भले ही कच्ची धातु को ट्यूब या पाइप में कैसे बनाया जाए

इस बात पर ध्यान दिए बिना कि कच्ची धातु को ट्यूब या पाइप में कैसे बनाया जाता है, विनिर्माण प्रक्रिया सतह पर महत्वपूर्ण मात्रा में अवशिष्ट सामग्री छोड़ देती है।रोलिंग मिल पर फॉर्मिंग और वेल्डिंग, ड्राफ्टिंग टेबल पर ड्राइंग, या कट-टू-लेंथ प्रक्रिया के बाद पाइलर या एक्सट्रूडर का उपयोग करने से पाइप या पाइप की सतह ग्रीस से लेपित हो सकती है और मलबे से बंद हो सकती है।सामान्य संदूषक जिन्हें आंतरिक और बाहरी सतहों से हटाने की आवश्यकता होती है उनमें ड्राइंग और काटने से तेल और पानी आधारित स्नेहक, काटने के संचालन से धातु का मलबा, और कारखाने की धूल और मलबा शामिल हैं।
इनडोर प्लंबिंग और वायु नलिकाओं की सफाई के लिए विशिष्ट तरीके, चाहे जलीय घोल या सॉल्वैंट्स के साथ, बाहरी सतहों की सफाई के लिए उपयोग किए जाने वाले समान हैं।इनमें फ्लशिंग, प्लगिंग और अल्ट्रासोनिक कैविटेशन शामिल हैं।ये सभी विधियां प्रभावी हैं और दशकों से उपयोग की जा रही हैं।
बेशक, हर प्रक्रिया की सीमाएँ होती हैं, और ये सफाई विधियाँ कोई अपवाद नहीं हैं।फ्लशिंग के लिए आम तौर पर एक मैनुअल मैनिफोल्ड की आवश्यकता होती है और इसकी प्रभावशीलता कम हो जाती है क्योंकि फ्लश द्रव का वेग कम हो जाता है क्योंकि तरल पदार्थ पाइप की सतह (सीमा परत प्रभाव) के पास पहुंचता है (चित्र 1 देखें)।पैकिंग अच्छी तरह से काम करती है, लेकिन बहुत छोटे व्यास के लिए बहुत श्रमसाध्य और अव्यावहारिक है, जैसे कि चिकित्सा अनुप्रयोगों (चमड़े के नीचे या ल्यूमिनल ट्यूब) में उपयोग किया जाता है।अल्ट्रासोनिक ऊर्जा बाहरी सतहों को साफ करने में प्रभावी है, लेकिन यह कठोर सतहों में प्रवेश नहीं कर सकती है और पाइप के अंदरूनी हिस्से तक पहुंचने में कठिनाई होती है, खासकर जब उत्पाद को बंडल किया जाता है।दूसरा नुकसान यह है कि अल्ट्रासोनिक ऊर्जा सतह को नुकसान पहुंचा सकती है।गुहिकायन द्वारा ध्वनि बुलबुले साफ हो जाते हैं, जिससे सतह के पास बड़ी मात्रा में ऊर्जा निकलती है।
इन प्रक्रियाओं का एक विकल्प वैक्यूम साइक्लिक न्यूक्लिएशन (वीसीएन) है, जो तरल को स्थानांतरित करने के लिए गैस के बुलबुले को बढ़ने और ढहने का कारण बनता है।मौलिक रूप से, अल्ट्रासोनिक प्रक्रिया के विपरीत, यह धातु की सतहों को नुकसान पहुंचाने का जोखिम नहीं उठाता है।
वीसीएन पाइप के अंदर से तरल को उत्तेजित करने और निकालने के लिए हवा के बुलबुले का उपयोग करता है।यह एक विसर्जन प्रक्रिया है जो निर्वात में संचालित होती है और इसका उपयोग पानी-आधारित और विलायक-आधारित दोनों तरल पदार्थों के साथ किया जा सकता है।
