مقتبس من الطبعة الثالثة, موسوعة الصحة والسلامة المهنية.

هناك مجموعة متنوعة من التقنيات لإنهاء أسطح المنتجات المعدنية بحيث تقاوم التآكل وتتناسب بشكل أفضل وتبدو أفضل (انظر الجدول 1). يتم التعامل مع بعض المنتجات من خلال سلسلة من العديد من هذه التقنيات. ستصف هذه المقالة بإيجاز بعضًا من أكثرها استخدامًا.

الجدول 1. ملخص للمخاطر المرتبطة بطرق معالجة المعادن المختلفة

قبل تطبيق أي من هذه التقنيات ، يجب تنظيف المنتجات جيدًا. يتم استخدام عدد من طرق التنظيف ، بشكل فردي أو متسلسل. وهي تشمل الطحن الميكانيكي ، والتنظيف بالفرشاة والتلميع (الذي ينتج عنه غبار معدني أو مؤكسد - قد يكون غبار الألومنيوم متفجرًا) ، وإزالة الشحوم بالبخار ، والغسيل بمذيبات الشحوم العضوية ، و "التخليل" في محاليل حمض أو قلوية مركزة وإزالة الشحوم كهربائياً. يتضمن الأخير الغمر في الحمامات المحتوية على السيانيد والقلويات المركزة حيث يقوم الهيدروجين أو الأكسجين المتكون كهربائياً بإزالة الشحوم ، مما ينتج عنه أسطح معدنية "فارغة" خالية من الأكاسيد والشحوم. يتبع التنظيف شطف وتجفيف كافيين للمنتج.

إن التصميم المناسب للمعدات و تهوية العادم المحلي الفعالة سيقللان من بعض المخاطر. يجب تزويد العمال المعرضين لخطر البقع بنظارات واقية أو واقيات للعين وقفازات ومآزر وملابس واقية. يجب أن تكون الدشات ونوافير غسل العين قريبة وفي حالة عمل جيدة ، ويجب غسل البقع والانسكابات على الفور. مع معدات التحليل الكهربائي ، يجب أن تكون القفازات والأحذية غير موصلة للكهرباء ، ويجب اتباع الاحتياطات الكهربائية القياسية الأخرى ، مثل تركيب قاطعات دائرة الأعطال الأرضية وإجراءات الإغلاق / الوسم.

عمليات العلاج

تلميع كهربائيا

يستخدم التلميع الإلكتروليتي لإنتاج سطح ذو مظهر وانعكاس محسّن ، لإزالة المعادن الزائدة لتلائم الأبعاد المطلوبة بدقة وتجهيز السطح للفحص بحثًا عن العيوب. تتضمن العملية إذابة أنوديك تفضيلية للبقع العالية على السطح بعد إزالة الشحوم بالبخار والتنظيف القلوي الساخن. كثيرا ما تستخدم الأحماض كمحلول بالكهرباء ؛ وفقًا لذلك ، يلزم الشطف الكافي بعد ذلك.

طلاء بالكهرباء

الطلاء الكهربائي هو عملية كيميائية أو كهروكيميائية لتطبيق طبقة معدنية على المنتج - على سبيل المثال ، النيكل للحماية من التآكل ، والكروم الصلب لتحسين خصائص السطح أو الفضة والذهب لتجميله. من حين لآخر ، يتم استخدام المواد غير المعدنية. يتم غمر المنتج ، الموصّل بأسلاك ككاثود ، وأنود المعدن المراد ترسبه في محلول إلكتروليت (يمكن أن يكون حمضيًا أو قلويًا أو قلويًا مع أملاح السيانيد والمركبات) ويتصل خارجيًا بمصدر تيار مباشر. تهاجر الكاتيونات الموجبة الشحنة للأنود المعدني إلى الكاثود ، حيث يتم اختزالها إلى المعدن وترسبها كطبقة رقيقة (انظر الشكل 1). تستمر العملية حتى يصل الطلاء الجديد إلى السماكة المطلوبة ، ثم يتم غسل المنتج وتجفيفه وصقله.

الشكل 1. الطلاء الكهربائي: تمثيل تخطيطي

الأنود: نحاس ← نحاس⁺² + O2^- ؛ الكاثود: نحاس⁺² + 2 هـ^- → نحاس

In التشكيل الكهربائي ، وهي عملية ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالطلاء بالكهرباء ، حيث يتم تصنيع الأشياء المصبوبة من ، على سبيل المثال ، الجص أو البلاستيك بواسطة تطبيق الجرافيت ثم يتم توصيلها ككاثود بحيث يتم ترسيب المعدن عليها.

In أنودة ، وهي عملية أصبحت ذات أهمية متزايدة في السنوات الأخيرة ، حيث يتم توصيل منتجات الألمنيوم (يتم استخدام التيتانيوم والمعادن الأخرى أيضًا) كأنود ومغمورة في حمض الكبريتيك المخفف. ومع ذلك ، بدلاً من تكوين أيونات الألومنيوم الموجبة والانتقال للترسيب على القطب السالب ، تتأكسد بواسطة ذرات الأكسجين التي تنشأ عند الأنود وتصبح مرتبطة به كطبقة أكسيد. يتم إذابة طبقة الأكسيد هذه جزئيًا بواسطة محلول حامض الكبريتيك ، مما يجعل الطبقة السطحية مسامية. في وقت لاحق ، يمكن ترسيب المواد الملونة أو الحساسة للضوء في هذه المسام ، كما هو الحال في تصنيع لوحات الأسماء ، على سبيل المثال.

