG،1999)

    Health Hazard

    Corrosive to all body tissues. Inhalation of vapor may cause serious lung damage. Contact with eyes may result in total loss of vision. Skin contact may produce severe necrosis. Fatal amount for adult: between 1 teaspoonful and one-half ounce of the concentrated chemical. Even a few drops may be fatal if the acid gains access to the trachea. Chronic exposure may cause tracheobronchitis, stomatitis, conjunctivitis, and gastritis. Gastric perforation and peritonitis may occur and may be followed by circulatory collapse. Circulatory shock is often the immediate cause of death. Those with chronic respiratory, gastrointestinal, or nervous diseases and any eye and skin diseases are at greater risk. (EPA, 1998(

    Contact with eyes or skin causes severe burns, the severity depending on the strength of the acid. Ingestion can cause severe irritation of mouth and stomach. (USCG, 1999(

    اثرات قرار گرفتن در معرض کوتاه مدت

    این ماده برای چشم، پوست و دستگاه تنفسی بسیار خورنده است.در معرض بلعیدن ممکن است به علت تورم در گلو دچار آسیب دیدگی شود. استنشاق غلظت های بالا باعث ایجادoedema ریه می شود، اما فقط پس از خوردگی اولیه اثرات  بر روی چشم و دستگاه تنفسی فوقانی آشکار شده است. استنشاق ممکن است واکنش های آسم مانند (RADS) ایجاد کند.

    Effects of Short Term Exposure

    The substance is very corrosive to the eyes, skin and respiratory tract. Corrosive on ingestion Exposure could cause asphyxiation due to swelling in the throat. Inhalation of high concentrations may cause lung oedema, but only after initial corrosive effects on the eyes and the upper respiratory tract have become manifest. Inhalation may cause asthma-like reactions (RADS).

    اثرات قرار گرفتن در معرض طولانی مدت

    تماس تکراری یا طولانی مدت با پوست ممکن است باعث درماتیت شود. استنشاق مکرر یا طولانی مدت ممکن است بر ریه ها اثر بگذارد. خطر فرسایش دندان پس از تکرار یا طولانی شدن قرار گرفتن در معرض بخارات از این ماده اتفاق می افتد. بخار این اسید معدنی قوی برای انسان ها خطر سرطان زایی دارد.

    Effects of Long Term Exposure

    Repeated or prolonged contact with skin may cause dermatitis. Repeated or prolonged inhalation may cause effects on the lungs. Risk of tooth erosion upon repeated or prolongated exposure to an aerosol of this substance. Mists of this strong inorganic acid are carcinogenic to humans.

    خطرات آتش سوزی

    بسیار واکنش پذیر است و در تماس با مواد قابل احتراق رقیق شده قابل اشتعال است. هنگامی که گرم می شود، گازهای بسیار سمی از خود منتشر میکند. ازتماس با گرما؛ آب و مواد آلی اجتناب شود. اسید سولفوریک با مجموعه ای عظیم از مواد ناسازگار است.  میتواند در دما و فشار بالا تحت تغییرات شیمیایی شدید قرار گیرد. ممکن است با آب به شدت واکنش نشان دهد. هنگامی که گرم می شود، گازهای بسیار سمی انتشار میدهد. پلیمریزاسیون آن خطرناک است و ممکن نیست رخ دهد.

    Fire Hazard

    It is highly reactive and capable of igniting finely-divided combustible materials on contact. When heated, it emits highly toxic fumes. Avoid heat; water and organic materials. Sulfuric acid is incompatible with an enormous array of substances. Can undergo violent chemical change at elevated temperatures and pressure. May react violently with water. When heated, it emits highly toxic fumes. Hazardous polymerization may not occur. (EPA, 1998(

    حمل و نقل و انبار

    از دستورالعملERG 137 [مواد - واکنش دهنده آب - خوردگی]: به طور کامل پوشش، لباس محافظ بخار باید برای نشت و نشت بدون آتش استفاده شود. مایع آسیب دیده و یا مواد ریخته شده را لمس نکنید مگر اینکه لباس های محافظ مناسب پوشیده شود. اگر میتوانید بدون خطر، نشت را متوقف کنید. از اسپری آب برای کاهش بخارات استفاده کنید. آب را به طور مستقیم بر روی نشت، محل نشتی یا داخل ظرف آب قرار ندهید. از سوخت های قابل احتراق (چوب، کاغذ، روغن، و غیره) از مواد ریخته شده دور نگه داشته شود. زباله های کوچک: با زمین خشک ، شن و ماسه خشک یا دیگر مواد غیر قابل احتراق و در ادامه ورق های پلاستیکی برای به حداقل رساندن گسترش و یا تماس با باران پوشیده شود. برای جمع آوری مواد و استفاده از ابزارهای تمیز و غیرقابل جابجایی، آن را با ظروف پلاستیکی محکم بپوشانید تا بعدا دفع شود. جلوگیری از ورود به آبراه، فاضلاب، زیرزمین یا مناطق محدود. (ERG،2016)

    مواد را دور از منابع آب و فاضلاب نگهداری کنید. ساخت آبراه برای داشتن جریان ضروری است. مواد ریخته شده  با سنگ آهک خرد شده، سدیم کربنات و یا آهک خنثی شود. اسپری آب یا بخار آب برای کاهش بخارات اعمال شود. بخار خورنده یا سمی است و باید برای مهار آن ها از آب کافی استفاده شود. دفع زباله: حفر گودال، حوضچه، تالاب، محل نگهداری برای مواد حاوی مایع یا جامد. جریان  سطحی با استفاده از خاک، کیسه های شن و ماسه، پلی اورتان فوم یا بتن فوم پوشیده شود. توده مایع با خاکستربادی و یا پودر سیمان جذب شود. با آهک کشاورزی (CaO)، کربنات کلسیم (CaCO3) یا بی کربنات سدیم (NaHCO3) خنثی شود. نشت آب: با آهک کشاورزی (CaO)، کربنات کلسیم (CaCO3) یا بی کربنات سدیم (NaHCO3) خنثی کنید. (AAR،1999)

    Handling and Storage

    Excerpt from ERG Guide 137 [Substances - Water-Reactive - Corrosive]: Fully encapsulating, vapor-protective clothing should be worn for spills and leaks with no fire. Do not touch damaged containers or spilled material unless wearing appropriate protective clothing. Stop leak if you can do it without risk. Use water spray to reduce vapors; do not put water directly on leak, spill area or inside container. Keep combustibles (wood, paper, oil, etc.) away from spilled material. SMALL SPILL: Cover with DRY earth, DRY sand or other non-combustible material followed with plastic sheet to minimize spreading or contact with rain. Use clean, non-sparking tools to collect material and place it into loosely covered plastic containers for later disposal. Prevent entry into waterways, sewers, basements or confined areas. (ERG, 2016).

    Keep material out of water sources and sewers. Build dikes to contain flow as necessary. Neutralize spilled material with crushed limestone, soda ash, or lime. Apply water spray or mist to knock down vapors. Vapor knockdown water is corrosive or toxic and should be diked for containment. Land spill: Dig a pit, pond, lagoon, holding area to contain liquid or solid material. Dike surface flow using soil, sand bags, foamed polyurethane, or foamed concrete. Absorb bulk liquid with fly ash or cement powder. Neutralize with agricultural lime (CaO), crushed limestone (CaCO3) or sodium bicarbonate (NaHCO3). Water spill: Neutralize with agricultural lime (CaO), crushed limestone (CaCO3), or sodium bicarbonate (NaHCO3). ( AAR, 1999(

    شرایط نگهداری

    خشک. جدا از غذا و مواد خوراکی و مواد ناسازگارنگهداری شود. خطرات شیمیایی را ببینید. فقط در بسته بندی اصلی نگهداری کنید.

    ظرف را بطور محکم در یک محل خشک و خوب با تهویه مناسب نگه دارید. کانتینرهای باز شده باید به دقت استاندارد شده و جهت جلوگیری از نشت نگهداری شوند.

    سیگار کشیدن، چراغ های روشن، شعله های آتش و ابزارهای تولید جرقه در نزدیکیcarboys اسید سولفوریک مجاز نیست،drums ، مخزن ماشین ها یا مخازن ذخیره سازی فلزی به علت تولید احتمالی مخلوط های انفجاری هیدروژنی در حین ذخیره سازی مجاز نخواهد بود.

    Storage Conditions

    Dry. Separated from food and feedstuffs and incompatible materials. See Chemical Dangers. Store only in original packaging.

    Keep container tightly closed in a dry and well-ventilated place. Containers which are opened must be carefully resealed and kept upright to prevent leakage

    Smoking, open lights, flames, and spark-producing tools shall not be permitted near sulfuric acid carboys, drums, tank cars, or metal storage tanks because of the possible production of explosive mixtures of hydrogen during storage.

    روش های پاکسازی:

    اقدامات پیشگیرانه در صورت وقوع: اقدامات احتیاطی شخصی، تجهیزات حفاظتی و روش های اضطراری: از ماسک استفاده شود. از تنفس بخارات، غبار یا گاز اجتناب شود. از تهویه مناسب اطمینان حاصل شود. پرسنل به مناطق امن انتقال داده شوند. اقدامات احتیاطی محیط زیست: اجازه ندهید که محصول به فاضلاب برسد. روش ها و مواد برای مهار و تمیز کردن: با مواد جاذب، جذب شده و زباله های خطرناک دفع شود. برای دفع در ظروف مناسب و در بسته نگهداری شود.

    در زمین: برای نشتی کوچک، منطقه آلوده را با بیکربنات سدیم یا مخلوط سدیم کربنات/ آهک خرد شده (50/50) پوشش داده و مخلوط کنید. محصولات خنثی شده را در ظرف برای دفع کردن انتقال داده شود. اگر عامل خنثی کننده در دسترس نیست، منطقه را با شن و ماسه یا خاک برای جذب مایع پوشش دهید و با بیل به ظروف برای دفع انتقال دهید.

    در آب: بی کربنات سدیم به عنوان یک ماده خنثی کننده در محل توصیه می شود از اضافه کردن بیش از حد اجتناب شود، زیرا باعث افزایش بیش از حدpH و همچنین تولید گرمای  واکنش می شود. سایر عوامل که ممکن است برای خنثی شدن مورد توجه قرار گیرند عبارتند از: دولومیت کالسیک (که در آن قلیائیت بیش از حد قابل کنترل است)، اکسید کلسیم (که در آن قلیا می تواند تحمل شود)، و هیدروکسید کلسیم (جایی که گچ تشکیل و خنثی می کند) و سدیم کربنات (که در آن محتوای کلسیم و منیزیم نگهداری می شود)

    Cleanup Methods:

    ACCIDENTAL RELEASE MEASURES: Personal precautions, protective equipment and emergency procedures: Wear respiratory protection. Avoid breathing vapors, mist or gas. Ensure adequate ventilation. Evacuate personnel to safe areas. Environmental precautions: Do not let product enter drains. Methods and materials for containment and cleaning up: Soak up with inert absorbent material and dispose of as hazardous waste. Keep in suitable, closed containers for disposal.

    On Land: For small spills, cover the contaminated area with sodium bicarbonate or a mixture of soda ash/slaked lime (50/50) and mix. Shovel the neutralized residues into containers for disposal. If neutralizing agent is not available, cover the area with sand or earth to absorb the liquid and shovel into containers for disposal.

    In Water: Sodium bicarbonate is recommended as an in situ neutralizing agent to avoid overdosing, resulting in too great a pH increase as well as the lower heat of reaction. Other treating agents that may be considered for neutralization are: calcined dolomite (where overrun of alkali; can be tolerated), calcium oxide (where overrun of alkali can be tolerated), and calcium hydroxide (where gypsum forms and slows neutralization), and sodium carbonate (where Ca and Mg content are to be kept low).

    مواد ناسازگار:

    بازها، هالید ها، مواد ارگانیک، کاربید، فولمینات، نیترات، پیکرات، سیانید، کلرات، هالید های قلیایی، نمک های روی، پرمنگنات، به عنوان مثال پرمنگنات پتاسیم، پراکسید هیدروژن، آزید، پرکلرات، نیترومتان، فسفر؛ واکنش شدید با: سیکلوپنتیادیون، سیکلوپنتانون اکسیم، نیترواریل آمینها، دیسیلیکید هگزالیتیوم، اکسید فسفر (iii)، فلزات پودری.

    Incompatible materials:

    Bases, halides, organic materials, carbides, fulminates, nitrates, picrates, cyanides, chlorates, alkali halides, zinc salts, permanganates, e.g. potassium permanganate, hydrogen peroxide, azides, perchlorates, nitromethane, phosphorous; Reacts violently with: cyclopentadiene, cyclopentanone oxime, nitroaryl amines, hexalithium disilicide, phosphorous(iii) oxide, powdered metals.

    واکنش پذیری

    بسیار واکنش پذیر، بیشتر فلزات را در خود حل میکند،

    پتاسیم و سولفوریک اسید: واکنش انفجاری است.

    پراکسوكرومات نقره و اسید سولفوریک: در تلاش برای تهیه "اسید پركرومیک"، مخلوطی از پراكسوكرومات و نقره (یا باریم) و اسید سولفوریک 50٪ كه در دمای -80 درجه سانتیگراد تهیه شده است، به طور انفجاری واكنش داده شده در دمای 30 تا درجه سانتیگراد گرم می شود.

    اسید سولفوریک با سدیم به آرامی واکنش نشان می دهند، در حالی که با محلول های آبی با انفجار واکنش نشان می دهند.

    تالیم آزیدوتیوکربنات و اسید سولفوریک: نمک انفجاری بسیار ناپایدار با تماس با اسید سولفوریک آغاز می شود

    Reactivity

    Very reactive, dissolves most metals;

    Potassium and sulfuric acid: Interaction is explosive.

    Silver peroxochromate and sulfuric acid: In attempts to prepare "perchromic acid," a mixture of silver (or barium) peroxochromate and 50% sulfuric acid prepared at -80 deg C reacted explosively on slow warming to about -30 deg C.

    Sulfuric acids react slowly with sodium, while the aqueous solutions react explosively.

    Thallium (I) azidodithiocarbonate and sulfuric acid: The highly unstable explosive salt is initiated by contact with sulfuric acid.

    پایداری/عمر مفید:

    پایدار در شرایط ذخیره سازی توصیه شده.

    موارد استفاده:

    1. آفت کش ها
    2. تصفیه، خشک کن
    3. در تولید کودهای شیمیایی، مواد منفجره، رنگ های شیمیایی، اسید های دیگر، کاغذ پوستی، چسب، تصفیه نفت، اسیدشویی فلز. ماده خشک کننده. هضم مواد ارگانیک. تنظیمpH. تیتراسیون باز ها.
    4. کود، مواد شیمیایی، رنگ ها و رنگدانه ها، اتیلن، کاتالیزور آلکیل، حمام آبکاری، آهن و فولاد، ابریشم مصنوعی، مواد منفجره صنعتی، واکنش آزمایشگاهی، متالوروژی فلزات غیر آهنی.
    5. در سنگ شویی مس، اورانیوم، وانادیم وفرآیند دیگر سنگ های معدن، آلکیل دار کردن نفت؛ در تولید متیل متاکریلات، کاپرولاکتام، سولفات آلومینیوم، اسید هیدروفلوئوریک، پالپ و کاغذ، دی اکسید تیتانیوم، فیبرهای سلولزی و پلاستیک، مواد منفجره، تراشه های الکترونیکی، باتری ها و داروها
    6. داروسازی

    Stability/Shelf Life:

    Stable under recommended storage conditions.

    Uses:

    1. Pesticide
    2. Sanitizer, dessicant.
    3. In manufacture of fertilizers, explosives, dyestuffs, other acids, parchment paper, glue, purification of petroleum, pickling of metal. Dehydrating agent. Digestion of organic matter. pH modification. Titration of bases.
    4. Fertilizers, chemicals, dyes and pigments, etchant, alkylation catalyst, electroplating baths, iron and steel, rayon and film, industrial explosives, lab reagent, nonferrous metallurgy.
    5. in copper leaching, uranium, vanadium, and other ore processing, petroleum alkylation; in production of methyl methacrylate, caprolactam, aluminum sulfate, hydrofluoric acid, pulp and paper, titanium dioxide, cellulosic fibers and plastics, explosives, electronic chips, batteries, and pharmaceuticals.
    6. Medication

    References

    1. "Sulfuric Acid". The Columbia Encyclopedia (6th ed.). 2009. Retrieved 2010-03-16.
    2. Jump up to:abc "Sulphuric acid". Encyclopædia Britannica.  (11th ed.). 1910–1911. pp. 65–69.
    3. Zumdahl, Steven S. (2009). Chemical Principles 6th Ed. Houghton Mifflin Company. p. A23. ISBN0-618-94690-X.
    4. Jump up to:abc"Sulfuric acid". Immediately Dangerous to Life and Health. National Institute for Occupational Safety and Health
    5. Acid sulfuric ,SIDS Initial Assessment Report for 11th SIAM (Orlando, Florida, 23-26 January, 2001)

    تهیه شده در واحد پژوهش و گسترش جلاپردازان پرشیا

    Prepared by research and development unit of jalapardazan Persia

    آذر96  

  • HCL اسید کلریدریک، کاربرد ها، خطرات؛ اسید های آبکاری - دوزبانه

    اسید های آبکاری، کاربرد ها، خطرات، حفاظت سلامتی

    Acids for plating, applications, Safety and Hazards

    بخش دوم:

    Chapter two

    اسید کلریدریک(هیدروکلریدریک اسید)

    لیست اسید های مورد بررسی Acids list for review

    اسید سولفوریک

    اسید کلریدریک

    اسید نیتریک

    اسید فلوریدریک

    اسید فسفریک

    اسید کرمیک

    اسید اگزالیک

    Sulfuric acid

    Hydrochloric acid

    Nitric acid

    Hydrofluoric acid

    Acid phosphoric

    Chromic acid

    Oxalic acid

    Properties(ویژگی ها)
    HClin(H2O) Chemical formula
    36.46g/mol))HCl Molar mass

    Clear colorless to

    light-yellow liquid

    Appearance
    1.18g/cm3 Density
    Solution 38% -26 C Melting point
    Solution 38% 48 C Boiling point
    Miscible Solubility in water
    -0.8 Acidity (pKa)
    pH Molarity Density Concentration
      mol/L kg/L Baumé kg HCl/m3 kg HCl/kg
    -0.5 2.87 1.048 6.6 104.8 10%
    -0.8 6.02 1.098 13 219.6 20%
    -1.0 9.45 1.149 19 344.7 30%
    -1.0 10.17 1.159 20 370.88 32%
    -1.0 10.90 1.169 21 397.46 34%
    -1.1 11.64 1.179 22 424.44 36%
    -1.1 12.39 1.189 23 451.82 38%

    مقدمه

    اسید کلریدریک یک اسید معدنی  قوی خورنده با کاربرد صنعتی زیاد است.یک محلول بدون رنگ و بسیار سوزاننده از کلرید هیدروژن (HCl) در آب است، هنگامی که با یک پایه ارگانیک واکنش می دهد، یک نمک هیدروکلراید را تشکیل می دهد.اسید هیدروکلریک توسط کیمیاگر جابر بن حیان در حدود سال 800 میلادی کشف شد. نام های قدیمی اسید هیدروکلریک ،acidum salis ، مورتیک اسید و جوهر نمک نامیده می شود، زیرا از سنگ نمک و زاج سبز (سولفات آهن (II)) (توسطBasilius Valentinus در قرن 15 میلادی) و بعدها توسط نمک شیمیایی معمولی و اسید سولفوریک (توسط یوهان رودلف گلاوبر در قرن هفدهم) تولید شد.هیدروکلریک اسید آزاد به طور رسمی در قرن شانزدهم توسط لیبیویوس شناسانده شد.بعدها، توسط شیمیستهایی مانند گلابر، پریستلی و دیوی در تحقیقات علمی مورد استفاده قرار گرفت. اسید کلریدریک غیر از حالت تحت  فشار و سرد شدن، اگر کمتر از حدود  60% آب در آن وجود داشته باشد تبدیل به گاز خواهد شد. اسید کلریدریک همچنین با نام های مورتیک اسید و هیدرونیم کلراید شناخته میشود.

    20 میلیون تن اسید کلریدریک در سراسر جهان تولید میشود. علاوه بر این در اسید معده نیز یافت میشود.

    Introduction

    Hydrochloric acid is a corrosive, strong mineral acid with many industrial uses. A colorless, highly pungent solution of hydrogen chloride (HCl) in water, when it reacts with an organic base it forms a hydrochloride salt. Hydrochloric acid was discovered by the alchemist Jabir ibn Hayyan around the year 800 AD. Hydrochloric acid was historically called acidum salis, muriatic acid, and spirits of salt because it was produced from rock salt and "green vitriol" (Iron(II) sulfate) (by Basilius Valentinus in the 15th century) and later from the chemically similar common salt and sulfuric acid (by Johann Rudolph Glauber in the 17th century). Free hydrochloric acid was first formally described in the 16th century by Libavius. Later, it was used by chemists such as Glauber, Priestley, and Davy in their scientific research. Unless pressurized or cooled, hydrochloric acid will turn into a gas if there is around 60% or less of water. Hydrochloric acid is also known as muriatic acid and hydronium chloride.

    About 20 million tonnes of hydrochloric acid are produced worldwide annually. It is also found naturally in gastric acid.

    روش ساخت:

    با تعامل کلرید سدیم و اسید سولفوریک؛ یا از کلرید سدیم، دی اکسید گوگرد، هوا  و بخار آب؛ با کنترل ترکیب کردن عناصر یا به عنوان یک محصول جانبی از سنتز هیدروکربن های کلربه طور صنعتی میتوان تولید کرد..

    حدود 90 درصد اسید هیدروکلریک یک محصول جانبی از تولید حلال های کلر، فلوئوروکربن ها، ایزوسیانات ها، ارگانیسم ها، منیزیم و مونومر وینیل کلرید است.

    ساده ترین روش برای تولید کلرید هیدروژن سنتز مستقیم از عناصر است که یک محصول بسیار خالص را تولید می کند. تولید صنعتی شامل استفاده از یک مشعل است؛ کلر و هیدروژن به وسیله لوله های مجزا متمرکز به محفظه احتراق تغذیه می شوند. پس از احتراق، کلر در هیدروژن به  آرامی در شعله با بیش از 2000 درجه سانتی گراد سوزانده میشود.  یک بخش خنک کننده با شکل و سایز مناسب به محفظه احتراقی متصل است.

    بوسیله واکنش سدیم کلراید، یا در بعضی موارد پتاسیم کلراید با اسید سولفوریک در محفظه بسته یا کوره مکانیکی در دمای 600 درجه سانتی گراد؛با فرایند مایر که در آن بیسولفیت سدیم با کلرید سدیم در دمای 400 تا 800 درجه سانتیگراد واکنش نشان می دهد.توسط فرایند هارگریوز با استفاده از دی اکسید گوگرد، نمک و بخار در واکنش اکسوترمی؛توسط سنتز، که در آن هیدروژن در کلر سوزانده شده است. به عنوان یک محصول جانبی ازchlorination از ترکیبات آلی تولید میشود.به دنبال این فرایندها حذف مواد جامد معلق، خنک سازی، تراوش و تصفیه انجام  می شود.

    اسید هیدروکلریک (HCl) از چهار منبع اصلی بدست می آید:

    به عنوان یک محصول جانبی در تولید مواد شیمیایی ارگانیک؛

    با واکنش مستقیم نمک و اسید سولفوریک (روندManheim)

    با واکنش نمک، دی اکسید گوگرد، اکسیژن و آب (فرایند هارگریوز)؛و با سوختن کلر با گاز هیدروژن.

