گیلوازم سٹیل کوائل: بلند درجے کی کھرچنے کی مزاحمت

گالویلوم اسٹیل کوئلہ کیا ہے اور یہ سنکنرن کے خلاف کیسے مزاحم ہے؟

گالویلوم کی ساخت: 55٪ ال، 43،4٪ Zn، 1.6٪ Si

گالولوم اسٹیل کوئلہ ایک عین مطابق انجینئرنگ مصر میں ایلومینیم کی استحکام کے ساتھ زنک کی قربانی کی حفاظت کو یکجا کرتا ہے۔ کوٹنگ میں شامل ہیں:

یہ تین جزوی ملکہ گرم ڈُبکی کے دوران سٹیل کے بنیادی مادے کے ساتھ ایک دھاتی بندھن تشکیل دیتا ہے۔ سلیکون کا کردار خاص طور پر اہم ہے—تحقیق اس بات کی تصدیق کرتی ہے کہ یہ بین الاداری تشدّد کو روکتا ہے، جس کی وجہ سے کوٹنگ بناں کسی چھلکا آنا مکینیکل شکل دینے کی صلاحیت برقرار رکھتی ہے۔

الومینیم سے بھرپور سطحی تہہ کے ذریعے حفاظتی رکاوٹ

مواد کا تقریباً آدھا حصہ الومینیم پر مشتمل ہوتا ہے، جو سٹیل کی سطح پر ایک موٹی آکسائیڈ کی تہہ تشکیل دیتا ہے۔ یہ حفاظتی تہہ پانی، ہوا، اور ان مضر کوروسِو آئنز کو اندر داخل ہونے سے روکتی ہے جو دھات کو کھوٹ کر رکھ دیتے ہیں۔ عام زنک کوٹنگز خاص طور پر ساحل کے قریب، جہاں سمندری نمکی پانی ہر جگہ پھیلا ہوتا ہے، اتنی مضبوط نہیں ہوتیں۔ ہم نے لیب کی جانچ میں دیکھا ہے کہ اگر آکسائیڈ پر خراش آجائے تو وہ وقتاً فوقتاً خود کو درست کر لیتی ہے۔ جو چیز واقعی متاثر کن ہے وہ یہ ہے کہ یہ مواد سالوں تک سورج کی روشنی اور منجمد سے لے کر ابالنے والے درجہ حرارت تک کے انتہائی حالات کے بعد بھی اپنی حالت برقرار رکھتا ہے۔

ملکہ میں موجود زنک کی مدد سے فدا کرنے والی حفاظت

زائنک کی 43.4 فیصد مقدار ان نازک مقامات پر خاص طور پر کٹنے یا سطح کو نقصان ہونے کی صورت میں جہاں سٹیل کبھی کبھی بے نقاب ہو جاتی ہے، قطبی حفاظت (cathodic protection) فراہم کرتی ہے۔ جب ایسا ہوتا ہے، تو زائنک پہلے آکسیڈائز ہونے کا رجحان رکھتا ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ ہر سال تقریباً 0.05 ملی میٹر حفاظتی تہہ کھا جاتی ہے، جبکہ عام گیلوانائزڈ سٹیل کوٹنگز میں ہر سال تقریباً 0.2 ملی میٹر نقصان دیکھا جاتا ہے۔ درحقیقت یہاں دو قسم کی حفاظت موجود ہیں جو مل کر کام کرتی ہیں: رکاوٹ کی حفاظت اور یہ قربانی والی عناصر دونوں، جس کی وجہ سے گیلوالوم سٹیل کوائل عام طور پر اپنے معیاری گیلوانائزڈ متبادل کے مقابلے میں تیز رفتار نمک کے اسپرے کے ٹیسٹس (ASTM B117 معیارات کے مطابق) میں تقریباً 2 سے 4 گنا زیادہ دیر تک چلتی ہیں۔

