जस्तीकृत इस्पात कॉइल जंग प्रतिरोधकता को कैसे बढ़ाती है?

बाधा संरक्षण: जस्ता कोटिंग शील्ड्स कैसे जस्ती स्टील कॉइल

जस्ता एक भौतिक बाधा के रूप मेंः जंग के खिलाफ रक्षा की पहली पंक्ति

जब स्टील के कुंडलों पर लागू किया जाता है, तो जस्ता (जिंक) कोटिंग पानी, हवा और चारों ओर मौजूद उन घृणित औद्योगिक रसायनों जैसी चीजों के खिलाफ एक मजबूत कवच बनाती है जो जंग लगने का कारण बनती हैं। अधिकांश समय, यह सुरक्षा शुरू होने से पहले लगभग 80 से लेकर शायद ही 95 प्रतिशत तक क्षरण समस्याओं को रोक देती है। इसके इतनी अच्छी तरह काम करने का कारण यह है कि जस्ता स्टील के साथ कितनी मजबूती से जुड़ा रहता है। भले ही बहुत अधिक घिसावट और क्षति हो, कोटिंग झड़ने के बजाय अपनी जगह पर बनी रहती है। इसीलिए हम निर्माण स्थलों पर छतों और इमारतों के फ्रेम के लिए गैल्वेनाइज्ड स्टील का उपयोग वहां देखते हैं जहां सामग्री को काफी कठिन परिस्थितियों में भी टिकने की आवश्यकता होती है।

दीर्घकालिक पर्यावरणीय प्रतिरोध के लिए जिंक कार्बोनेट पैटिना का निर्माण

जब जस्ता हवा के संपर्क में आता है, तो वास्तव में यह कार्बन डाइऑक्साइड के साथ मिलकर एक सुरक्षात्मक परत बनाता है जिसे जिंक कार्बोनेट पैटिना कहा जाता है। इस परत की विशेषता यह है कि यह जंग लगने को रोकती है और साधारण जस्ता धातु की तुलना में लगभग आधे तक संक्षारण को कम कर देती है। यह प्रभाव उन स्थानों पर सबसे अच्छा काम करता है जहाँ वायु में नमी होती है या जहाँ हल्के अम्ल मौजूद होते हैं। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि पैटिना अघुलनशील होती है। वर्षा का पानी, सुबह की ओस, यहाँ तक कि कुछ रसायन भी समय के साथ इसे तोड़ नहीं पाते। परिणामस्वरूप, इस पदार्थ से लेपित सामग्री अन्यथा की तुलना में बहुत लंबे समय तक चलती है, जिसकी वजह से कई बाहरी संरचनाएँ जो जस्ता से बनी होती हैं, मौसम की सभी तरह की परिस्थितियों के संपर्क में आने के बावजूद दशकों तक अच्छी दिखती रहती हैं।

औद्योगिक और तटीय वातावरण में प्रदर्शन

जस्ती इस्पात के कॉइल तटवर्ती क्षेत्रों में साधारण इस्पात की तुलना में लगभग 3 से 4 गुना अधिक समय तक चिपके रहते हैं क्योंकि वे बाधा सुरक्षा दोनों प्राप्त करते हैं और समय के साथ उस सुरक्षात्मक पैटिना का विकास करते हैं। जब हम औद्योगिक वातावरण को देखते हैं, जिंक सल्फर यौगिकों और एसिड वर्षा से लड़ने में बहुत अच्छा काम करता है। फील्ड परीक्षणों से पता चला है कि 15 साल के बाद मध्यम प्रदूषण के स्तर वाले स्थानों पर, आमतौर पर आधे मिलीमीटर से भी कम मोटाई खो जाती है इन जस्ती सतहों से। एक और बात जो ध्यान देने योग्य है वह यह है कि यह चित्रित कोटिंग से कितना अलग है। यहां तक कि अगर जस्ती धातु यहाँ और वहाँ खरोंच हो जाती है, यह अभी भी नीचे क्या है की रक्षा करता रहता है, जिसका अर्थ है कि यह निरंतर रखरखाव की आवश्यकता के बिना बहुत अधिक समय के लिए टिकाऊ रहता है।

बलिदानात्मक एनोडिक सुरक्षा: जस्ती इस्पात के कोइल का स्व-रोगनिवारण तंत्र

जस्ता साधारण इस्पात की रक्षा के लिए एक बलिदानात्मक एनोड के रूप में कैसे कार्य करता है