    Methods of Manufacturing

    Produced industrially by the interaction of sodium chloride and sulfuric acid; from sodium chloride, sulfur dioxide, air and water vapor; by controlled combination of the elements; or as a by-product of the synthesis of chlorinated hydrocarbons.

    About 90% of hydrochloric acid is a byproduct from the production of chlorinated solvents, fluorocarbons, isocyanates, organics, magnesium, and vinyl chloride monomer.

    The simplest method for producing hydrogen chloride is direct synthesis from the elements, which yields a very pure product. Industrial production involves the use of a burner; chlorine and hydrogen are fed by separate concentric tubes into the combustion chamber. After ignition, the chlorine burns in the hydrogen with a quiet, very hot flame at greater than 2000 deg C. A cooling section of appropriate size and shape is connected to the combustion chamber.

    By reaction of sodium chloride or, in some cases, potassium chloride with sulfuric acid in muffle or mechanical furnace at temp up to 600 deg C; by Meyer process in which sodium bisulfite is reacted with sodium chloride at 400-800 deg C; by the Hargreaves process using sulfur dioxide, salt, and steam in an exothermic reaction; by synthesis, in which hydrogen is burnt in chlorine; as a byproduct of the chlorination of organic compounds. These processes are followed by the elimination of suspended solids, cooling, condensation and purification.

    Hydrochloric acid (HCl) is obtained from four major sources: as a byproduct in the manufacture of organic chemicals; by the direct reaction of salt and sulfuric acid (Manheim process); by reacting salt, sulfur dioxide, oxygen, and water (Hargreaves process); and by burning of chlorine with hydrogen gas.

    ناخالصی ها

    اسید کلریدریک شامل ناخالصی هایی از جمله هیدروکربن های کلرینه شده اند. این ناخالصی ها ممکن است از طریق استریپ(سلب کردن) از اسید حذف شوند.با جریان یک گاز بی اثر، که منجر به کاهش مصرف انرژی می شود انجاماستریپ ممکن میشود، اگرچه در بیشتر موارد گرمایش گاز به دلایل زیست محیطی ترجیح داده می شود. ناخالصی های معدنی، به ویژه آهن، توسط تبادل یونی حذف می شوند.

    Impurities

    Hydrochloric acid contains mainly volatile impurities such as chlorinated hydrocarbons. the impurities may be removed from the acid by stripping. Stripping with an inert gas stream, which results in lower energy consumption, is possible, although in most cases heating of the gas is preferable for environmental reasons. Inorganic impurities, in particular iron, are removed by ion exchange.

    اقدامات انتشار تصادفی

    به عنوان یک اقدام احتياطی فوری، سطح نشت را برای حداقل تا شعاع 100متر ایزوله کنید.

    آتش سوزی: اگر مخزن، ماشین یا کامیون های مخزن درگیر آتش سوزی شود، برای شعاع 1600 متر (1 مایل) ایزوله سازی شود؛ همچنین، تخلیه اولیه را تا شعاع 1600 متری (1 مایل) در نظر بگیرید.

    روش های تمیز کاری:

    اقدامات انتشار تصادفی. احتیاط های شخصی، تجهیزات حفاظتی و روش های اضطراری:استفاده از ماسک برای  اجتناب از تنفس بخارات، غبار یا گاز. اطمینان از تهویه مناسب. انتقال پرسنل به مناطق امن.؛ اقدامات احتیاطی محیط زیست: در صورتی که ایمن باشد، از نشت بیشتر جلوگیری شود. اجازه ندهید که محصول وارد فاضلاب شود.

    اگر گاز کلرید هیدروژن به بیرون درز کرده باشد: 1. ناحیه نشتی را برای تخلیه گاز تهویه کنید. 2. جریان گاز را متوقف کنید. اگر منبع نشت یک سیلندر باشد و نشت را در جای خود متوقف نکنید، سیلندر نشت را به یک مکان امن در هوای آزاد منتقل کنید و نشت را تعمیر کنید یا سیلندر را خالی کنید.اگر محلول کلرید هیدروژن ریخته شود 1. مواد ریخته شده را جمع آوری کرده یا محدود کنید و و به راحتی نگهداری کنید. 2. در صورت امکان، مواد ریخته شده را احیا کنید. اگر این امکان پذیر نیست؛ 3. رقیق و / یا خنثی سازی و در زباله بهداشتی امن دفن شود.

    Accidental Release Measures

    As an immediate precautionary measure, isolate spill or leak area for at least 100 meters  in all directions.

     FIRE: If tank, rail car or tank truck is involved in a fire, ISOLATE for 1600 meters (1 mile) in all directions; also, consider initial evacuation for 1600 meters (1 mile) in all directions.

    Cleanup Methods

    Accidental release measures. Personal precautions, protective equipment and emergency procedures: Wear respiratory protection. Avoid breathing vapors, mist or gas. Ensure adequate ventilation. Evacuate personnel to safe areas.; Environmental precautions: Prevent further leakage or spillage if safe to do so. Do not let product enter drains.

    If hydrogen chloride gas is leaked: 1. Ventilate area of leak to disperse gas. 2. Stop flow of gas. If source of leak is a cylinder and the leak cannot be stopped in place, remove the leaking cylinder to a safe place in the open air, and repair the leak or allow the cylinder to empty. If soln of hydrogen chloride is spilled... 1. Collect or confine spilled material in the most convenient and safe manner. 2. If possible, reclaim the spilled material. If this is not possible; 3. Dilute and/or neutralize and dispose of in a secured sanitary landfill.

    ساختار و واکنش ها

    اسید کلریدریک نمکی از یون هیدرونیومH3O+ و یون کلراید است. که معمولا بوسیله مخلوط شدن با آب تولید میشود.

    HCl+H2Oà H3O+ +Cl-

    بنابراین اسید کلریدریک برای تولید نمک های کلراید استفاده میشود. از آنجا که به طور کامل در آب تفکیک میشود،اسید کلریدریک یک اسید قوی است.

    مانند تمام اسید های قوی،HCl یکKa بزرگ دارد.  یک روش تئوری برای تعیینKa اسید کلریدریک ارائه شده است. زمانی که یک نمک کلرایدی مانندNaCl به محلولHCl اضافه میشود عموما هیچ اثری برPH ندارند، نشان دهنده این است کهCl- یک باز مزدوج بسیار ضعیف است کهHCl بطور کامل در محلول آبی تفکیک میشود. برای محلول های با غلظت متوسط از کلریدریک اسید، فرض این که مولاریتهH+(یک واحد سنجش غلظت) دقیقا معادل مولاریتهHCl با دقت چهار رقم بعد از اعشار است.

    از شش اسید معدنی قوی رایج در شیمی، هیدروکلریدریک اسید تک پروتونی است که با کمترین احتمال تحت واکنش های اکسایش- کاهش قرار میگیرد. یکی از اسید های قوی در دسترس با حداقل خطر است، با وجود اسیدیته آن، از یون کلر غیر سمی و غیر واکنشی تشکیل شده است. محلول اسید کلریدریک با قدرت متوسط  بسیار پایدار است و در هنگام ذخیره سازی طولانی مدت غلظت خود را حفظ میکند. این ویژگی ها به اضافه این حقیقت که به عنوان یک واکنش دهنده خالص درسترس است، اسید کلریدریک را به عنوان یک واکنش دهنده عالی اسیدی میسازد.

    اسید کلریدریک در تیتراسیون برای تعیین مقدار قلیاییت ارجح شمرده میشود. اسید قوی به عنوان تیرانت نتایج دقیق تری را  با توجه به نقطه هم ارزی مشخص، می دهد. آزئوتروپیک یا ثابت جوش  اسید کلریدریک (تقریبا2/20% ) می تواند به عنوان یک استاندارد اولیه در تجزیه کمی مورد استفاده قرار بگیرد. اگرچه غلظت دقیق آن به میزان فشار جو زمان تهیه آن بستگی دارد.

    اسید کلریدریک اغلب در آنالیز شیمیایی در آماده سازی (هضم(تجزیه)) نمونه برای آنالیز مورد استفاده قرار میگیرد.

    اسید کلریدریک غلیظ بیشتر فلزات را در خود حل میکند و کلرید فلزات اکسید شده و گاز هیدروژن تشکیل میدهد. آن همچنین با ترکیبات بازی مثل کربنات کلسیم  یا اکسید مس واکنش میدهد، کلرید های تشکل شده محلول را میتوان آنالیز کرد.

    Structure and reactions

    Hydrochloric acid is the salt of hydronium ion, H3O+ and chloride. It is usually prepared by treating HCl

    with water.

    HCl+H2Oà H3O+ +Cl-

    Hydrochloric acid can therefore be used to prepare salts called chlorides. Hydrochloric acid is a strong acid, since it is completely dissociated in water.

    As a strong acid, HCl has a large Ka. Theoretical attempts to assign a Ka to HCl have been made. When chloride salts such as NaCl are added to aqueous HCl, they have practically no effect on pH, indicating that Cl is an exceedingly weak conjugate base and that HCl is fully dissociated in aqueous solution. For intermediate to concentrated solutions of hydrochloric acid, the assumption that H+ molarity (a unit of concentration) equals HCl molarity is excellent, agreeing to four significant digits.

    Of the six common strong mineral acids in chemistry, hydrochloric acid is the monoprotic acid least likely to undergo an interfering oxidation-reduction reaction. It is one of the least hazardous strong acids to handle; despite its acidity, it consists of the non-reactive and non-toxic chloride ion. Intermediate-strength hydrochloric acid solutions are quite stable upon storage, maintaining their concentrations over time. These attributes, plus the fact that it is available as a pure reagent, make hydrochloric acid an excellent acidifying reagent.

    Hydrochloric acid is the preferred acid in titration for determining the amount of bases. Strong acid titrants give more precise results due to a more distinct endpoint. Azeotropic, or "constant-boiling", hydrochloric acid (roughly 20.2%) can be used as a primary standard in quantitative analysis, although its exact concentration depends on the atmospheric pressure when it is prepared.

    Hydrochloric acid is frequently used in chemical analysis to prepare ("digest") samples for analysis. Concentrated hydrochloric acid dissolves many metals and forms oxidized metal chlorides and hydrogen gas. It also reacts with basic compounds such as calcium carbonate or copper(II) oxide, forming the dissolved chlorides that can be analyzed.

    اطلاعات خطرات سلامتی

    اثرات بحرانی

    اسید کلریدریک برای چشم ها، پوست و اعضای مخاطی خورنده است. در معرض استنشاق شدید ممکن است باعث سرفه، گرفتگی صدا، التهاب و ایجاد زخم در مجاری تنفسی، درد قفسه سینه، و ورم ریوی در انسان شود.

    از راه دهان در معرض شدید قرار گرفتن ممکن است باعث خوردگیغشاء مخاطی، مری و معده با تهوع، استفراغ و اسهال در انسان شود. تماس پوستی ممکن است سوختگی های شدید، زخم را ایجاد کند.

    تحریک ریوی، زخم دستگاه تنفسی فوقانی، وedema در حنجره و ریه  جوندگان حساس در معرض استنشاق گزارش شده است.

    تست های شدید حیوانات در موش های صحرایی، موش ها و خرگوش ها نشان داده اند که اسید هیدروکلریک دارای سمیت متوسط تا شدید  از طریق استنشاق دارد  و سمیت حاد از طریق خوردن دارد.

    اثرات مزمن (Noncancer):

    قرار گرفتن در معرض طولانی مدت با  اسید هیدروکلریک گزارش شده که باعث گاستریت، برونشیت مزمن، درماتیت، و حساس شدن به نور در کارگران میشود. قرار گرفتن در معرض طولانی مدت در غلظت های پایین نیز ممکن است باعث تغییر رنگ و فرسایش دندان گردد.

    قرار گرفتن در معرض استنشاق مزمن، باعث ایجاد هیپرپلازی مخاط بینی، حنجره و نای و زخم حفره بینی در موش صحرایی می شود.

    خطر سرطان:

    هیچ اطلاعاتی در مورد اثرات سرطان زا بودن  اسید هیدروکلریک در انسان موجود نیست.

    در یک مطالعه، هیچ واکنش سرطانزا در موش هایی که در معرض استنشاق قرار نگرفتند مشاهده نشد.

    Health Hazard Information

    Acute Effects:

    Hydrochloric acid is corrosive to the eyes, skin, and mucous membranes.  Acute inhalation exposure may cause coughing, hoarseness, inflammation and ulceration of the respiratory tract, chest pain, and pulmonary edema in humans.

    Acute oral exposure may cause corrosion of the mucous membranes, esophagus, and stomach, with nausea, vomiting, and diarrhea reported in humans.  Dermal contact may produce severe burns, ulceration,and scarring.

    Pulmonary irritation, lesions of the upper respiratory tract, and laryngeal and pulmonary edema have been reported in rodents acutely exposed by inhalation.

    Acute animal tests in rats, mice, and rabbits, have demonstrated hydrochloric acid to have moderate to high acute toxicity from inhalation and moderate acute toxicity from oral exposure.

    Chronic Effects (Noncancer):

    Chronic occupational exposure to hydrochloric acid has been reported to cause gastritis, chronic bronchitis, dermatitis, and photosensitization in workers.  Prolonged exposure to low concentrations may also cause dental discoloration and erosion.

    Chronic inhalation exposure caused hyperplasia of the nasal mucosa, larynx, and trachea and lesions in the nasal cavity in rats.

    Cancer Risk:

    No information is available on the carcinogenic effects of hydrochloric acid in humans.

    In one study, no carcinogenic response was observed in rats exposed via inhalation.

    لباس محافظ

    پوست:اگر مواد شیمیایی در محلول باشد(مایع)، از لباس های محافظ شخصی مناسب برای جلوگیری از تماس با پوست استفاده کنید و از تماس پوست با مایع خشک شده یا از تماس با رطوبت حاوی مایع (ماده شیمیایی)جلوگیری شود.

    چشم ها:برای جلوگیری از تماس با مایع که می تواند باعث سوختگی یا آسیب بافتfrostbite شود، از محافظ چشم مناسب استفاده کنید.

    شستشو پوست: اگر ماده شیمایی مایع است، کارگر باید بلافاصله بعد از آلوده شدن پوست را (به مدت طولانی) شستشو دهد.

    حذف: اگر ماده شیمایی مایع است، لباس های کاری که مرطوب و یا نشانه هایی از آلودگی بر آن مشاهده می شوند، باید حذف و جایگزین شوند.

    ارائه: چشم شور هایی باید (زمانی که مواد شیمیایی محلول باشد) در محلی که کارگران ممکن است دچار هدف آسیب دیدگی قرار گیرند تعبیه گردد. این علاوه بر این است که از عینک محافظ باید استفاده شود.نکته:] امکانات برای سرعت بخشیدن به شستشوی بدن (زمانی که ماده شیمیایی محلول باشد) در محل کار برای  استفاده اورژانسی در جایی که احتمال مورد هدف آسیب قرار گرفتن دارد وجود داشته باشد.در نظر گرفته شده است که این امکانات مقدار کافی و یا جریان آب را فراهم می کند تا سریعا مواد را از هر جایی که ممکن است در معرض خطر قرار گیرد را از بین ببرد. تعیین دقیق آن چه سرعت یک شستشو را مشخص میکند بسته به شرایط خاص دارد .در بعضی موارد، دوش آب باید به آسانی در دسترس باشد، در حالی که در سایر موارد، دسترسی به آب از یک سینک یا شیلنگ قابل قبول است.].امکانات شستشوی سریع و / یا چشمه چشم شویی در هرمکانی که امکان قرار گرفتن در معرض مایعاتی بسیار سرد یا فرار وجود دارد، باید فورا در محل کار برای استفاده اضطراری فراهم شود.

    Protective Clothing

    Skin: If chemical is in solution, wear appropriate personal protective clothing to prevent skin contact and to prevent skin from becoming frozen from contact with the liquid or from contact with vessels containing the liquid.

    Eyes: Wear appropriate eye protection to prevent eye contact with the liquid that could result in burns or tissue damage from frostbite.

    Wash skin: If the chemical is in solution, the worker should immediately wash the skin when it becomes contaminated.

    Remove: If chemical is in solution, work clothing that becomes wet or significantly contaminated should be removed and replaced.

    Provide: Eyewash fountains should be provided (when chemical is in solution) in areas where there is any possibility that workers could be exposed to the substance; this is irrespective of the recommendation involving the wearing of eye protection. [Point:Facilities for quickly drenching the body should be provided (when chemical is in solution) within the immediate work area for emergency use where there is a possibility of exposure. It is intended that these facilities provide a sufficient quantity or flow of water to quickly remove the substance from any body areas likely to be exposed. The actual determination of what constitutes an adequate quick drench facility depends on the specific circumstances. In certain instances, a deluge shower should be readily available, whereas in others, the availability of water from a sink or hose could be considered adequate.] Quick drench facilities and/or eyewash fountains should be provided within the immediate work area for emergency use where there is any possibility of exposure to liquids that are extremely cold or rapidly evaporating.

    حمل و نقل و انبار

    پوشش کامل، لباس محافظ بخار باید برای نشت استفاده شود.مواد ریخته نشده لمس نشود و یا روی آن راه نروید. اگر میتوانید بدون خطر نشت را متوقف کنید. در صورت امکان ظروف نشت را جوری تنظیم کنید که بجای مایع، گاز خارج شود.جلوگیری از ورود به آبراه، فاضلاب، زیرزمین یا مناطق محدود آیا آب را در نشت یا منبع نشت مستقیم هدایت نکنید. از اسپری آب استفاده کنید تا بخار را کاهش دهد یا راندگی ابرهای بخار را منحرف کند.از جریان آب با تماس با مواد ریخته شده اجتناب شود.

    شرایط نگهداری

    در محل خنک، خشک، و تهویه مناسب ذخیره کنید. جدا از مواد اکسید کننده، مواد آلی و قلیایی.

    Handling and Storage

    Fully encapsulating, vapor-protective clothing should be worn for spills and leaks with no fire. Do not touch or walk through spilled material. Stop leak if you can do it without risk. If possible, turn leaking containers so that gas escapes rather than liquid. Prevent entry into waterways, sewers, basements or confined areas. Do not direct water at spill or source of leak. Use water spray to reduce vapors or divert vapor cloud drift. Avoid allowing water runoff to contact spilled material.

    Storage Conditions

    Store in cool, dry, well-ventilated location. Separate from oxidizing materials, organic materials, and alkalies.

    موارد استفاده

    اسید کلریدریک برای تولید کلرایدها، برای پالایش سنگ در تولید قلع و تالیم،  برای اسید شویی و تمیز کاری فلزات، در آبکاری، در حذف پوسته ها در دیگ های بخار، برای خنثی سازی در سیستم بازی، به عنوان یک معرف آزمایشگاهی، به عنوان یک کاتالیست و حلال در سنتز های آلی، در تولید کود و رنگ،برای هیدرولیز نشاسته و پروتئین در آماده سازی محصولات غذایی مختلف،و در صنایع عکاسی، نساجی ، و صنایع لاستیک.

    Uses

    Hydrochloric acid is used in the production of chlorides, for refining ore in the production of tin and tantalum, for pickling and cleaning of metal products, in electroplating, in removing scale from boilers, for the neutralization of basic systems, as a laboratory reagent, as a catalyst and solvent in organic syntheses, in the manufacture of fertilizers and dyes, for hydrolyzing starch and proteins in the preparation of various food products, and in the photographic, textile, and rubber industries

    کاربردها

    هیدروکلریدریک اسید یک اسید معدنی قوی است که استفاده های زیادی در فرآیند های صنعتی از جمله پالایش فزات دارد. معمولا نوع کاربرد است که کیفت مورد نیاز محصول را تعیین میکند.

    اسید شویی فولاد

    یکی از کاربردهای که بیشترین اهمیت را دارد استفاده از اسید کلریدریک در اسید شویی فولاد برای پاک کردن زنگ و زایده های اکسید آهن از آهن یا فولاد قبل ازپردازش بعدی مثل اکستروژن، نورد، گالوانیزاسیون و دیگر فرآیند ها است.کیفیت فنی اسید کلریدریک که معمولا برای عامل اسید شویی گرید کربن استیل استفاده میشود بیشتر غلظت 18% است.

    Fe2O3+ Fe+ 6HClà3FeCl2+3H2O

    مصرف اسید به مدت طولانی به عنوان محلول آهنll کلراید استفاده مجدد دارد(به عنوان کلرید آهن شناخته میشود)، اما وجود سطح بالایی از فلزات سنگین مایع اسید شویی این عمل را کاهش داده است.

    صنعت اسید شویی فرآیند بازیافت اسیدکلریدریک را توسعه داده است. مانند اسپریroasterیا بستر مایعHCl برای فرآیند بازیابی، که به آن اجازه ریکاوریHCl را از محلول حاصل از اسید شویی را میدهد. بیشترین فرآیند بازیابی، فرآیند پیروهیدرولیز است که با فرمول زیر اعمال میشود:

    4FeCl2+4H2O+ O2à8HCl+2Fe2O3

    با بازیابی اسید مصرف شده، یک سیکل بسته برای اسید ایجاد میشود. اکسید آهن(lll ) تولید شده بوسیله فرآیند بازیابی با ارزش است و به عنوان محصول ثانویه مورد استفاده قرار میگیرد.

    تولید ترکیبات آلی

    دیگر استفاده بزرگ از هیدروکلریدریک اسید در تولید ترکیبات آلی است، مثل وینیل کلراید و دی کلرواتان برایPVC. اغلب اینها مصرف داخلی دارند،هیدروکلریدریک تولید شده برای مصرف در محل، هرگز به بازار بیرون عرضه نمیگردد. دیگر ترکیبات آلی که با اسیدکلریدریک تولید میشود شامل بیسفنول برای پلی کربنات، کربن فعال، آسکوربیک اسید و همچنین بعضی محصولات دارویی است.

    2H2C=CH2 +4HCl+O2à 2ChCH2CH2Cl+2H2O

    چوب + HCl+ گرما= کربن اکتیو (فعال شیمیایی)

    تولید ترکیبات معدنی

    محصولات متعددی هستند که میتوانند با کلریدریک اسید با واکنش نرمال اسید- باز تولید شوند، نتیجه واکنش یک ترکیب معدنی است. این واکنش ها شامل  مواد شیمیایی تصفیه آب مثل آهنlllکلراید و پلی آلومینیوم کلراید (PAC) میشود.

    Fe2O3+ 6HClà2FeCl3+3H2O

    هم آهنlllکلراید و همPAC به عنوان انعقاد کننده در تصفیه فاضلاب و تولید آب آشامیدنی و همچنین تولید کاغذ مورداستفاده قرار میگیرد.

    دیگر ترکیبات معدنی که با اسید کلریدریک تولید میشوند شامل نمک کلسیم کلراید برای عملیات جاده سازی، نیکل کلراید برای الکتروپلیتینگ و روی کلراید  برای صنعت گالوانیزاسیون و تولید باتری است.

    CaCO3+2HClàCaCl2+CO2+H2O

    کنترلPH و خنثی سازی

    اسید هیدروکلریک می تواند برای تنظیم اسیدته (pH) محلول ها استفاده شود.

    OH- +HClàH2O+ Cl-

    در صنایعی که خواستار خلوص (غذا، داروسازی، آب آشامیدنی)، از اسید کلریدریک با کیفیت بالا برای کنترل پی اچ روند جریان آب استفاده میشود. در صنایع با حساسیت کمتر کیفیت فنی اسید کلریدریک برای خنثی سازی جریانهای پساب و کنترل پی اچ آب استخر استفاده میشود.