المينا والزجاج

المينا الزجاجي أو المينا الخزفي يستخدم لإعطاء غطاء عالي الحرارة ومقاوم للبقع والتآكل للمعادن ، عادة من الحديد أو الصلب ، في مجموعة واسعة من المنتجات المصنعة بما في ذلك أحواض الاستحمام ، وأفران الغاز والكهرباء ، وأدوات المطبخ ، وخزانات التخزين والحاويات والمعدات الكهربائية. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام المينا في زخرفة السيراميك والزجاج والمجوهرات والزخارف الزخرفية. إن الاستخدام المتخصص لمساحيق المينا في إنتاج أواني الزينة مثل كلوزوني وليموج معروف منذ قرون. يتم تطبيق مواد التزجيج على الأواني الفخارية بجميع أنواعها.

تشمل المواد المستخدمة في صناعة المينا الزجاجية والطلاء الزجاجي ما يلي:

• الحراريات مثل الكوارتز والفلسبار والطين
• التدفقات ، مثل البوراكس (بورات الصوديوم ديكاهيدرات) ، ورماد الصودا (كربونات الصوديوم اللامائية) ، ونترات الصوديوم ، والفلورسبار ، والكريوليت ، وكربونات الباريوم ، وكربونات المغنيسيوم ، وأول أكسيد الرصاص ، ورابع أكسيد الرصاص ، وأكسيد الزنك
• الألوان ، مثل أكاسيد الأنتيمون ، والكادميوم ، والكوبالت ، والحديد ، والنيكل ، والمنغنيز ، والسيلينيوم ، والفاناديوم ، واليورانيوم ، والتيتانيوم.
• مواد التعتيم ، مثل أكاسيد الأنتيمون ، والتيتانيوم ، والقصدير ، والزركونيوم ، وأنتيمونينات الصوديوم
• المنحلات بالكهرباء ، مثل البورق ورماد الصودا وكربونات المغنيسيوم وكبريتات الصوديوم ونتريت الصوديوم وألومينات الصوديوم
• عوامل التلبد ، مثل الطين واللثة وألجينات الأمونيوم والبنتونيت والسيليكا الغروية.

الخطوة الأولى في جميع أنواع الطلاء الزجاجي أو التزجيج هي صنع مزيج التزجيج ، مسحوق المينا. يتضمن ذلك تحضير المواد الخام والصهر وتسليم مزيج التزجيج.

بعد التنظيف الدقيق للمنتجات المعدنية (على سبيل المثال ، السفع بالخردق ، التخليل ، إزالة الشحوم) ، يمكن تطبيق المينا من خلال عدد من الإجراءات:

• في العملية الرطبة ، يتم غمس الجسم في انزلاق المينا المائي ، ثم يتم سحبه والسماح له بالتجفيف أو ، في حالة "التكسير" ، يكون زلق المينا أكثر سمكًا ويجب اهتزازه من الجسم.
• في العملية الجافة ، يتم تسخين الجسم المطلي بالأرض إلى درجة حرارة المينا ثم يتم غبار مسحوق المينا الجاف من خلال المناخل عليه. ينسكب المينا في مكانه ، وعندما يتم إرجاع الكائن إلى الفرن ، يذوب إلى سطح أملس.
• يتم استخدام تطبيق الرش بشكل متزايد ، عادة في عملية ميكانيكية. يتطلب خزانة تحت تهوية العادم.
• عادة ما يتم تطبيق المينا الزخرفية باليد ، باستخدام فرش أو أدوات مماثلة.
• عادة ما يتم وضع مواد التزجيج الخاصة بالخزف والفخار عن طريق الغمس أو الرش. على الرغم من أن بعض عمليات الغمس تتم آليًا ، إلا أن القطع عادة ما يتم غمسها يدويًا في صناعة الخزف المحلية. يتم إمساك الجسم في اليد ، ويتم غمسه في حوض كبير من التزجيج ، ويتم إزالة التزجيج بنقرة من الرسغ ويتم وضع الكائن في مجفف. يجب توفير غطاء أو خزانة مغلقة مع تهوية فعالة للعادم عند رش الطلاء الزجاجي.

ثم يتم "حرق" الأشياء المحضرة في الفرن أو الفرن ، والذي عادة ما يتم تغذيته بالغاز.

النقش

ينتج النقش الكيميائي لمسة نهائية من الساتان أو غير اللامع. في أغلب الأحيان ، يتم استخدامه كعلاج مسبق قبل المعالجة بأكسيد الألومنيوم أو الطلاء باللاك أو طلاء التحويل أو التلميع أو التفتيح الكيميائي. يتم تطبيقه بشكل متكرر على الألمنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ ، ولكنه يستخدم أيضًا للعديد من المعادن الأخرى.

عادة ما يتم حفر الألومنيوم في محاليل قلوية تحتوي على مخاليط مختلفة من هيدروكسيد الصوديوم وهيدروكسيد البوتاسيوم وفوسفات ثلاثي الصوديوم وكربونات الصوديوم ، إلى جانب مكونات أخرى لمنع تكون الحمأة. واحدة من أكثر العمليات شيوعًا تستخدم هيدروكسيد الصوديوم بتركيز من 10 إلى 40 جم / لتر يتم الحفاظ عليه عند درجة حرارة من 50 إلى 85 درجة مئوية مع وقت غمر يصل إلى 10 دقائق.

عادة ما يسبق الحفر القلوي ويتبعه معالجة في خلائط مختلفة من حمض الهيدروكلوريك أو الهيدروفلوريك أو النيتريك أو الفوسفوريك أو الكروميك أو حامض الكبريتيك. تتضمن المعالجة الحمضية النموذجية غمرًا لمدة 15 إلى 60 ثانية في خليط من 3 أجزاء حسب حجم حمض النيتريك وجزء واحد بالحجم من حمض الهيدروفلوريك الذي يتم الحفاظ عليه عند درجة حرارة 1 درجة مئوية.

