এই দুই-অংশের নিবন্ধটি ইলেক্ট্রোপলিশিং সম্পর্কিত প্রবন্ধের মূল বিষয়গুলোর সারসংক্ষেপ তুলে ধরে এবং এই মাসের শেষের দিকে ইন্টারফেক্স-এ টভারবার্গের উপস্থাপনার একটি পূর্বরূপ প্রদান করে। আজ, প্রথম অংশে, আমরা স্টেইনলেস স্টিল পাইপের ইলেক্ট্রোপলিশিংয়ের গুরুত্ব, ইলেক্ট্রোপলিশিং কৌশল এবং বিশ্লেষণমূলক পদ্ধতি নিয়ে আলোচনা করব। দ্বিতীয় অংশে, আমরা প্যাসিভেটেড মেকানিক্যালি পলিশড স্টেইনলেস স্টিল পাইপের উপর সর্বশেষ গবেষণা উপস্থাপন করব।
পর্ব ১: ইলেকট্রোপলিশড স্টেইনলেস স্টিল টিউব। ঔষধ শিল্প এবং সেমিকন্ডাক্টর শিল্পে প্রচুর পরিমাণে ইলেকট্রোপলিশড স্টেইনলেস স্টিল টিউবের প্রয়োজন হয়। উভয় ক্ষেত্রেই, 316L স্টেইনলেস স্টিল হলো পছন্দের সংকর ধাতু। কখনও কখনও ৬% মলিবডেনামযুক্ত স্টেইনলেস স্টিল সংকর ধাতু ব্যবহৃত হয়; C-22 এবং C-276 সংকর ধাতুগুলো সেমিকন্ডাক্টর প্রস্তুতকারকদের জন্য গুরুত্বপূর্ণ, বিশেষ করে যখন গ্যাসীয় হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড এচ্যান্ট হিসেবে ব্যবহৃত হয়।
সহজেই পৃষ্ঠের সেই ত্রুটিগুলি চিহ্নিত করুন, যা অন্যথায় আরও সাধারণ উপকরণগুলিতে পাওয়া পৃষ্ঠের অসঙ্গতির গোলকধাঁধায় ঢাকা পড়ে যেত।
প্যাসিভেটিং স্তরের রাসায়নিক নিষ্ক্রিয়তার কারণ হলো, ক্রোমিয়াম এবং আয়রন উভয়ই 3+ জারণ অবস্থায় থাকে এবং এরা শূন্যযোজী ধাতু নয়। যান্ত্রিকভাবে পালিশ করা পৃষ্ঠতলগুলিতে নাইট্রিক অ্যাসিড দিয়ে দীর্ঘ সময় ধরে তাপীয় প্যাসিভেশনের পরেও ফিল্মের মধ্যে উচ্চ পরিমাণে মুক্ত আয়রন বজায় থাকে। শুধুমাত্র এই কারণটিই দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীলতার দিক থেকে ইলেক্ট্রোপলিশড পৃষ্ঠতলকে একটি বড় সুবিধা প্রদান করে।
দুটি পৃষ্ঠতলের মধ্যে আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ পার্থক্য হলো সংকর উপাদানের উপস্থিতি (যান্ত্রিকভাবে পালিশ করা পৃষ্ঠতলে) বা অনুপস্থিতি (ইলেকট্রোপলিশ করা পৃষ্ঠতলে)। যান্ত্রিকভাবে পালিশ করা পৃষ্ঠতলে অন্যান্য সংকর উপাদানের সামান্য ক্ষতিসহ মূল সংকর গঠন অক্ষুণ্ণ থাকে, অপরদিকে ইলেকট্রোপলিশ করা পৃষ্ঠতলে প্রধানত শুধু ক্রোমিয়াম ও লোহা থাকে।
ইলেকট্রোপলিশড পাইপ তৈরি করতে, একটি মসৃণ পৃষ্ঠ পেতে হলে একটি মসৃণ পৃষ্ঠ দিয়েই শুরু করতে হয়। এর মানে হলো, আমরা সর্বোত্তম ঝালাইযোগ্যতার জন্য তৈরি অত্যন্ত উচ্চ মানের ইস্পাত দিয়ে কাজ শুরু করি। সালফার, সিলিকন, ম্যাঙ্গানিজ এবং অ্যালুমিনিয়াম, টাইটানিয়াম, ক্যালসিয়াম, ম্যাগনেসিয়াম ও ডেল্টা ফেরাইটের মতো ডিঅক্সিডাইজিং উপাদান গলানোর সময় নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন। গলিত অবস্থায় কঠিন হওয়ার সময় বা উচ্চ তাপমাত্রার প্রক্রিয়াকরণের সময় গঠিত হতে পারে এমন যেকোনো গৌণ পর্যায়কে দ্রবীভূত করার জন্য স্ট্রিপটিকে অবশ্যই তাপ-প্রক্রিয়াজাত করতে হবে।