    بازسازی مبدلهای یونی

    از اسید کلریدریک با کیفیت بالا در بازسازی رزین مبدل های یونی استفاده میشود. تبادل کاتیون  بطور گسترده ی برای زدودن یون هایی مثلNa+وCa2+ از محلول های آبی، تولید آب معدنی استفاده میشود. این اسید برای شستشوی کاتیون ها از رزین استفاده میشود.Na+ باH+ وCa2+ با 2 یون H+جایگزین میشوند تبادلگرهای یونی و آب غیر معدنی در تمام صنایع شیمیایی تولید آب آشامیدنی و بسیاری از صنایع غذایی استفاده میشود.

    دیگر استفاده ها

    اسید کلریدریک برای تعدادی از کارهای کوچک استفاده میشود، مثل فرآیند چرم سازی، تصفیه نمک معمولی، تمیز کاری لوازم منزل و ساخت و ساز ساختمان. تولید نفت ممکن است به وسیله  تزریق اسید کلریدریک به سنگ تحریک و تشکیل یک چاه نفت، بخشی از سنگ را از بین میبرد و ساختار یک منفذ بزرگ را ایجاد میکند. فرآیند چاه نفت اسیدایزینگ، یک فرآیند رایج در صنعت نفت دریای شمالی است.

    اسید کلریدریک برای حل کردن کلسیم کربنات و غیره استفاده شده است. چیز هایی مثل تمیز کردن پوسته شدن کتری، و پاک کردن ملات از کوره های آجر پزی، اما این یک مایع خطرناک است و هنگام استفاده باید بسیار دقت شود. زمانی که برای کوره آجر پزی استفاده می شود واکنش با ملات  تا زمانی ادامه پیدا میکند که تمامی اسید تبدیل شده و تولید کلسیم کلراید، کربن دی اکسید و آب میکند.

    CaCO3+2HClàCaCl2+CO2+H2O

    بسیاری از واکنش های شیمیایی شامل اسید هیدروکلریک در تولید غذا، مواد غذایی و مواد افزودنی خوراکی استفاده می شود. برای نمونهمحصولاتی عبارتند از آسپارتام، فروکتوز، اسید سیتریک، لیزین، پروتئین گیاهی هیدرولیز شده به عنوان افزودنی غذا و تولید ژلاتین. برای تولید محصول نهایی غذایی ازاسید هیدروکلریک گرید غذا (خالص) می توان مورد استفاده قرار داد.

    Applications

    Hydrochloric acid is a strong inorganic acid that is used in many industrial processes such as refining metal. The application often determines the required product quality.

    Pickling of steel

    One of the most important applications of hydrochloric acid is in the pickling of steel, to remove rust or iron oxide scale from iron or steel before subsequent processing, such as extrusion, rolling, galvanizing, and other techniques,Technical quality HCl at typically 18% concentration is the most commonly used pickling agent for the pickling of carbon steel grades.

    Fe2O3+ Fe+ 6HClà3FeCl2+3H2O

    The spent acid has long been reused as iron(II) chloride (also known as ferrous chloride) solutions, but high heavy-metal levels in the pickling liquor have decreased this practice.

    The steel pickling industry has developed hydrochloric acid regeneration processes, such as the spray roaster or the fluidized bed HCl regeneration process, which allow the recovery of HCl from spent pickling liquor. The most common regeneration process is the pyrohydrolysis process, applying the following formula:

    4FeCl2+4H2O+ O2à8HCl+2Fe2O3

    By recuperation of the spent acid, a closed acid loop is established. The iron(III) oxide by-product of the regeneration process is valuable, used in a variety of secondary industries.

    Production of organic compounds

    Another major use of hydrochloric acid is in the production of organic compounds, such as vinyl chloride and dichloroethane for PVC. This is often captive use, consuming locally produced hydrochloric acid that never actually reaches the open market. Other organic compounds produced with hydrochloric acid include bisphenol A for polycarbonate, activated carbon, and ascorbic acid, as well as numerous pharmaceutical products.

    2H2C=CH2 +4HCl+O2à 2ChCH2CH2Cl+2H2O

    wood + HCl + heat → activated carbon (chemical activation.(

    Production of inorganic compounds

    Numerous products can be produced with hydrochloric acid in normal acid-base reactions, resulting in inorganic compounds. These include water treatment chemicals such as iron(III) chloride and polyaluminium chloride (PAC).

    Fe2O3+ 6HClà2FeCl3+3H2O

    Both iron(III) chloride and PAC are used as flocculation and coagulation agents in sewage treatment, drinking water production, and paper production.

    Other inorganic compounds produced with hydrochloric acid include road application salt calcium chloride, nickel(II) chloride for electroplating, and zinc chloride for the galvanizing industry and battery production.

    CaCO3+2HClàCaCl2+CO2+H2O

    pH control and neutralization

    Hydrochloric acid can be used to regulate the acidity (pH) of solutions.

    OH- +HClàH2O+ Cl-

    In industry demanding purity (food, pharmaceutical, drinking water), high-quality hydrochloric acid is used to control the pH of process water streams. In less-demanding industry, technical quality hydrochloric acid suffices for neutralizing waste streams and swimming pool pH control.

    Regeneration of ion exchangers

    High-quality hydrochloric acid is used in the regeneration of ion exchange resins. Cation exchange is widely used to remove ions such as Na+ and Ca2+ from aqueous solutions, producing demineralized water. The acid is used to rinse the cations from the resins. Na+ is replaced with H+ and Ca2+ with 2 H+.Ion exchangers and demineralized water are used in all chemical industries, drinking water production, and many food industries.

    Other

    Hydrochloric acid is used for a large number of small-scale applications, such as leather processing, purification of common salt, household cleaning, and building construction. Oil production may be stimulated by injecting hydrochloric acid into the rock formation of an oil well, dissolving a portion of the rock, and creating a large-pore structure. Oil well acidizing is a common process in the North Sea oil production industry.

    Hydrochloric acid has been used for dissolving calcium carbonate, i.e. such things as de-scaling kettles and for cleaning mortar off brickwork, but it is a hazardous liquid which must be used with care. When used on brickwork the reaction with the mortar only continues until the acid has all been converted, producing calcium chloride, carbon dioxide, and water:

    CaCO3+2HClàCaCl2+CO2+H2O

    Many chemical reactions involving hydrochloric acid are applied in the production of food, food ingredients, and food additives. Typical products include aspartame, fructose, citric acid, lysine, hydrolyzed vegetable protein as food enhancer, and in gelatin production. Food-grade (extra-pure) hydrochloric acid can be applied when needed for the final product.

       

    References

    1. "Muriatic Acid" (pdf). PPG Industries. 2005. Retrieved 10 September 2010.
    2. HYDROGEN CHLORIDE, ANHYDROUS https://cameochemicals.noaa.gov/chemical/8731
    3. (H2)Hydrogen chloride https://chem.nlm.nih.gov/chemidplus/sid/0007698057
    4. EPA Safer Chemical Ingredients Classification
    5. William L. Jolly "Modern Inorganic Chemistry" (McGraw-Hill, 1984), p.177
    6. Hydrochloric Acid". Chemicals Economics Handbook.
    7. Simhon, Rachel (13 September 2003). "Household plc: really filthy bathroom". The Daily Telegraph. London. Retrieved 31 March 2010.

    تهیه شده در واحد پژوهش و گسترش جلاپردازان پرشیا

    Prepared by research and development unit of jalapardazan Persia

    دی96

  • پاکسازی برقی - آماده سازی سطح پیش از آبکاری- قسمت 2

    آماده سازی سطح پیش از آبکاری (قسمت دوم مقدمه ای بر پاکسازی برقی)

    Surface Preparation of Metals Prior to Plating

     (part 2: introduction to ELECTROLYTIC CLEANING)

    پاکسازی برقی                                                      

    i. عمومیت روش: در آماده سازی یک فلز جهت آبکاری به ندرت پیش می آید که از پاکسازی الکتریکی استفاده نشود. تنها موارد استثنایی که از این روش در مرحله آماده سازی استفاده نمیکنند عبارتند از : آبکاریهای کروم سخت، آبکاریهای الکترولس، آبکاری بر روی آلومینیوم، پوششهای فسفاته، آنودایزینگ و کرومات. الکترو پاک کننده ها معمولا به عنوان پاک کننده های نهایی مورد استفاده قرار می گیرند. آنها اساسا از نوع قلیایی قوی هستند، اما همیشه با جریانDC - مستقیم کاتدی، یا آنودی (معکوس) و یا معکوس متناوب (جریان متناوب آنودی و کاتدی)،PRC کار می کنند. هرچند که معمولا برای چربیگیری الکتریکی همان مراحل پیش آماده سازی انجام می شود، اما در بعضی موارد، بدون نیاز به هیچ مرحله پاک کنندگی اولیه همان تمیز کردن الکتریکی به تنهایی کافی است. در این روش پاکسازی، هدف نهایی از پاکسازی، زدودن کامل آلودگیها از روی سطح و فعال کردن سطح فلز است. فعالسازی سطح معمولا با استفاده از جریان معکوس در پاک کنندگی الکتریکی حاصل می شود. سایش توسط گاز ناشی از اکسیژن تولید شده است که به حذف آلودگی کمک می کند، در حالی که جریان معکوس به حذف آلودگی کمک میکند از رسوب هر نوع فیلم فلزی یا ذرات غیر چسبان فلزی جلوگیری می کند. عموما در مرحله نهایی بعد از چربی زدایی برای خنثی سازی فیلم قلیایی که روی سطح باقی مانده و همچنین زودن لایه اکسیدی سبکی که روی سطح تشکیل شده است از یک غوطه وری در اسید معدنی رقیق شده استفاده می شود.

    B. ELECTROLYTIC CLEANING

    i .General. In preparation of metal for plating or finishing, it is seldom that electrocleaning stage is not used. Exceptions are hard chromium plating, electroless plating, plating over aluminum, anodizing phosphatizing and chromating. Electro cleaners are usually considered as final cleaners. They are basically heavy-duty alkaline types, but are always employed with DC current – either cathodicdirect), anodic (reverse) or periodic reverse (alternating anodic and cathodic currents), PRC. Even though they usually follow precleaning step, in some cases final electro cleaning alone will suffice. The objective of final cleaning is to remove completely all soil and to activate the metal surface. Activation is usually obtained by using reverse current electrocleaning. The gas scrubbing of the generated oxygen assists soil removal, whiles the reverse current aids in its removal and prevents the deposition of any metallic film or non-adherent-metallic particles. A dilute mineral acid dip almost always follows the final cleaner, to neutralize the alkaline film on the metal surface, and to remove light oxide layer.

    قطعاتی که تحت عملیات حرارتی، جوشکاری و یا سایر روشهایی که باعث اکسید شدن سطح می شوند، قرار گرفته باشند، ممکن است بسته به درجه نیاز به یک چرخه تمیزکاری دوگانه نیاز داشته باشند. در چنین مواردی، قطعه عموما بصورت آندی تحت پاکسازی الکتریکی قرار می گیرد، غوطه وری اسیدی جهت حذف اکسیدها، بقایای به جا مانده از پاک کننده الکتریکی و همچنین از بین بردن قلیاها استفاده می شود. دومین پاک کنندگی برقی برای حذف هرنوع دوده که حاصل از مرحله اول اسید شویی است انجام میگیرد. اولین پاک کننده هر نوع روغن یا آلودگی را پاک می کند که ممکن است از اثربخشی اسیدشویی اول بکاهد. Parts containing heat-treat, welding, or other oxides may require a double cleaning cycle, depending on the degree of oxidation. In such cases, the part is usually anodically electro cleaned, acid dipped to remove the oxide, final electro cleaned, and acid dipped to neutralize the alkaline film. The second electro cleaner (final cleaner) is used to remove any smut developed from the scale removal in the first acid dip. The first cleaner removes any oil or other soil, which would reduce the effectiveness of the scale removal properties of the first acid dip.

    فرمولاسیون پاک کننده های برقی: مواد پاک کننده قلیایی مورد استفاده در پاک کننده های برقی عموما حاوی مخلوطی از قلیاها هستند تا ضمن ایجاد قلیائیت مناسب امکان ایجاد هدایت بالا درpH مورد نظر را نیز فراهم کنند.  برای استیل به قلیائیت بالا احتیاج است درحالیکه برای روی، مس و برنج قلیائیت متوسط نیاز است. عموما هیدروکسیدهای فلزات قلیایی، کربنات، سیلیکات و فسفات جزو منابع تامین کننده قلیائیت در این فرمولها محسوب می شوند. علاوه بر مواد پایه در فرمولاسیون، عموما مواد افزودنی آلی از جمله گلوکناتها،EDTA یا تری سدیم نیتریلو استاتها عموما در فرمولاسیونها با رویکرد کنترل دود و دانسیته جریان بهینه به فرمول اضافه می شوند. یک ایرادی که دوده حاصل از پاک کننده برقی دارد، تجمع گازهای اکسیژن و هیدروژن در این دود است که می تواند در الکترود باعث انفجار شود.

    ii. Electrocleaning Formulations. Alkaline cleaning blends used for electrolytic cleaning, typically contain mixture of alkaline material, to provide high conductivity at established pH and to have enough reserve alkalinity. High alkalinity is needed for steel, lower for zinc, copper and brass. Alkali metal hydroxide, carbonate, silicate and phosphate are used as a principal source of alkalinity. Sequestering organic additives, such as gluconates, EDTA or trisodium nitriloacetate are also commonly present Formulation of electrocleaners in addition to basic fundamentals, all attention on foam control and optimal current densities. A problem with excessive foam in electrocleaning is that hydrogen and oxygen gas accumulated in the foam can explode at a sparking electrode. 

    این درحالی است که پدیده فوفق در اغلب موارد مخاطره آمیز است، و می تواند باعث تضعیف عملکرد فرایند شود. مشکل دیگری خشک شدن دوده بر روی سطح کار است که در مرحله آبکشی به دشواری قابل حذف است و باعث ایجاد لکه بر روی سطح کار می شود. در این موارد برای جلوگیری از خشک شدن سطح قطعه بعضا نیاز است تا با اسپری آب توسط  نازلهای مه پاش سطح قطعه را مرطوب نگاه داشت. نمکهای سدیمی بدلیل هزینه کمتر بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند، هرچند پاک کننده های برقی بر پایه نمک های پتاسیمی حلالیت بهتر، مقاومت الکتریکی کمتر و قدرت پرتاب بیشتری دارند. نمکهای پتاسیمی در موارد خاصی همانند مواقعی که قطعه بسیار بزرگی که برای رسیدن به دانسیته جریان مناسب نیاز به ولتاژ بالایی دارد، مورد استفاده قرار می گیرند.

    While this is more of a nuisance than a menace in most cases, it can make for an annoying situation and is taken to mean as poor plant practice. Another difficulty is that foam dried onto the work may be difficult to remove by rinsing, and shows up as a pattern in the final electroplated product. Water spray with fog nozzles may be necessary to wet down the work to prevent drying. Due to the lower cost sodium salts are more frequently used, although potassium based electrocleaners have better solubility, lower electrical resistance and better throwing power. Potassium salts are used in special occasions, e.g. when electrocleaning very large parts where otherwise very large voltages will be required, to obtain high current densities required. 
    در فرمولاسیونهای مربوط به چربیگیرها، سیلیکاتها از این جهت که بسرعت قادر به پپتید کردن و دیسپرس کردن روغنها هستند و همچنین بدلیل خواص امولسیون کنندگی و ضد خوردگی که دارند بسیار متداول هستند. برای جلوگیری از چسبندگی فیلم نامحلول سیلیکاتی به سطح کار و همچنین چسبندگی مناسب پوشش آبکاری، نسبت مناسبی از هیدروکساید به سیلیکات مورد نیاز است نیاز است. ترکیبات سیلیکاتی اغلب برای جلوگیری از سوختن فولاد در دانسیته جریان های بالا استفاده می شوند. علاوه براین امروزه پاک کننده های غیر سیلیکاتی که از بازدارنده های متفاوتی استفاده می کنند نیز در دسترس هستند. ذکر نکته حائز اهمیت است که تعیین نسبت مناسب بین ترکیبات سیلیکاتی و فسفاتی نیز بسیار مهم است. عموما برای جداسازی اجزای سخت کننده آب، فسفاتها، گلوکناتها یا سایر نرم کننده ها و سبک کننده های آب، به فرمول اضافه می شوند. اثرات اکسیداسیون و کاهش با فلز متفاوت است، و معمولا تعیین کننده این است که آیا پاکسازی باید آنودی باشد یا کاتدی. فلزاتی که پس از اکسیداسیون پسیو می شوند، مانند نیکل، فولاد ضد زنگ و یا آلومینیوم بصورت کاتدی پاکسازی می شوند (آلومینیوم به ندرت بصورت برقی تمیز می شود). برای جلوگیری از انحلال روی در آند، برنج به صورت کاتدی تمیز می شود.

    Silicates are very popular as they rapidly peptize and disperse oils and also have emulsifying and corrosion inhibition properties. A proper ratio of hydroxide to silicate is needed to prevent insoluble silicate films from adhering to the work and affecting plate adhesion. Silicates are often used to prevent burning of steel at high current density. Nonsilicated cleaners, using different types of inhibitors, are also available. Also important is proper ratio of silicate to phosphate. Phosphates, gluconates or other water softeners and conditioners are also added in order to help sequester hard water constituents. Oxidation and reduction effects vary with the metal, and usually determine whether cleaning should be anodic or cathodic. Metals that are passivated upon oxidation, such as nickel, stainless steel, or aluminum, are cleaned cathodically (aluminum is seldom electro cleaned).Brass is cleaned cathodically to avoid solution of the zinc component at the anode.

    از طرف دیگر، روی و قالبهای روی بنا به دلایل دیگر بصورت آندی باید پاکسازی شوند. بدلیل حساسیت فلز به حمله توسط پاک کننده های الکلی قلیایی، مطلوب استفاده از پاک کننده های مهار شده است. بدلیل حساسیت فلز نسبت به حمله پاک کننده های برقی قلیایی، ترجیح داده می شود از پاک کننده های حاوی بازدارنده استفاده شود. هنگامی که فرایند پاکسازی بصورت کاتدی باشد و از سیلیکات به عنوان بازدارنده استفاده شود، یک فیلم نامحلول روی قطعه تشکیل می شود. از این رو، تمیز کردن آندی، صرفا با پاک کندده هایی با فرمولاسیون خاص، تحت شرایط ملایم و برای مدت کوتاه است. فولاد که در مقابل اثرات اکایش-کاهش نسبتا غیر حساس است، می تواند هم بصورت کاتدی و هم آندی تمیز شود. در دانسیته جریانهای بالا، آهن تمایل دارد به رنگ قهوه ای مایل به زرد تبدیل شود مگر اینکه مهار کننده سیلیکات در پاک کننده وجود داشته باشد. فولاد ضد زنگ نیز می تواند به همین روش پاک شود، هرچند اگر بنا به پاکسازی آندی باشد انگاه به یک اسید شویی قوی نیاز است. در سال های اخیر، برای پاکسازی فولاد به شدت توجهات معطوف به روش آندی شده است. On the other hand, zinc and zinc die-castings are cleaned anodically for another reason.Because of the sensitivity of the metal to attack by alkaline electro cleaners, it is desirable to use inhibited cleaners. When silicate is used as an inhibitor, an insoluble film seems to develop when cleaning is cathodic. Hence, cleaning is anodic, with specially formulated cleaners, under mild conditions, and for short times. Steel, which is relatively insensitive to oxidation-reduction effects, can be cleaned anodically or cathodically. At high current densities, there is a tendency toward browning of the steel unless an inhibitor, silicate, is present in the cleaner. Stainless steel can also be cleaned either way, although more drastic pickling action is required when anodic cleaning is employed. The trend, in recent years, has been strongly towards anodic cleaning of steel.
    III. آندی، پاکسازی برقی (برگشتی):قطعه کار در محلول پاک کننده قلیایی برقی با استفاده از ولتاژ پایین (3 تا 12 ولت) و جریانDC بصورت آند (قطب مثبت) ساخته می شود.  دانسیته جریان می تواند بسته به فلزی که قرار است تیز شوذ و همچنین زمان پاک کنندگی  از 1 تا 15 آمپر بر دسی متر مربع متغیر باشد. زمان پاکسازی مبرای اغلب کاربردها از 30 ثانیه تا دو دقیقه مناسب می باشد. دانسیته جریانهای بالاتر برای مواردی که که زمان پاکسازی کوتاه باشند، امکان پذیر است. iii. Anodic, (reverse) electrocleaning:  The work is made anodic (positive) in an alkaline electro cleaner using low voltage (3 to 12 V) DC current. Current densities vary from about 1 to 15 A/dm2 depending on the metal being cleaned and the cleaning time. Cleaning times of ½ to2minutes generally suffice for most applications. Higher current densities are possible when shorter cleaning times are used.
    پاکسازی الکتریکی آندی بر پایه این واقعیت که به این روش چون فلز آند است کمی حل شده و همراه با آن آلودگیها هم پاک می شوند همواره قابل استفاده است. این عمل باعث حذف دوده های فلزی و محصولات اکسداسیون می شود و از ترس فیلم های فلزی غیر چسبنده ممانعت می کند. جریان آنودی اکسید های نازک و تازه تولید می کند که می توانند مواد آلی را اکسید کنند که نهایتا کمک می کنند تا این مواد راحتتر در مرحله اسید شویی حذف و جدا شوند. بدون این فرایند اکسیداسیون، برخی از مواد آلی ممکن است غیر قابل حل باشند و امکان جداسازی از سطح را نداشته باشند. اکسیژن تولید شده در سطح باعث عمل سایش در سطح می شود که به حذف آلودگی کمک می کند. علاوه بر این در فرایند پاکسازی برقی به روش آندی احتمال تردی هیدروژنی نیز منتفی خواهد شد. Anodic electrocleaning is desirable for cleaning whenever possible, because of the fact that the metal is actually being slightly dissolved as well as cleaned. This action removes metallic smuts and oxidation products and prevents the deposition of non-adherent metallic films.  Anodic current generates thin, fresh oxides that can oxidize organics, and also be easily removed in subsequent acid dipping step. Without this oxidation, some stubborn organics may remain insoluble. The oxygen generated at the surface creates a scrubbing action that assists soil removal. In addition, hydrogen embrittlement is avoided by using anodic cleaning.
    برای جلوگیری از زنگ زدگی و اچ شدن، کنترل دانسیته جریان، دما و غلظت بخصوص در مورد فلزات غیر آهنی بسیار مهم است. درمورد آلیاژهای ریخته گری شده بر پایه روی و برنج بدلیل احتمال زیاد زینک زدایی و نیز اچ شدن زیاد باید از دانسیته های جریان بالا، دمای بالا و غلظت پایین پرهیز شود. در مورد آلومینیوم، کرم، قلع، سرب یا سایر فلزاتی که در محیط قلیایی قابلیت انحلال دارند  توصیه نمیشود که از عملیات پاکسازی توسط جریان معکوس برای طولانی مدت استفاده شود، تراکم جریان بالا، درجه حرارت بالا و غلظت کم باید اجتناب شود، به ویژه روی ریخته گری روی و برنج و جلوگیری از انهدام و بیش از اچینگ. It is important to control the current density, temperature, and concentration, particularly on nonferrous metals to avoid etching and tarnishing. Prolonged reverse current cleaning, high current densities, high temperature, and low concentrations are to be avoided, particularly on zinc based die Castings and brass and to prevent dezincification and over etching. Reverse current alkaline cleaning is not recommended for aluminum, chromium, tin, lead or other metals that are soluble in alkaline electro cleaners.

    iv. کاتدی، پاکسازی برقی (برگشتی):در  این روش قطعه کار بعنوان کاتد(قطب منفی) در نظر گرفته می شود و بطور کلی همانطور که در آنالیز آنودی توصیف شد همان تجهیزات، ولتاژ و تراکم جریان مورد استفاده قرار می گیرند. در سطح الکترود کار هیدروژن آزاد می شود. برای یک دانسیته جریان مشخص، حجم هیدروژن آزاد شده در کاتد دو برابر اکسیژن آزاد شده در آند است. بنابراین، سایش توسط گاز در کاتد نسبت به اند بدلیل حجم گاز تولیدی بیشتر به مراتب بیشتر است. به همین دلیل گاهی این روش بعنوان پیش تمیز سازی برای روش پاک کنندگی آندی هم استفاده می شود. مکانسیم پاک کنندگی در این روش مبتنی بر سایش گازی در محیط قلیایی است.

    iv. Cathodic, (direct) electrocleaning:  The parts are made cathodic (negative) and the same equipment, voltage, and current densities are generally used, as described under anodic leaning. Hydrogen is liberated at the surface of the work. The volume of hydrogen liberated at the cathode is twice that of oxygen liberated at the anode for a given current density. Therefore, more gas scrubbing is achieved at the cathode than at the anode. For this reason cathodic cleaning is sometimes employed as a precleaner followed by anodic cleaning. Soil removal is accomplished by the mechanism described under alkaline precleaning and assisted by gas scrubbing.
    این روش پاک کنندگی در واقع مشابه با آبکاری در جریان مستقیم است. هر گونه ذره باردار مثبتی تمایل دارد به سمت قطعه جذب شود و ممکن است بر روی سطح احیا شود و بر روی آن ترسیب کند. هر نوع فیلم فلزی ترسیب شده بر روی سطح فاقد چسبندگی لازم است، اما شناسایی و حذف آنها نسبتا دشوار است. چنین فیلم هایی می توانند باعث زبری سطح، کاهش چسبندگی لایه آبکاری شده و یا رنگ بر روی فلز شوند. البته تاثیر دقیق این پدیده همچنان در هاله ای از ابهام و همراه با حدس و گمان است.

