ব্লগ

ম্যারিন-গ্রেড স্টেইনলেস স্টিলের বোল্টের জন্য কেন ক্ষয়রোধী ক্ষমতাই নির্ধারক মানদণ্ড

সমুদ্রের জলের সংস্পর্শে ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল চ্যালেঞ্জ

সমুদ্রের জলে লবণের উপস্থিতি এটিকে একটি শক্তিশালী পরিবাহীর মতো আচরণ করতে বাধ্য করে, যা ইলেকট্রোকেমিক্যাল বিক্রিয়ার মাধ্যমে ধাতুগুলির বিঘটনকে ত্বরান্বিত করে। স্টেইনলেস স্টিলের বোল্টগুলি তাদের নিজস্ব সুরক্ষামূলক আস্তরণের বিরুদ্ধে ক্রমাগত লড়াই করে, যা মূলত ক্রোমিয়াম অক্সাইডের একটি পাতলো স্তর যা সাধারণত মেটালের উপরে মরচি ছড়িয়ে পড়া বন্ধ করে রাখে। সমস্যা তখন দেখা দেয় যখন ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র ফাটল ক্লোরাইড আয়নগুলিকে ভিতরে প্রবেশ করতে দেয়, যা বোল্টের পৃষ্ঠে ক্ষুদ্র বৈদ্যুতিক কোষ তৈরি করে এবং এর ফলে এর কিছু অংশ চারপাশের এলাকাগুলির তুলনায় ধনাত্মক টার্মিনালে পরিণত হয়। শিল্প তথ্য অনুসারে, সমুদ্রের জলের পরিবেশে ক্ষয় সাধারণ মিষ্টি জলের চেয়ে প্রায় 3 থেকে 5 গুণ বেশি দ্রুত ঘটে। এর অর্থ হল বোল্টের থ্রেড এবং যেখানে মাথা শ্যাঙ্কের সাথে যুক্ত হয় সেই ঝুঁকিপূর্ণ স্থানগুলিতে প্রতি বছর উল্লেখযোগ্য পরিমাণে ধাতু ক্ষয় হয়, যা জোয়ারভাটার উন্মুক্ত উপকূলীয় অঞ্চলগুলিতে প্রায় 15 শতাংশ হারে লোড ক্ষমতা কমিয়ে দেয়। সমুদ্রের কাঠামো নিয়ে কাজ করা প্রকৌশলীদের জন্য, এই সুরক্ষামূলক স্তরগুলি অক্ষত রাখা কেবল ভালো উপাদান বেছে নেওয়ার বিষয় নয়—এটি সরাসরি প্রভাব ফেলে এই বিষয়ে যে চাপের মুখে পুরো ব্যবস্থাটি একসঙ্গে থাকবে কিনা।

কিভাবে ক্লোরাইড স্টেইনলেস স্টিল বোল্টগুলিতে পিটিং এবং ক্রিভিস করাশন ঘটায়

ক্লোরাইড আয়নগুলি একটি স্ব-বজায় ধরে রাখা প্রক্রিয়ার মাধ্যমে স্থানীয় ক্ষয় শুরু করে: তারা পৃষ্ঠের ত্রুটিগুলিতে জমা হয়, ক্রোমিয়াম অক্সাইডগুলি দ্রবীভূত করে এবং অমেধ্য স্তরটি আরও ক্ষতিগ্রস্ত করার জন্য অ্যাসিডিক মাইক্রোএনভায়রনমেন্ট তৈরি করে।

যেসব জায়গায় ওয়াশারের নিচে বা নাট এবং বোল্টের মধ্যে অম্লীয় পরিবেশ তৈরি হয় এবং ক্লোরাইড জমা হয়, সেখানে ফাটল তৈরি হয়, যা স্ব-নির্ভরশীল ক্ষয়ের সৃষ্টি করে। উষ্ণ সমুদ্রের জলে থাকা স্ট্যান্ডার্ড 316 স্টেইনলেস স্টিলের বোল্টগুলিতে খাদ তৈরি হতে পারে যা বছরে 1 মিলিমিটার হারে বাড়তে পারে। শিল্প প্রতিবেদনগুলি নির্দেশ করে যে প্রায় সমস্ত সমুদ্রের বোল্ট ব্যর্থতার প্রায় অর্ধেক আসলে সংযোগ বিন্দুতে এই ধরনের লুকানো ক্ষয় থেকে শুরু হয়। খাদ্যে মলিবডেনাম যোগ করা এই সমস্যার প্রতিরোধ করতে সাহায্য করে কারণ এটি সুরক্ষামূলক মলিবডেট যৌগ তৈরি করে যা ক্লোরাইডের প্রবেশ বন্ধ করে দেয় এবং ধাতবের সুরক্ষামূলক আস্তরণকে দীর্ঘ সময় ধরে অক্ষত রাখে।

304 বনাম 316 স্টেইনলেস স্টিলের বোল্ট: কর্মক্ষমতা, সীমাবদ্ধতা এবং বাস্তব জীবনে সমুদ্রের পরীক্ষা