এছাড়াও, স্ট্রাইপ ফিনিশের ধরনটি সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ। ASTM A-480 বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ তিনটি কোল্ড স্ট্রিপ সারফেস ফিনিশের তালিকা দেয়: 2D (এয়ার অ্যানিলড, পিকলড, এবং ব্লান্ট রোলড), 2B (এয়ার অ্যানিলড, রোল পিকলড, এবং রোল পলিশড), এবং 2BA (ব্রাইট অ্যানিলড এবং শিল্ড পলিশড)।
যথাসম্ভব গোলাকার টিউব পাওয়ার জন্য প্রোফাইলিং, ওয়েল্ডিং এবং বিড অ্যাডজাস্টমেন্ট সতর্কতার সাথে নিয়ন্ত্রণ করতে হবে। পলিশ করার পর, ওয়েল্ডের সামান্যতম আন্ডারকাট বা বিডের একটি সমতল রেখাও দৃশ্যমান হবে। এছাড়াও, ইলেক্ট্রোপলিশিংয়ের পর, রোলিংয়ের চিহ্ন, ওয়েল্ডের রোলিং প্যাটার্ন এবং পৃষ্ঠের যেকোনো যান্ত্রিক ক্ষতি সুস্পষ্ট হয়ে উঠবে।
তাপীয় প্রক্রিয়াকরণের পর, স্ট্রিপ ও পাইপ গঠনের সময় সৃষ্ট পৃষ্ঠের ত্রুটি দূর করার জন্য পাইপের ভেতরের ব্যাসকে যান্ত্রিকভাবে পালিশ করতে হয়। এই পর্যায়ে, স্ট্রাইপ ফিনিশের নির্বাচন অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে। যদি ভাঁজটি খুব গভীর হয়, তবে একটি মসৃণ টিউব পাওয়ার জন্য টিউবের ভেতরের ব্যাসের পৃষ্ঠ থেকে আরও বেশি ধাতু অপসারণ করতে হয়। যদি অমসৃণতা অগভীর বা অনুপস্থিত থাকে, তবে কম ধাতু অপসারণ করার প্রয়োজন হয়। টিউবগুলির অনুদৈর্ঘ্য ব্যান্ড পলিশিংয়ের মাধ্যমে সর্বোত্তম ইলেক্ট্রোপলিশড ফিনিশ পাওয়া যায়, যা সাধারণত ৫ মাইক্রো-ইঞ্চি পরিসরে বা তার চেয়েও মসৃণ হয়। এই ধরনের পলিশিং পৃষ্ঠ থেকে বেশিরভাগ ধাতু অপসারণ করে, যা সাধারণত ০.০০১ ইঞ্চি পরিসরে থাকে, এবং এর ফলে গ্রেইন বাউন্ডারি, পৃষ্ঠের অসম্পূর্ণতা এবং সৃষ্ট ত্রুটিগুলি দূর হয়ে যায়। হুইর্লিং পলিশিং কম উপাদান অপসারণ করে, একটি "মেঘলা" পৃষ্ঠ তৈরি করে এবং সাধারণত ১০-১৫ মাইক্রো-ইঞ্চি পরিসরে একটি উচ্চতর Ra (গড় পৃষ্ঠের অমসৃণতা) তৈরি করে।
ইলেকট্রোপলিশিং হলো এক প্রকার বিপরীত কোটিং প্রক্রিয়া। ক্যাথোডকে টিউবের মধ্য দিয়ে টানার সময় টিউবের ভেতরের ব্যাস বরাবর একটি ইলেকট্রোপলিশিং দ্রবণ পাম্প করা হয়। এক্ষেত্রে পৃষ্ঠের সর্বোচ্চ বিন্দুগুলো থেকে ধাতু অপসারণ করা বাঞ্ছনীয়। এই প্রক্রিয়ার উদ্দেশ্য হলো টিউবের ভেতর থেকে (অর্থাৎ অ্যানোড থেকে) দ্রবীভূত হওয়া ধাতু দিয়ে ক্যাথোডকে গ্যালভানাইজ করা। ক্যাথোডিক কোটিং প্রতিরোধ করতে এবং প্রতিটি আয়নের সঠিক যোজ্যতা বজায় রাখতে তড়িৎ-রসায়ন নিয়ন্ত্রণ করা গুরুত্বপূর্ণ।
ইলেকট্রোপলিশিংয়ের সময় অ্যানোড বা স্টেইনলেস স্টিলের পৃষ্ঠে অক্সিজেন এবং ক্যাথোডের পৃষ্ঠে হাইড্রোজেন উৎপন্ন হয়। প্যাসিভেশন স্তরের গভীরতা বৃদ্ধি এবং একটি প্রকৃত প্যাসিভেশন স্তর তৈরি—উভয় ক্ষেত্রেই ইলেকট্রোপলিশ করা পৃষ্ঠের বিশেষ বৈশিষ্ট্য তৈরিতে অক্সিজেন একটি মূল উপাদান।