    The work is actually being “plated” in a direct current cleaner. Any positive charged material is attracted to, and may be reduced and deposited on the surface. Any film (metallic) deposited is usually non-adherent, but difficult to detect and remove. Such films can cause poor adhesion roughness and/or staining of electroplated metal.

    قطعاتی که تردی هیدروژنی در آنها حیاتی است (به عنوان مثال فنر فولادی) نباید به روش کاتدی پاکسازی شوند، مگر اینکه بعد از عملیات پاکسازی اقدامات لازم  برای حذف هیدروژن انجام شود. به طور کلی، عملیات حرارتی به مدت 1 ساعت در 200 درجه سانتیگراد (حدود 400 درجه فارنهایت)، بلافاصله پس از پردازش اثر هیدروژن را از بین می برد. قطعات با سختی بیش از 40 راکولC می توانند از دچار تردی شوند لذا ضروری است که پیش از آبکاری حتما عملیلا پخت حرارتی در مورد آنها صورت بگیرد. عموما به این دلیل که از همان رکی که برای کرماته کردن و سایر پوششها استفاده می شود برای چربیگیری گیری هم استفاده می شود احتمال آلوده شدن چربیگیر به کروم اجتناب ناپذیر است. پاکسازی با استفاده از جریان مستقیم در مقایسه با محلوللهای پاک کننده در جریان معکوس نسبت به آلودگی کروم حساسیت بیشتری را نشان می دهند. Parts critical to hydrogen embrittlement (e.g. spring steel) should not be cleaned cathodically unless adequate steps are taken after processing to remove the hydrogen. Generally, heat treatment for 1 hour a 200 o C (~400 o F), immediately after processing will remove the embrittling effect of hydrogen. Parts with hardness exceeding Rockwell40 C can be embritlled and should be baked after plating. Chromium contamination of cleaners is sometimes unavoidable, due to the use of the same rack for chromium as well as other plating. Direct current cleaning is more susceptible to staining from chromium-contaminated cleaners than reverse current cleaning.

    پاک کنندگی به روش جریان مستقیم به منظور کاربردهای زیر استفاده میشود:

    - برای تمیز کردن فلزاتی از قبیل، کرم، قلع، سرب، برنج، منگنز و آلومینیوم که توسط پاک کندگی آندی اچ شده یا حل می شوند.

    - برای تمیز کردن و فعال کردن فولادهای با محتوای زیاد نیکل، نیکل براق شده یا آلیاژهای نیکل و زمانیکه آبکاری نیکل بر روی بستری از جنس نیکل یا کروم اعمال شده باشد. پاک کنندگی آندی ممکن است بدلیل اکسیداسیون که احتمالا مانع ترسیب کرم براق می شود، باعث ایجاد یک فیلم غیر فعال روی نیکل شود.

    Direct current cleaning is used for the following applications:

    -To clean metals such as chromium, tin, lead, brass, magnesium, and aluminum, which are dissolved or etched by anodic cleaning.

    -To clean and activate high nickel steels, buffed nickel or high nickel alloys, and when plating nickel over nickel or prior to chromium plate. Anodic cleaning would produce a passive film on the nickel, due to oxidation, which would prevent the deposition of bright chromium.

    v. پاکسازی برقی معکوس دوره ای (PRC): از آنجایی که پاک کنندگی برقی به روش مستقیم و معکوس دارای مزایا و معایب خاص خود هستند، بهترین راه حل این است که از هر دو، در مخازن جداگانه، یا در یک مخزن، با استفاده از جابجایی جریان به صورت دوره ای استفاده شود. تمیز کردن الکترولیتیPRC به طور کلی برای حذف دوه، اکسیدها و لکه از فلزات آهنی استفاده می شود. روش تا کنون مؤثرترین روش پاک کنندگی برقی بوده است. در فرمولاسیون آنها معمولا از ترکیبات قلیایی حاوی عوامل جداسازی کننده یا کمپلکس کننده استفاده می شود. این کار با استفاده از جریان مستقیم در 6 تا 12 ولت، به طور متناوب بصورت کاتدی و آنودی انجام می شود. قطعه کار ممکن است بر روی رک، بارل یا به عنوان نوار فلزی پیوسته برای تمیز شدن قرار بگیرد. تمیز کردن و حذف لکه ها با استفاده از مکتنیسم پاکسازی قلیایی و استفاده از شرایط کاهش و اکسیداسیون همراه با ترکیب کمپلکس کننده فلز قوی انجام می شود. v. Periodic reverse electrocleaning (PRC): Since direct and reverse electrocleaning have individual advantages and disadvantages, the best answer is to use both, either in separate tanks, or in one tank, by periodically reversing the current. PRC electrolytic cleaning is used generally to remove smut, oxide and scale from ferrous metals. It is by far the most effective way of electrocleaning. Alkaline compounded materials containing sequestering or chelating agents are usually used.  The work is made alternately cathodic and anodic; using DC current at 6 to 12 V. Work may be cleaned on racks, in a barrel or as continuous metal strip. Cleaning and scale removal are accomplished by incorporating the mechanism of alkaline cleaning and the use of reducing and oxidizing conditions, coupled with strong metal chelating.

    یکی از مزایای تمیز کردنPRC این است که نیاز به مرحله اسید شویی را بر روی انواع خاصی از قطعات که پس از تمیزشوندگی قلیایی (برنج، مس، روی، کادمیوم، قلع) نسبت به اسید شویی حساس و آسیب پذیر می شوند را از بین می برد. اکسیدها و زنگ های سبک نیز ممکن است بدون خطر اچ و یا ایجاد دوده که معمولا در مرحله اسید شویی دیده می شوند، حذف می شود. هنگام پاکسازی برقی به روشPRC، گاهی اوقات بار موجود بر روی قطعات در هنگام خروج می تواند بحرانی باشد. به عبارت دیگر، تمام بار بر روی قطعه باید کاتدی یا آندی باشد. موثرترین و صحیح ترین قطبش پذیری زمانی خواهد بود که هیچ گونه تغییر رنگی بر روی فلز نشان ندهد، درخشش سطح فلز افزایش یابد و یا در اسید شویی به خروج سریعتر گاز منجر شود. اگر هیچ اسیدی استفاده نشود، یک پوشش آبکاری شده با چسبندگی عالی و بدون خطا نشان دهنده درست بودن قطبیت است.

    One of the advantages of PRC cleaning is to eliminate the acid treatments on certain types of parts where entrapment of acid aggravates bleed-out after alkaline plating (brass, copper, zinc, cadmium,tin). Oxides and light rust may also be removed without the danger of etching or the development of smut usually encountered from acid pickling. When PRC electrocleaning, sometimes the charge on the parts as they are exiting can be critical. In other words the parts leaving should be all cathodic or anodic polarity. The most effective, correct polarity will be the one that shows no discoloration on the metal, may enhance the luster, or gives the most rapid flash gassing in the acid dip. If no acid is used, excellent adhesion and no skip plating evidence the correct polarity.

    vi پاکسازی برقی دو قطبی:این نوع خاص از پاکسازی برقی عموما در خطوط نواری پیوسته مورد استفاده قرار می گیرد که در آنها جریان برق یا ولتاز بالا مورد نیاز است. به منظور جلوگیری از جریانات و پتانسیل های بیش از حد در رول های تماسی و نوار های فلزی و همچنین برای کاهش جریان های غلط آسیب پذیر و خوردگی الکتروشیمیایی تجهیزات، دو قطبی سازی به عنوان وسیله پاک کنندگی برقی استفاده می شود. آند ها و کاتد ها از هم جدا می شوند و با این چیدمان قطب های مخالف بر روی نوار ایجاد می شوند. توجه به این مسئله مهم است که به منظور جلوگیری از هرگونه ترسیب کاتدی ناخواسته، آندی در انتهای چرخه قرار داده شود. طراحی سل های با دانسیته جریان بالای با استفاده از هر وسیله ای برای افزیش پاک شوندگی از طریق فواصل مجاز فشرده ، ترتیبات شبکه و غیره استفاده می شود.

    vi. Bipolar electrocleaning: This particular kind of electrocleaning is used mainly in continuous strip lines where high amperages and/or voltages are required. In order to prevent excessive currents and potentials being applied on contact rolls and metal strips as well to minimize detrimental stray currents and electrochemical corrosion of equipment, bi-polarity is utilized as means of electrocleaning. Anodes and cathodes are separated and by such arrangement opposite polarity are induced on the strip. It is important that strip finish anodic at the end of the cycle to prevent any possible, unwanted cathodic deposition. High current density design  cells are utilizing any means of enhancing cleaning via close spacing forced flow, grid arrangements and similar.

    vii جنبه های فیزیکی و شیمیایی پاکسازی برقی:بر اساس واکنش های ساده ای که در زیر نشان داده شده است، پاکسازی برقی، بعنوان بخشی از عمل سایش گازهای هیدروژن و اکسیژن تولید شده در کاتد و آند است.

    4OH- - 4e        2H2O + O2  and,

     4H2O + 4e        2H2 +4OH-

    فرایندهای کاتدی و آندی، در آبکاری همانند پاکسازی برقی مستقیما به دانسیته جریان بکار گرفته شده بستگی دارد (جریان مستقیم). به طور قراردادی، این پارامتر بصورت آمپر به ازای مساحت سطح، (A / Dm 2 یاA / ft 2)، از هر دو سمت قطعه ای که بصورت برقیپاک شده است در نظر گرفته می شود. با این حال، توزیع جریان اولیه بستگی به هندسه قطعات دارد و در نتیجه توزیع جریان برق یکنواخت نیست بلکه در لبه ها بیشتر است و در مناطق تو رفته یا مقعر قرار دارند کمتر است. طبق قانون فارادی، در زمان معین، هرچه جریان برق بیشتر باشد، متصاعد شدن گازهای هیدروژن یا اکسیژن بیشتر شده، و در نتیجه انحلال فلز بیشتر و فرایند تمیز شدن بیشتر خواهد شد. در این حال یک نقطه بازگشت وجود دارد، همانطور که در دانسیته جریانهای بالا، اثرات انحلال (اچینگ) و اکسیداسیون (لکه دار شدن) تاثیر می گذارد.

    vii. Physico-chemical aspects   of electrocleaning.  Electrocleaning action is, in part provided by scrubbing action of hydrogen and oxygen gases that are generated on the parts or counter anodes, according to simple reactions:

    4OH- - 4e          2H2O + O2  and,

     
       

     4H2O + 4e         2H2 +4OH-. Cathodic and anodic processes, in electroplating as well in electrocleaning steps are directly dependent on the applied current density (CD). By convention, this is taken as amperes per of surface area, (A/dm2 or A/ft2),of both sides of the electro cleaned part. However, the primary current distribution, which is dependent on geometry of the parts, and, consequently working CD is not uniform, tending to be higher at edges and lower in recesses. In accordance with Faradays Law, at given time, the higher the CD, the greater is the evolution of gaseous hydrogen or oxygen, metal dissolution, and cleaning. There is point diminishing return, as at very high current densities, damaging dissolution (etching) and oxidation (tarnishing) effects become more prominent.

    در بسیاری از فرایندهای آبکاری، تلاش جهت محاسبه شدت جریان مناسب جهت پاک کنندگی برقی چندان به نتیجه نمی رسد بطوریکه اغلب این محاسبه شدت جریان بصورت تجربی و غیر علمی است. این موارد به ویژه زمانی درست است که قطعه شکل نامنظمی دارد و یا از قسمتی به قسمت دیگر شکل هندسی قطعه متفاوت هستند. این مسئله باید درنظر گرفته شود که مقاومت به فاصله آند و کاتد، نوع فرمولاسیون پاک کننده، غلظت ان، دما و نوع شرایط ( مانند پسیو بودن) الکترود مزدوج دارد. پاک کنندگی برقی معمولا در 4 تا 9 ولت انجام می شود. اگر فقط به ولتاژهای پایین دسترسی دارید، مقاومت پاک کننده می تواند برای فراهم کردنCD مناسب از خروجی منبع تغذیه کننده برقDC بسیار زیاد باشد و از این رو پاکسازی برقی میتواند یک فرایند حاشیه ای باشد. در این موارد اصولا باید یک پاک کننده با هدایت الکتریکی بیشتر (مانند ترکیبات پتاسیمی) مورد استفاده قرار بگیرد و سیستم پاک کننده برقی برای تماسهای ضعیف یا سایر مشکلات مورد ارزیابی قرار بگیرد.

    Often treated as empirical and non-scientific art, in many plating plants, effort is not made to calculate the actual electro cleaning current density. These instances are especially true where parts are of irregular shape or vary from batch to batch. It should be, however kept in mind that resistance depends on anode/cathode distance, type of the  electrocleaner, its concentration, temperature and the type and the condition (e.g., passivity) of counter electrode. Electrocleaning is usually carried out at four to nine volts. If only low voltages are available, resistance of the electrocleaner can be too great for the DC power supply output to provide adequate CD, and electrocleaning can be marginal. A cleaner of higher conductivity should be used (e.g. potassium based) and the electrocleaning system examined for poor contacts or other electrical problems.

    یونهای تک ظرفیتی مانند پتاسیم (K+1)، سدیم (Na+1)، کلرید (Cl-1) یا هیدروکسیل (OH-1)، در مقایسه با یونهای چند ظرفیتی مانند اورتوفسفات(PO4-3) تحرک بیشتری دارند. مخصوصا یون هیدروکسیل بسیار متحرک است، بنابراین قلیاهای قوی مانند پتاسیم هیدروکساید یا سدیم هیدروکساید، حامل های موثر جریان برق هستند و در نسبت های بالا جهت افزایش "هدایت الکتریکی" در فرمولاسیونهای پاک کننده های برقی وجود دارند. این یونها در دماهای بالاتر تحرک بیشتری دارند که به همین دلیل در پاک کننده برقی مورد استفاده قرار می گیرند و همچنین برای افزایش دیترجنسی سورفکتانت به پاک کننده در فرمولاسیون وارد شده اند.

    Monovalent ions such as potassium (K+1),sodium (Na+1), chloride, (Cl-1) or hydroxyl (OH-1) are more mobile than polyvalent ions, such as orthophosphate (PO4-3). The hydroxyl ion is especially mobile, so that the strong alkalis, e.g., potassium hydroxide or sodium hydroxide are efficient current carriers and are present in high proportions in "high conductivity" electro cleaners. These ions are also more mobile at higher temperatures, which is for this reason favored in electrocleaning as well as for enhanced detergency of the surfactant system that is incorporated in the electrocleaner formulation.

    تاثیر نسبی رسانایی الکترو پاک کننده بر روی تمیز کردن تنها به صورت کیفی ارزیابی شده است. تفاوت بین یک  پاک کننده برقی با "رسانایی بالا" و "رسانایی کم" ممکن است 10 تا 25 درصد از کل مقاومت باشد. عوامل دیگری همچون وضعیت تماس بر روی رک ها یا میله هی نگاه دارنده، تغییرات در مساحت سطح کل، شکل قطعات که همگی به نحوی می توانند توزیع جریان را تحت تاثیر قرار دهند از طرفی سطح فیلم در الکترود مخالف نیز ممکن است به همان اندازه قابل توجه باشد.

    The relative effects of conductivity of the electro cleaner on cleaning have been assessed only qualitatively. The difference between a "high conductivity" and "low conductivity" electrocleaner might be 10 to 25% of the total resistance. Other factors such as condition of the contacts on the rack or on the bus bars, variations in total surface area, shape of the parts as they influence current distribution or surface film on the opposing electrode may be equally significant.

    viii آلاینده های کروم پس از آبکاری کروم: کرم فلزی ترسیب شده بر روی رک ها ،در مخازن جدا، و پیش از ان که قطعات مشابه را بر روی آنها در خط جدید سوار کنند باید از روی رکها زدوده شود. اگر این فرایند انجام نشود و یا کامل انجام نشود، کرم بصورتCr+6 در محلول پاک کننده حل خواهد شد. علاوه بر این پاک کننده های آندی اغلب بعنوان وسیله ای برای جدا کردن کرم از رکها استفاده می شوند و باعث پر شدن محلول پاک کننده از کرم شش ظرفیتی می شوند. منبع دیگری برای ایجاد آلودگی کرم ناشی از کرومیک اسیدی است که در وانهای آبکاری وجود دارد و از طریق خلل و فرج و یا منافذ موجود ب روی رکها می تواند داخل محلول پاک کننده برقی کشیده شود.

                                                  viii. Chromium Contaminations After chromium plating, the chromium metal deposited on the racks is normally stripped, in the separate tank, before the same racks are loaded with the parts and send again through the line. If this is not done, or if done incompletely, the chromium is dissolved in the cleaner, in the hexavalent state (Cr+6).Moreover, the anodic cleaner is often used as a mean of stripping chromium from the racks, and loading the electrocleaner with unwanted Cr+6. Another source of chromium contamination of the electrocleaneris the chromic acid, from the chromium plating tank that is trapped in cracks or holes of improperly maintained plating racks.

    اثرات آلودگی کرم عموما مورد بحث است. به احتمال زیاد اثر آلودگی کرم در پاک کنندگی آندی فولاد حداقل است، اما درفرایند پاک کنندگی کاتدی برقی فولاد بسیار مهم است چرا که در این وضعیت ممکن است بدلیل تشکیل فیلمهای سطحی چسبندگی پوشش آبکاری بعدی با مشکل موجه شود. توجه به این نکته ضروری است که بیشترین تاثیرات آلودگیCr+6 امکان وارد شدن آن به محلول آبکاری مس یا نیکل است، جایی که کروم بسیار مضر است. بدیهی است که این مسئله با آبکشی و شستشوی موثر قابل مرتفع شدن شود. کروم شش ظرفیتی را می توان به حالت سه گانه کاهش داد که ضرر ان به مراتب کمتر می باشد. این کار با افزودن مقدار کمی از عوامل کاهش دهنده مانند 0.2 تا 0.4٪ (0.5-1 اونس / گال)، بیسولفیت سدیم (NaHSO3)، هیدروسولفیت (Na2S2O4)، یا متابی سولیفیت(Na2S2O5). در موارد ضروری،از شکر می توان صرفا در همان زمان زمانهای خاص استفاده کرد. البته تاثیر این روش گذرا است، چراکه به مرور قدرت کاهش سولفیتها در نهایت از تحلیل می رود و کروم در آند مجددا اکسید می شود. در نهایت، مقادیر زیادی از عامل کاهنده مورد نیاز است که البته در مقایسه با تعویض کامل وان هزینه آن به مراتب کمتر است.

    The effects of "chromium contamination” is often argued. It is quite likely that effects are minimal in the  anodic cleaning of steel, but quite significant in  cathodic cleaning of steel, where surface films may form which prevents good adhesion of electroplate. It is considered that the greatest effect of Cr6+ contamination is the possibility of drag-over to the copper or nickel   plating bath, where chromium is very detrimental. Obviously, this is dependent on effective rinsing and can be avoided. Hexavalent chromium can be reduced to the trivalent state, in which form it appears to be less harmful. This is done by the addition of small amounts of reducing agents e.g., 0.2 to 0.4 % (~ 0.5-1 oz/gal), of sodium bisulfite (NaHSO3),hydrosulfite (Na2S2O4),or metabisulfite (Na2S2O5). For emergencies, sugar can be used, just like in old times. This effect is a transient one, as the reducing power of the sulfites is eventually lost and the chromium reoxidizes at the anode. Eventually, excessive quantities of reducing agent are required and it is cheaper to replace the bath.

    ix تعمیر و نگهداری و بهره برداری از تجهیزات پاک کننده برقی:احتمالا هنگام طراحی وانهای خطوط آبکاری، بدلیل گستردگی زیاد کار، کمترین توجه ممکن در مورد وانهای پاک کننده برقی است. با توجه به پنجره عملیاتی بزرگ، احتمالا در هنگام طراحی خطوط ریخته گری بیشتر به نظر می رسد. فولاد دارای منفذ، می تواند برای به دست آوردن سطح بهینه و گردش محلول به عنوان آند یا کاتد مورد استفاده قرار گیرد. آنها باید به گونه ای قرار بگیرند که به راحتی برای بازرسی و تمیز کردن دوره ای قابل دسترسی باشند. تمیز کردن دوره ای و مرتب آنود / کاتد برای حذف دوده، اکسیدها و سایر ذرات باردار ضروری است. استفاده از وان به عنوان آند یا کاتد توصیه نمی شود، زیرا توزیع جاری ثابت است و کنترل کمی به دست می آید. این مسئله منجر به توزیع غیر یکنواخت جریان و منبعی برای جریانهای هرز می شود. بسیاری از مشکلات فرایند پاک کنندگی برقی، مانند تمیز کردن کم و یا تمیز کردن بیش از حد، با رعایت موارد ذکر شده می توانند به حداقل خود کاهش یابند.

    ix. Maintenance and Operation of Electrocleaning Equipment. Electrocleaner tank configuration is probably least considered when designing of any plating line, because of the large operating window. Corrugated or mesh steel can be used as anodes or cathodes to provide optimum surface area and solution circulation. They should be positioned in such way as to be easily accessed for periodic inspection and cleaning. Periodic cleaning of the anode/cathode is necessary to remove plated-on smut, oxides, and other charged particles. Using the tank as the anode or cathode is not recommended, because the current distribution is fixed and little control is obtained. This leads to uneven current distribution and a source for stray currents. Many electrocleaning problems, such asunder- and over-cleaning, have been traced to such a practice.