الجلفنة

يطبق الجلفنة طلاء الزنك على مجموعة متنوعة من منتجات الصلب للحماية من التآكل. يجب أن يكون المنتج نظيفًا وخاليًا من الأكسيد حتى يلتصق الطلاء بشكل صحيح. يتضمن هذا عادة عددًا من عمليات التنظيف أو الشطف أو التجفيف أو التلدين قبل أن يدخل المنتج حمام الجلفنة. في الجلفنة "بالغمس الساخن" ، يتم تمرير المنتج من خلال حمام من الزنك المصهور ؛ الجلفنة "الباردة" هي في الأساس طلاء كهربائي ، كما هو موضح أعلاه.

عادة ما تكون المنتجات المصنعة مجلفنة في عملية دفعية ، بينما يتم استخدام طريقة الشريط المستمر لشريط الصلب أو الألواح أو الأسلاك. يمكن استخدام التدفق للحفاظ على تنظيف مُرضٍ لكل من المنتج وحمام الزنك ولتسهيل التجفيف. يمكن اتباع خطوة التدفق المسبق بغطاء تدفق كلوريد الأمونيوم على سطح حمام الزنك ، أو يمكن استخدام الأخير بمفرده. في أنبوب الجلفنة ، يتم غمر الأنبوب في محلول ساخن من كلوريد أمونيوم الزنك بعد التنظيف وقبل دخول الأنبوب إلى حمام الزنك المصهور. تتحلل التدفقات لتكوين كلوريد الهيدروجين وغاز الأمونيا المهيجين ، مما يتطلب تهوية العادم المحلي.

تختلف الأنواع المختلفة من الجلفنة المستمرة بالغمس الساخن بشكل أساسي في كيفية تنظيف المنتج وما إذا كان يتم التنظيف عبر الإنترنت:

• التنظيف بأكسدة اللهب لزيوت السطح مع الاختزال اللاحق في الفرن والتليين في الخط
• التنظيف الإلكتروليتي يتم قبل التلدين في الخط
• التنظيف بالتخليل الحمضي والتنظيف القلوي ، باستخدام تدفق قبل فرن التسخين المسبق والتلدين في الفرن قبل الجلفنة
• التنظيف بالتخليل الحمضي والتنظيف القلوي ، وإزالة التدفق والتسخين المسبق في الغاز المختزل (مثل الهيدروجين) قبل الجلفنة.

يتجاهل خط الجلفنة المستمر لشريط قياس الضوء التخليل واستخدام التدفق ؛ يستخدم التنظيف القلوي ويحافظ على السطح النظيف للشريط عن طريق تسخينه في غرفة أو فرن مع جو مختزل من الهيدروجين حتى يمر تحت سطح حمام الزنك المصهور.

تتطلب عملية الجلفنة المستمرة للأسلاك خطوات تلدين ، وعادة ما تكون باستخدام وعاء من الرصاص المنصهر أمام صهاريج التنظيف والجلفنة ؛ تبريد الهواء أو الماء التخليل في حمض الهيدروكلوريك الساخن المخفف ؛ الشطف؛ تطبيق التدفق تجفيف؛ ثم الجلفنة في حمام الزنك المصهور.

الخبث ، سبيكة من الحديد والزنك ، يستقر في قاع حمام الزنك المصهور ويجب إزالته بشكل دوري. تطفو أنواع مختلفة من المواد على سطح حمام الزنك لمنع أكسدة الزنك المصهور. هناك حاجة إلى القشط المتكرر عند نقاط الدخول والخروج من السلك أو الشريط المجلفن.

المعالجة الحرارية

عادة ما تكون المعالجة الحرارية ، تسخين وتبريد المعدن الذي يبقى في الحالة الصلبة ، جزءًا لا يتجزأ من معالجة المنتجات المعدنية. غالبًا ما ينطوي على تغيير في البنية البلورية للمعدن مما يؤدي إلى تعديل خصائصه (على سبيل المثال ، التلدين لجعل المعدن أكثر مرونة ، والتسخين والتبريد البطيء لتقليل الصلابة والتسخين والتبريد لزيادة الصلابة ودرجة الحرارة المنخفضة التدفئة لتقليل الضغوط الداخلية).

الصلب

التلدين هو معالجة حرارية "تليين" تستخدم على نطاق واسع للسماح بمزيد من العمل البارد للمعدن ، وتحسين قابلية التشغيل الآلي ، وتخفيف الضغط على المنتج قبل استخدامه وما إلى ذلك. يتضمن تسخين المعدن إلى درجة حرارة معينة ، والاحتفاظ به عند درجة الحرارة تلك لفترة زمنية محددة والسماح له بالتبريد بمعدل معين. يتم استخدام عدد من تقنيات التلدين:

• التلدين الأزرق ، يتم فيها إنتاج طبقة من أكسيد أزرق على سطح سبائك حديدية
• تلدين مشرق ، الذي يتم إجراؤه في جو خاضع للتحكم لتقليل أكسدة السطح
• تلدين وثيق or مربع الصلب ، طريقة يتم فيها تسخين المعادن الحديدية وغير الحديدية في حاوية معدنية محكمة الغلق مع أو بدون مادة تعبئة ثم تبريدها ببطء
• التلدين الكامل ، يتم إجراؤها عادةً في جو وقائي ، بهدف الحصول على أقصى نعومة ممكنة اقتصاديًا
• مطيع نوع خاص من التلدين يُعطى لمسبوكات الحديد لجعلها قابلة للطرق عن طريق تحويل الكربون المدمج في الحديد إلى كربون ناعم (أي الجرافيت)
• التلدين الجزئي ، عملية درجات الحرارة المنخفضة لإزالة الضغوط الداخلية التي يسببها المعدن عن طريق العمل على البارد
• شبه الحرجة or صلب كروي ، التي تنتج آلية محسنة من خلال السماح لكربيد الحديد في الهيكل البلوري بالحصول على شكل كروي.

