رقمان يحدّدان وزن الطلاء والبنية البلورية في حوض فوسفات الزنك: الحموضة الكلية والحرة. معنى وحدة «النقطة»، وخطوات المعايرة، وضبط الحمأة والحديد، وقائمة الصيانة اليومية، وجدول استكشاف الأعطال.
حوض فوسفات الزنك يوم تعبئته ليس هو الحوض نفسه بعد شهر. فكل متر مربّع من السطح يدخله يستهلك حموضة حرة، ويطلق الحديد في الحوض، ويترك قدرًا من الحمأة. وهذه التأثيرات الثلاثة يغذّي بعضها بعضًا: فمع انحراف توازن الحموضة تتغيّر البنية البلورية، ويخرج وزن الطلاء عن النطاق المستهدف، وتزداد الحمأة، وتتّسخ فوّهات الرشّ وملفّات التسخين. وصيانة حوض الفوسفات هي عمل إدارة هذا الانحراف، دون تفريغ الحوض، عبر حفنة من المعايير القابلة للقياس.
وفي مقدّمة هذه المعايير الحموضة الكلية والحموضة الحرة. وهما لا تحملان معنى منفردتين بل عبر نسبتهما. وفي أحواض فوسفات الزنك KİMSOL يمرّ الطريق إلى تحقيق 3–15 غ/م² بشكل قابل للتكرار عند 60–80 °م وبزمن غمر 5–15 دقيقة عبر تتبّع هذين الرقمين لكل وردية. ونتناول أدناه معنى وحدة «النقطة»، وكيفية إجراء المعايرة، وكيف تبدو الانحرافات في الطلاء، وممّ تتكوّن الصيانة الروتينية. وللعملية ككل راجع ما هي الفوسفتة.
تمثّل الحموضة الحرة حمض الفوسفوريك الحر غير المرتبط في الحوض. وهي التي تقود إذابة المعدن — الهجوم الحمضي الذي يبدأ التفاعل. أما الحموضة الكلية فهي الحموضة الإجمالية التي تشمل، إلى جانب الحموضة الحرة، أملاح الفوسفات والزنك وسائر المكوّنات الحمضية في الحوض؛ وهي تقريبًا تُظهر مدى «امتلاء» الحوض وكم بقي من الاحتياطي الكيميائي المكوّن للطلاء.
وفي الورشة يُعبَّر عن هاتين القيمتين بـ«النقاط». والنقطة ليست كمّية كيميائية مطلقة بل اختصار للحجم المستهلَك في المعايرة: ففي الطريقة القياسية تُعايَر عيّنة من الحوض حجمها 10 مل بمحلول هيدروكسيد الصوديوم 0.1 عياري حتى نقطة النهاية، ويُحتسب كل 1 مل من NaOH مستهلَك نقطةً واحدة. ولذلك فقيم النقاط قابلة للمقارنة فقط إذا تطابق حجم العيّنة وعيارية المحلول المعاير. فإذا كان مختبرك يأخذ 5 مل بدل 10، فالرقم الذي تقرؤه ينخفض إلى النصف؛ وقبل مقارنة نقاط مصنعين تأكّد من تطابق الطريقة.
والذي يفصل بين الاثنتين هو الكاشف المستخدَم. فالحموضة الحرة تُعايَر بكاشف يتحوّل في منطقة الحموضة المنخفضة (أزرق البروموفينول أو الميثيل البرتقالي). أما الحموضة الكلية فتُعايَر بالفينول فثالين حتى نقطة نهاية أعلى بكثير، ولذلك تكون دائمًا أكبر من الحرة.
تُسمّى الحموضة الكلية مقسومةً على الحرة «نسبة الحموضة»، وهذا الرقم وحده يلخّص طبيعة الحوض. وفي أحواض KİMSOL تُبقى الحموضة الكلية عند نحو 40–60 نقطة والحرة عند نحو 5–8 نقاط، وهو ما يقابل عمليًا نسبة تتراوح بين 5:1 و10:1. وتتغيّر القيمة المستهدفة بحسب نوع العملية والحرارة ووزن الطلاء المطلوب؛ والمُلزِم هو النطاق الوارد في نشرة بيانات المنتج الذي تستخدمه.