    تهیه شده در واحد پژوهش و گسترش جلاپردازان پرشیا (JP)

    آذر 96

     

    منابع References

    1. J.W.  Olrhalek and H. A. Skinner, US Patent 3,663.386 (5/16/1978).

    2.S.S. Spring, Met. Finish., 62(2)54(1964(.

    3.A. Pollack and P. Westphal, “ An Introduction to Metal Cleaning and Degreasing”, R. Draper,

    Teddington, UK (1963)

    4. N.R. Horikawa, K.R. Lange and A. B.  Middleton, Proceed. Amer. Electropl . Soc., 51, (1964), pp. 86-91.

    5. S.S. Fray and G. A. Lux, Plating, 52(12),273(1965).

    6. S.S. Fray , Proceed. Amer. Electropl . Soc.,  48, (1961), p. 218.

    7. J.B. Mohler, Met. Finish., 72(8)35(1974).

    8.N.V. Mandich, Plat. Surf. Finish ., 84(12),91(1998).

    9. A. K. Graham,Proceed. Amer. Electropl . Soc.,  47, (1960), pp. 41-44.

    10. N.V. Mandich, Plat. Surf. Finish ., 89(3)40(2002).

    11. N. Zaki: ” Electrocleaning” in : Ref. 2, pp.128-133.

    تهیه شده در واحد پژوهش و گسترش جلاپردازان پرشیا (JP)

    آذر 96

  • پاکسازی سطح آماده سازی سطح پیش از آبکاری-قسمت 1

    آماده سازی سطح پیش از آبکاری (قسمت اول مقدمه ای بر پاکسازی سطح)

    Surface Preparation of Metals Prior to Plating (part 1: introduction to surface cleaning)

    I. DEFINITION OF CLEAN SURFACE

    In the preparation of almost all metals for decorative plating, one of the most, if not the most important consideration, is the preplating sequence: cleaning process. This is so, because the appearance, adhesion and acceptance of the finished article depend primarily on a sound foundation for the final finish, which is achieved only with an active and clean substrate.

    1-   تعریف پاکسازی سطح (تمیزکاری سطح)

    در فرایند آبکاری یکی از مهمترین مراحل آماده سازی سطح، تمیز کردن سطح است. این به این دلیل است که ظاهر، چسبندگی و قابل آبکاری بودن سطح در درجه اول بستگی به یک بسترفعال و تمیز دارد.

    Clearly, only a properly designed preplating sequence will result in quality parts. It is not question of whether or not cleaning is required, but what type of cleaning should be used. Clean can mean many different conditions to many people.

    مشخصا، تنها یک توالی آماده سازی از پیش طراحی شده می تواند به قطعات با کیفیت منجر شود. سوال این نیست که آیا تمیز کردن مورد نیاز است یا خیر، بلکه مسئله این است که چه نوع فرایند پاکسازی باید مورد استفاده قرار گیرد. پاکسازی سطح ممکن است تحت شرایط متفاوتی توسط افراد انجام بگیرد.
    Cleaning is loosely defined as the process of removing unwanted contaminants or dirt from a surface. A practical definition of word clean is “containing no contaminants that would interfere with satisfactory deposition of one adhering finish”. It is differentiated from other finishing processes in that the cleaning process does not alter the surface physically or chemically. تمیز کردن سطح اساسا بعنوان حذف آلودگیهای ناخواسته یا کثیفی از روی سطح است. منظور از تمیز کردن این است که هیچ گونه آلودگی که مانع چسبندگی پوشش آبکاری شده بر روی سطح باشد وجود نداشته باشد. در واقع برخلاف سایر فرایندهای آبکاری، پاکسازی سطح زبق این تعریف باعث تغییرات فیزیکی یا شیمیایی در سطح بستر نمی شود.

    A properly cleaned surface is just the same as it was prior to cleaning, except for the missing soil For example, to the spray painter, “clean” can be simple freedom from oil or grease. A plater will need to go further, in that his work must also be free of rust, scale, oxide and smut.

    سطحی که تمیز می شود کاملا مشابه با پیش از تمیز شدن خود است با این تفاوت که گردوغبار و آلودگیهایی که روی آن بوده اند حذف شده است. بعنوان مثال برای رنگ آمیزی با اسپری، تمیز شدن را می توان حذف روغن و چربی تعریف کرد. اما این مفهوم برای یک آبکار کمی فراتر از زدودن روغن و چربی است بلکه او نیاز دارد تا کلیه زنگ زدگیها اکسیدها و دوده ها را نیز از سطح قطعه پاکسازی نماید.

    A nickel-chromium decorative plater would be especially more critical, since minor rust and scale would appear on finished parts as white frosty spots, pits, roughness or even black spots

    حساسیت یک آبکار نیکل-کروم تزئینی حتی از این هم باید بیشتر باشد چراکه کوچکترین زنگ زدگی و لکه می تواند در قسمتهای آبکاری شده ایجاد لکه های سفید، حفره، زبری و یا حتی لکه های سیاه می شود.
    A cyanide zinc plater may not be as critical, since less than thoroughly clean parts would come acceptable, mostly because cyanides, inherently, are good cleaners because of their high alkalinity and ability to complex many metal ions. اما این میزان حساسیت برای یک آبکار که در زمینه روی سیانیدی فعال است چندان الزامی ندارد، زیرا سیانیدها به خودی خود به دلیل قلیائیت بالایی که دارند پاک کننده های قوی محسوب می شوند و می توانند با بسیاری از فلزات کمپلکس تشکیل شوند.
    Can conditions of clean and active surface be achieved ion a reasonable, uncomplicated and cost effective manner? For the plater, we can contentedly state that such a condition can be attained. آیا امکان دست یابی به شرایط پاکسازی و فعالسازی سطح که ساده، ممعقول و مقرون به صرفه باشد وجود دارد؟ ما با اطمینان خاطر میگوئیم که برای یک آبکار، این شرایط قابل حصول است.
    Today, platers are taking parts, as they receive them, and are placing these parts through a cleaning process cycles in hand lines, hoist lines, automatic lines and strip lines with even more successful than ever before. If we want to be successful in cleaning today, we must handle cleaning processes with the same care and control as we do with plating processes. امروزه، آبکارها به محض اینکه قطعه ای را دریافت می کنند، آن را بصورت دستی، خطوط اتوماتیک و یا خطوط نواری در چرخه پاکسازی قرار میدهند. اگر امروزه ما بخواهیم در پاکسازی موفق باشیم باید فرایند پاکسازی را با همان دقتی که سایر فرایندهای آبکاری را با دقت کنترل میکنیم آن را نیز مدیریت کنیم.

    The day of the single cleaner tank is gone forever. Contemporary cleaning systems must remove oil, grease, scale, rust and inert particles. In other words, they must degrease,  saponify, emulsify, acid dip (pickle), neutralize, activate, etc. in order to obtain aclean” part for plating. To do all this, several tanks and solutions are required, depending upon the type of soil, available time and temperature, and the basis metal being processed. To measure the degree of cleaning more sophisticated methods for cleanliness evaluation are now available: Radio Isotopes,UV Fluorescence,Evaporative Rate Analysis,Atomizer test,X-ray fluorescence, Water Spray,Modified Contact Angle Method,Conductivity Method,Solubility Parameter Technology,Surface Potential Difference,Optical Stimulated Electron Emission, Electrochemical Meassurments,Kinetic parameters (overpotential (among others.  Kuhn elaborated in detail a number of methods for measuring surface cleaningless, ranging from simple to more sophisticated instrumental methods

    امروزه دوران تانکهای پاک کننده ای که تنها یک فرایند را انجام می دادند به اتمام رسیده است. تانکهای پاک کننده امروزی باید قادر باشند همزمان چربی، روغن، گریس، زنگ زدگی و ذرات بی اثر را حذف کنند. بعبارت دیگر آنها باید همزمان چربی زدایی، صابونی کردن، امولسیون کردن، اسید شویی، خنثی سازی، فعال سازی و غیره را برای بدست آوردن یک سطح تمیز جهت آبکاری فراهم کنند. برای انجام کلیه این موارد، بسته به نوع آلودگی، زمان و دمای در دسترس، و فلز پایه چندین وان و محلول مورد نیاز است. ام برای اندازه گیری درجه تمیز کردن روش های پیچیده تر برای ارزیابی پاکیزگی در حال حاضر در دسترس است: ایزوتوپ های رادیویی، فلورسانسUV، تجزیه و تحلیل نرخ تبخیر، آزمون اتمیزور، لواژه ی اشعه ایکس، اسپری آب، روش زاویه اصلاح شده، روش هدایت الکتریکی، تکنولوژی پارامترهای حلالیت، بتا-بسکتبال، تفاوت پتانسیل سطحی، در حال حاضر، برای اندازه گیری میزان تمیز شدن روش های پیچیده تر برای ارزیابی پاکیزگی در دسترس است: رادیو ایزوتوپ ها، فلورسانسUV، آنالیز نرخ تبخیر، آزمون اتمیزه کننده، لواژه ی اشعه ایکس، اسپری آب، روش زاویه اصلاح شده، روش هدایت الکتریکی، تکنولوژی پارامترهای حلالیت، تفاوت پتانسیل سطحی، فلورسانس پراش پرتو ایکس، اسپری اب، روش زاویه تماسی اصلاح شده، هدایت سنجی، تکنولوژی پارامتر انحلال، پتانسیل اختلاف سطح، انتشار نوری الکترون تحریک شده، اندازه گیریهای الکتروشیمیایی، پارامترهای سینتیکی. کوهن جزئیات روش های متعددی را برای اندازه گیری پاکسازی سطح که مجموعه ای از روش های ساده و پیچیده ای با ابزارهای مختلف هستند را ارائه داد.

    The final test, of course, is the end result: an acceptable finish. Perhaps the most universal practical measure of the “clean surface” which is usually reliable, but not necessarily foolproof, is the “water break free” surface. This means that the part will be enveloped with a film of water, which does not form droplets or water beads. If a part is processed by alkaline type of cleaning, a quick dip in a mild acid, followed by a clean rinse is usually more indicative. On iron and steel parts, a uniform continuous cooper coating is fair indication of a clean surface.

    البته تست نهایی، یا بعبارتی نتیجه ای نهایی است که منجر به یک پایان قابل قبول شود. شاید رایج ترین اندازه گیری برای "سطح تمیز" که معمولا قابل اعتماد است، اما نه الزاما عاری از خطا، "جاری شدن آب" روی سطح است. این به این معنی است که قسمتی از قطعه که با آب خیس می شود حالت منقطع و جزیره ای را تشکیل نمی دهد. اگر قطعه ابتدا با روش قلیایی تمیزشود، بعد از یک شستشوی سریع در اسید ملایم آبکشی شود اثر این تست واضح تر قابل مشاهده است. در قطعات آهن و فولاد، یک پوشش مداوم یک پوشش یکنواخت و پیوستهcooper نشان از یک سطح تمیز است.

    indication of a clean surface.

    . II. THE BASIS METAL

    The composition, physical properties and chemistry of the basis metal influence the selection of the cleaning procedure.The condition of the basis metal is equally important. For example, a piece of metal with heat or welding scale requires much more processing than non-oxidized cold rolled steel. High carbon steels require a different cleaning process than low carbon types, etc. The cleaning medium must be designed to be compatible with the metal being processed. A cleaning process that does an excellent job of soil removal but severely attacks or even slightly etches the metal surface is usually unacceptable. Therefore, it is important to select a medium, which either does not attack the metal, or one, which the attack is controllable to produce a desire effect.

    فلز پایه

    ترکیب، خواص فیزیکی و شیمیایی فلز پایه نقش بسزایی در انتخاب فرایند پاکسازی دارد. شرایط فلز پایه به همان میزان حائز اهمیت است. برای مثال، یک تکه فلز که عملیات حرارت دهی یا جوشکاری بر روی آن انجام شده است به پرداخت بیشتری در مقایسه با فولاد نورد سرد غیر اکسیداسیون دارد. فرایند پاکسازی فولاد با کربن بالا در مقایسه با فولاد حاوی کربن کم متفاوت است. محیط پاک کنندگی باید کتناسب با فلز مورد نظر طراحی شود. یک فرایند پاکسازی باید ضمن حذف موثر آلودگیها از سطح قطعه کمترین آسیب یا اچ شدگی را روی سطح ایجاد کند. بنابر این، انتخاب شرایطی که به فلز پایه آسیب نزند و یا اگر می تواند آسیب بزند این فرایند قابل کنترل باشد به نحوی که باعث گرفتن نتیجه مطلوب شود بسیار مهم است.

    Process cycles should be made as uncomplicated as possible thereby reducing costs. For example, it would be unreasonable to set up a cleaning cycle for phosphatizing,  chromating, electropolishing or anodizing as one would for electroplating – the reason being simply that the cleaning prior these processes are not as critical as those prior to electroless plating or electroplating. Then again, it is wise not to cut corners where sound cleaning may be sacrificed. Consequently, it is extremely important to match the cleaning cycles to the particular plating system taking into the consideration the type of soil to be removed, from both the economical and functional viewpoints. چرخه پاکسازی باید حتی المقدور ساده باشد که کمترین هزینه را در پی داشته باشد. به عنوان مثال، غیر منطقی است برای فسفاته کردن، کرومات کردن، الکتروپولیش کردن یا آنودایزینگ فرایند پاکسازی سطح انجام شود دلیل ان نیز مربوط به این می شود که تمیز کردن قبل از این فرایندها به همان اندازه که برای فرایندهای الکترولس یا الکتروپلیتینگ مهم است، حائز اهمیت نمی باشد. همینطور، تمیز کردن نقاطی که قرار است بعنوان نقاط فدا شونده استفاده شوند چندان عاقلانه بنظر نمیرسد. در نتیجه، توجه به این مسئله بسیار حائز اهمیت است که چرخه پاکسازی باید متناسب با نوع آبکاری که انجام می دهیم هماهنگ شود تا بتوانیم نوع خاص آلودگی که هم از نقطه نظر عملکردی و هم به جهت اقتصادی مد نظر است را حذف کنیم.

    III. CHOICE OF CLEANING METHODS

    Durney eloquently describes the definition of soil  where he compared the soil with the weed: “A weed is a plant that is out of place. A rose bush in a wheat field is a weed. A wheat stalk in a rose garden is a weed. A rust proofing oil on a part in storage is not a soil. Only when a part moves to the finishing room  does it become a soil”. Poet John Milton observed in a bit more lyrical way: “…  that soil may best/ Deserve the precious bane ”.

    III. انتخاب روش پاکسازی

    دورنی به شیوایی تمام تعریف جالبی از آلودگی ارائه می دهد، او در این تعریف آلودگی را با علف های هرز مقایسه می کند: از نظر او "یک علف هرز گیاهی است که خارج از محلی که باید می روید. یک بوته رز در یک مزرعه گندم یک علف هرز است. یک ساقه گندم در یک باغ گل رز یک علف هرز است. بعبارتی یک روغن زنضد زنگ در جایی که باید نگه داری شود ابدا بعنوان آلودگی دیده نمیشود اما همین روغن در بخشی از یک قطعه که قرار است آبکاری شود دیده شود حتما بعنوان آلودگی سطح دیده خواهد شد.

    Obviously the type of soil, as well as both the amount of it present and degree of adhesion to the metal surface are factors that must be considered. Other important factors will include the cleaning cycle and the proper method of soil removal. In addition to the composition of the cleaner, the selection of a proper cleaning cycle will depend on a number of variables. Some of them are the design and fragility of component parts, the contemplated methods of parts handling, and the production requirement. بدیهی است که نوع آلودگی، مقدار آن و  میزان چسبندگی آن به سطح فلز، عواملی هستند که باید مورد توجه قرار گیرد. سایر عوامل مهم شامل چرخه تمیز کردن و روش مناسب حذف آلودگی می باشد. علاوه بر ترکیب پاک کننده، انتخاب یک چرخه تمیزکاری مناسب به تعدادی متغیر بستگی دارد. برخی از آنها عبارتند از طراحی و تردی قطعات، روش های در نظر گرفته شده برای جابجا کردن قطعات و تولید مورد نیاز است.

    With the ever-increasing government regulations of effluents, it is now universally accepted that surfactants be biodegradable, meaning that they can be destroyed by the bacteria present in sewage and waste treatments plants.There are many, many different types of soils that can contaminate parts to be plated. The examples  of some of the common soils that platers are encountering in their daily practice are

    1. Mill oil.
    1. Forming lubricants: a)  Sulfonated or chlorinated types as applied to metals such as brass. b) Lard oil – as used in forming aluminum and as a protective coating.
    1. Drawing Compounds– lubricants containing molybdenum disulfide or powdered graphite and chlorinated oils.
    1. Rust preventative oils– high viscosity oils containing  sulfonated soaps or organic corrosion inhibitors.
    1. Shop soils– dirt, dust, metal chips, cutting oils, marking inks, and fingerprints.
    1. Polishing and buffing residues– can and do contain metallic particles.
    1. Metallic smuts– powdering of the basis metal mixed with the oils on the surface.
    2. .Carbon smuts.
    3. Oxides and scale, and weld spots.

    با توجه به مقررات در حال توسعه دولتها برای پسابها، امروزه در ارتباط با اینکه سورفکتنانتها الزاما باید زیست تخریب پذیر باشند اتفاق نظر جمعی وجود دارد، به این معنی که باکتری هایی که در گیاهان روییده شده در مسیر فاضلابها و دفع زباله ها وجود دارد، بتوانند آنها را از بین ببرند. انواع یسیار متفاوتی آلودگی وجود دارد که می تواند سطحی را که باید آبکاری شود را آلوده کنند. از جمله آنها که عموما آبکارها با آنها در ارتباط هستند عبارتند از:

    1. روغن میل.

    2. روان کننده های شکل دهنده: الف) انواع روان کننده های سولفونه شده و کلرینه شده که بر روی  فلزاتی مانند برنج اعمال می شود. ب) روغن ذرت - همانطور که در شکل دادن آلومینیوم  به عنوان یک پوشش محافظ استفاده می شود.

    3. مواد کشش روان کننده هایی که حاوی دی سولفید مولیبدن یا گرافیت پودری و روغنهای کلرینه شده می باشند.

    4. روغن های ضد زنگ - روغن های با گرانروی بالا گرانروی حاوی صابون های سولفونه شده یا بازدارنده های آلی که برای ممانعت از خوردگی استفاده می شوند.

    5. آلودگیهای معمولی، خاک، گرد و غبار، تراشه های فلزی، روغن برش، جوهر علامت گذاری و اثر انگشت.

    6. بقایای موادی که جهت پولیش یا پرداخت کاری استفاده می شوند می توانند ذرات فلزی را آلوده کنند.

    7. پودر فلزات - پودر فلز پایه مخلوط با روغن روی سطح.

    8. دوده کربن

    9. اکسیدها و مقیاس و نقاط جوش.

    It is often assumed that all soils can be easily removed. Often neglected is that soils can change character on standing, unfortunately in the direction of becoming more difficult to remove. Sometimes they can attack the base metal, leading to additional troubles latter. In addition to all other variables, time of standing has to be accounted for. However, the cleaning operations can be much less troublesome, and reject rates lower if the origin and the nature of the individual soils are more widely understood. Clearly, the types of cleaning methods for removing the above soils is closely related and directly dependent on the composition, condition and the amount of the soils present. It can be deliberated as follows:

    اغلب فرض می شود که تمام آلودگیها را می توان به راحتی حذف کرد. اما مسئله ای که اغلب نادیده گرفته می شود این است که آلودگی ها عموما می توانند ویژگیهای قرار گیری خود را تغییر دهند و اغلب بنحوی جهت گیری میکنند که سختتر قابل جدا شدن از روی سطح باشند. گاهی اوقات آنها به فلز پایه حمله میکنند که این میتواند خود باعث مشکلات عدیده شود. علاوه بر تمام متغیرها ، زمان ماندن چربی باید درنظر گرفته شود. با این حال، عملیات تمیز کردن می تواند بسیار مشکل تر باشد، و اگر میزان، منشا و ماهیت آلودگی خاصی که قرار است پاکسازی شود مشخص شود احتمال عدم موفقیت در این فرایند به مراتب کاهش می یابد. مشخصا نوع روش پاکسازی برای از بین بردن آلودگیهایی که در بالا بحث شد به طور مستقیم وابسته به ترکیب، شرایط و مقدار آلودگی موجود است. این موضوع به شرح زیر قابل بحث است:

    A.  SOAK CLEANING

    The workhorse of the industry, soak cleaners are intended to remove the major portion of heavy, oily soils, quickly, effectively, safely and economically. In addition, they should also meet P006 sludge reduction mandate, OSHA regulations, facilitate analytical control and simplify waste management.

    پاکسازی غوطه وری

    یک کارگر صنعت که با پاک کنندهای محلول سروکار دارد، ترجیحا تمایل دارد بخش عمده ای از آلودگیهای سنگین روغنی را به سرعت، به طور موثر، با حداقل میزان خطر و البته کمترین هزینه ممکن از بین ببرد. علاوه بر این، آنها همچنین باید دستورالعمل کاهش لجنP006، مقرراتOSHA، تسهیل تحلیلی و ساده سازی مدیریت ضایعات را رعایت کنند.

    The parts are submerged in tanks containing hot alkaline cleaning solution. The concentration and temperature should be as high as it is safe for the particular metal. In this way the cycle time is minimized. Agitation is required, although not universally practiced, in order to in addition to chemical and thermal energy, speed up solubilization, wetting, emulsification and saponification of the soils. The soak cleaners are generally classified as light and heavy duty.

    قطعات در وانهای حاوی محلول قلیایی داغ غوطه­ور می­شوند. غلظت و درجه حرارت باید به نحوی تنظیم شود که آسیبی به قطعه وارد نشود. به این ترتیب زمان چرخه به حداقل می رسد. تحریک مورد نیاز است، اگرچه عمل نمی آید، به منظور افزایش تاثیر مواد شیمیایی و انرژی حرارتی، سرعت بخشیدن به به فرایند انحلال، خیس شوندگی، امولسیون و صابونی شدن آلودگی بعضا نیاز می شود محلول تحریک شود. عموما سیستمهابی پاک کننده محلول را به دو دسته ملایم و قوی طبقه می شوند.

    light Duty Soak Cleaners. Numerous metal finishers use these of type cleaners, especially those who process buffed metals. These cleaners are composed of inorganic builders, wetting agents, buffering salts, sequestering agents, dispersants, inhibitors, and sometimes solvents and coupling agents. Powder blend or liquid concentrates are formulated to accommodate specific applications. They function by wetting, emulsifying, dispersing and solubilizing the soil. They are rarely used at room temperature, but rather at temperatures ranging from 660C (1500F) to boiling, at concentrations from 4 to 10% by volume or 4 to 8 g/l (6 -12 oz/gl). They are frequently used for light type of soils and non-ferrous metals.

    پاک کننده های محلول ملایم:

    تعدادی از آبکارها از این نوع پاک کننده ها استفاده می ­کنند بویژه آنهایی که بیشتر با فرایندهای جلا دهندگی فلزات در ارتباط هستند. این پاک کننده حاوی مواد معدنی، عوامل تر کننده، نمکهای بافری، مواد دیسپرس کننده، بازدارنده ها و بعضا حلال های آلی و عوامل کمپلکس شونده هستند. مخلوطهای پودری یا کنسانتره مایع برای کاربردهای خاصی فرموله شده اند. آنها برای خیس کردن، پراکنده کردن، حل کردن، امولسیون کردن آلودگیها استفاده می شوند. این محلولها به ندرت در دمای اتاق استفاده می شوند و عمدتا دمای کاری بین0C66 تا دمای جوش محلول، و غلظت 4 تا 10%  وزنی یا 4 تا 8 گرم بر لیتر (6 -12 oz/gl) دارند. این محلولها عمدتا برای برای فلزات غیر آهنی و آلودگیهای سبک استفاده می شوند.