تصلب العمر

التصلب بالشيخوخة هو معالجة حرارية تستخدم غالبًا في سبائك الألومنيوم والنحاس حيث يتم تسريع التصلب الطبيعي الذي يحدث في السبيكة عن طريق التسخين إلى حوالي 180 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة تقريبًا.

المجانسة

تم تصميم التجانس ، الذي يتم تطبيقه عادةً على السبائك أو مساحيق المعادن ، لإزالة الفصل أو تقليله بشكل كبير. يتم تحقيقه عن طريق التسخين إلى درجة حرارة تبلغ حوالي 20 درجة مئوية تحت درجة انصهار المعدن لمدة ساعتين أو أكثر ثم التبريد.

تطبيع

عملية مشابهة لعملية التلدين الكامل ، تضمن توحيد الخواص الميكانيكية التي سيتم الحصول عليها وتنتج أيضًا صلابة ومقاومة أكبر للتحميل الميكانيكي.

تسجيل براءات الاختراع

براءات الاختراع هي نوع خاص من عمليات التلدين التي تُطبق عادةً على المواد ذات المقطع العرضي الصغير التي يُراد سحبها (على سبيل المثال ، 0.6٪ من أسلاك الفولاذ الكربوني). يتم تسخين المعدن في فرن عادي إلى ما يزيد عن نطاق التحويل ثم ينتقل مباشرة من الفرن إلى ، على سبيل المثال ، حمام رصاص مثبت عند درجة حرارة حوالي 170 درجة مئوية.

إطفاء-تصلب وتلطيف

يمكن زيادة الصلابة في سبيكة حديدية عن طريق التسخين إلى ما يزيد عن نطاق التحول والتبريد السريع لدرجة حرارة الغرفة عن طريق التبريد بالزيت أو الماء أو الهواء. غالبًا ما يتم التشديد على المقالة بشدة بحيث لا يمكن وضعها في الخدمة ، ومن أجل زيادة متانتها ، يتم تلطيفها عن طريق إعادة تسخينها إلى درجة حرارة أقل من نطاق التحويل والسماح لها بالتبريد بالمعدل المطلوب.

تعتبر عملية الإستشهاد والتبريد عمليات متشابهة فيما عدا أن المادة يتم إخمادها ، على سبيل المثال ، في حمام ملح أو رصاص عند درجة حرارة 400 درجة مئوية.

تصلب السطح والحالة

هذه عملية معالجة حرارية أخرى يتم تطبيقها بشكل متكرر على السبائك القائمة على الحديد ، والتي تسمح لسطح الجسم بالبقاء صلبًا بينما يظل قلبه قابلاً للدكت نسبيًا. لديها عدد من الاختلافات:

• تصلب اللهب يتضمن تصلب أسطح الجسم (على سبيل المثال ، أسنان التروس ، المحامل ، الانزلاقات) عن طريق التسخين بشعلة غاز عالية الحرارة ثم التبريد بالزيت أو الماء أو وسيط آخر مناسب.
• تصلب الحث الكهربائي يشبه تصلب اللهب فيما عدا أن التسخين ينتج عن تيارات إيدي مستحثة في طبقات السطح.
• الكربنة يزيد محتوى الكربون في سطح سبيكة حديدية عن طريق تسخين الجسم في وسط كربوني صلب أو سائل أو غازي (على سبيل المثال ، الفحم الصلب وكربونات الباريوم ، وسيانيد الصوديوم السائل وكربونات الصوديوم ، وأول أكسيد الكربون الغازي ، والميثان ، وما إلى ذلك. ) عند درجة حرارة حوالي 900 درجة مئوية.
• نيترة يزيد محتوى النيتروجين على سطح جسم خاص من الحديد الزهر أو الصلب منخفض السبائك عن طريق تسخينه في وسط نيتروجين ، عادة غاز الأمونيا ، عند حوالي 500 إلى 600 درجة مئوية.
• السيانيد هي طريقة لتصلب الحالة يتم فيها إثراء سطح جسم فولاذي منخفض الكربون في كل من الكربون والنيتروجين في وقت واحد. عادة ما ينطوي على تسخين الجسم لمدة ساعة في حمام من 1٪ سيانيد الصوديوم المنصهر عند 30 درجة مئوية ، ثم التبريد بالزيت أو الماء.
• نيترة الكربوهيدرات هي عملية غازية للامتصاص المتزامن للكربون والنيتروجين في الطبقة السطحية من الفولاذ عن طريق تسخينها إلى 800 إلى 875 درجة مئوية في جو من غاز الكربنة (انظر أعلاه) وغاز النيتروجين (على سبيل المثال ، 2 إلى 5٪ لا مائي الأمونيا).

تعدين

المعدنة ، أو رش المعادن ، هي تقنية لتطبيق طلاء معدني واقٍ على سطح خشن ميكانيكيًا عن طريق رشه بقطرات من المعدن المنصهر. كما أنها تستخدم لبناء الأسطح البالية أو المتآكلة ولإصلاح الأجزاء المكونة بشكل سيئ. تُعرف هذه العملية على نطاق واسع باسم Schooping ، على اسم الدكتور Schoop الذي اخترعها.