وعند ارتفاع الحموضة الحرة (تضيق النسبة) يصير الحوض عدوانيًا. فيتسارع الذوبان عند سطح المعدن، لكن درجة الحموضة عند السطح البيني بين المعدن والمحلول لا تنجح في الصعود إلى المستوى الذي يترسّب عنده الطلاء. والنتيجة: يبدأ الطلاء متأخّرًا، ويبقى رقيقًا، أو لا يتكوّن إطلاقًا؛ وتظهر على السطح مناطق رمادية متغبّرة غير ملتصقة. ومن الآثار الجانبية انتقال حديد زائد إلى الحوض وارتفاع استهلاك الحمض والفولاذ. وتنشأ الحموضة الحرة المفرطة عادةً عن الإفراط في تغذية الحوض أو عن انتقال الحمض من مرحلة الشطف السابقة.
وعند انخفاض الحموضة الحرة (تتّسع النسبة) يصير الحوض «ليّنًا» أكثر من اللازم. فيتباطأ الذوبان، لكن الفوسفات المهيّأ أصلًا للترسّب في المحلول يتحوّل بسهولة إلى حمأة: فيتعكّر الحوض ويتسارع التراكم في قاع الخزّان وعلى أسطح التسخين. وتخشن البلورات المتكوّنة على السطح ويصير الطلاء مساميًا وغير منتظم. وقد يبدو السطح الخشن البلورات سميكًا للوهلة الأولى لكنه لا يعطي القاعدة المتجانسة اللازمة لحمل طبقة الصابون في سحب الأسلاك والأنابيب؛ فيضعف التقاط صابون Kimkal بشكل متقطّع.
يُجرى التحليل كل وردية على عيّنة ممثِّلة تُؤخذ والحوض عند حرارة التشغيل ومع عمل التقليب أو الدوران. وينبغي أخذ العيّنة من منطقة الجريان لا من قاع الخزّان، وترشيحها لإزالة الحمأة. وتُبرَّد العيّنة الساخنة إلى درجة حرارة الغرفة.
وتعتمد كمّية التغذية على حجم الحوض والانحراف المقيس وتركيز المنتج؛ ولا توجد وصفة عامة من نوع «أضف هذا المقدار». والطريق الصحيح هو الحساب من جدول التغذية في نشرة بيانات منتج KİMSOL المعني وتأكيد النتيجة بالمعايرة. والوثائق المحدَّثة متاحة في مركز الوثائق.
الحمأة نتاج ثانوي حتمي للفوسفتة: وهي ذلك الجزء من الحديد الذائب والفوسفات المترسّب الذي يبقى في الحوض. والمشكلة ليست في تكوّن الحمأة بل في بقائها داخل النظام. فجسيمات الحمأة العالقة تستقرّ على القطعة وتخشّن الطلاء وتُنقل إلى مراحل الشطف التالية؛ وعند تراكمها على أسطح التسخين تقلّل انتقال الحرارة وتخلّ بالتوزّع الحراري للحوض وتولّد حمأة جديدة بسبب السخونة الموضعية على الملفّ.
أما تراكم الحديد (Fe²⁺) فهو مؤشّر الشيخوخة غير المرئي للحوض. فجزء من الحديد الذائب يترسّب في الحمأة والباقي يتراكم في المحلول. والحديد الثنائي المتزايد في المحلول يبطئ تكوّن البلورات ويخشّن الطلاء ويصعّب ضبط وزن الطلاء. ولهذا يحتوي الحوض على مسرّع: فهو يؤكسد Fe²⁺ ويوجّهه إلى الحمأة ويبقي التفاعل مستمرًا. وعند انخفاض مستوى المسرّع «يموت» الحوض؛ فيطول زمن الطلاء ويبدو السطح مزرقًّا أو مبقّعًا. وقياس المسرّع ونطاقه المستهدف خاصّان بالمنتج ومحدّدان في نشرة البيانات، ويجب مراقبتهما كمعيار مستقلّ إلى جانب الحموضة الكلية والحرة. وإذا استمرّ مستوى الحديد في الارتفاع ولم يتعافَ الطلاء رغم إضافات المسرّع، يُطرح التجديد الجزئي للحوض (الترويق).
تعمل أحواض KİMSOL في نطاق 60–80 °م بأزمنة غمر 5–15 دقيقة. ودون هذا النطاق يتباطأ التفاعل: فتبقى الطبقة رقيقة وتكبر البلورات، وإطالة الزمن غالبًا لا تعوّض الفاقد. أما تجاوز الحدّ الأعلى فهو الخطأ الأغلى ثمنًا؛ فمع ارتفاع الحرارة تنخفض قدرة المحلول على حمل الفوسفات ويبدأ الحوض بإنتاج الحمأة من تلقاء نفسه. والخزّان الذي يعمل عند 85–90 °م طوال وردية يزيد بوضوح استهلاك الكيماويات وحمل التنظيف التالي معًا.