    The builders used in light-duty alkaline cleaners are those yielding a lower pH range of 11.2–12.4, for a concentration range of 3 to 4 g/l (4–6 oz/gl). They differ from the heavy-duty alkaline cleaners, in that they contain little or no caustic soda (NaOH) or caustic potash (KOH), thus they are of little value where saponification of soils and oils containing the fatty acids is required. By virtue of having the lower pH, they are also less stable to acidic contamination from acid drag-in than heavy-duty cleaners.

    موادسازنده ای که در پاک کننده های ملایم استفاده می شوند آنهایی هستند کهpH محلول را با غلظت 3 تا 4 گرم بر لیتر در حوالی 12.4-11.2 تنظیم می­کنند. این پاک کننده ها از این جهت که فاقد ترکیباتی چون سود و پتاس هستند با همتایان قوی خود متفاوت هستند، زیرا بدلیل عدم وجود این مواد امکان صابونی شدن چربیها و روغنهای موجود روی سطح وجود ندارد. از طرفی به دلیلpH پایینتری که دارند نسبت به آلوده شدگی توسط ورود اسید به داخل وان، پایداری کمتری در مقایسه با پاک کننده های قوی نشان می دهند.
    The popularity of light-duty alkaline cleaners is due to their effectiveness in removing contamination from aluminum, steel, copper and zinc base die-castings without etching or tarnishing the base metal. This is made possible with silicates, which effectively inhibit or protect zinc and aluminum from etching at the otherwise etching region pH: 11.2–12.4. عمومیت داشتن مصرف پاک کننده های قلیایی ملایم با توجه به اثربخشی آنها در از بین بردن آلودگی از قالب های آلومینیومی، فولاد، مس و روی بدون اچ کردن و لکه دارکردن فلزات پایه است. این اثر عمدتا مربوط به حضور سیلیکات در فرمول این پاک کننده ها می باشد که بطور موثری خاصیت بازدارنگی یا محافظت از اچ شدگی را برای آلومینیوم و روی در محدودهpH بین 12.4-11.2 دارد.
    The light duty alkaline cleaners are preferred for the removal of light petroleum oil residues, buffing compounds, marking inks on aluminum sheet and residual inorganic salts. The best combination, usually depends on type of the soil. پاک کننده های قلیایی ملایم عموما برای حذف باقی مانده های روغن نفت، ترکیبات جلادهنده، جوهر علامتگذاری بر روی ورقهای آلومینیوم و باقی مانده نمک های معدنی ترجیح داده می شوند. بهترین ترکیب درصد مواد برای داشتن ی پاک کننده مناسب، معمولا بستگی به نوع آلودگی دارد.

    ii. Heavy-duty Soak Alkaline Cleaners:

    The major consumer in the cleaning industry, these enjoy the most widespread use of any type of cleaning. They are composed of balanced blend of highly alkaline builders, such as sodium or potassium hydroxide, carbonates and  trisodium phosphate (TSP). In addition they usually contain silicates as dispersants and corrosion inhibitors, along with sequestering agents, like sodium tripolyphosphate (STPP), tetrapotassium pyrophosphate (TKPP), and tetrasodium pyrophosphate (TSPP). Various surface-active agents* are always present, with occasionally coupling agents, like sodium xylene sulfonate (SXS). They are developed to remove a specific type of soil.

    ii. پاک کننده های قلیایی قوی

    طیف گسترده ای از مصرف کنندگان در صنعت پاکسازی، از استفاده از این پاک کننده ها لذت می برند. این پاک کننده ها عمدتا بصورت ترکیبی متعادل از مواد بسیار قلیایی مانند هیدروکسید سدیم یا پتاسیم، کربنات ها و فسفات تری سدیم (TSP) ساخته شده اند. علاوه بر این، این دسته از پاک کننده ها معمولا حاوی سیلیکات به عنوان پراکنده کننده ها و مهار کننده های خوردگی همراه با عوامل جداسازی کننده مانند سدیم تری پلی فسفات (STPP)، تتراپتاسیوم پیرو فسفات (TKPP) و تترا سدیم پیروفسفات (TSPP) هستند. علاوه براین، همیشه عوامل فعال کننده سطح مختلفی مانند سدیم زایلن سولفونات و گاهی عوامل شلاته کننده در فرمولاسیون دیده می شوند. این مواد برای پاک کردن نوع بخصوصی آلودگی طراحی شده اند.

    Cleaning is usually performed under conditions that promote the speed and completion of the cleaning reactions, such as elevated temperatures [60–700C (~140- 200 o F)], highconcentrations [80–240 g/l(½ - 2lb/gl)], and high pH (~ 12.4 –13.8). شرایط پاکسازی عموما به نحوی است که به بالا رفتن سرعت و تکمیل فرایند پاکسازی کمک کند که از جمله این شرایط می توان به محدوده دمایی بالا (60-70 درجه سانتیگراد (140-200 درجه فارنهایت)، غلظت محلول [80-240 گرم در لیتر] وpH بالا (~ 12.4-13.8) اشاره نمود.

    Those formulations are usefully used as general cleaning mediums for the removal of gross contaminants such as animal and vegetable fats and oils, mineral oil, fatty oils, grease, and rust preventatives and drawing compounds. These compounds are chiefly used for cleaning ferrous metals, and alkali-resistant glass; less commonly for copper and copper alloys because of possiblecaustic burn” (tarnishing), and least commonly, for zinc and aluminum because of their reactivity in highly alkaline media.Choice of pH for cleaning different metals and soils is given in Table 3.

    این ترکیبات به طور کلی به عنوان مواد تمیز کننده عمومی برای حذف آلودگی های خاصی مانند چربی ها و روغن های گیاهی، روغن های معدنی، روغن های چرب، گریس، ترکیبات ضد زنگ و موادی که برای کشش استفاده می شوند، کاربرد دارند. این ترکیبات عمدتا برای تمیز کردن فلزات آهنی و شیشه مقاوم در برابر قلیا استفاده می شود. این مواد برای مس و آلیاژهای مس به دلیل امکان «سوختگی قلیایی» (کدر شدن) کمتر معمول هستند و بندرت برای روی و آلومینیوم به دلیل واکنش آنها در محدوده بسیار قلیایی استفاده می شوند. انتخابpH مناسب برای تمیز کردن فلزات و انواع آلودگیها در جدول 3 آورده شده است.
    The main action as saponification, where  NaOHor KOH chemically reacts with these fatty acids to form water-soluble soaps. Unfortunately, sometimes these saponified fats or oils form metallic, sodium or potassium “soaps” that are often much more difficult to remove than the original fats or oils. اساسا منظور از صابونی شدن واکنش شیمیایی سود و پتاس با اسیدهای چرب برای تشکیل صابونهای محلول در آب است. متاسفانه گاهی این چربیهای صابونی شده یا روغنها صابونهای فلزی سدیم و پتاسیومی تکیل می دهند که حذف آنها به مراتب دشوارتر از روغن یا چربی اولیه است.

    If there is other dissolved metallic salts in the solution, insoluble metallic salt will be formed, which cannot be rinsed of or dissolved in acid dip solutions. The role of the silicates in heavy-duty silicated cleaners is primarily to emulsify and disperse soil and to act as corrosion inhibitors. Consequently they are used for the removal of petroleum oils and greases. For mixed fatty acid-petroleum oil soils, saponification plus emulsification and dispersion are required that calls for the use of caustic-silicate formulations.

    اگر در محلول، نمک های فلزی حل شده دیگری وجود داشته باشد، نمک فلزی نامحلول تشکیل می شود که نمی تواند در محلول های اسید شسته شود یا حل شود. سیلیکات در پاک کننده های قوی، عمدتا به منظور تمیز کردن و امولسیون کننده آلودگی و به عنوان مهار کننده های خوردگی عمل می کند. این پاک کننده ها اساسا برای حذف روغنها و گریسهای مشتقات نفتی نیز استفاده می شوند. در مواردی که آلودگی روی بستر مخلوطی از اسیدهای چرب و روغن نفت است، علاوه بر امولسیون شدن و دیپرس شدن باید صابونی شدن هم انجام بگیرد که در این صورت فرمول باید متشکل از سیلیکات و قلیاهای قوی باشد.
    A secondary, but still important use for heavy-duty alkaline cleaners, are the removal of obnoxious, carbonized or partially coked contaminants formed by the breakdown of petroleum, vegetable or animal fats and oils. استفاده ثانویه، اما هنوز هم مهم برای پاک کننده های قلیایی قوی، حذف آلودگی های ناخوشایند ناشی از کربنیزه شدن و یا آلودگیهای جزئی به دلیل تشکیل کک که توسط شکسته شدن مواد نفتی، گیاهی و یا حیوانی و روغنها ایجاد می شود، است.
    Carbon smuts or other lightly adhering particles on the surface of the parts can sometimes be removed by proprietary smut removing compounds. Some specially formulated electro cleaners can be equally effective. Lightly adhering can be defined as being moved light finger pressure across the surface. دوده کربن یا سایر ذرات چسبنده سبک بر روی سطح قطعات را بعضا می توان با ترکیبات اختصاصی دوده زدا قابل حذف نمود. برخی پاک کنندهای برقی که فرموله شده اند نیز می توانند در  این زمینه به همان اندازه موثر باشند. منظور از چسبندگی سبک این است که آلودگی مورد نظر با فشار و کشیدن انگشت به راحتی حرکت می کند.
     Also included in the category of heavy-duty alkaline cleaners are alkaline descaling and rust-removing compounds. These contain caustic soda or potash plus, a  chelating or  complexing agent, e.g. sodium gluconate capable of removing rust and hard water scale from metal parts by dissolution and undercutting. They are often fortified with surfactants that are stable at high pH. Since only the iron oxides are removed, there is no attack of the base metal and, therefore, no danger of hydrogen embrittlement.  Caustic-gluconate compounds are also used for etch-type aluminum cleaners. However, since the reaction of NaOH/KOH with aluminum is rapid and is accomplished by a copious evaluation of hydrogen gas, the time should be carefully controlled. For difficult smuts, periodicreverse current is used, at 5-15 A/dm2 همچنین ترکیبات قوی دوده زدا و زنگ بر قلیایی نیز در گروه پاک کننده های قلیایی قوی دسته بندی می شوند.این محلولها حاوی سود یا پتاس بعلاوه یمک عامل شلاته یا کمپلکس کننده مانند سدیم گلوکنات که قادر است زنگ زدگی را در آبهای سخت پاک کند می شوند. آنها اغلب با سورفکتانت هایی که باpH بالا پایدار هستند تقویت می شوند. از آنجایی که توسط این نوع پاک کننده ها فقط اکسید آهن حذف می شود، هیچ حمله ای به فلز پایه وجود ندارد و به همین دلیل هیچ خطری از بابت تردی هیدروژنی وجود ندارد. پاک کننده های حاوی ترکیبات قلیا-گلوکونات بعنوان پاک کنندهایی که همزمان قابلیت اچ دارند برای آلومینیوم استفاده می شوند. اما از آنجا که واکنشNaOH / KOH با آلومینیوم سریع است و با ارزیابی فراوان از گاز هیدروژنی انجام می شود، زمان باید با دقت کنترل شود. برای دوده های سخت از جریان معکوس متناوب 5-15A/dm2 استفاده می شود.

    تهیه شده در واحد پژوهش و گسترش جلاپردازان پرشیا (JP)

    آذر 96

  • تمیز کاری ,آماده سازی - اسید شویی و غوط وری در اسید English

    cleaning, pretreatment & surface preparation

    PICKLING AND ACID DIPPING

     
     
    BY STEPHEN F. RUDYHUBBARD-HALL, WATERBURY, CONN.
    Acid treatment identifies a process whereby the base metal is subjected to mild,moderate, or aggressive etching. It’s reasonable to assume the solution pH isbelow 2.0. What happens chemically can be illustrated by the reaction betweenmetal, oxide, and acid:Metal Oxide+Acid=Metal Salt+WaterMetal+Acid=Metal Salt+Hydrogen (proton)Hydrogen (proton)+Hydrogen (proton)=Hydrogen (gas)The metal, as is, contains an oxide surface layer before immersion in the acidbath. This condition was probably accentuated by a previous reverse electrocleaningstep. The oxide layer hurts the prospective finish two ways: adhesion of
    electrodeposits to the base metal will be poor, and the metal surface in an oxidecondition is a poor conductor. The oxide must be totally and cleanly removed.Depending on the degree of surface acid treatment, this can be done in a singleimmersion, double immersion, or cathodically in an electrified acid. Acid formulations,available in liquid or powder, are available in three common formsSingle constituent, mineral, inorganic type.
    Combination of two or more acids. May consist of inorganic andorganic acids.Single or multiacid combinations, which also contain surfactants,dispersants, and inhibitors.
    The acids dissolve oxides and smuts. They also remove scales and rusts.Sulfuric acid is perhaps the cheapest of the acids used and it’s much less fuming.Hydrochloric acid provides a much better rate of pickling action at lowertemperatures but does generate more fumes. Hydrochloric acid is also widelyused for stripping chrome- and zinc-plated deposits off parts and rack tips.Phosphoric acid must be heated to achieve acceptable pickling activity, andformation of light iron phosphate films on the surface may be detrimental ifelectroplating is part of the cycle. Surfactants and wetting agents lower thesolution surface tension, permitting the bath’s active agents to more readilypenetrate into and attack undesirable surface coatings and films. Other functionsof wetting agents and surfactants include emulsification of residual oilsand grease (not removed in previous alkaline cleaning or carryover) and formationof a thin surface foam blanket to help retard the corrosive effects of fumesand mists. Dispersants prevent redeposition of removed soils. Inhibitors provide
    two-fold effects: controlled pickling, which prevents excessive surface action, andprevention of immersion deposits in aged, contaminated baths.A review of the acid dips available and their respective activities should helpto clarify the solution selection process.This issue of the Metal Finishing Guidebook contains additional discussions,references, and suggestions for activation and pickling, as well as more detailed
    information regarding rinsing, analysis, testing, and related subjects. The chapter“Surface Preparation of Various Metal Alloys Before Plating and OtherFinishing Applications” describes specific acid treatments that supplement theinformation given in this chapter.
     
    ACID DIP
    This is the simplest type because the requirement is not complicated. The partsare conditioned as follows: alkaline cleaner film is neutralized and light oxideand/or rust is attacked and removed. Many parts fall into this category. Thisbath contains an inorganic acid, either hydrochloric or sulfuric. It may alsoinclude a surfactant to improve wetting of parts by lowering surface tension,accelerate the activation process, and emulsify trace oils and grease. Acid dipsgenerally meet the operating criteria shown in Tables I and II. In the case ofprocessing steel, brass, and copper together, the solution may contain a specialinhibitor, preventing immersion copper deposits on steel.For brass activation the acid typically contains a blend of sulfuric and hydrofluoricacids. Most brass parts have been formed, machined, or stamped; therefore,up to 4% lead can be incorporated into the metal to facilitate mechanicalwork. Fluoride is the best additive to dissolve lead smuts, leaving a clean surfacefor plating. (See Table III.)Copper and copper alloys (beryllium, tellurium, etc.) activate well in formulascontaining sulfuric acid and persulfates. This solution provides the preferredlight etch to activate and desmut.Most zinc alloys respond well to activation in sulfamic or sulfuric acid blendscontaining fluorides (preferably ammonium bifluoride). Fluoride effectivelydissolves smuts, while the inorganic/organic acid mixture activates the surface.
     
    ACID PICKLE
    This process bath is most readily used to condition steel and stainless steel parts.It can be used as an immersion dip or cathodically. (See Tables IV to VI.) Somemetallic smuts and scales do not respond well to the acid dip. A more aggressivetreatment is supplied by the acid pickle. Some heat-treat scales, weld scales, rusts,and oxides (formed by buffing or polishing operations) are readily attacked andremoved in an appropriate acid pickle bath. The solution will also perform thefunctions of the acid dip. A typical acid pickle contains inorganic acids, such asTable I. Operating Parameters and Applications for Acid DipsAcid Type Concentration Range Temperature Time AgitationLiquid 5-8% v/v 75-110OF 1-3 minutes Solution movementPowder 4-24 oz/gal (30-180 g/L) 75-110OF (24-43OC) 1-3 min Solution movementTable II. Acid Dip Operating Parameters for Steel & Stainless SteelAcid % v/v Wetters, oz/gal Deflocculents, oz/gal Inhibitors, oz/galHydrochloric 5-15 0.01-0.03 0.06-0.09 0.002-0.004Sulfuric 7-20 0.01-0.03 0.06-0.09 0.002-0.004Phosphoric 10-20 0.01-0.03 0.06-0.09 0.002-0.004Table III. Acid Dip Operating Parameters for Nonferrous MetalsSulfuric Acid Fluoride, Persulfate, Wetters,Metal Concentration, % v/v oz/gal oz/gal oz/galBrass 3-5 0.2-0.4a — 0.01-0.03Copper and Alloys 2-4 — 1-3 0.01-0.03Zinc Alloys and Castings 1-2 0.1-0.3 — 0.01-0.03a Fluoride source is typically fluoroboric acid or ammonium bifluoride. Sulfamic acid may also beadded at 1-2 oz/gal.
    From rich rock to proprietary processing. From extensivetesting to unmatched capacity. From superb service tosophisticated logistics, PotashCorp and PCS Sales bringyou everything you want and need in purified phosphoricacid for metal finishing.For further assistance, please do not hesitate to contactMary Oakley at این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت داریدor 804-513-1287.www.metalfinishing.com/advertisers
    hydrochloric, sulfuric, hydrofluoric, and phosphoric; and deflocculents, wettingagents, and inhibitors.In some immersion or electrolytic applications scales are seen to literally peeloff in sheets and rusted surfaces “whiten.” The acid pickle, when used in doublecleaningcycles (immersion or electrolytic), is usually the first acid step, followedby the second electrocleaner and a final acid dip.
     
    DESCALING ACID
    This process bath is a step above the acid pickle in regard to chemical strengthand application. The general focus is removal of heavy deposits: rusts, scales (hotforging or rolling, casting), and other heat treatments. The bath constituentsare similar to the acid pickle, but contain higher levels of accelerators such asfluorides and chlorides. Operating parameters: concentration, temperature, andtime, may be increased when compared to the acid pickle. Descaling acids can beused by immersion or electrolytically. These baths are sometimes used to pretreatparts off line before processing in a standard finishing line.
    The pickling requirement is a critical factor of time, temperature, and concentrationsof the components. Times may range from 5 to 30 minutes. Thismakes the incorporation of an inhibitor very important. Surface pickling can beaccomplished with minimal attack on the base metal, while also greatly minimizinghydrogen embrittlement.Stainless steels may be passivated as follows:40% v/v of 42OBé nitric acid at 75-145OF (24-63OC).Table IV. Operating Parameters and Applications for Acid Pickling Steel and StainlessSteel by ImmersionAcid % v/v Temperature, OF Fluorides, oz/gal Wetters, oz/gal Inhibitors,oz/galHydrochloric 20-50 80-120 3-5 0.01-0.03 0.002-0.004Sulfuric 20-40 90-150 1.5-3.0 0.01-0.03 0.002-0.004Phosphoric 25-45 90-150 0.5-2.0 0.01-0.03 0.002-0.004Table V. Operating Parameters and Applications for Acid Pickling Steel and StainlessSteel CathodicallySulfuric Acid, Temperature, Fluorides, Chlorides, Wetters, Inhibitors,% v/v OF oz/gal oz/gal oz/gal oz/gal5-10 90-120 1.5-3.0 3.0-4.0 0.01-0.03 0.002-0.0044-6 V. 30-50 A/ft2. Use chemically pure lead anodes or carbon.For any cathodic acid application using carbon anodes in the presence of fluorides, the best resistantgrade of carbon to fluoride attack should be used.Table VI. Operating Parameters and Applications for Descaling Steel and StainlessSteel by ImmersionAcid AcidConcentration, Temperature, Fluorides, Chlorides, Wetters, Inhibitors,% v/v OF oz/gal oz/gal oz/gal oz/gal
    1. Sulfuric 7-12 90-160 4.0-6.0 6.0-8.0 0.01-0.03 0.002-0.004
    or
    2. Hydrochloric 7-12 90-160 4.0-6.0 — 0.01-0.03 0.002-0.004
    80
    25% v/v of 42OBé nitric acid, 6 oz/gal of molybdic acid at 70-150OF (21-66OC).Aqueous solutions of citric acid at 120 to 140OF (49-60OC) may also be evaluated.Note: Comprehensive information describing electropolishing (the anodicbrightening and descaling of metals) and use of the Wood’s nickel strike are in thechapter titled “Surface Preparation of Various Metal Alloys Before Plating andOther Finishing Applications.”
     