إنها تستخدم مسدس Schooping ، وهو مسدس رش محمول باليد على شكل مسدس يتم من خلاله إدخال المعدن في شكل سلكي إلى لهب غاز الوقود / أنبوب نفخ الأكسجين الذي يذوبه ، وباستخدام الهواء المضغوط ، يرشه على الجسم. مصدر الحرارة عبارة عن خليط من الأكسجين وإما الأسيتيلين أو البروبان أو الغاز الطبيعي المضغوط. عادة ما يتم تقويم السلك الملفوف قبل إدخاله في البندقية. يمكن استخدام أي معدن يمكن تحويله إلى سلك ؛ يمكن للبندقية أيضًا قبول المعدن في شكل مسحوق.

المعدنة بالفراغ هي عملية يتم فيها وضع الجسم في جرة مفرغة يتم فيها رش المعدن المطلي.

الفوسفات

يستخدم الفوسفات بشكل أساسي على الفولاذ والألمنيوم الخفيف والمجلفن لزيادة مقاومة التصاق الطلاء والشمع والزيت ومقاومة التآكل. يتم استخدامه أيضًا لتشكيل طبقة تعمل كغشاء فراق في الرسم العميق للصفائح المعدنية وتحسين مقاومة التآكل. يتكون أساسًا من السماح للسطح المعدني بالتفاعل مع محلول واحد أو أكثر من فوسفات الحديد أو الزنك أو المنغنيز أو الصوديوم أو الأمونيوم. تستخدم محاليل فوسفات الصوديوم والأمونيوم للتنظيف المشترك والفوسفات. أدت الحاجة إلى الأجسام متعددة المعادن الفوسفاتية والرغبة في زيادة سرعات الخط في العمليات الآلية إلى تقليل أوقات التفاعل من خلال إضافة مسرعات مثل الفلوريدات والكلورات وموليبدات ومركبات النيكل إلى محاليل الفوسفات. وبالتالي ، زيادة مرونة طلاءات فوسفات الزنك ، تتم إضافة عوامل تكرير الكريستال مثل فوسفات الزنك أو فوسفات التيتانيوم إلى شطف المعالجة المسبقة.

يتضمن تسلسل الفوسفات عادةً الخطوات التالية:

• تنظيف كاوية ساخنة
• التنظيف بالفرشاة والشطف
• مزيد من التنظيف الكاوية الساخنة
• شطف الماء تكييف
• الرش أو الغمس في المحاليل الساخنة للفوسفات الحمضي
• شطف الماء البارد
• شطف حمض الكروميك الدافئ
• شطف آخر بالماء البارد
• تجفيف.

فتيلة

يتم تطبيق مواد الطلاء الأولية العضوية على الأسطح المعدنية لتعزيز التصاق الدهانات المطبقة لاحقًا ولتأخير التآكل في السطح البيني المعدني للطلاء. تحتوي البادئات عادة على راتنجات وأصباغ ومذيبات ويمكن تطبيقها على الأسطح المعدنية المحضرة بالفرشاة أو الرش أو الغمر أو الطلاء باللف أو الرحلان الكهربائي.

قد تكون المذيبات عبارة عن أي توليفة من الهيدروكربونات الأليفاتية والعطرية والكيتونات والإسترات والكحول والإيثرات. الراتنجات الأكثر شيوعًا هي البولي فينيل بوتينول ، والراتنجات الفينولية ، والألكيدات الزيتية المجففة ، والزيوت الإبوكسية ، والإيبوكسيستر ، وسيليكات الإيثيل ، والمطاط المكلور. في البادئات المعقدة ، يتم استخدام عوامل الربط المتبادل مثل رباعي إيثيلين البنتامين ، وخماسي الإيثيلين هيكسامين ، والأيزوسيانات ، واليوريا فورمالدهايد. تشتمل الأصباغ غير العضوية المستخدمة في التركيبات الأولية على مركبات الرصاص والباريوم والكروم والزنك والكالسيوم.

مغطى بالبلاستيك

يتم تطبيق الطلاءات البلاستيكية على المعادن في صورة سائلة ، كمساحيق يتم معالجتها لاحقًا أو تلبيدها بالتسخين ، أو في شكل صفائح مُصنَّعة يتم تصفيحها على السطح المعدني بمادة لاصقة. تشمل أكثر أنواع البلاستيك استخدامًا البولي إيثيلين والبولي أميد (النايلون) والـ PVC. قد تشتمل الأخيرة على مواد ملدنة تعتمد على إسترات أحادية وبوليمرية ومثبتات مثل كربونات الرصاص وأملاح الأحماض الدهنية للباريوم والكادميوم ومزيلات ثنائي بيوتيل القصدير ومركبتيدات ألكيلتين وفوسفات الزنك. على الرغم من أن السمية المنخفضة بشكل عام وغير مزعجة ، فإن بعض الملدنات عبارة عن محسس للجلد.

الأخطار والوقاية منها

كما يمكن استنتاجه من تعقيد العمليات الموضحة أعلاه ، هناك مجموعة كبيرة ومتنوعة من مخاطر السلامة والصحة المرتبطة بالمعالجة السطحية للمعادن. تتم مصادفة العديد بانتظام في عمليات التصنيع ؛ يتم تقديم الآخرين من خلال تفرد التقنيات والمواد المستخدمة. قد يكون بعضها مهددًا للحياة. ومع ذلك ، يمكن منعها أو السيطرة عليها بشكل عام.