यह उसी सिद्धांत पर काम करता है जैसे किसी बर्तन में पानी उबलने पर बुलबुले बनते हैं।पहले बुलबुले कुछ स्थानों पर बनते हैं, विशेषकर अच्छी तरह से उपयोग किए जाने वाले बर्तनों में।इन क्षेत्रों के सावधानीपूर्वक निरीक्षण से अक्सर इन क्षेत्रों में खुरदरापन या अन्य सतह संबंधी खामियां सामने आती हैं।यह इन क्षेत्रों में है कि पैन की सतह तरल की दी गई मात्रा के साथ अधिक संपर्क में है।इसके अलावा, चूंकि ये क्षेत्र प्राकृतिक संवहनी शीतलन के अधीन नहीं हैं, इसलिए हवा के बुलबुले आसानी से बन सकते हैं।
उबलते ताप स्थानांतरण में, किसी तरल का तापमान उसके क्वथनांक तक बढ़ाने के लिए ऊष्मा को तरल में स्थानांतरित किया जाता है।जब क्वथनांक पहुँच जाता है, तो तापमान बढ़ना बंद हो जाता है;अधिक गर्मी जोड़ने से भाप बनती है, शुरुआत में भाप के बुलबुले के रूप में।तेजी से गर्म करने पर सतह पर मौजूद सारा तरल वाष्प में बदल जाता है, जिसे फिल्म उबलना कहा जाता है।
जब आप एक बर्तन में पानी उबालते हैं तो ऐसा होता है: सबसे पहले, बर्तन की सतह पर कुछ बिंदुओं पर हवा के बुलबुले बनते हैं, और फिर जैसे ही पानी को हिलाया और हिलाया जाता है, पानी सतह से तेजी से वाष्पित हो जाता है।सतह के निकट यह एक अदृश्य वाष्प है;जब वाष्प आसपास की हवा के संपर्क से ठंडा हो जाता है, तो यह संघनित होकर जलवाष्प में बदल जाता है, जो बर्तन के ऊपर बनते ही स्पष्ट रूप से दिखाई देता है।
हर कोई जानता है कि यह 212 डिग्री फ़ारेनहाइट (100 डिग्री सेल्सियस) पर होगा, लेकिन इतना ही नहीं।यह इस तापमान और मानक वायुमंडलीय दबाव पर होता है, जो 14.7 पाउंड प्रति वर्ग इंच (पीएसआई [1 बार]) है।दूसरे शब्दों में, जिस दिन समुद्र तल पर हवा का दबाव 14.7 पीएसआई होता है, समुद्र तल पर पानी का क्वथनांक 212 डिग्री फ़ारेनहाइट होता है;उसी दिन इस क्षेत्र में 5,000 फीट की ऊंचाई पर पहाड़ों में, वायुमंडलीय दबाव 12.2 पाउंड प्रति वर्ग इंच है, जहां पानी का क्वथनांक 203 डिग्री फ़ारेनहाइट होगा।
तरल के तापमान को उसके क्वथनांक तक बढ़ाने के बजाय, वीसीएन प्रक्रिया कक्ष में दबाव को परिवेश के तापमान पर तरल के क्वथनांक तक कम कर देती है।उबलते ताप स्थानांतरण के समान, जब दबाव क्वथनांक तक पहुंचता है, तो तापमान और दबाव स्थिर रहते हैं।इस दबाव को वाष्प दबाव कहा जाता है।जब ट्यूब या पाइप की आंतरिक सतह भाप से भर जाती है, तो बाहरी सतह कक्ष में वाष्प दबाव बनाए रखने के लिए आवश्यक भाप की भरपाई करती है।
यद्यपि उबलता ताप स्थानांतरण वीसीएन के सिद्धांत का उदाहरण देता है, वीसीएन प्रक्रिया उबलने के विपरीत काम करती है।