    ACID TREATMENT OF OTHER METALS AND ALLOYS
    AluminumBright Dipping
    1. Nonetch aluminum soak cleaner.
    2. Chemically polish in a special acid solution consisting of: 94% v/v of 85%phosphoric acid and 6% v/v of 42OBé nitric acid at 180-185OF (82-85O), untildesired surface polishing is achieved.
    Descaling
    1. Nonetch aluminum soak cleaner.
    2. 3-5% sulfuric acid or phosphoric acid dip. Neutralizes and conditions thesurface.
    3. Chemically polish in 15-20% v/v sulfuric acid and 30-40% by wt. of ferricsulfate at 100-140OF (38-60OC). Solution is wetted and specially inhibited.
    4. Tarnish inhibit in dip application using a soap (mechanical tarnish inhibitfilm) or apply on organic topcoat such as a lacquer.Conditioning for Plating
    Note: Comprehensive information describing aluminum alloys, castings, andsuggested deoxidizer/desmutting baths is described in the chapter titled,“Surface Preparation of Various Metal Alloys Before Plating and Other FinishingApplications.”Brass and Copper AlloysDescaling—Bright Finishwww.metalfinishing.com/advertisersFilter Presses, Clarifiers, Sludge Dryers,Waste Treatment Systems,Evaporators, Bags, Cloth and Media
    We also buy and sell used equipmentwww.metchem.com
    1. Moderately alkaline soak cleaner.
    2. 5% v/v sulfuric acid dip. Neutralizes and conditions the surface.
    3. Chemically polish in solution consisting of: hydrogen peroxide at 20-25%v/v and 0.3-0.5% v/v sulfuric acid at 90-11OF (32-43OC). Solution is wettedand specially inhibited. A golden-brown surface film must develop withminimal surface gassing to obtain desired surface polishing. 2-5 minuteimmersion should cover most cycle applications.
    4. 5% v/v sulfuric acid dip for 10-15 seconds to dissolve the protective brownfilm.
    5. Tarnish inhibit in dip application using either a soap (mechanical tarnishinhibit film) or a benzotriazole (active surface antioxidant).
    6. Optionally lacquer (dip or electrolytic) or apply electrolytic chromate.or
    1. Moderately alkaline soak cleaner.
    2. 5% v/v sulfuric acid dip. Neutralizes and conditions the surface.
    3. Chemically polish in 15-20% v/v sulfuric acid and 30-40% by wt of ferricsulfate at 100-140OF (38-60OC). Solution is wetted and specially inhibited.
    4. Tarnish inhibit in dip application using either a soap (mechanical tarnishinhibit film) or a benzotriazole (active surface antioxidant).
    5. Optionally lacquer (dip or electrolytic) or apply electrolytic chromate.If the scale is very heavy, the following mixed acid may be required.
    1. Moderately alkaline soak cleaner.
    2. Descale in a solution consisting of: 44% v/v of 66OBé sulfuric acid, 20%v/v of 42OBé nitric acid, balance water, containing 0.25 oz/gal of sodiumchloride, 90-110OF (32-43OC). Monitor solution action to avoid etching, ifa bright, polished finish is required.Descaling—Matte Finish
    1. Moderately alkaline soak cleaner.
    2. Immersion treatment in solution consisting of 2-3% v/v sulfuric acid and
    2-4 oz/gal of sodium or ammonium persulfate, at 80-95OF (27-35OC).or
    1. Moderately alkaline soak cleaner.
    2. Immersion treatment in solution consisting of: 75% v/v of 85% phosphoricacid and 25% v/v of 42OBé nitric acid, 90-120OF (32-49OC).
    Cast IronStandard alkaline soak clean, followed by alternate hot and cold rinsing to pushsolutions out of pores. Anodically electroclean in alkaline descaler. Parts exitingthe electrocleaner should have a uniform light-yellow cast. Dip in 15 to 20% v/vhydrochloric acid or 5 to 10% v/v sulfuric acid to dissolve oxides, desmut, andform an active surface for plating. Control acid dip to avoid overtreatment. Castiron has a low hydrogen overvoltage, which can reduce electroplating efficiency.Extended immersion in the acid will further reduce this efficiency. Mass finishingmay be a better option to remove rust and scale.
    Gold and Gold AlloysBrightening
    1. Alkaline soak clean.
    2. Anodic treatment at 6-12 V in a solution consisting of 20 oz/gal sodiumcitrate and 5 oz/gal Rochelle salts, 80-90OF (27-32OC).
    Gold may be recovered by dummying at low current density onto stainlesssteel cathodes, also using stainless steel anodes.High Carbon and Case-Hardened SteelsHigh carbon steel can be heavily scaled. Both metals are susceptible to hydrogenembrittlement. In addition pickling high carbon steels may generate heavysurface smuts. Solutions containing sulfuric acid, fluorides, organic acid complexors,inhibitors, pickle aids, and wetting agents are preferred to process thesemetals. The acid bath surface tension is reduced to promote superior wettingof the substrate. Once the scale or smut is removed an inhibitor film forms to
    prevent additional pickling. This prevents hydrogen embrittlement of criticalparts, such as spring steel, and repeated smutting of high carbon steels. In someprocess cycles a follow-up electrocleaner is required to remove the inhibitorfilm following the acid treatment. The final preplate dip should be a dilute,
    3-5% v/v sulfuric acid solution to neutralize alkaline films and provide a clean,water-break-free surface. Sometimes the parts can be cleaned in an off-lineeletropolishing or mass finishing step before transfer to the actual process line.
    1. Soak clean or preclean as described previously.
    2. Anodically clean in an alkaline descaler.
    3. Acid dip as described (see appropriate tables for suggested chemical constituentsand operating conditions). In a double cleaning cycle the first acidmay be an anodic electropolishing treatment.Low Carbon Steel
    1. Alkaline soak clean.
    2. Anodically electroclean (moderate caustic, silicated, complexed, wettedblend). Use at standard operating parameters for rack and barrel.
    3. Acid dip in either hydrochloric acid at 5-25% v/v or sulfuric acid at 3-10%v/v. Depending on surface condition, wetters, inhibitors, or deflocculentsmay be required. Use at standard operating parameters.
    Magnesium AlloysRemoval of corrosion, heavy oxides, and mill scale:
    1. Alkaline soak clean.
    2. Acid immersion treatment in either of the following solutions: A.Hydrofluoric acid at 20-25% v/v, 75-90OF (24-32OC) or B. 20 oz/gal of 85%phosphoric acid, 2-3% v/v of 42OBé nitric acid, and 0.2-0.3 oz/gal ammoniumbifluoride, 75-90OF (24-32OC).orChromic acid containing solution consisting of: 44-48 oz/gal chromic acid,
    3-4 oz/gal sodium nitrate, 1.5 oz/gal sodium chloride, 0.1 oz/gal sodium sulfate,65-90OF (18-32OC).Nickel and Cobalt Alloys
    1. Alkaline soak clean.
    2. Cathodically condition in a highly conductive electrocleaner blended forsteel.
    3. Acid dip in a solution consisting of 50% v/v of 70% hydrofluoric acid and7% v/v of 42OBé nitric acid at 75-90OF (24-32OC).Silver and Silver Alloys
    1. Alkaline soak clean.
    2. Acid dip in either of the following solutions: A. 66% v/v of 42OBé nitricacid at 75-160OF (24-71OC). B. 88% v/v of 66OBé sulfuric acid, 75-90OF (24-32OC). C. 22% v/v of 42OBé nitric acid at 75-90OF (24-32OC).
    Titanium
    1. Alkaline soak clean.
    2. Acid treatment in solution consisting of 40% v/v of 42OBé nitric acid and
    2-3% v/v of 75% hydrofluoric acid, at 120-135OF (52-57OC).Zinc and Zinc AlloysComprehensive information describing zinc alloys, castings, and suggested acidbaths is described in the chapter titled “SurfacePreparation of Various MetalAlloys Before Plating and Other Finishing Applications.”Activation of Bright Nickel ElectroplateThere are two effective acid solutions for activating passive nickel deposits andto salvage reject parts. Their application is recommended for sulfur bearingelectrolytic nickel deposits.The immersion dip consists of 5 to 10% v/v sulfuric acid and 2 to 4 oz/galof potassium iodide at 75 to 90OF (24-32OC), 1 to 5 minutes or as required. Acathodic activation of nickel consists of 5 to 11% v/v sulfuric acid, 1 to 3 oz/galfluoride, 2 to 4 oz/gal chloride at 5 to 7 V for 1 to 2 minutes (as required) at 20
    to 40 A/ft2 and 75 to 120OF (24-49OC).
  • تمیزکاری با اولتراسونیک و اسپری آماده سازی سطح پیش از آبکاری - قسمت 3

    آماده سازی سطح پیش از آبکاری

    (قسمت سوم مقدمه ای بر پاکسازی توسط اسپری و اولتراسونیک)

    Surface Preparation of Metals Prior to Plating

     (part 3: introduction toSPRAY CLEANING & ULTRASONIC CLEANING)

    پاکسازی توسط اسپری کردن محلول

    پاکسازی با فرایند اسپری، یک تکنیک قوی، ساده و موثر است و درهر زمانیکه امکان­پذیر باشد قابل استفاده است. فشار حاصل از نازل اسپری یک انرژی مکانیکی را به انرژی حرارتی محلول شیمیایی و اثر پاک کنندگی مواد شیمیایی اضافه میکند که باعث میشود یک تلفیق موثری از عوامل برای پاکسازی فراهم شود. در کل، برای هرسطح قابل مشاهده ای اسپری مستقیم جهت پاکسازی بسیار موثر است. با تغییر فشار اسپری، الگوی اسپری کردن و حجم محلول اسپری می توان اثرات پاک کنندگی متفاوتی را بدست آورد. اثر فیزیکی ناشی از تمیز کردن توسط اسپری کمک می­کند تا عملیات پاکسازی تحت شرایط بسیار متنوعی انجام بگیرد. با استفاده از روش پاکسازی توسط اسپری، از محلولهای پاک کننده­ای که علی­رغم ویژگیهای خوبی که از نظر آبکشی و حذف لکه ها دارند اما بدلیل قدرت چربی زدایی پایین در روش پاکسازی غوطه وری چندان موثر نیستند نیز میتوان استفاده کرد. در حقیقت، گاهی اوقات می­توان کلیه مزایای ذاتی پاک کننده های نوع غیر سیلیکاتی که توانایی حذف روغن پایینی دارند را به روش پاک کنندگی توسط اسپری بدست آورد.

    SPRAY CLEANING

    Spray cleaning is a powerful, simple and effective cleaning method and it should be used whenever it is possible 44-45.Pressure from spray nozzles is adding mechanical energy to thermal energy given by heated spray chemicals and together with chemical energy supplied by chemical action of spray cleaner ingredients makes one effective combination. In general, it is highly effective on any surface that it can be “seen” directly by spray 46 .Different effects can be achieved by changing the pressure of the spray, spray pattern and the volume of the sprayed cleaner. The physical effect as provided by spray cleaning can enable one cleaner to perform many jobs under a wide variety of circumstances. An efficient spray washer makes possible the use of  cleaners which have desirable features of good rinsing and scale prevention characteristics, even though their soil removal ability might be less if used in soak cleaning. In fact, it is sometimes possible to gain all the advantages inherent in nonsilicated sequestering type cleaners in spite of poor oil removal properties.

    شستشو توسط اسپری معمولا بعد از عملیات پاکسازی غوطه وری و پیش از پاک کننده برقی استفاده می شود. علاوه بر تأثیر فرمولاسیون پاک کننده (پاک کننده ملایم، قلیائیت کم با عوامل کف زا و خیس کننده کم)، جزئیات طراحی زیر باید مورد توجه قرار گیرد:

    The spray washer is usually located after the soak cleaning operation and before the electro cleaner. In addition to the influence of cleaner formulation (light duty, mildly alkaline with low foam wetting agents) the following design details should be considered:

    الف. مدت زمان و طول شستشوی پاششی. مدت زمان بهینه شده اسپری و سرعت اسپری توسط نیاز تولید، تعیین می شود

    ب. زاویه اسپری-جت، فاصله و الگوها برای پوشش یکنواخت کار.

    ج. اندازه (کالیبر) نازل انتخاب شده بر اساس فاصله نازل تا سطح کار و پمپ

    مشخصات، در ارائه حجم مورد نیاز از محلول اسپری انتخاب شده است.

    د. دما و غلظت پاک کننده.

    ه. فیلتراسیون برای جلوگیری از مسدود شدن نازل ها.

    و مخزن محلول جهت تامین حجم کافی برای پر کردن خطوط  برای جتها، بدون خالی ماندن پمپ.

    ز. کنترل پاشش بیش از حد از کمانه، دیوارها واطراف.

    a. Duration of time and the length of spraying washer. This is dictated by production requirements, optimum cleaning time and line speed.

    b. Spray-jet angles, spacing and patterns for uniform coverage of work.

    c. Size (caliber) of nozzle selected according to distance from nozzle to work surface and pump specification, selected on delivering the required volume of sprayed solution.

    d. Temperature and concentration of the cleaner.

    e. Filtration for preventing clogging of the nozzles.

    f. Solution reservoir of sufficient volume to fill the supply lines to the jets, without starving the pump.

    g. Control of overspray from the ricochet from the walls and from the parts.

    حرکت محلول اسپری به سمت نواحی پایینی قطعه تمیز شونده عموما قادر به انتقال انرژی مکانیکی اسپری به این نواحی نیست، زیرا انرژی مکانیکی حاصل از فشار خروج محلول تنها به قسمتی که مستقیما محلول به آنجا اسپری می شود وارد می گردد. علاوه بر این، به دلیل اتمیزه شدن سریع بخارات مایع باید برای ثابت ماندن ترکیب محلول مدام به ان اب اضافه کرد که این مسئله باعث افت دمای محلول شده و متعاقبا باید انرژی گرمایی جهت ثابت ماندن دمای محلول افزایش داد. فرایند اسپری عموما با غلظت محلولg/l 4-16 دمای کاری0C 68-74 و فشار اسپریKg/Cm2 0.7-3.5 انجام می­شود. فرمولاسیون محلول اسپری مشابه محلول غوطه وری است بجز اینکه عامل مرطوب کننده از نوع کف کننده کم است.

    On the down side, spraying liquid is relatively inefficient way to deliver mechanical energy to the cleaning object, since only a portion of energy is directly impinging the parts that needs cleaning. In addition, atomized liquid evaporates rapidly, requiring the frequent water additions as well the considerable amount of heat is needed to maintain the required cleaning temperature. Spray cleaners are used at about 4-16 gr/l at 68-740 C with spray pressure from 0.7-3.5 kg/cm2.Formulations are similar to soak cleaners, except that wetting agents are of a low foaming type.

    E. پاکسازی توسط اولتراسونیک

    برای همه ما مفهوم صدا یعنی چیزی که ما می شنویم درحالیکه فیزیکدانان آن را به عنوان نوعی از انرژی تعریف میکنند. اکثر ما اثر شگفت انگیز خواننده بزرگCaruso را که توانست با صدایش جام شراب را بشکند به یاد داریم. محدوده صدایی که برای بشر قابل شنیدن است از 20 تا 20000 ارتعاش بر ثانیه است. این محدوده صدای صوت است. حوالی و بالای این فرکانسها اولتراسونیک (فراصوت) نامیده می شود. اولتراسونیک شاخه ای از صوت شناسی است که مربوط به انرژی مکانیکی امواج صوت در تمام فرکانسها بالای محدوده قابل شینداری می شود.

    E.  ULTRASONIC CLEANING

    Sound to nearly all of us, is anything we hear, while to the physicist is a form of vibrational energy. Most of us also can remember the fascinating phenomenon of the great singer Caruso shattering the wine glass with his voice. The range of sounds audible to the human ear is from 20 to about 20000 vibrations /sec. This is sonic sound. Around and above these frequencies, it is called ultrasound. Ultrasonic is a branch of acoustics that deals with mechanical sound waves at all frequencies above the audible range.

    عملیات پاکسازی اولتراسونیک بدلیل تغییراتی که در فشار و دمای بین حبابهای بخار اتفاق می افتد، انجام میگیرد. تغییرات منفی و مثبت فشار بطور پیوسته وجود دارند که موجب شکل گیریو ترکیدن هزاران حباب بخار می شود. این فرایند اصطلاحا کویتاسیون (حفره زایی) نامیده می شود. همین شکل گیری و انفجار کیسه های هوایی همراه با فشار و دمای فوق العاده (تقریباPSI10000 وoF20000) اساس پاکسازی در این روش است. امواج صوتی صرفا وسیله مکانیکی برای ایجاد این حفرات است. داشتن منبعی که بتواند انرژی کافی جهت انجام کویتاسیون را فراهم کند بسیار مهم است. برای به حداقل رساندن اتلاف انرژی از طریق محلول باید مبدلها بطور مناسب و به اندازه کافی نزدیک بهم تعبیه شوند.

    Ultrasonic cleaning functions because of changes in pressure and temperature that occur within vapor bubbles that implode47. There are constantly changing negative and positive pressures, which cause the simultaneous formation and implosion of thousands of minute vapor bubbles. This is termed cavitation. It is the formation and bursting of these vapor pockets with their fantastic pressures and temperatures (approximately 10,000 PSI and 20,000oF) that does the cleaning. The sound waves are simply the mechanical means to achieve cavitation. It is important to have sufficient power to generate cavitation. Transducers must be located properly and close enough to the parts to be cleaned which minimize energy loss through the solution.

    پاک کنندگی به روش اولتراسونیک برخی از مزایایی که برای پاکسازی برقی برشماردیم را دارد با این تفاوت که اساس این روش برپایه انژی صوت است.

    Ultrasonic cleaning generates a number of specific advantages for the electroplater. Since it is based on sound, it is omni directional.

    برای انتخاب محلول اولتراسونیک محدودیتی وجود ندارد و این محلول میتواند قلیایی، حلال، اسیدی و یک دترجنت باشد. عملیات پاکسازی در مناطقی که ماده شیمیایی و انرژی صوت قابل نفوذ باشد موثر و کارامد است از جمله قسمتهای ترک خورده، منافذ ریز، سوراخهای کور و غیره. حداکثر میزان پاکسازی با اولتراسونیک توسطFuchs مورد آزمایش قرار گرفت.

    Ultrasonic cleaning can be of alkaline, solvent, acidic or detergent base (neutral) nature. Effective cleaning action occurs anywhere that cleaning chemistry and ultrasound penetrates e.g., crack, pores, blind holes, etc. Maximizing the ultrasonic cleaning process was expertly treated by Fuchs 48-49 .

    اجزای اصلی یک سیستم پاکسازی به روش اولتراسونیک شامل یک مخزن برای پاک کننده، یک مبدل که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی (صدا) تبدیل می کند و منبع جریان متناوب با فرکانس بالا (یک ژنراتور کهAC با 60 سیکل / ثانیه را به جریانAC با فرکانس بالا تغییر می دهد).

    The basic components of an ultrasonic cleaning system consists of a tank for the cleaner, a transducer which converts electrical energy into mechanical (sound) energy, and a source of high frequency alternating current (a generator that changes 60 cycles/second AC into high frequency, A-C) 44,48-53.

                                                         

    حداکثر راندمان پاکسازی را با دماهای مختلف و با استفاده از محلولهای مختلف میتوان بدست آورد. یک حقیقت بسیار جالب دیگر این است که هنگامی که انرژی صوت تحت شرایط یکسان استفاده می شود، محلولهای برپایه مواد شوینده رقیق موثرتر از موارد مشابه غلیظ خود عمل میکنند. حفراتی که توسط دستگاه اولتراسونیک تولید می شوند، به خوبی می توانند آلودگیها را از مناطق عمقی و سوراخهای کور پاکسازی و خارج کنند. این روش پاکسازی نظر تعدادی از آبکاران حرفه ای را به خود جلب کرده است. یکی از مواردی که استفاده از ای روش را با محدودیت مواجه کرده است هزينه تجهيزات لازم برای آن است به ويژه هنگاميکه قطعات مورد نظر بزرگ هستند. با این وجود، به نظر ما، این بهترین روشی است که تاکنون پیشنهاد شده است.

    Maximum cleaning efficiency is obtainable for the different temperatures for different cleaning media. Another interesting fact is that dilute detergent based solutions are more effective than concentrated ones under identical conditions when sonic energy is utilized. The cavitations produced by ultrasound are well documented in the practice by their ability to drive the packed dirt from deep or blind holes. This sound approach attracted a number of progressive finishers. The cost of the necessary equipment will limit adoption of this method in many cases, especially when large parts are being processed. Nevertheless, to our knowledge, it is the best approach so far suggested.

    44. "Guide to Acid, Alkaline, Emulsion and Ultrasonic Cleaning”, p.76, ASTM International, Material Park, OH(1997).

    45. A.J. Steiger, Met. Finish., 5 6(2)48(1958).

    46. S.D. Temple, Met. Finish., 90(8)39(1992).

    47. K.R. Allen, “Ultrasonic-A Practical Approach” in : Ref. 2, pp.154-161.

    48. F.J. Fuchs, Met. Finish.,  90(5)7(1992).

    49. F.J. Fuchs, Met. Finish.,  82(1)15(1984).

    50. J. Hilgery, Met. Finish.,  95(4)54(1997).

    51.J.W.  Natwick , Proceed. Amer. Electropl . Soc. 51, 178 (1964(.

    52. H.W. Harding, Plat.Surf.Finish ., 77(3), 40(1990).

    53. Ref. 44, p.95.

    تهیه شده در واحد پژوهش و گسترش جلاپردازان پرشیا (JP)

    آذر 96

    Prepared by research and development unit of jalapardazan (JP)

    December 2017

  • کنترل پاک کنندگی آزمونها و روشها؛ آماده سازی سطح پیش از آبکاری -قسمت 6

    آماده سازی سطح پیش از آبکاری -قسمت ششم آزمونها و روشهای کنترل پاک کنندگی

    Surface Preparation of Metals Prior to Plating

     (part 6: TESTS & CONTROL METHODS FOR ‎CLEANLINESS)

     

    فرمولاسیون مایع پاک کننده

    مایعات پاک کننده چه بصورت محلول غوطه وری و چه بصورت اسپری سالهاست که در دسترس می باشند. استفاده از پاک کننده های بجای پاک کننده های پودری با استقبال بیشتری از سوی مصرف کنندگان صنعتی مواجه شده است. آنها به نحوی فرموله می شوند که به لحاظ اقتصادی همه معیارهای عملکرد پودر ها را فراهم کنند. مزایای پاک کننده های مایع شامل قابلیت تغذیه اتوماتیک متصل شده به کنترل کننده های رسانا می باشد. سیستم خودکار بطور پیوسته قدرت محلول را اندازه گیری کرده و در صورت وجود کمبود آن را اضافه می کند. در نتیجه، به این روش با حذف نواسانات گسترده در غلظت امکان کنترل بهتر حمام فراهم می شود. در نتیجه، سیستم های مایع در بسیاری از تاسیسات به طور قابل توجهی موجب افزایش عمر حمام می شوند.

                          

    L.  LIQUID FORMULATIONS.

    Liquid cleaners for both spray and soak applications have been around for many years. The use of liquid cleaners to replace powders has been gaining wider acceptance in the industry. They are formulated to economically provide all the performance criteria of the powders 43. The advantages of liquid cleaners include the capability of automatic feeding tied to conductivity controllers. The automated system continually monitors the solution strength and makes additions on demand. Consequently, better bath control is achieved, eliminating wide swings in concentrations. As a consequence, liquid systems have substantially increased bath life in many installations.

     

    قابلیت ثبت خودکار غلظت و دما می تواند برای کنترل روند آماری را در پی داشته باشد.

     

    Automatic recording capabilities of concentration and temperature can be achieved for statistical process control.

     

    افزودن کنسانتره مایع به مخزن، خطرات مربوط به اضافه کردن پودر قلیایی به محلول های پاک کننده گرم را از بین می برد.

     

    Tank additions of liquid concentrate eliminate the hazards associated with additions of alkaline powders to hot cleaner solutions.

     

    پاک کننده های فعال بیولوژیکی

    باکتریها و آنزیمهای خاصی میتوانند به سورفکتانتهای سنتی جهت تمیز شدن قطعه کمک کنند. حمام های حاوی گریس و روغن زیستگاه خوبی برای باکتری های روغن-دوست هستند، زیرا آنها تمایل زیادی به استفاده از  آلودگیهای ارگانیک به عنوان وعده غذایی خود دارند. آنها می توانند عمر حمام را افزایش داده و لجن حمام را به طور قابل توجهی کاهش دهند.

     

    M. BIOLOGICALLY ACTIVE CLEANERS.

    Unique bacterias and enzimes 78-80 can help traditional surfactants to clean the parts. The baths with oil and greases is good habitat for oil-loving bacteria, as they appreciate organic soils as their meal. They can extend the bath life and significantly reduce the sludging of the bath.

     

    پاکسازی دما پایین

    کاهش مصرف انرژی توسط پاک کنندگی در دمای پایین(LTC)  از نظر کاهش هزینه تمام شده و افزایش انعطاف پذیری در دوره بحران انرژی بسیار مورد توجه است

    N. LOW TEMPERATURE CLEANING.

    The reduction in energy consumption achievable by low-temperature cleaning (LTC) is very attractive from the standpoints of reduced energy costs 81 and increased flexibility during an energy crisis.

     

    برای کار کردن وان باید دمای محلول به دمای مورد نظر آن برسد که با حفظ دمای حمام، انرژی کمتری نسبت به بالابردن دمای خود محلول به مای عملیاتی نیاز است که این کاهش انرژی در دماهای پایین بسیار قابل توجه است. بعبارت دیگر LTC محلول کاهش می یابد. این نوع پاک کننده گرانتر است و بنا بر دلایل زیر انتخاب آن مشکل است.

     

    While maintaining the temperature of a bath requires less energy than bringing a solution to its operating temperature, the energy reduction is very substantial at lower temperatures. On the other hand, LTC has limitations. The cleaner is more expensive and difficult to select for the following reasons:

    1. در مقایسه با پاک کننده های معمولی مقدار زیادی از سورفکتانت مورد نیاز است.  با افزایش غلظت خاصیت پاک کنندگی محلول به سرعت افزایش می یابد، اما تنها تا یک نقطه، پس از آن بهبود خواص پاک کنددگی به ازای هر واحد افزایش غلظت به شدت افت می کند. با این حال، اگر LTC به تصویب برسد، ممکن است برای رسیدن به درجه مطلوب پاک کنندگی متحمل پرداخت هزینه اضافی برای سورفاکتانت شویم، حتی اگر افزایش سورفکتانت بهبود کمتری را نتیجه دهد.