گیلوالوم سٹیل کوائل کا طویل مدتی استحکام کا طریقہ کار

الومینیم-زائنک کے باہمی عمل سے مشترکہ کٹاؤ کی مزاحمت

گیلوالوم سٹیل کوائل کو عام سٹیل کے مقابلے میں بہت زیادہ دیر تک چلنے کی وجہ سے نمایاں کیا جاتا ہے۔ اس کی خاص حفاظتی ترکیب ہی راز ہے: ایلومینیم نمی کے خلاف ایک تحفظی پردے کے طور پر کام کرتا ہے، جبکہ زنک میں یہ خوبصورت خصوصیت ہوتی ہے کہ جب وہ نقصان کا شکار ہوتا ہے تو وہ خود کو درست کر لیتا ہے۔ مواد کا تقریباً آدھا حصہ ایلومینیم پر مشتمل ہوتا ہے، جو پانی کو اندر جانے سے روکنے والی ایک مضبوط آکسائیڈ کوٹنگ بنا دیتا ہے۔ جب سطح پر کہیں خراش یا نقصان پہنچتا ہے، تو زنک پہلے متاثر ہوتا ہے، اس سے قبل کہ سٹیل کو نقصان پہنچے۔ تجربات ظاہر کرتے ہیں کہ نمکین پانی کے سامنے رہنے جیسی سخت حالات میں یہ کوائل عام گیلوونائزڈ سٹیل کے مقابلے میں 2 سے 4 گنا تک زیادہ دیر تک چلتی ہیں۔ ساحل سمندر کے قریب یا صنعتی علاقوں میں عمارتوں کے لیے، اس کا مطلب ہے کہ وقتاً فوقتاً کم تبدیلیاں اور کم دیکھ بھال کی ضرورت ہوگی۔

آکسیکرن مزاحمت میں ثانوی ملکی عناصر (Si، Mn، Cr) کا کردار

تقریباً 1.6 فیصد سلیکان کوٹنگ اور اس کے نیچے موجود اصل سٹیل کے درمیان ایک مضبوط بانڈ بنانے میں مدد کرتا ہے، جو درجہ حرارت میں بار بار تبدیلی کی صورت میں بہت اہم ہوتا ہے۔ منگنیز اور کروم کے حوالے سے، یہ استحکام برقرار رکھنے میں بھی بہترین کردار ادا کرتے ہیں۔ حقیقی دنیا کی حالات میں کیے گئے تجربات میں یہ بات سامنے آئی ہے کہ نمی والی جگہوں پر یہ چھوٹی مقداریں آکسیکرن کے مسائل کو تقریباً 38 فیصد تک کم کر دیتی ہیں، جبکہ عام الرنز مصنوعات اس معاملے میں اتنی مؤثر نہیں ہوتیں۔ زیادہ تر سازوسامان ساز یہ دعویٰ کرتے ہیں کہ وقتاً فوقتاً فیلڈ ٹیسٹنگ کے نتائج کے مطابق مختلف موسمی حالات میں ان کیمیکل مرکبات کے خاص مرکب کی بدولت سرخ زنگ تقریباً 20 سے 35 سال تک بالکل غائب ہو جاتا ہے۔

مختلف ماحول میں حفاظتی آکسائیڈ لیئرز کی تشکیل

گیلوالوم کی خوردگی کے خلاف مزاحمت مخصوص ماحول کے مطابق پیسیویشن کے ذریعے ہوتی ہے:

• بحری آب و ہوا: کلورائیڈ کی نفوذ کے مقابلے میں مضبوط الومینیم آکسی ہائیڈرآکسائیڈز (AlO(OH)) کی تہوں کی تشکیل
• صنعتی علاقوں میں: زنک سلفیٹ کے مجموعے تشکیل دیتا ہے جو سلفر مرکبات کو ختم کر دیتے ہیں
• معتدل علاقوں میں: قدرتی کاربنیکرن کے ذریعے مستحکم زنک کاربونیٹ فلمیں تشکیل دی جاتی ہیں

شمالی امریکا کے نصب شدہ منصوبوں کے میدانی ڈیٹا ظاہر کرتے ہیں کہ ساحلی علاقوں میں 17 سال بعد سطح کی 97 فیصد سالمیت برقرار رہتی ہے، جبکہ گیلوونائزڈ سٹیل کی اوسط 63 فیصد ہوتی ہے۔ اس موافقت پذیر حفاظت کی وجہ سے 2023 کے تعمیراتی مواد کے جائزے کے مطابق، اب 78 فیصد تعمیراتی ماہرین اہم بنیادی ڈھانچے کے منصوبوں کے لیے گیلوالوم سٹیل کوائل کو ترجیح دیتے ہیں۔