चयनात्मक सफाई प्रक्रिया.बुलबुला निर्माण एक चयनात्मक प्रक्रिया है जिसका उद्देश्य कुछ क्षेत्रों को साफ़ करना है।सभी हवा को हटाने से वायुमंडलीय दबाव 0 पीएसआई तक कम हो जाता है, जो वाष्प दबाव है, जिससे सतह पर भाप बनती है।बढ़ते हुए हवा के बुलबुले ट्यूब या नोजल की सतह से तरल पदार्थ को विस्थापित कर देते हैं।जब वैक्यूम छोड़ा जाता है, तो चैम्बर वायुमंडलीय दबाव में वापस आ जाता है और शुद्ध हो जाता है, अगले वैक्यूम चक्र के लिए ट्यूब में ताजा तरल भर जाता है।वैक्यूम/दबाव चक्र आम तौर पर 1 से 3 सेकंड के लिए सेट होते हैं और वर्कपीस के आकार और संदूषण के आधार पर किसी भी संख्या में चक्र सेट किए जा सकते हैं।
इस प्रक्रिया का लाभ यह है कि यह दूषित क्षेत्र से शुरू होकर पाइप की सतह को साफ करती है।जैसे-जैसे वाष्प बढ़ती है, तरल ट्यूब की सतह पर धकेल दिया जाता है और तेज हो जाता है, जिससे ट्यूब की दीवारों पर एक मजबूत लहर पैदा होती है।सबसे ज्यादा उत्साह दीवारों पर होता है, जहां भाप बढ़ती है।अनिवार्य रूप से, यह प्रक्रिया सीमा परत को तोड़ देती है, जिससे तरल उच्च रासायनिक क्षमता वाली सतह के करीब रहता है।अंजीर पर.2 0.1% जलीय सर्फैक्टेंट समाधान का उपयोग करके दो प्रक्रिया चरण दिखाता है।
भाप बनने के लिए, ठोस सतह पर बुलबुले बनने चाहिए।इसका मतलब यह है कि सफाई प्रक्रिया सतह से तरल तक जाती है।समान रूप से महत्वपूर्ण, बुलबुला न्यूक्लियेशन छोटे बुलबुले से शुरू होता है जो सतह पर एकत्रित होते हैं, अंततः स्थिर बुलबुले बनाते हैं।इसलिए, न्यूक्लियेशन तरल मात्रा से अधिक उच्च सतह क्षेत्र वाले क्षेत्रों का पक्ष लेता है, जैसे पाइप और व्यास के अंदर पाइप।
पाइप की अवतल वक्रता के कारण पाइप के अंदर भाप बनने की संभावना अधिक होती है।क्योंकि अंदर के व्यास पर हवा के बुलबुले आसानी से बन जाते हैं, वाष्प सबसे पहले और इतनी तेजी से बनती है कि आमतौर पर 70% से 80% तरल को विस्थापित कर देती है।निर्वात चरण के चरम पर सतह पर तरल लगभग 100% वाष्प है, जो उबलते ताप हस्तांतरण में फिल्म के उबलने की नकल करता है।
न्यूक्लियेशन प्रक्रिया लगभग किसी भी लंबाई या विन्यास के सीधे, घुमावदार या मुड़े हुए उत्पादों पर लागू होती है।
छिपी हुई बचत खोजें.वीसीएन का उपयोग करने वाली जल प्रणालियाँ लागत को काफी कम कर सकती हैं।क्योंकि यह प्रक्रिया ट्यूब की सतह के पास मजबूत मिश्रण के कारण रसायनों की उच्च सांद्रता को बनाए रखती है (चित्र 1 देखें), रासायनिक प्रसार की सुविधा के लिए रसायनों की उच्च सांद्रता की आवश्यकता नहीं होती है।तेज़ प्रसंस्करण और सफाई से किसी मशीन की उत्पादकता भी अधिक होती है, जिससे उपकरण की लागत बढ़ जाती है।
अंत में, जल-आधारित और विलायक-आधारित दोनों वीसीएन प्रक्रियाएं वैक्यूम सुखाने के माध्यम से उत्पादकता बढ़ा सकती हैं।इसके लिए किसी अतिरिक्त उपकरण की आवश्यकता नहीं है, यह सिर्फ प्रक्रिया का हिस्सा है।
बंद कक्ष डिज़ाइन और थर्मल लचीलेपन के कारण, वीसीएन प्रणाली को विभिन्न तरीकों से कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।