316 স্টেইনলেস স্টিলের বোল্টের নিষ্ক্রিয় স্তরকে স্থিতিশীল করার ক্ষেত্রে মলিবডেনামের গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা

304 এবং 316 স্টেইনলেস স্টিলের বোল্টগুলির মধ্যে পার্থক্য হল মলিবডেনামের উপস্থিতি। উভয় ধরনের বোল্টে প্রায় 18% ক্রোমিয়াম এবং 8 থেকে 10% নিকেল রয়েছে, কিন্তু শুধুমাত্র 316-এ পাওয়া যায় 2 থেকে 3% মলিবডেনাম যা সম্পূর্ণ পার্থক্য তৈরি করে। লবণাক্ত জলের সংস্পর্শে এসে এই মলিবডেনাম অক্সিজেন অণুর সাথে যুক্ত হয়ে মলিবডেট নামে অদ্রাব্য যৌগ তৈরি করে। এই ছোট রাসায়নিক গঠনগুলি ধাতব পৃষ্ঠের সুরক্ষামূলক ক্রোমিয়াম অক্সাইড স্তরের ক্ষুদ্র ফাটল এবং ত্রুটিগুলি ভরাট করে দেয়। এই অতিরিক্ত সুরক্ষার কারণে, সমুদ্রতীরে ব্যবহার করা হলে 316 বোল্টগুলি সাধারণ 304 বোল্টগুলির তুলনায় ক্লোরাইড থেকে প্রায় তিন গুণ বেশি ক্ষয়ক্ষতি সহ্য করতে পারে। যারা সমুদ্রের জলের সঙ্গে ধ্রুবক সংস্পর্শে থাকা সরঞ্জাম নিয়ে কাজ করেন, তাদের জন্য 316 গ্রেড ব্যবহার করা শুধু ভালো ব্যবস্থা নয়— বহু মৌসুম ধরে যন্ত্রপাতি ঝামেলামুক্ত রাখতে এটি প্রায় অপরিহার্য।

ক্ষেত্র প্রমাণ: জোয়ার-ভাটার পরিবেশে 8 বছর পর 316L স্টেইনলেস স্টিলের বোল্ট (রটারডাম বন্দর)

গবেষকরা রটারডাম বন্দরের জোয়ার-ভাটার অঞ্চলে আট বছর ধরে স্থাপন করা স্টেইনলেস স্টিলের বোল্টগুলির কী হয়েছিল তা পর্যবেক্ষণ করেছিলেন। 316L ধরনের ফাস্টেনারগুলি, যাতে উৎপাদনের সময় সমস্যা এড়ানোর জন্য কম কার্বন থাকে, নিয়মিত ডুবে থাকা এবং বাতাসের সংস্পর্শে থাকা সত্ত্বেও খুব কম পিটিং ক্ষতি (0.1 মিমি এর কম গভীর) দেখা গেছে। তদ্বিপরীতে, কাছাকাছি 304 বোল্টগুলি ওয়াশারের সংস্পর্শে ঠিক যে জায়গায় ছিল সেখানে খারাপ ক্রেভিস ক্ষয়ের শিকার হয়েছিল এবং উচ্চ চাপের শিকার কয়েকটি জায়গায় 0.8 মিমির বেশি উপাদান হারিয়েছিল। আরও কাছ থেকে পর্যবেক্ষণ করে আমরা সেই 304 নমুনাগুলিতে আন্তঃ-দানাদার ক্ষয়ের লক্ষণ পেয়েছি কিন্তু 316L এর ক্ষেত্রে একেবারেই নয়। এটি আমাদের কাছে যা তুলে ধরে তা খুব স্পষ্ট: সময়ের সাথে সাথে 316L-এর ভালো প্যাসিভ লেয়ার সুরক্ষা এটিকে বাস্তব সুবিধা দেয়, বিশেষ করে যখন অক্সিজেনের মাত্রা পরিবর্তিত হয় এবং ক্ষয় আরও খারাপ হয়।

যখন স্ট্যান্ডার্ড 316 যথেষ্ট নয়: চরম ম্যারিন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উচ্চ-কার্যকারিতা সম্পন্ন স্টেইনলেস স্টিল বোল্ট

ডিসলিনেশন প্ল্যান্ট এবং আন্ডারওয়াটার অবকাঠামোতে সুপার অস্টেনিটিক (254 SMO, AL-6XN) এবং ডুপ্লেক্স (2205, 2507) স্টেইনলেস স্টিল বোল্ট