ساحلی اور صنعتی درخواستوں میں حقیقی دنیا کی کارکردگی

بحری اور نمکین ماحول میں گیلوالوم سٹیل کوائل کی لمبی عمر

گیلوالوم سٹیل کوائل سمندر کے کناروں پر نمکین ہوا اور مسلسل نمی جیسے سخت حالات کا مقابلہ کرنے میں بہت مؤثر ثابت ہوتی ہے جو دیگر مواد کو تباہ کر دیتی ہے۔ اس کی کامیابی کا راز ایلومینیم اور زنک کے خصوصی مرکب میں چھپا ہے، جو کوروسیو کلورائیڈ آئنز سے محفوظ رکھنے والی ایک مضبوط حفاظتی تہہ تشکیل دیتا ہے۔ عمر بڑھانے کے عمل کو تیز کرنے والے لیبارٹری ٹیسٹس ظاہر کرتے ہیں کہ ماخذی ماحول میں رکھے جانے پر گیلوالوم، عام گیلوونائزڈ سٹیل کے مقابلے میں تقریباً تین سے پانچ گنا زیادہ عرصہ تک چلتا ہے۔ سمندر کے قریب بنی حقیقی تعمیرات کا جائزہ لیتے ہوئے، انجینئرز نے اندازہ لگایا ہے کہ کوٹنگ کے پہننے کی شرح 0.5 ملی میٹر فی سال سے بھی کم ہے، حتیٰ کہ 15 سال تک جزر و مد کے علاقوں میں رہنے کے بعد بھی، جہاں لگاتار سمندری پانی دھاتی سطحوں پر حملہ آور رہتا ہے۔

صنعتی علاقوں میں سلفیور اور آلودگی کے خلاف مزاحمت

گیلوالومے نے اپنی خصوصی سلیکان سے بھری کوٹنگ کی بدولت مشکل ماحول جیسے کیمیائی پروسیسنگ پلانٹس اور مصروف صنعتی زونز میں اپنا لوہا منوا لیا ہے، جو ایسڈ والے آلودگی کے خلاف فعال طور پر مقابلہ کرتی ہے۔ گندھک کے مرکبات خارج کرنے والی سہولیات کے گرد کی تحقیق کچھ حیرت انگیز بات سامنے لاتی ہے - باقاعدہ گیلوونائزڈ سٹیل کے مقابلے میں میل کا عمل صرف 14 فیصد شرح پر ہوتا ہے۔ کیوں؟ کیونکہ یہ مواد ایلومینیم آکسائیڈ کی ایک حفاظتی تہہ تشکیل دیتا ہے جو وقتاً فوقتاً سلفیشن نقصان کے خلاف کہیں بہتر مقابلہ کرتی ہے۔ جو کوئی بھی ان فیکٹریوں یا شدید ٹریفک والے علاقوں کے قریب عمارتی منصوبوں پر کام کر رہا ہو جہاں ہوا کی کوالٹی باقاعدگی سے ذرات کے لحاظ سے فی کیوبک میٹر 50 مائیکروگرام سے کم ہو جاتی ہے، وہاں چھت کی تنصیب اور وینٹی لیشن سسٹمز جیسی چیزوں کے لیے گیلوالومے واضح پسندیدہ مواد بن جاتا ہے۔ اس قسم کی سخت حالتوں میں یہ مواد بالکل زیادہ دیر تک چلتا ہے۔

فیلڈ کے اعداد و شمار: میل کی شرح کا موازنہ بغیر کوٹنگ اور گیلوونائزڈ سٹیل سے

42 مقامات پر آزادانہ ٹیسٹنگ سے گیلوالومے کی بہتر کارکردگی کا انکشاف ہوا:

زنک جزو کوٹنگ نقصان واقع ہوتا ہے جہاں قربانی کی حفاظت فراہم کرتا ہے، جبکہ ایلومینیم برقرار علاقوں میں رکاوٹ تحفظ برقرار رکھتا ہے.