ونقطة القياس لا تقلّ أهمّية عن قيمة الضبط. فإذا كان المزدوج الحراري قرب السخّان فقد تكون القراءة صحيحة والحوض باردًا. اقرأ الحرارة من المنطقة التي تمرّ منها القطعة فعليًا، وتحقّق منها أسبوعيًا بمقياس حرارة مستقلّ. كما تُحدث القطع الباردة والمبلّلة الداخلة إلى الحوض انخفاضات حرارية موضعية؛ ولذلك تؤثّر حرارة المراحل السابقة وجودة الشطف فيها، وخاصةً أحواض إزالة الشحوم والشطف، تأثيرًا مباشرًا في استقرار حوض الفوسفات. فغشاء الزيت المتبقّي على السطح يعرقل الطلاء، والقلوي المنقول يستهلك الحموضة الحرة.
| المعيار | التواتر | الطريقة | عتبة الإجراء |
|---|---|---|---|
| الحموضة الحرة | كل وردية | معايرة بـ NaOH 0.1 عياري (أزرق البروموفينول) | الخروج عن نطاق نشرة البيانات (نموذجيًا ≈5–8 نقاط) |
| الحموضة الكلية | كل وردية | معايرة بـ NaOH 0.1 عياري (فينول فثالين) | الخروج عن نطاق نشرة البيانات (نموذجيًا ≈40–60 نقطة) |
| نسبة الحموضة | كل وردية | حساب الكلية / الحرة | الانحراف عن النطاق المستهدف |
| الحرارة | مستمرّ + فحص يومي | مقياس الخط ومقياس حرارة مستقلّ | خارج 60–80 °م |
| المسرّع | يوميًا | طريقة خاصة بالمنتج (نشرة البيانات) | دون نطاق نشرة البيانات |
| وزن الطلاء | يوميًا / عند تغيير المنتج | وزن — إزالة — وزن | خارج النطاق المستهدف 3–15 غ/م² |
| الحديد (Fe²⁺) | أسبوعيًا | تحليل مختبري | اتجاه ارتفاع مستمرّ |
| مستوى الحمأة | أسبوعيًا | فحص بصري + قياس القاع | تراكم يصل إلى السخّان أو خطّ السحب |
| العَرَض | السبب المحتمل | الإجراء |
|---|---|---|
| لا يتكوّن طلاء أو يكون رقيقًا جدًا؛ السطح لامع/عارٍ | حموضة حرة مرتفعة ونسبة ضيّقة؛ حرارة غير كافية | أكّد الحموضة الحرة بالمعايرة؛ أضف المادة المصحّحة المحسوبة وفق نشرة البيانات وأعِد المعايرة. وأعِد الحرارة إلى نطاق 60–80 °م. |
| بنية بلورية خشنة مساميّة متغبّرة | حموضة حرة منخفضة ونسبة واسعة؛ Fe²⁺ مرتفع؛ تنشيط ضعيف | أعِد الحموضة الحرة إلى النطاق المستهدف، وقِس المسرّع، وجدّد حوض التنشيط. |
| الحوض متعكّر وإنتاج الحمأة تسارع | الحرارة فوق الحدّ الأعلى؛ إفراط في التغذية؛ ترسّبات على الملفّ | تحقّق من الحرارة عند نقطة القياس الفعلية، وراجع نظام التغذية، ونظّف أسطح التسخين. |
| وزن الطلاء فوق المستهدف واستهلاك الصابون ارتفع | زمن غمر طويل؛ حموضة كلية مرتفعة؛ بلورات خشنة | اضبط الزمن ضمن نطاق 5–15 دقيقة، وافحص الحموضة الكلية والنسبة، وأعِد قياس وزن الطلاء. |
| طلاء مبقّع أو منقّط على سطح القطعة | إزالة شحوم أو شطف غير كافٍ؛ قلوي منقول؛ حمأة عالقة | افحص حوض إزالة الشحوم (حموضة 9–13، 40–70 °م) ومرحلة الشطف، وأرِح الحوض وأزل الحمأة. |
| الحموضة الكلية ثابتة والحرة ترتفع بسرعة | انتقال حمض من مرحلة سابقة؛ تغذية خاطئة | افحص مراحل الشطف وفواقد الانتقال؛ وقارن سجلّات التغذية بنموذج الوردية. |
| زمن الطلاء يطول والسطح مزرقّ | المسرّع نفد؛ الحوض تقادم (Fe²⁺ مرتفع) | قِس المسرّع وغذِّه وفق نشرة البيانات؛ فإن لم يتعافَ فجدّد جزءًا من الحوض. |
وأثمن ما تخرج به الصيانة ليس قياسًا مفردًا بل سلسلة. فقراءة الحموضة الكلية والحرة والحرارة والمسرّع والحمولة المعالَجة المسجّلة في نموذج الوردية معًا تُظهر رجعيًا متى انحرف الحوض ولماذا؛ ويتوقّف التدخّل عن كونه تخمينًا. وإذا خرجت نتائج القياس في خطوط طلاء الفوسفات KİMSOL لديك عن النطاق المستهدف ولم تستطع تضييق السبب، تواصل مع فريقنا الفني ومعك سجلّات تحليل الحوض.