যখন লবণাক্ত জল নিরাময়ের সুবিধা, জলের নিচে তেল প্ল্যাটফর্ম বা গরম উষ্ণ জলীয় সমুদ্রের মতো খুবই কঠোর পরিবেশের সম্মুখীন হতে হয়, তখন ক্লোরাইডের মাত্রা এবং তাপমাত্রা প্রায়শই সাধারণ 316 স্টেইনলেস ইস্পাত যা সহ্য করতে পারে তার চেয়ে বেশি হয়ে যায়। এমন পরিস্থিতিতে ছিদ্রযুক্ত হওয়া এবং চাপজনিত দস্তার ফাটলের মতো সমস্যাগুলি গুরুতর হয়ে ওঠে, যদি না আমরা উন্নত মানের খাদে না চলে যাই। উদাহরণস্বরূপ সুপার অস্টেনিটিক শ্রেণীগুলি নেওয়া যাক। 254 SMO এবং AL-6XN এর মতো উপকরণগুলিতে 6 থেকে 7.5 শতাংশ মলিবডেনাম এবং নাইট্রোজেন থাকে, যা তাদের পিটিং রেজিস্ট্যান্স ইকুইভ্যালেন্ট নাম্বার (PREN) 40 এর বেশি করে। এর আসল অর্থ কী? এই উপকরণগুলি তখনও নির্ভরযোগ্যভাবে কাজ করে যখন 100,000 প্রতি মিলিয়ন অংশে ক্লোরাইড ঘনত্ব এবং 60 ডিগ্রি সেলসিয়াসের বেশি তাপমাত্রার মুখোমুখি হয়। এটি স্ট্যান্ডার্ড 316 ইস্পাত যা সহ্য করতে পারে তার তিন গুণ। 2205 এবং 2507 এর মতো ডুপ্লেক্স খাদগুলি অস্টেনাইট এবং ফেরিটের গঠন উভয়ই একত্রিত করে আলাদাভাবে কাজ করে। এই সংমিশ্রণ তাদের গভীর জলের অ্যাপ্লিকেশনে চাপজনিত দস্তার ফাটলের বিরুদ্ধে আরও শক্তিশালী এবং প্রতিরোধী করে তোলে। উত্তর সাগর থেকে একটি ভাল বাস্তব উদাহরণ আসে, যেখানে 2507 বোল্টগুলি স্প্ল্যাশ জোনের শর্তাবলীতে পুরো পনেরো বছর ধরে অক্ষত থাকে। একই পরিবেশে স্ট্যান্ডার্ড 316 ফাস্টেনারগুলি ক্রমাগত ফাঁক দস্তার ক্ষতির কারণে মাত্র পাঁচ বছর পরেই ব্যর্থতার লক্ষণ দেখাতে শুরু করে।

ম্যারিন ইঞ্জিনিয়ারদের জন্য সঠিক স্টেইনলেস স্টীল বোল্ট নির্বাচন: একটি ব্যবহারিক সিদ্ধান্ত কাঠামো

আসল প্রকল্পে কাজ করা ম্যারিন ইঞ্জিনিয়ারদের জন্য আর সাধারণ উপকরণগুলির দিকে তাকিয়ে থাকা চলবে না। অনুমানের ওপর ভিত্তি করে নয়, বাস্তব পরিস্থিতির ভিত্তিতে সঠিক সিদ্ধান্ত গ্রহণের একটি সঠিক প্রক্রিয়া অনুসরণ করা দরকার। প্রথমে পরিবেশটি কতটা কঠোর তা নির্ধারণ করা যাক। শুধুমাত্র বাতাসের সংস্পর্শে থাকা এলাকাগুলিতে 316 স্টেইনলেস স্টিল দিয়ে তৈরি বোল্টগুলি ভালোভাবে কাজ করে, কিন্তু যখন পরিস্থিতি আরও ভিজে যায় বা জোয়ার-ভাটার হয়, তখন ইঞ্জিনিয়ারদের 2205 বা 2507-এর মতো ডুপ্লেক্স বিকল্পগুলি বিবেচনা করা উচিত কারণ এগুলি ক্লোরাইডের বিরুদ্ধে অনেক ভালো প্রতিরোধ ক্ষমতা রাখে। পরবর্তী ধাপ হল উপকরণটি চাপ সহ্য করতে পারে কিনা তা পরীক্ষা করা। ASM International-এর গত বছরের গবেষণা অনুযায়ী, ডুপ্লেক্স খাদগুলি সাধারণ 316 বোল্টের তুলনায় প্রায় দ্বিগুণ শক্তি রাখে, যা ধ্রুব গতি এবং কম্পনের মুখোমুখি হওয়ার সময় সবচেয়ে বড় পার্থক্য তৈরি করে। এবং শেষকৃত, পরে কী সাশ্রয় হবে তা না জেনে কেউ আগেভাগে অর্থ ব্যয় করতে চান না। 254 SMO-এর মতো সুপার অস্টেনিটিক বোল্টগুলি প্রাথমিকভাবে বেশি খরচ করতে পারে, কিন্তু রিভার্স অসমোসিস সুবিধাগুলিতে পাওয়া কঠোর পরিবেশগুলিতে এতটা বেশি সময় ধরে চলে যে বেশিরভাগ ইনস্টলেশনের পরবর্তীকালে প্রতিস্থাপনের খরচে প্রায় 60% সাশ্রয় হয়। এই তিন-ধাপী পদ্ধতি অনুসরণ করলে নির্ভরযোগ্যভাবে বছরের পর বছর ধরে সবকিছু কাজ করা নিশ্চিত হয়, রক্ষণাবেক্ষণ খরচ কম থাকে এবং ব্যয়বহুল ব্যর্থতা এড়ানো যায় যা কেউ মোকাবিলা করতে চান না।