जस्ता (जिंक) की रासायनिक प्रकृति इसे एक बलिदान एनोड के रूप में उपयोग करने के लिए उपयुक्त बनाती है, जिसका अर्थ है कि यह इस्पात की तुलना में पहले संक्षारित होगा। संख्याओं पर विचार करें, गैल्वेनिक श्रृंखला के 2024 के आंकड़ों के अनुसार जस्ता का इलेक्ट्रोड विभव लगभग -0.76 वोल्ट होता है, जबकि इस्पात का लगभग -0.44 वोल्ट होता है। इस अंतर के कारण, जब जस्ता को इस्पात के साथ जोड़ा जाता है, तो यह प्राकृतिक रूप से एनोड की भूमिका निभाता है और संक्षारण की क्रिया को उस धातु से दूर खींचता है जिसे हम सुरक्षित रखना चाहते हैं। वास्तविक परीक्षणों से पता चला है कि यह सुरक्षात्मक प्रभाव आधारभूत सामग्री पर जंग लगने को लगभग दस से पंद्रह वर्षों तक रोक सकता है, जो समय के साथ विभिन्न क्षरणकारी वातावरणों को देखते हुए काफी प्रभावशाली है।

कटे किनारों और क्षतिग्रस्त क्षेत्रों में कैथोडिक सुरक्षा

खरोंचें जो बेयर स्टील को उजागर करती हैं, वे तुरंत बलिदान सुरक्षा को सक्रिय कर देती हैं। जस्ता आयन वास्तव में 3 मिलीमीटर तक उन क्षेत्रों में फैल जाते हैं जहां कोटिंग अभी भी बरकरार है, ऑक्साइड और कार्बोनेट की सुरक्षात्मक परतों का निर्माण करते हुए। ये निर्माण लगभग दो दिनों के भीतर उन छोटी-छोटी क्षतियों को बंद करने में सफल हो जाते हैं जब वायु में नमी होती है। वास्तविक परिणामों पर नज़र डालें, तो ऐसी स्व-उपचार क्षमता समुद्र तट के पास पाँच पूरे वर्षों तक रहने के बाद भी सतह के लगभग 98.6 प्रतिशत भाग को बरकरार रखती है, जैसा कि 2023 में मैरीन कॉरोशन रिपोर्ट में प्रकाशित कुछ हालिया निष्कर्षों में बताया गया है। यदि आप मेरी राय जानना चाहें, तो यह काफी शानदार बात है।

ड्यूल-एक्शन डिफेंस: बैरियर और इलेक्ट्रोकेमिकल सुरक्षा का संयोजन

जस्तीकृत स्टील कॉइल्स दो पूरक तंत्रों से लाभान्वित होती हैं:

1. भौतिक बाधा : 45–85 µm जस्ता परत नमी और ऑक्सीजन के प्रवेश को रोकती है
2. सक्रिय सुरक्षा : संवेदनशील बिंदुओं पर जंग लगने को रोकने के लिए बलिदान संक्षारण

यह सिंजी 20 वर्षों में पेंट-केवल प्रणालियों की तुलना में चार गुना अधिक लंबे सेवा जीवन के परिणामस्वरूप होती है, जिसमें जीवनचक्र रखरखाव लागत में 62% की कमी होती है (इंफ्रास्ट्रक्चर ड्यूरेबिलिटी अध्ययन, 2021)।

मोटी बैरियर की तुलना में पतली जिंक परतों का उत्कृष्ट प्रदर्शन का विरोधाभास

महज 40 माइक्रोन मोटाई वाले जिंक लेपन 100 माइक्रोन मोटाई वाले पॉलिमर बैरियर की तुलना में लंबे समय तक चलते हैं। ऐसा क्यों होता है? दरअसल, सतह के नीचे होने वाली कुछ इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रियाओं के कारण क्षति होने पर यह सुरक्षा को स्थानांतरित कर देता है। पॉलिमर लेपन ऐसा नहीं करते। एक बार खरोंच या दरार पड़ने के बाद, उनके सुरक्षात्मक गुण मूल रूप से रातोंरात समाप्त हो जाते हैं। इसीलिए आजकल निर्माण में गैल्वेनाइज्ड स्टील कॉइल्स हर जगह देखने को मिलते हैं। 25 वर्षों से अधिक समय तक विश्वसनीय सुरक्षा की आवश्यकता वाली लगभग 83 प्रतिशत संरचनाएं इस जिंक लेपन विधि का उपयोग करती हैं। दशकों तक मौसम की चुनौतियों के बाद भी मजबूत खड़े पुलों और इमारतों को देखते हुए यह तर्कसंगत लगता है।