تصميم مكان العمل

يجب تصميم مكان العمل للسماح بتسليم المواد الخام والإمدادات وإزالة المنتجات النهائية دون التدخل في المعالجة المستمرة. نظرًا لأن العديد من المواد الكيميائية قابلة للاشتعال أو عرضة للتفاعل عند خلطها ، فإن الفصل المناسب في التخزين والعبور ضروري. تتضمن العديد من عمليات تشطيب المعادن سوائل ، وعند حدوث تسرب أو انسكاب أو تناثر الأحماض أو القلويات ، يجب غسلها على الفور. وفقًا لذلك ، يجب توفير أرضيات مصفاة ومقاومة للانزلاق بشكل كافٍ. يجب أن تكون التدبير المنزلي دؤوبًا للحفاظ على مناطق العمل والأماكن الأخرى نظيفة وخالية من تراكمات المواد. يجب تصميم أنظمة التخلص من النفايات الصلبة والسائلة والنفايات السائلة من الأفران وتهوية العادم مع مراعاة المخاوف البيئية.

يجب أن تستخدم محطات العمل ومهام العمل مبادئ مريحة لتقليل الإجهاد والالتواء والتعب المفرط ومؤشرات القوة النسبية. يجب أن تحتوي واقيات الماكينة على قفل تلقائي حتى يتم فصل الطاقة عن الماكينة إذا تمت إزالة الواقي. واقيات رذاذ الماء ضرورية. نظرًا لخطر تناثر المحاليل الحمضية والقلوية الساخنة ، يجب تثبيت نوافير غسل العين ودش الجسم بالكامل في متناول اليد. يجب وضع اللافتات لتحذير موظفي الإنتاج والصيانة الآخرين من مخاطر مثل الحمامات الكيميائية والأسطح الساخنة.

التقييم الكيميائي

يجب تقييم جميع المواد الكيميائية من حيث السمية المحتملة والمخاطر المادية ، ويجب استبدال المواد الأقل خطورة حيثما أمكن ذلك. ومع ذلك ، نظرًا لأن المادة الأقل سمية قد تكون أكثر قابلية للاشتعال ، يجب أيضًا مراعاة مخاطر نشوب حريق وانفجار. بالإضافة إلى ذلك ، يجب مراعاة التوافق الكيميائي للمواد. على سبيل المثال ، قد يؤدي خلط أملاح النترات والسيانيد عن طريق الصدفة إلى حدوث انفجار بسبب خصائص الأكسدة القوية للنترات.

تهوئة

تتطلب معظم عمليات الطلاء المعدني تهوية العادم التي يتم وضعها بشكل استراتيجي لسحب الأبخرة أو الملوثات الأخرى بعيدًا عن العامل. تدفع بعض الأنظمة الهواء النقي عبر الخزان "لدفع" الملوثات المحمولة جواً إلى جانب العادم من النظام. يجب وضع مآخذ الهواء النقي بعيدًا عن فتحات العادم بحيث لا يتم إعادة تدوير الغازات السامة المحتملة.

معدات الحماية الشخصية

يجب تصميم العمليات لمنع التعرضات السامة المحتملة ، ولكن نظرًا لأنه لا يمكن دائمًا تجنبها تمامًا ، يجب تزويد الموظفين بمعدات الحماية الشخصية المناسبة (على سبيل المثال ، نظارات واقية مع أو بدون واقيات للوجه حسب الاقتضاء ، قفازات ، مآزر أو معاطف وأحذية). نظرًا لأن العديد من حالات التعرض تشتمل على محاليل تآكل أو كاوية ساخنة ، يجب عزل العناصر الواقية ومقاومة المواد الكيميائية. إذا كان هناك تعرض محتمل للكهرباء ، يجب أن تكون معدات الحماية الشخصية غير موصلة للكهرباء. يجب أن تكون معدات الحماية الشخصية متوفرة بكميات كافية للسماح بتنظيف وتجفيف العناصر الملوثة والمبللة قبل إعادة استخدامها. يجب أن تكون القفازات المعزولة والملابس الواقية الأخرى متوفرة حيث يوجد خطر حدوث حروق حرارية من المعدن الساخن والأفران وما إلى ذلك.

من العناصر الإضافية المهمة توافر مرافق الاغتسال وخزائن وغرف ارتداء الملابس النظيفة ، بحيث تظل ملابس العمال غير ملوثة ولا يحمل العمال المواد السامة إلى منازلهم.

تدريب الموظفين والإشراف

يعد تعليم الموظف وتدريبه أمرًا ضروريًا سواء عندما يكون جديدًا في الوظيفة أو عندما تكون هناك تغييرات في المعدات أو العملية. يجب توفير MSDSs لكل من المنتجات الكيميائية التي تشرح المخاطر الكيميائية والفيزيائية ، باللغات والمستويات التعليمية التي تضمن فهم العمال لها. سيضمن اختبار الكفاءة وإعادة التدريب الدوري احتفاظ العمال بالمعلومات المطلوبة. يُنصح بالإشراف الدقيق للتأكد من اتباع الإجراءات المناسبة.

مخاطر مختارة

هناك مخاطر معينة تنفرد بها صناعة طلاء المعادن وتستحق اهتمامًا خاصًا.

المحاليل القلوية والحمضية

تعتبر المحاليل القلوية والحمضية المُسخنة المستخدمة في تنظيف ومعالجة المعادن بشكل خاص مسببة للتآكل والكاوية. إنها مهيجة للجلد والأغشية المخاطية وتكون خطيرة بشكل خاص عند تناثرها في العين. نوافير غسل العين والاستحمام في حالات الطوارئ ضرورية. الملابس الواقية المناسبة والنظارات الواقية ستحمي من البقع التي لا مفر منها ؛ عندما يصل الرذاذ إلى الجلد ، يجب شطف المنطقة فورًا وبكثرة بماء بارد ونظيف لمدة 15 دقيقة على الأقل ؛ قد تكون العناية الطبية ضرورية ، خاصة عندما تكون العين متورطة.