النقطة تقابل حجم المحلول المعاير المستهلَك في ظروف قياسية. ففي الطريقة الشائعة تُعايَر عيّنة من الحوض حجمها 10 مل بـ NaOH 0.1 عياري، ويُحتسب كل 1 مل مستهلَك نقطةً واحدة. ولذلك فقيم النقاط قابلة للمقارنة فقط إذا تطابق حجم العيّنة وعيارية المحلول؛ فلا تقارنها مباشرةً بأرقام مصنع يستخدم طريقة مختلفة.
أعِد القياس أولًا وتأكّد من أن العيّنة ممثِّلة. فالحموضة الحرة المرتفعة تجعل الحوض عدوانيًا؛ فتَرِقّ الطبقة أو لا تتكوّن ويزداد ذوبان المعدن وتراكم الحديد. ويُطبَّق التصحيح على مراحل، بالمقدار المحسوب وفق الطريقة المحدّدة في نشرة بيانات المنتج، ويُؤكَّد بالمعايرة بعد كل خطوة. وافحص أيضًا ما إذا كان الحمض يُنقل من المراحل السابقة.
لا يوجد جدول ثابت؛ فإنتاج الحمأة يعتمد على المساحة المعالَجة وضبط الحرارة وكيمياء الحوض. وعمليًا يكفي في معظم الخطوط فحص أسبوعي مع إزالة من القاع بحسب التراكم. وينبغي إزالة الحمأة قبل أن تبلغ ملفّ التسخين أو خطّ السحب؛ فالترسّبات على الملفّ تؤدّي إلى سخونة موضعية ومزيد من الحمأة.
ما دام يمكن إبقاء الحموضة الكلية والحرة في النطاق المستهدف، وما دامت تغذية المسرّع تفي بالغرض، وما دام وزن الطلاء يبقى قابلًا للتكرار ضمن 3–15 غ/م²، فإن الحوض يُبقى حيًّا بالتغذية. أما إذا ظلّ مستوى الحديد يرتفع وخشنت البنية البلورية ولم يتعافَ الطلاء رغم التغذية، فيلزم تجديد جزء من الحوض أو كلّه.
طلاء الفوسفات ليس حوضًا واحدًا بل سلسلة مترابطة: إزالة الشحوم، الشطف، التنشيط، الفوسفتة، الصابون، السحب. نلخّص كل مرحلة من البداية إلى النهاية: ماذا تفعل، وما معاييرها، وكيف تؤثّر في التالية.
اقرأ →إزالة الشحوم مرحلة التنظيف التي تُزيل زيوت الدرفلة والسحب عن سطح الفولاذ قبل الفوسفتة. حوض الفوسفات لا ينظّف سطحًا متّسخًا؛ والبلورة لا تنمو إلا على سطح نظيف. نشرح الآلية والفرق بين الأنظمة وكيفية التحقّق من النظافة.
اقرأ →طلاء فوسفات الزنك طبقة بلورية مسامية تنمو على سطح الفولاذ عبر تفاعل في حوض حمضي. نشرح كيف تتكوّن الطبقة، وماذا يعني وزن الطلاء، ولماذا لا غنى عنها في التشكيل على البارد.
اقرأ →