گیلوالوم بمقابلہ گیلوانائزڈ اور الیومینیم کوٹڈ سٹیل: کارکردگی کا موازنہ

خوردگی کے خلاف مزاحمت: گیلوالوم سٹیل کوائل بمقابلہ گیلوانائزڈ سٹیل

تجزیوں سے پتہ چلتا ہے کہ جب انہیں لیبارٹری میں نمک کے اسپرے کے ٹیسٹ (2023 کا ASTM B117 معیار) سے گزارا جاتا ہے تو گیلوالوم سٹیل کے رول عام گیلوانائزڈ سٹیل کی نسبت تقریباً 2 سے 4 گنا زیادہ عرصہ تک چلتے ہیں۔ عام گیلوانائزڈ مواد زنک کے ذریعے نیچے والی دھات کی حفاظت کرتا ہے، بنیادی طور پر خود کو پہلے کرپشن کے حوالے کر دیتا ہے۔ لیکن گیلوالوم میں ایلومینیم اور زنک کا ایک خاص مرکب ہوتا ہے جو پانی کے داخل ہونے کے خلاف بہت مضبوط تحفظ فراہم کرتا ہے۔ جب ہم حقیقی دنیا کے ساحلی ماحول میں کیا ہوتا ہے اس کا جائزہ لیتے ہیں، تو فرق اور بھی واضح ہو جاتا ہے۔ گیلوالوم عام طور پر شدید پہننے کے آثار ظاہر ہونے سے پہلے تقریباً 25 سے 40 سال تک چلتا ہے، جبکہ عام گیلوانائزڈ سٹیل ساحل کے قریب اسی حالات میں صرف 12 سے 18 سال بعد ہی ٹوٹنا شروع ہو جاتی ہے۔

حرارتی عکاسیت اور موسمی اثرات: گیلوالوم بمقابلہ الومینیم کوٹیڈ سٹیل

گیل ویلیوم تقریباً 80 فیصد سورج کی تابکاری کو واپس عکس کرتا ہے، جو ایلومینیم کوٹڈ سٹیل کے 65 فیصد عکس کرنے کے مقابلے میں کافی بہتر ہے۔ یہ فرق سطح کے درجہ حرارت پر بھی محسوس ہوتا ہے، خاص طور پر گرمیوں کے دنوں میں جب سورج شدید دباؤ ڈالتا ہے، تو سطح کے درجہ حرارت میں تقریباً 14 فارن ہائیٹ (یا تقریباً 8 سیلسیئس) کی کمی ہوتی ہے، جیسا کہ مختلف حرارتی تجربات سے ظاہر ہوتا ہے۔ تاہم، جب حرارت بہت زیادہ ہو جاتی ہے، 750 فارن ہائیٹ سے اوپر، تو ایلومینیم کوٹڈ ورژن عام طور پر بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کرتے ہیں۔ ان شدید درجہ حرارت پر، گیل والیوم میں موجود زنک کا حصہ آکسیکرن کے عمل کے ذریعے خراب ہونا شروع ہو جاتا ہے۔ تاہم، طویل مدتی استحکام کی نظر سے دیکھا جائے تو دونوں اختیارات وقت کے ساتھ ساتھ کافی مضبوط رہتے ہیں۔ ملک کے زیادہ تر علاقوں میں عام موسمی حالات کے تحت پندرہ سال تک کھلے رہنے کے بعد، کسی بھی مواد میں زیادہ پھٹنے یا خرابی کے آثار نہیں ہوتے، اور وہ تسلخ کشی کی مزاحمت کے لیے ISO 9227 معیار میں مقررہ 5 فیصد تحلیل کی حد کے اندر رہتے ہیں۔

کل مالکیت کی لاگت اور کوٹنگ کی قسم کے لحاظ سے خدمت کی مدت

زندگی کے دورانیہ لاگت کے ماڈلنگ سے پتہ چلتا ہے کہ چھت لگانے کے استعمال میں گیلوولومیوم، الومینیم کوٹ شدہ نظام کے مقابلے میں 40 سالہ دورانیہ میں 23 فیصد بچت کرتا ہے۔

جب گیلوونائزڈ سٹیل گیلوولومیوم پر بہتر کارکردگی دکھائے: اس متناقض صورتحال کو سمجھنا

گیلوونائزڈ سٹیل وائی سلفائیڈ والے ماحول (فاضلاب کے علاج، لکڑی کی تیاری کے کارخانے) میں زیادہ مزاحمت کا مظاہرہ کرتا ہے جہاں الومینیم تیزابی سلفائیڈ تشکیل دیتا ہے۔ 2024 کی ایک ریفائنری کی مطالعہ میں گندھک سے بھرپور ماحول میں گیلوونائزڈ سٹیل کی خوردگی کی شرح 0.12ملی میٹر فی سال ریکارڈ کی گئی جبکہ گیلوولومیوم کی 0.28ملی میٹر تھی۔ زنک کا قطبی تحفظ درز والے کناروں کی خوردگی کو بھی بہتر طریقے سے کم کرتا ہے جو بغیر سیلینٹ کے مشینی طریقے سے جڑے ہوتے ہی۔