जसाइड करने की विधियों की तुलना: प्रदर्शन और अनुप्रयोग पर प्रभाव

हॉट-डिप बनाम इलेक्ट्रो-जसाइड करना बनाम प्री-पेंटेड स्टील: एक प्रदर्शन विश्लेषण

गर्म डिप गैल्वेनाइजिंग प्रक्रिया इस तरह काम करती है कि स्टील को तरल जस्ता में डुबोया जाता है, जिससे लगभग 50 से 150 माइक्रॉन मोटाई की काफी मोटी सुरक्षात्मक परत बन जाती है। यह पुलों या कठोर मौसमी स्थितियों के संपर्क में आने वाली धातु की छतों जैसी बड़ी संरचनाओं जैसी चीजों के लिए जंग से गंभीर सुरक्षा की आवश्यकता होने पर बहुत उपयुक्त बनाता है। दूसरी ओर, इलेक्ट्रो गैल्वेनाइजिंग जस्ता की बहुत पतली परत लगाने के लिए बिजली का उपयोग करता है, जो आमतौर पर 5 से 30 माइक्रॉन के बीच होती है। इसका परिणाम एक बहुत ही समान सतही परिष्करण होता है जो उन छोटे घटकों के लिए विशेष रूप से उपयोगी होता है जहां सटीक माप महत्वपूर्ण होता है, जैसे कार के भाग या इलेक्ट्रॉनिक कनेक्टर। इमारतों और बाहरी अनुप्रयोगों के लिए, निर्माता अक्सर प्री-पेंटेड गैल्वेनाइज्ड स्टील शीट का उपयोग करते हैं। इनके ऊपर प्लास्टिक की एक अतिरिक्त परत होती है जो रंगों को लंबे समय तक चमकदार बनाए रखने और धूप के नुकसान से सुरक्षा करने में मदद करती है, जिससे आधुनिक निर्माण परियोजनाओं में कई इमारतों के फैसेड और बाहरी हिस्सों के लिए यह लोकप्रिय विकल्प बन जाता है।

2023 के एक अध्ययन में पाया गया कि समुद्र तटीय क्षेत्रों में गर्म-डुबो जस्तीकृत इस्पात विद्युत-जस्तीकृत संस्करणों की तुलना में 2–4 गुना अधिक समय तक चलता है। हालाँकि, विद्युत-जस्तीकरण अपनी चिकनी, सुसंगत परिष्करण के कारण आंतरिक स्थानों में बेहतर प्रदर्शन करता है।

विभिन्न वातावरणों के लिए सामग्री गुण और चयन मापदंड

तटरेखा के साथ लवणीय वातावरण में उजागर होने पर गर्म डुबोकर जस्तीकरण (हॉट डिप गैल्वेनाइजेशन) से उपचारित स्टील के कुंडल लगभग 40 प्रतिशत अधिक समय तक जंग लगने से बचे रहते हैं, जिससे ये कठोर परिस्थितियों में इलेक्ट्रो जस्तीकृत समकक्षों की तुलना में काफी बेहतर साबित होते हैं। रासायनिक संयंत्र अक्सर विशेष पॉलिमर परतों से लेपित प्री-पेंटेड संस्करणों का चयन करते हैं क्योंकि संयंत्र प्रबंधकों की क्षेत्र रिपोर्ट्स के अनुसार जिन्होंने परिवर्तन किया है, उन्हें लगभग 60% कम रखरखाव की आवश्यकता होती है। औसत प्रदूषण स्तर वाले शहर आमतौर पर इलेक्ट्रो जस्तीकृत विकल्पों का चयन करते हैं। ये उपयुक्त दिखावट प्रदान करते हैं और मौसम के प्रति उचित प्रतिरोध भी रखते हैं, और सभी ऐसी कीमत पर उपलब्ध होते हैं जो बजट के प्रति सजग निर्माण परियोजनाओं के लिए बेहतर कार्य करती है जो सामग्री पर अत्यधिक खर्च किए बिना अच्छी दिखावट चाहती हैं।

एक दीर्घकालिक बुनियादी ढांचा समीक्षा के क्षेत्र आंकड़ों से पता चलता है कि आर्द्र जलवायु में 25 वर्षों के बाद भी गर्म डुबोकर जस्तीकृत गार्डरेल्स 90% संरचनात्मक बनावट बनाए रखते हैं, जो अन्य लेपन विधियों की तुलना में बेहतर प्रदर्शन करते हैं।