ইলেকট্রোপলিশিং তথাকথিত “জ্যাকেট” স্তরের নিচে সম্পন্ন হয়, যা হলো একটি পলিমারাইজড নিকেল সালফাইট। যে কোনো কিছু যা জ্যাকেট স্তর গঠনে বাধা দেয়, তার ফলে ইলেকট্রোপলিশ করা পৃষ্ঠটি ত্রুটিপূর্ণ হয়। এটি সাধারণত ক্লোরাইড বা নাইট্রেটের মতো কোনো আয়ন, যা নিকেল সালফাইট গঠনে বাধা দেয়। অন্যান্য বাধাদানকারী পদার্থগুলো হলো সিলিকন অয়েল, গ্রিজ, মোম এবং অন্যান্য দীর্ঘ শৃঙ্খলযুক্ত হাইড্রোকার্বন।
ইলেকট্রোপলিশিং করার পর, টিউবগুলো জল দিয়ে ধুয়ে নেওয়া হয় এবং অতিরিক্তভাবে গরম নাইট্রিক অ্যাসিডে প্যাসিভেট করা হয়। অবশিষ্ট নিকেল সালফাইট অপসারণ করতে এবং পৃষ্ঠের ক্রোমিয়াম ও লোহার অনুপাত উন্নত করার জন্য এই অতিরিক্ত প্যাসিভেশন প্রয়োজন। পরবর্তীকালে প্যাসিভেট করা টিউবগুলো প্রসেস ওয়াটার দিয়ে ধুয়ে, গরম ডিআয়োনাইজড জলে রেখে, শুকিয়ে প্যাকেজ করা হয়। যদি ক্লিন রুম প্যাকেজিং-এর প্রয়োজন হয়, তবে নির্দিষ্ট পরিবাহিতা না পৌঁছানো পর্যন্ত টিউবিংটি অতিরিক্তভাবে ডিআয়োনাইজড জলে ধুয়ে নেওয়া হয়, তারপর প্যাকেজিং-এর আগে গরম নাইট্রোজেন দিয়ে শুকানো হয়।
ইলেকট্রোপলিশ করা পৃষ্ঠতল বিশ্লেষণের সবচেয়ে প্রচলিত পদ্ধতিগুলো হলো অগার ইলেকট্রন স্পেকট্রোস্কোপি (AES) এবং এক্স-রে ফটোইলেকট্রন স্পেকট্রোস্কোপি (XPS) (যা রাসায়নিক বিশ্লেষণ ইলেকট্রন স্পেকট্রোস্কোপি নামেও পরিচিত)। AES পৃষ্ঠতলের কাছাকাছি উৎপন্ন ইলেকট্রন ব্যবহার করে প্রতিটি মৌলের জন্য একটি নির্দিষ্ট সংকেত তৈরি করে, যা গভীরতার সাথে মৌলগুলোর বিন্যাস প্রদান করে। XPS মৃদু এক্স-রে ব্যবহার করে বাইন্ডিং স্পেকট্রা তৈরি করে, যার ফলে জারণ অবস্থা অনুসারে আণবিক প্রজাতিগুলোকে আলাদা করা যায়।
পৃষ্ঠের বাহ্যিক রূপের সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ একটি পৃষ্ঠ প্রোফাইলের সাথে পৃষ্ঠের অমসৃণতার মান মিলে গেলেও, এর অর্থ এই নয় যে পৃষ্ঠটির বাহ্যিক রূপ একই। বেশিরভাগ আধুনিক প্রোফাইলার বিভিন্ন পৃষ্ঠ অমসৃণতার মান জানাতে পারে, যার মধ্যে রয়েছে Rq (যা RMS নামেও পরিচিত), Ra, Rt (সর্বনিম্ন নিম্নবিন্দু এবং সর্বোচ্চ উচ্চবিন্দুর মধ্যে সর্বাধিক পার্থক্য), Rz (গড় সর্বোচ্চ প্রোফাইল উচ্চতা), এবং আরও বেশ কিছু মান। একটি ডায়মন্ড পেন দিয়ে পৃষ্ঠের চারপাশে একবার চালনা করে বিভিন্ন গণনার মাধ্যমে এই রাশিমালাগুলো পাওয়া গেছে। এই বাইপাসে, “কাটঅফ” নামক একটি অংশ বৈদ্যুতিকভাবে নির্বাচন করা হয় এবং এই অংশের উপর ভিত্তি করে গণনা করা হয়।
Ra এবং Rt-এর মতো বিভিন্ন ডিজাইন মানের সমন্বয় ব্যবহার করে পৃষ্ঠতলকে আরও ভালোভাবে বর্ণনা করা যায়, কিন্তু এমন কোনো একক ফাংশন নেই যা একই Ra মানযুক্ত দুটি ভিন্ন পৃষ্ঠতলের মধ্যে পার্থক্য করতে পারে। ASME, ASME B46.1 স্ট্যান্ডার্ড প্রকাশ করে, যা প্রতিটি গণনা ফাংশনের অর্থ সংজ্ঞায়িত করে।
আরও তথ্যের জন্য যোগাযোগ করুন: জন টভারবার্গ, ট্রেন্ট টিউব, ২০১৫ এনার্জি ড্রাইভ, পিও বক্স ৭৭, ইস্ট ট্রয়, উইসকনসিন ৫৩১২০। ফোন: ২৬২-৬৪২-৮২১০।