يجب توخي الحذر عند استخدام الهيدروكربونات المكلورة لأن الفوسجين قد ينتج عن تفاعل الهيدروكربون المكلور والأحماض والمعادن. يعتبر حمض النيتريك والهيدروفلوريك خطرين بشكل خاص عند استنشاق غازاتهما ، لأنه قد يستغرق 4 ساعات أو أكثر قبل أن تظهر التأثيرات على الرئتين. قد يظهر التهاب الشعب الهوائية والالتهاب الرئوي وحتى الوذمة الرئوية القاتلة بشكل متأخر في العامل الذي يبدو أنه لم يكن له تأثير أولي من التعرض. يُنصح بالعلاج الطبي الوقائي الفوري ، وفي كثير من الأحيان ، الاستشفاء للعمال الذين تعرضوا. يمكن أن يسبب ملامسة الجلد لحمض الهيدروفلوريك حروقًا شديدة دون ألم لعدة ساعات. العناية الطبية العاجلة ضرورية.

غبار

يمثل الغبار المعدني والمؤكسد مشكلة خاصة في عمليات الطحن والتلميع ، ويتم إزالته بشكل أكثر فاعلية بواسطة تهوية العادم المحلي عند تكوينها. يجب تصميم مجاري الهواء لتكون سلسة ويجب أن تكون سرعة الهواء كافية لمنع الجسيمات من الاستقرار خارج تيار الهواء. قد يكون غبار الألمنيوم والمغنيسيوم متفجرًا ويجب جمعه في مصيدة مبللة. أصبح الرصاص مشكلة أقل مع تراجع استخدامه في السيراميك وطلاء البورسلين ، لكنه لا يزال يمثل خطرًا مهنيًا في كل مكان ويجب الحذر منه دائمًا. حظي البريليوم ومركباته بالاهتمام مؤخرًا بسبب احتمالية الإصابة بالسرطان ومرض البريليوم المزمن.

تنطوي بعض العمليات على خطر الإصابة بالسحار السيليسي والتهاب الرئة: تكليس وسحق وتجفيف الصوان أو الكوارتز أو الحجر ؛ غربلة وخلط ووزن هذه المواد في الحالة الجافة ؛ وشحن الأفران بهذه المواد. كما أنها تمثل خطرًا عند استخدامها في عملية رطبة وتتناثر في مكان العمل وعلى ملابس العمال ، لتصبح غبارًا مرة أخرى عندما تجف. تهوية العادم المحلي والنظافة الصارمة والنظافة الشخصية تدابير وقائية مهمة.

مادة متفاعلة

تعتبر المذيبات والمواد الكيميائية العضوية الأخرى المستخدمة في إزالة الشحوم وفي عمليات معينة خطيرة عند استنشاقها. في المرحلة الحادة ، قد تؤدي آثارها المخدرة إلى شلل الجهاز التنفسي والوفاة. في حالة التعرض المزمن ، تكون سمية الجهاز العصبي المركزي وتلف الكبد والكلى أكثر شيوعًا. يتم توفير الحماية بواسطة LEV مع منطقة أمان لا تقل عن 80 إلى 100 سم بين المصدر ومنطقة التنفس للعامل. يجب أيضًا تركيب تهوية منضدة لإزالة الأبخرة المتبقية من قطع العمل النهائية. قد يكون نزع الدهون من الجلد بواسطة المذيبات العضوية نذير التهاب الجلد. العديد من المذيبات قابلة للاشتعال أيضًا.

السيانيد

كثيرا ما تستخدم الحمامات المحتوية على السيانيد في إزالة الشحوم كهربائيا والطلاء بالكهرباء والسيانيد. سيؤدي التفاعل مع الحمض إلى تكوين سيانيد الهيدروجين المتطاير والذي من المحتمل أن يكون مميتًا (حمض البروسيك). يتراوح التركيز المميت في الهواء من 300 إلى 500 جزء في المليون. قد ينتج التعرض المميت أيضًا عن امتصاص الجلد أو ابتلاع السيانيد. النظافة المثلى ضرورية للعمال الذين يستخدمون السيانيد. لا يجب تناول الطعام قبل الغسيل ، ولا يجب أن يكون في منطقة العمل. يجب تنظيف الأيدي والملابس بعناية بعد التعرض المحتمل للسيانيد.

تشمل تدابير الإسعافات الأولية للتسمم بالسيانيد النقل في الهواء الطلق ، وإزالة الملابس الملوثة ، والغسيل الواسع للمناطق المكشوفة بالماء ، والعلاج بالأكسجين ، واستنشاق نتريت الأميل. تهوية العادم المحلي وحماية الجلد ضروريان.

الكروم والنيكل

قد تكون مركبات الكروم والنيكل المستخدمة في الحمامات الجلفانية في الطلاء الكهربائي خطرة. يمكن أن تسبب مركبات الكروم حروقًا وتقرحًا وإكزيما في الجلد والغشاء المخاطي وانثقابًا مميزًا في الحاجز الأنفي. قد يحدث الربو القصبي. يمكن أن تسبب أملاح النيكل إصابة الجلد التحسسية أو المهيجة السامة. هناك أدلة على أن كلا من مركبات الكروم والنيكل قد تكون مسببة للسرطان. تهوية العادم المحلي وحماية الجلد ضروريان.