वैक्यूम चक्र न्यूक्लिएशन प्रक्रिया का उपयोग विभिन्न आकारों और अनुप्रयोगों के ट्यूबलर घटकों, जैसे छोटे-व्यास वाले चिकित्सा उपकरणों (बाएं) और बड़े-व्यास वाले रेडियो वेवगाइड्स (दाएं) को साफ करने के लिए किया जाता है।
विलायक-आधारित प्रणालियों के लिए, वीसीएन के अलावा भाप और स्प्रे जैसी अन्य सफाई विधियों का उपयोग किया जा सकता है।कुछ अद्वितीय अनुप्रयोगों में, वीसीएन को बेहतर बनाने के लिए एक अल्ट्रासाउंड प्रणाली को जोड़ा जा सकता है।सॉल्वैंट्स का उपयोग करते समय, वीसीएन प्रक्रिया को वैक्यूम-टू-वैक्यूम (या वायुहीन) प्रक्रिया द्वारा समर्थित किया जाता है, जिसे पहली बार 1991 में पेटेंट कराया गया था। यह प्रक्रिया उत्सर्जन और विलायक के उपयोग को 97% या उससे अधिक तक सीमित करती है।इस प्रक्रिया को पर्यावरण संरक्षण एजेंसी और कैलिफ़ोर्निया डिस्ट्रिक्ट ऑफ़ साउथ कोस्ट एयर क्वालिटी मैनेजमेंट द्वारा जोखिम और उपयोग को सीमित करने में इसकी प्रभावशीलता के लिए मान्यता दी गई है।
वीसीएन का उपयोग करने वाले सॉल्वेंट सिस्टम लागत प्रभावी हैं क्योंकि प्रत्येक सिस्टम वैक्यूम डिस्टिलेशन में सक्षम है, जो सॉल्वेंट रिकवरी को अधिकतम करता है।इससे विलायक खरीद और अपशिष्ट निपटान कम हो जाता है।यह प्रक्रिया ही विलायक के जीवन को बढ़ाती है;जैसे-जैसे ऑपरेटिंग तापमान घटता है, विलायक अपघटन की दर कम हो जाती है।
ये प्रणालियाँ उपचार के बाद के लिए उपयुक्त हैं जैसे कि एसिड समाधान के साथ निष्क्रियता या यदि आवश्यक हो तो हाइड्रोजन पेरोक्साइड या अन्य रसायनों के साथ नसबंदी।वीसीएन प्रक्रिया की सतह गतिविधि इन उपचारों को तेज़ और लागत प्रभावी बनाती है, और उन्हें एक ही उपकरण डिज़ाइन में जोड़ा जा सकता है।
आज तक, वीसीएन मशीनें 0.25 मिमी व्यास वाले छोटे पाइपों और क्षेत्र में 1000:1 से अधिक व्यास वाले दीवार मोटाई अनुपात वाले पाइपों का प्रसंस्करण कर रही हैं।प्रयोगशाला अध्ययनों में, वीसीएन 1 मीटर लंबे और 0.08 मिमी व्यास तक के आंतरिक दूषित कॉइल को हटाने में प्रभावी था;व्यवहार में, यह 0.15 मिमी व्यास तक के छिद्रों के माध्यम से सफाई करने में सक्षम था।
Dr. Donald Gray is President of Vacuum Processing Systems and JP Schuttert oversees sales, PO Box 822, East Greenwich, RI 02818, 401-397-8578, contact@vacuumprocessingsystems.com.
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ट्यूब एंड पाइप जर्नल को 1990 में धातु पाइप उद्योग को समर्पित पहली पत्रिका के रूप में लॉन्च किया गया था।आज, यह उत्तरी अमेरिका में एकमात्र उद्योग प्रकाशन बना हुआ है और टयूबिंग पेशेवरों के लिए जानकारी का सबसे भरोसेमंद स्रोत बन गया है।
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