     

    1. A high concentration of surfactant is required, compared with conventional cleaners. Cleaning is improved rapidly as the concentration is increased—but only up to a point, after which the improvement in cleaning per unit of increase in concentration drops markedly. However, if LTC is adopted, we still may need to pay additional money for surfactant to achieve the desired degree of cleanliness, even at a lesser improvement per unit increase in surfactant.

     

    2. ممکن است سورفکتانتهای گرانتر مورد نیاز باشد، و نیاز باشد تا ترکیبی از سورفکتانتها را برای رسیدن به حد مطلوبی از پاک کنندگی داشته باشیم و برای غلبه بر از دست رفتن "فاکتور ایمنی" مورد نظر در پاکسازی در دمای بالا: توجه بیشتری برای ثابت ماندن شرایط مناسب وان (به عنوان مثال غلظت و میزان تلاطم محلول) برای جبران پاک کنندگی بهتری که توسط پاک کننده های دما بالا حاصل می شود، اختصاص یابد. 

     

     

     

    2. More expensive surfactants may be needed, and a combinations of surfactants are required to obtain satisfactory cleaning and to overcome the loss of a "safety factor" available with high temperature cleaning; greater attention must be devoted to maintaining the proper conditions (e.g. solution concentration and level of agitation) to compensate for the normally better cleaning achievable at higher temperatures.

     

    3. کاهش ویسکوزیته آلودگی، باعث بهبود شویندگی می شود، برای این منظور ممکن است نیاز به استفاده از حلالها باشد. مقدار حلالی که می تواند در یک حمام تجاری موثر باشد برای انحلال آلودگی بسیار محدود است، اما می تواند در تغییر خواص آلودگی لسیار تاثیر گذار باشد، به گونه ای که باعث می شود آلاینده توسط عوامل سازنده و خیس کننده حذف شود.

    3. Solvents may be required to reduce the viscosity of the soil so that detergency is improved. The amount of solvent that can be justified in a commercial bath is too limited to dissolve soil but can be very significant in modifying the properties of the soil so that it can be removed by action of the builders and wetting agents.

    آزمونها و روشهای کنترل پاک کنندگی

    درجه تمیز شدن سطح یک قطعه تابعی است از عملیات پاکسازی اعمال شده بر روی آن سطح. روشهایی که برای بررسی میزان پاک شدگی سطح استفاده می شود بازه ای از روشهای ساده تا بسیار پیچیده است. متأسفانه، بجز چند مورد استثناء، اکثر این روشها نیاز به ابزار تحقیقاتی دارند. در عمل، در اغلب موارد، فرآیند پاکسازی توسط مشاهدات بصری برای فرایند جزیره­ای شدن آب، آزمایش دستکش سفید به اضافه آنالیز محلول کنترل می شود.

     

    IV. TESTS & CONTROL METHODS FOR CLEANLINESS

    The degree of cleaning required for the surface of a part is a function of, and dictated by, operations to follow cleaning 82 .Test methods used to determine the cleanliness of a surface range from crude to highly sophisticated. Unfortunately, with few exceptions, these remain a research tool, rather than production tool. In actual practice, the cleaning process is in most cases, actually controlled by combination of visual water break and white glove tests plus solution analysis.

     

    ساده ترین، سریعترین و مستقیم ترین روش برای آگاهی از چیزی که در فرآیند تمیز کردن نادرست است، نگاه کردن دقیق به خود قطعات است. پاکسازی کم یا نا کافی، اغلب با تغییر در ظاهر سطح قطعه یا وضعیت نامناسب پوشش بعد از مرحله آبکاری نشان داده می شود. در این حالت چشم فرد یک وسیله تشخیص بسیار مهم می باشد. از طریق چشم میتوان تغییرات جزئی در رنگ و ظاهر را بهتر از بعضی از ابزارهای بسیار پیچیده و گرانبها شناسایی کرد. متاسفانه، در بیشتر موارد، قانون سوم کوشنر می گوید: شما زمانی میتوانید آن را ببینید، که خیلی دیر است! معنی راز این است که قبل از اینکه مشکلی ایجاد شود، آن را ببینیم و این به معنی راز نیست. علاوه براین، تغییرات مشخصی در پوشش وجود دارد که با چشم انسان قابل مشاهده نیست. یک نمونه از این نوع پاکسازی نامناسب کاهش چسبندگی پوشش آبکاری است. پوشش بعد از خارج شدن از وان آبکاری از سطح جدا شده و گویا هیچ پوششی بر روی سطح تشکیل نشده است. با این حال، نتیجه این عدم تشخیص میتواند بصورت پوسته پوسته شدن پوشش باشد. با این وجود، چشم اولین خط تشخیص است، بنابراین چشم باید آموزش داده شود تا حتی کوچکترین تغییرات در رنگ یا ظاهر را درنظر بگیرد.

    i. The Eye as Analytical Instrument

    The easiest, quickest and most straightforward method for recognizing that something is incorrect with the cleaning process is by looking intently at the parts themselves. If cleaning is marginal or insufficient, it will be more often than not indicated by a change in the appearance of the surface of the part or worse, in the plated deposit. The human eye is a critical instrument. It can detect minute changes in color and appearance better perhaps than some very elaborate and ‎expensive instruments. Unfortunately, however, in most cases Kushner's Third Law holds:  When you can see it, it's too late! The secret is to be able to see it before it makes trouble and this is no mean secret. ‎ In addition, there are certain changes in the deposit that are not visible to the human eye. An example of this is an improper cleaning that acts to decrease adhesion of the deposit. The deposit will look just about the same as it did before when it is removed from the plating bath. However, it can be that found, later in the field that the parts are peeling as a result of this visually indiscernible change in the deposit. Nevertheless, the eye is the first line of defense, so the eye should be trained to note even the slightest changes in color or appearance.

    ii. تست شکستگی آب (جزیره ای شدن آب)

    تست جزیره ای شدن آب عبارت است از بررسی یک سطح برای حضور یک فیلم پیوسته آب که هیچ جای آن شکستگی نداشته باشد. قطعه سطحی شبیه به ماشین واکس شده پس از باران را نشان میدهد. این یک شاخصی است که نشان می دهد تمام آلودگی آلی از روی سطح پاک شده است.

    ii. Water Break test

    The water break test involves examination of a surface for the presence of a continuous water film that has “no water breaks.” The part will exhibit a surface that resembles the freshly waxed car after the rain.It is an indication that all organic soils are removed.

     

    این آزمایش ممکن است به دلیل باقی ماندن فیلم سطحی ناشی از شستشوی ناکافی یا وجود دوده های آب دوست که ممکن است ذرات چربی را درخود به تله بیندازند دچار خطا شود. اگر یک فیلم بدون آب بدون آب وجود داشته باشد، نشان دهنده عدم وجود آلودگی سطحی آب آبی است. اگر یک فیلم غیر جزیره ای روس سطح وجود داشته باشد نشان دهنده عدم حضور آلودگی سطحی آبگریز است. روغن، گریس، و ترکیبات آلی نامحلول در آب نمونه هایی از آلاینده های هیدروفوبی هستند. آزمایش جزیره­ای شدن آب، حضور یا عدم وجود آلودگی های ذرات آبدوست یا اکسید ها را تایید نمی کند. کلید حل این مشکل استفاده از آب تازه و غیر آلوده کنید. عوامل تر کننده یا عوامل کمکی برای آبکشی که در شستشوی نهایی استفاده می شوند، ممکن است مکل پاک کردن ضعیف را پنهان کنند.

    The test is subject to possible misinterpretation due to the retained surface film from inadequate rinsing or presence of hydrophilic smuts with possible oil trapped under the smut. If a water-break-free film of water is present, it is indicative of the absence of hydrophobic surface contaminants. Oils, greases, and water-insoluble organic compounds would be examples of hydrophobic contaminants. The water break test does not confirm the presence or absence of hydrophilic particulate contaminants or oxides. The key for the test is to use fresh uncontaminated water. Wetting agents or rinse aids, used in final rinse may hide poor cleaning.

    iii. تست دستکش سفید

    تست سریع، ساده و مدرن دستکش سفید برای نشان دادن حضور آلودگی معدنی و آلودگیهای آلی روی سطح بعد از پاکسازی استفاده می شود. در این روش قطعه می تواند درحالیکه هنوز از مرحله آبکشی خیس است تست شود یا بعد از خشک شدن بررسی شود. سطح قطعه­ای که باید آزمایش شود توسط یک دستکش سفید، پارچه پنبه ای یا حوله پاک می شود. سپس سطح وسیله ای که برای پاک کردن سطح استفاده شده است را برای حضور باقی مانده سیاه، خاکستری یا هر ترکیبی که باعث رنگی شدن سطح وسیله شود و یا لکه روغنی بررسی می کنیم. اگر مشخص شود که روی سطح آلاینده ای وجود دارد، یررسی ميکروسکوپي يا تحليل شيميايي يا سطحي پيشرفته مي تواند روي سطح قطعه يا آيتم مورد استفاده براي پاکسازی سطح، براي دقيق تر كردن منبع و ماهيت آلاينده ها انجام شود.

    iii. White Glove test

    The quick and simple, time honored white glove test is used to show the presence of inorganic soil removal and, to a certain extent, organic contaminants on a surface after cleaning. The part may be tested while still wet from rinsing or after drying. The surface of the part to be tested is wiped with a white glove, cotton swab, or towel tissue. The material used to wipe the surface is then examined for the presence of black, gray, or off-white residue or oil staining. If contaminants are found to be present, microscopic examination or advanced chemical or surface analysis can be performed on the part surface or the item used to wipe the surface to more precisely determine the origin and the nature of the contaminants.

    iv. آزمون Pumice Scrub

    این یک تست عمومی و مناسب برای تعیین و تمایز مشکلات مربوط با پاکسازی یا آبکاری است.  این قطعه پس از پاکسازی برداشته می شود و با یک سمباده نرم و مرطوب سمباده زده می شود. بعد از آبکشی کامل، قطعه تمیز شده مجددا بر روی آویزها برگردانده شده و دوباره آبکاری می شود. اگر قطعه بعد از آبکاری نسبت به سایر قطعات پوشش روشنتری داشته باشد این بدین مفهوم است که پاکسازی کافی نبوده است. اگر بعد از آبکاری بهبودی حاصل نشود احتمالا مشکل ناشی از توالی آبکاری خواهد بود.

    iv. Pumice Scrub test

    This is popular and useful test to determine and differentiate problems associated with cleaning or plating sequence. The part is removed from the after cleaning and scrubbed with a soft, wet bristle dipped in pumice. After thorough water rinsing cleaned part is returned on the rack and plated. If the part is brighter than others after plating is indication of insufficient cleaning. If there is no improvement after plating the problem is in all probability related to the plating sequence.

    v. سایر روشها

    برای تشخیص اینکه آیا آلاینده ای بر روی سطحی که باید تمیز شود باقی مانده یا خیر می توان از آنالیزهای پیشرفته شیمیایی و فیزیکی بهره جست. نمونه هایی از قطعات که تمیز و خشک شده­اند را می توان در محلول یک حلال متلاطم غوطه ور کرد. سپس حلال را بررسی آلودگی آلی و مواد خاص نامحلول میتواند مورد بررسی قرار بگیرد.

    v. Other test methods

    Sophisticated physical and chemical analytical methods can be applied to test for residual contaminants on surfaces that have been cleaned 6-28 . Samples of parts that have been cleaned and dried can be immersed in a turbulent solution of a solvent. The solvent can then be analyzed for organic contaminants and insoluble particulate matter.

     

    vi. روشهای کنترل:

    هنوز هم یک روش سزیع، ساده و قابل اعتماد، جهت تشخیص و تعیین زمانی که "عمر" مفید پاک کننده رو به اتمام است به خصوص برای امکانات کوچک و متوسط ​​آبکاری جود ندارد. در بسیاری از موارد ، "غیر فعال شدن" پاک کننده برای اولین بار بدلیل عدم توانایی محلول در پاکسازی مناسب سطح مشخص می شود.  رویه های مربوط به نگهداری تمیزکنندگان در بسیاری از گیاهان هنوز بی وقفه است. با این وجود همچنان فرایندهای مربوط به حفظ و نگهداری پاک کننده ها در بسیاری موارد بصورت تصادفی است و غیر برنامه ریزی شده است. مشکل این است که عمدتا بدلیل بدلیل مشکلات خاص محلولهای پاک کننده به ویژه به دلیل  کهنه شدن محلول، پر شدن محلول از ترکیباتی چون کربناتها، محصولات هیدرولیز ترکیبات پیچیده فسفاته، روغن­های صابونی شونده، یون های فلزی محلول، و غیره آنالیز وان بسیار مشکل می باشد. روش های کنترل کمی نظارت بر پاک کننده ها عمدتا نیمه تجربی هستند و آنالیزها اغلب بجای اجزای شیمیایی پاک کننده بصورت گرم / لیتر یا اونس / گالن پاک کننده بیان می شوند. برخی از این روشها در دسترس فروشندگان و یا مقالات می باشند. معمولا یک تیتراسیون با یک نقطه پایانی و یا یک نقطه پایانی دوگانه برای تخمین قلیایی موثر است. معمولا پاک کننده توسط اسید 1 نرمال استاندار شده تیتر می شود. قلیائیت آزاد با یک شناساگر مناسب مانند متیل اورانژ یا سولفور اورانژ برای رسیدن به 10.5-11 pH و تغییر رنگ از نارنجی به زرد تیتر می شود.   قلیائیت کل که شامل قلیایی است توسط تمام مواد شیمیایی قلیایی پاک کننده ایجاد می شود، تا رسیدن به 8.6-9.0 pH در حضور شناساگر فنولفتالئین (تغییر رنگ از صورتی تا بی رنگ) تیتر می شود.

    vi. Control methods.

    There is still not readily available, especially for the small and medium size plating facilities, a quick, simple and reliable method for the determination of when the useful “life” of the cleaner is approaching its end.  In many plants, the “death” of the cleaner is first appreciated by a batch of rejects due to the insufficient cleaning. The procedures regarding the maintenance of the cleaners are still haphazard in many plants. The trouble is mainly to the difficulty in difficulty in analyzing proprietary compounded cleaners, especially as they age, and become loaded with carbonates, products of hydrolysis of complex phosphates, saponified oils, dissolved metal ions, etc. Methods for the routine quantitative control of cleaners are mostly semi-empirical, and analyses are often in terms of gram/liter or ounce/ gallon of the compounded cleaner rather than as the component chemicals.  Some procedures are available from the vendors or in the open literature 83-88. A single endpoint or a double end-point titration is usually made to estimate the effective alkalinity. The cleaner is titrated with a standard, usually 1 N acid. “Free” alkalinity is titrated with an appropriate indicator, e.g. Methyl Orange or Sulfoorange to about pH 10.5-11 for orange to yellow color change. “Total” alkalinity, which includes alkalinity contributed by all the alkaline chemical constituents of the cleaner, is titrated to a ph of 8.6 - 9.0 with phenolphthalein end point (pink to colorless). 

    اگر در ترکیب پاک کننده هیدروکسید سدیم، کربنات ها و فسفات ها وجود داشته باشد، می توان با دقت قابل قبول با تتراسیون تا 4.2 و 8.5، 10.5 pH، مقادیر آنها را تخمین زد. اگر در محلول سیلیکات یا بورات وجود داشته باشد امکان تیتراسیون وجود دارد ولی نتایج تقریبی خواهند بود.

    همانطور که غلظت موثر ماده (های) مرطوب کننده با انباشته شدن مواد روغنی در حمام کاهش می یابد، بنظر می رسد عاقلانه است تا این جزء حیاتی محلول نیز کنترل شود، ولو اینکه روش مورد استفاده غیر مستقیم و تقریبی باشد.  یک روش ساده با تجهیزات مقرون به صرفه این است که تنش سطحی را با استالاگمومتر(stalagmometer) بررسی کنید. تعداد یا قطرات یا زمان مورد نیاز برای خالی شدن محلول تازه از دستگاه می تواند با پاک کننده کار کرده مقایسه شود و به عنوان راهنمای ساده برای تعیین مقدار سورفاکتانت محلول مورد استفاده قرار بگیرد. در هر صورت، مواد شیمیایی موجود باید شناخته شده یا تعیین شوند تا تجزیه و تحلیل کامل انجام شود. برای بسیاری از پاک کننده ها لازم است آنالیز وزن سنجی جهت تعیین مقدار P2O5، Na2O، CO2 و SiO2 انجام شود. علاوه بر این ممکن است لازم باشد آنالیزی جهت تعیین مقادیر بورات ها و مواد مرطوب کننده انجام شود، با این وجود یک آنالیز شیمیایی کامل برای مقاصد معمول غیر عملی است.

    If sodium hydroxide, phosphates, and carbonates are present, these can be estimated with reasonable accuracy by titration to pH’s 10.5, 8.5 and 4.2. If silicates or borates are present, then titration for available alkalinity may be practical, but are only approximate. As the effective concentration of wetting agent(s) is reduced since the oil is accumulated in the cleaning bath, it may be advisable to control this critical ingredient, even with an indirect, approximate method. A simple method with affordable equipment is to check the surface tension with stalagmometer. The number or drops or time needed to empty the instrument can be compared with the fresh cleaner and utilized as simple guide for the state of surfactant used. In any event, the chemicals that are present must be known or determined in order to make a complete analysis. For many cleaners it is necessary to resort to gravimetric analyses for P2O5, Na2O, CO2, and SiO2. In addition, it may be necessary to analyze for borates and wetting agents, so that a complete chemical analysis becomes impractical for routine purposes.

     

    یک جایگزین برای آنالیز و کنترل کامل موادشیمیایی، حفظ حمام با یک روش توصیه شده برای کنترل فنی و انجام تست های پاک کننده گاه به گاه است. این فرایند شامل یک روش استاندارد برای اندازه گیری زمان تمیز کردن یک پنل با قابلیت آلوده شدن مجدد به یک آلاینده استاندارد است. بسیاری از روش ها از این نوع برای ارزیابی پاک کننده ها مورد استفاده قرار گرفته اند، اما آنها برای کنترل استفاده نشده اند، زیرا تهیه یک آلاینده استاندارد که مشکل تمیز کردن تولید را نشان می دهد مشکل است.

    An alternative for complete analytical control is to maintain the bath by a recommended method for technical control and to make occasional cleaner tests. This consists of a standard procedure for measuring the cleaning time for a panel reproducibly contaminated with a standard soil. Many methods of this type have been used to evaluate cleaners, but they have not been applied for control, since it is difficult to produce a standard soil that will represent the production cleaning problem.

     

    یک پاک کننده تجاری جهت استفاده در یک نیاز تولیدی خاص تهیه می شود. بنابراین، محلول وقتی در یک خط یا حداقل پایلوت استفاده شود مورد بررسی واقعی قرار می گیرد. بنابراین پاسخ آشکار به پرسش ما پاسخی عملی است. هنوز هم آنالیزهای فنی اکثر موارد به جای تجزیه شیمیایی کامل محلول انجام می شود.

    A commercial cleaner is accepted by application to a particular production need. Thus, the real trial is in the processing line or, at least, on a pilot plant basis. Thus, the obvious answer given to our question becomes the practical answer. Technical analyses are still used rather than complete chemical analyses, in a majority of the plants.

    6. T.E. Woss & G. K. Korpi, Met.Finish., 70(2)56(1972).

    7.  l. Missel, D. R.Torgeson & H.M. Wagner, Met.Finish., 66(2)57(1968).

    8.  M. Andante, Plat.Surf.Finish., 73(11)64(1986).

    9. J.L. Anderson, J. Paint Techn., 40(8)320(1968).

    10.  J.L. Anderson, R. A. Baker & J. S. Forbes, J.  Coll. & Interface Sci., 31(3)372(1969).

    11. C.B. Hamilton, Plat.Surf.Finish., 62(6)581(1975).

    12. L.C. Jackson, Adhesive Age, 19(7)31(1976).

    13. H.B. Linford & E. B. Saubestre, Met. Finish., 51(9)74(1953); AES Techn. Proc., 39, pp. 227-231, (1952).

    14. J. Kresse, and H.G. Germscheid, Plat.Surf.Finish., 68(5)122(1981).

    15. S. Spring, Met. Finish., 50(2)65(1952).

    16. D.M. Hudson, Met. Finish., 95(10)26(1997).

    17. R.N. Miller, Mat. Prot. Perf., 12(5) (1973).

    18. T.F. Egan, Plating, 60(4)350(1973).

    19. L.C. Jackson, Adhesive Age, 20(12)23(1977); 19(10)17(1976).

    20. C.W. Jennings Jackson, Adhesive Age, 20(2)29(1977).

    21. J. D. Gutterplan, Plat.Surf.Finish., 65(6)54(1978).

    22. M.K. Chawla , Met. Finish., 87(9)31(1989).; Plat.Surf.Finish.,  77(8)40(1990).

    23. I. Artaky, M. Papalsky & A.R. Moore, Plat.Surf.Finish., 78(1)64(1991).

    24. T.M. Tam, R. Wyngarden & A. F. Naylor, Plat.Surf.Finish.,? 76 (12)58(1993).

    25. M. Wery, V. Ligier, J. Kirdmann & J. Catonne, Trans.Inst.Met.Finish ., 75(2)73(1997).

    26. M. E . Baumgartner, Ch. Raub & D. R. Gabe, ibid, 75(3 )101(1997).

    27. L. Karasyk & H.B. Linford, J. Electrochem. Soc ., 110 (8)895(1963).

    28. A.T. Kuhn, Met. Finish. 91(9)25(1993).

    43. N. Zaki: ” Electrocleaning” in : Ref. 2, pp.128-133

    78. M. Westeriund and L. Clarin, Plat.Surf.Finish .,  83 (6)32(1996).

    79. “Enzymes in Detergency”, J.H. van Ee, editor, Marcel Dekker Inc, NY (2001).

    80. “Powdered Detergents”, M.S. Showell, editor, Marcel DekkerInc, NY (2001).

    81. M.P. Hendrick, G. Jansen and J. Tervoort, Trans.Inst.Met.Finish .,  66,67(1989).

    82. R. Farrell and J. Horner: “Metal Cleaning”, in Ref. 2, pp.118-127.

    83. M.J. Rosen and H.A. Goldsmith, “Systematic Analysis of Surface Active Agents”, Willey, NY (1976).

    84. G.F. Longman, “Analysis of Detergents and Detergent Products”, Willey, NY (1975).

    85. B. M. Milwidskyand D. M. Gabriel,”Detergent Analysis”, J. Willey&Sons, NY (1982).

    86. T. M. Schmitt, “Analysis of Surfactants” M.  Dekker, NY (1991).

    87. C. Rosenstein and S. Hirsch: “Chemical Analysis of Plating Solutions”, in Ref.2, pp.509-554.

    88. B. M. Milwidsky, “Practical Detergent Analysis”, MacNair-Donald Co, NY (1970).

     

    تهیه شده در واحد پژوهش و گسترش جلاپردازان پرشیا (JP)

    بهمن 96

    Prepared by research and development unit of jalapardazan (JP)

    january 2018 

     

jala-logo4.png
شرکت جلاپردازان پرشیا
تولیدکننده محصولات و تجهیزات آبکاری
خدمات آبکاری، پوشش دهی و مشاوره
تهران - شهرک صنعتی باباسلمان
02165734701 - 02165734702
ایمیل: service@jalapardazan.com

جستجو