الأفران والأفران

هناك حاجة إلى احتياطات خاصة عند العمل مع الأفران المستخدمة ، على سبيل المثال ، في المعالجة الحرارية للمعادن حيث يتم التعامل مع المكونات في درجات حرارة عالية والمواد المستخدمة في العملية قد تكون إما سامة أو متفجرة أو كليهما. قد تتفاعل الوسائط الغازية (الغلاف الجوي) في الفرن مع الشحنة المعدنية (المؤكسدة أو تقليل الغلاف الجوي) أو قد تكون محايدة ووقائية. تحتوي معظم الأخيرة على ما يصل إلى 50٪ هيدروجين و 20٪ أول أكسيد الكربون ، والتي ، بالإضافة إلى كونها قابلة للاحتراق ، تشكل مخاليط شديدة الانفجار مع الهواء عند درجات حرارة مرتفعة. تتراوح درجة حرارة الاشتعال من 450 إلى 750 درجة مئوية ، لكن الشرارة المحلية قد تسبب الاشتعال حتى في درجات الحرارة المنخفضة. يكون خطر الانفجار أكبر عند بدء تشغيل الفرن أو إغلاقه. نظرًا لأن فرن التبريد يميل إلى امتصاص الهواء (خطر خاص عند انقطاع الوقود أو مصدر الطاقة) ، يجب توفير مصدر للغاز الخامل (على سبيل المثال ، النيتروجين أو ثاني أكسيد الكربون) للتطهير عند إغلاق الفرن وكذلك عندما يتم إدخال جو وقائي في فرن ساخن.

ربما يكون أول أكسيد الكربون هو الخطر الأكبر من الأفران والأفران. نظرًا لأنه عديم اللون والرائحة ، فإنه غالبًا ما يصل إلى مستويات سامة قبل أن يدرك العامل ذلك. الصداع هو أحد الأعراض الأولى للسمية ، وبالتالي ، يجب نقل العامل الذي يصاب بالصداع أثناء العمل إلى الهواء الطلق على الفور. تشمل مناطق الخطر الجيوب الغائرة التي قد يتجمع فيها أول أكسيد الكربون ؛ يجب أن نتذكر أن أعمال الطوب مسامية وقد تحتفظ بالغاز أثناء التطهير العادي وتنبعث منه عند اكتمال التطهير.

قد تكون أفران الرصاص خطرة لأن الرصاص يميل إلى التبخر بسرعة كبيرة عند درجات حرارة أعلى من 870 درجة مئوية. وفقًا لذلك ، يلزم وجود نظام فعال لاستخراج الدخان. قد يكون كسر أو فشل وعاء خطير أيضًا ؛ يجب توفير بئر أو حفرة كبيرة بما يكفي لالتقاط المعدن المنصهر في حالة حدوث ذلك.

حريق وانفجار

العديد من المركبات المستخدمة في طلاء المعادن قابلة للاشتعال ، وفي ظل ظروف معينة ، تكون قابلة للانفجار. بالنسبة للجزء الأكبر ، فإن الأفران وأفران التجفيف تعمل بالغاز ، ويجب تركيب احتياطات خاصة مثل أجهزة تعطل اللهب في الشعلات ، وصمامات قطع الضغط المنخفض في خطوط الإمداد ، وألواح تخفيف الانفجار في هيكل المواقد. . في عمليات التحليل الكهربائي ، قد يتجمع الهيدروجين المتكون في العملية على سطح الحمام ، وإذا لم يتم استنفاده ، فقد يصل إلى تركيزات متفجرة. يجب تهوية الأفران بشكل صحيح وحماية المواقد من الانسداد بسبب مادة التقطير.

يعتبر تبريد الزيت أيضًا من مخاطر الحريق ، خاصةً إذا لم تكن الشحنة المعدنية مغمورة بالكامل. يجب أن تحتوي زيوت التبريد على نقطة اشتعال عالية ، ويجب ألا تتجاوز درجة حرارتها 27 درجة مئوية.

تعتبر أسطوانات الأكسجين المضغوط وغاز الوقود المستخدمة في عملية التعدين من مخاطر الحريق والانفجار إذا لم يتم تخزينها وتشغيلها بشكل صحيح. راجع مقالة "اللحام والقطع الحراري" في هذا الفصل للحصول على الاحتياطات التفصيلية.

وفقًا لما تتطلبه اللوائح المحلية ، يجب توفير معدات مكافحة الحرائق ، بما في ذلك أجهزة الإنذار ، والحفاظ عليها في حالة جيدة ، ويتم تدريب العمال على استخدامها بشكل صحيح.

حرارة

إن استخدام الأفران ، واللهب المكشوف ، والأفران ، والمحاليل الساخنة ، والمعادن المنصهرة يمثل حتمًا خطر التعرض المفرط للحرارة ، والذي يتفاقم في المناخات الحارة والرطبة ، وعلى وجه الخصوص ، عن طريق الملابس والعتاد الواقي. قد لا يكون التكييف الكامل لمحطة ما مجديًا اقتصاديًا ، ولكن توفير الهواء المبرد في أنظمة التهوية المحلية مفيد. استراحات الراحة في محيط بارد وتناول كمية كافية من السوائل (يجب أن تكون السوائل المأخوذة في محطة العمل خالية من الملوثات السامة) ستساعد على تجنب سمية الحرارة. يجب تدريب العمال والمشرفين على التعرف على أعراض الإجهاد الحراري.

وفي الختام

تتضمن المعالجة السطحية للمعادن العديد من العمليات التي تنطوي على مجموعة واسعة من التعرضات السامة المحتملة ، والتي يمكن منع معظمها أو السيطرة عليها من خلال التطبيق الجاد لتدابير وقائية معترف بها جيدًا.

الرجوع