जसयुक्त स्टील कॉइल की दीर्घकालिक टिकाऊपन और लागत दक्षता

आयुष्य और संक्षारण प्रतिरोध: फील्ड अध्ययनों से प्रमाण

औद्योगिक क्षेत्रों और आंतरिक क्षेत्रों जैसे स्थानों पर, जहां परिस्थितियां बहुत कठोर नहीं होती हैं, जसयुक्त स्टील कॉइल में घिसावट के लक्षण दिखने से पहले 20 से लेकर लगभग 30 वर्षों तक चलने की प्रवृत्ति होती है। इन्हें इतना टिकाऊ बनाने का कारण उनकी दोहरी सुरक्षा प्रणाली है—बाधा सुरक्षा के साथ-साथ एक ऐसी प्रक्रिया जिसे कैथोडिक क्रिया कहा जाता है, जो वास्तव में धातु की सतह पर जंग लगने को फैलने से रोकती है। यहां तक कि नमी के स्तर बहुत अधिक होने वाले समुद्र तटों के पास स्थापित होने पर भी, ये कॉइल सामान्य स्टील की तुलना में बेहतर प्रदर्शन करते हैं। वास्तविक दुनिया के उदाहरणों पर नज़र डालने से चीजों को सही दृष्टिकोण में रखने में मदद मिलती है। जसयुक्त स्टील से बने पुल और ट्रांसमिशन टावरों को अपरूपित स्टील विकल्पों से बनी संरचनाओं की तुलना में लगभग चौथाई सदी के बाद लगभग आधे रखरखाव कार्य की आवश्यकता होती है।

केस अध्ययन: आर्द्र और कठोर जलवायु वाले ढांचे में जसयुक्त स्टील कॉइल

शोधकर्ताओं ने दक्षिणपूर्व एशिया के उष्णकटिबंधीय समुद्री क्षेत्रों में पिछले पंद्रह वर्षों से छत व्यवस्थाओं पर नज़र रखी और जस्ती इस्पात के कॉइल्स के बारे में एक दिलचस्प बात पाई। लगातार धूप में तपने, सतह पर भारी बारिश के पानी के बहाव और हवा में नमक के कणों के बावजूद, इन कॉइल्स में अपनी मूल ताकत का लगभग 95% हिस्सा बरकरार रहा। जस्ता कोटिंग भी बहुत धीमी गति से क्षरण को प्रभावित हुई, जिसमें प्रति वर्ष आधे माइक्रोमीटर से भी कम की कमी आई। यह पॉलिमर लेपित इस्पात की तुलना में बहुत बेहतर है, जो ऐसी कठोर परिस्थितियों में अक्सर छिल जाते हैं। तटरेखा के पास या अन्य कठिन वातावरण में स्थित इमारतों के लिए, इस तरह की स्थायित्व के कारण अब छतों को बदलने की आवश्यकता बहुत कम बार पड़ती है। उन वास्तव में चुनौतीपूर्ण स्थानों पर मरम्मत या पूर्ण प्रतिस्थापन की आवश्यकता आने से पहले आठ से बारह वर्षों तक की अतिरिक्त आयु की बात हो रही है।

कम रखरखाव और जीवनकाल लागत में लाभ

जस्तीकृत इस्पात के कुंडलियों की प्रारंभिक लागत सामान्य इस्पात की तुलना में लगभग 10 से 15 प्रतिशत अधिक हो सकती है, लेकिन यह अतिरिक्त खर्च लंबे समय में काफी फायदेमंद साबित होता है। बीस वर्षों में, प्रत्येक टन पर वास्तव में 180 से 240 डॉलर की बचत होती है क्योंकि भविष्य में पुनः पेंट या सुरक्षात्मक लेप लगाने की आवश्यकता नहीं होती। इसे और भी बेहतर बनाने वाली बात यह है कि जस्ता लेप स्वयं को बनाए रखता है। खेतों में विशाल अनाज भंडारण टैंकों या हमारे दैनिक दृष्टिगोचर सड़क किनारे के अवरोधकों जैसे कठिन पहुँच वाले स्थानों के लिए, रखरखाव दल श्रम लागत में 60 से 75 प्रतिशत तक की बचत करते हैं। पारंपरिक तरीके वहाँ काम नहीं करते क्योंकि उन स्थानों तक पहुँचना महंगा होता है और मरम्मत के दौरान विभिन्न प्रकार की बाधाएँ उत्पन्न होती हैं।