گیلوولومیوم کے استعمال میں خوردگی کی مزاحمت کو متاثر کرنے والے اہم عوامل

کوٹنگ کی موٹائی اور اس کا عمرِ مفید پر اثر

گیلوالوم سٹیل کوائل کا کتنی اچھی طرح سے کرپشن کا مقابلہ کرنا اس بات پر شدید انحصار کرتا ہے کہ اس کی کوٹنگ کتنی موٹی ہے۔ صنعتی تجربات کی تحقیق ظاہر کرتی ہے کہ جب گیلوالوم کی کوٹنگ 35 مائیکرون سے زیادہ موٹی ہوتی ہے، تو یہ باقاعدہ گیلوانائزڈ سٹیل کے مقابلے میں ساحل کے قریب واقع علاقوں میں کہیں زیادہ دیر تک رہتی ہے جس کی کوٹنگ 20 مائیکرون سے کم موٹی ہوتی ہے، جیسا کہ 2022 کے ASTM معیارات کے مطابق۔ جب ہم اس سے بھی موٹی کوٹنگز پر نظر ڈالتے ہیں جو 45 تا 55 مائیکرون کے درمیان ہوتی ہیں، تو یہ مواد کو عام موسمی حالات والی جگہوں پر 50 سال سے زائد خدمت کی عمر فراہم کر سکتی ہیں۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ موٹی تہہ بنیادی طور پر ایک مضبوط حفاظتی ڈھال تشکیل دیتی ہے جو ایلومینیم سے بھرپور ہوتی ہے جو نقصان دہ کلورائیڈ آئنز کو روکتی ہے اور سطح کے ذریعے نمی کے داخلے کو روکتی ہے۔

سطح کی تیاری اور کوٹنگ کی چپکن کی بہترین مشقیں

مناسب سطح کی تیاری نامعاملہ شدہ سٹیل کے مقابلے میں کوٹنگ کی چپکن کو 300% تک بڑھا دیتی ہے (SSPC-SP 1 2021)۔ اہم مراحل میں شامل ہیں:

• مائیکرو کرسٹلائن انقر پیٹرن تشکیل دینے کے لیے فاسفیٹنگ
• مل اسکیل اور آکسائیڈز کو ہٹانے کے لیے کیمیکل صاف کرنا
• الیومینیم-زنک بانڈنگ کو بہتر بنانے کے لیے کنٹرول شدہ پیسیویشن
  ناکافی تیاری سے 73 فیصد وقت قبل از وقت کوٹنگ ناکام ہوتی ہے، جس کی وجہ سے خوراکی عوامل سبسٹریٹ انٹرفیسز میں داخل ہو جاتے ہیں۔

ماحولیاتی عوامل: نمی، نمک اور ہوا کی آلودگی

Galvalume کی کارکردگی ماحول کے درمیان نمایاں طور پر مختلف ہوتی ہے:

4,000 انسٹالیشنز کے فیلڈ ڈیٹا سے پتہ چلتا ہے کہ 70% سے زائد نمی آئرن کی تیزی سے کمی کو 40% تک بڑھا دیتی ہے، جبکہ صنعتی سلفر کے مرکبات الومینیم سے بھرپور تہوں میں مائیکرو پِٹنگ پیدا کرتے ہیں (نیس فیلڈ اسٹڈی 2020)۔

اکثر پوچھے گئے سوالات

گیلوالوم سٹیل کوائل کی تشکیل کون سے عناصر پر مشتمل ہوتی ہے؟

گیلوالوم سٹیل کوائل 55% الومینیم، 43.4% زنک اور 1.6% سلیکان پر مشتمل ہوتی ہے۔

گیلوالوم کیسے کروسن کا مقابلہ کرتا ہے؟

گیلوازم کرپشن کو ایلومینیم کے ذریعہ فراہم کردہ بیرئر حفاظت اور زنک کی جانب سے قربانی والی حفاظت کے امتزاج کے ذریعے روکتا ہے۔

سمندری ماحول میں گیلوازم سٹیل کوائلز کی سروس زندگی کتنی ہوتی ہے؟

سمندری ماحول میں، گیلوازم سٹیل کوائلز عام طور پر معمولی گیلوانائزڈ سٹیل کے مقابلے میں تین سے پانچ گنا زیادہ عرصہ تک چلتی ہیں۔

گیلوازم کا گیلوانائزڈ سٹیل کے ساتھ موازنہ کیسے ہوتا ہے؟

نمکین پانی کے ٹیسٹ میں گیلوازم عام طور پر اپنی ایلومینیم-زنک کوٹنگ کی بدولت گیلوانائزڈ سٹیل کے مقابلے میں 2 سے 4 گنا زیادہ عرصہ تک چلتا ہے۔