યંત્રણ માટે શીતક : આજે અને ભવિષ્યમાં

Dhatukam Gujarati - Udyam Prakashan    20-Jul-2021   
Total Views |

લાંબી ટૂલ આવરદા માટે, યંત્રણ દરમિયાન કટિંગ ટૂલનું તાપમાન નિયંત્રણમાં રાખવું જરૂરી હોય છે. શીતકનો ઉપયોગ કરવાથી તે થઈ શકે છે. તેથી જ યંત્રણ પ્રક્રિયાનો એક અભિન્ન ભાગ જેવા શીતકના નવનવા ઉત્પાદનો ઉપલબ્ધ હોય છે. આ શીતક વિશે ઉપયોગી અને વિગતવાર માહિતી આ લેખમાં વાંચવા મળશે.

fgjh_1  H x W:
શીતક (કૂલંટ) એ યંત્રણ પ્રક્રિયાનો અવિભાજ્ય ભાગ છે. આજકાલ માર્કેટમાં શીતકના ક્ષેત્રમાં ઘણા નવા ઉત્પાદનો ઉપલબ્ધ છે. આ લેખમાં આપને શીતક વિશે ખૂબ ઉપયોગી અને વિગતવાર માહિતી મળશે.

ghfjgkhjklk_1  
થોડા દિવસ પહેલા એક કંપનીમાં ગયા ત્યારે કર્મચારીઓએ શીતકમાંથી પુષ્કળ દુર્ગંધ ફેલાતી હોવાની ફરિયાદ કરી. એમના કહેવા પ્રમાણે ખાસ કરીને સાપ્તાહિક રજા પછીના દિવસે તો ત્યાં કામ કરવાનું ખૂબ મુશ્કેલ થઈ જાય છે. બધી તપાસ કરીને અમે એમને એક ઉપાય સૂચવ્યો (આ લેખમાં એ વિશે આગળ જણાવ્યું છે). જોકે એક રીતે યંત્રણ માટે ઉપયોગી શીતક એ ખૂબ વર્ણનાત્મક વિષય છે. પણ આ બાબત મશીન પર કામ કરનાર કોઈપણ વ્યક્તિના રોજીંદા કામ સાથે સંબંધિત હોવાને કારણે આપણે અહીં એ વિશેની જાણકારી મેળવીશું.
‘શીતક’ શબ્દ પોતે જ ઠંડા કરવાની પ્રક્રિયા સૂચવે છે. યંત્રણ કરતી વખતે ઉષ્ણતા ઉત્પન્ન થતી હોય છે, જેને દૂર કરવી અત્યંત જરૂરી છે. પાણી એ પ્રકૃતિનું શ્રેષ્ઠ શીતક છે. પણ પાણીની પોતાની મર્યાદાઓ છે. એટલે અપેક્ષિત પરિણામ મેળવવા માટે એમાં કેટલાક રસાયણો મેળવવા પડે છે.
જે ભાગ કાપવાનો હોય, તે ભાગ જો બરાબર રીતે લુબ્રિકેટ કરવામાં આવેલો હોય, તો કાપવાની ક્રિયા અત્યંત સરળ થઈ જાય છે. કેમકે લુબ્રિકેશનને કારણે આંતરિક અને બાહ્ય ઘર્ષણ ઓછું થાય છે. આંતરિક ઘર્ષણ ઓછું કરવા માટે તેલમાં રહેલ ક્લોરિન, સલ્ફર તથા ફૉસ્ફરસના પરમાણુઓ અને શીતક રસાયણ, શીતકના પ્રવાહના તીવ્ર દબાણના કારણે ધાતુની સપાટી પર સ્થિત સૂક્ષ્મ તિરાડોમાંથી અંદર જાય છે. એ કારણે કાપતી વખતે અલગ અલગ થઈ ગયેલ ધાતુના પરમાણુઓનું રિગ્રુપ્રિંગ ટાળી શકાય છે. પરિણામે ચિપ બનાવવા માટે જરૂરી બળની જરૂરિયાત ઓછી થઈ જાય છે.

trjghkhjjk_1  H
શીતકનું મૂળભૂત કાર્ય
તાપમાન નિયંત્રણ
કાપવાનું કામ કરનાર ટૂલનું તાપમાન ઓછું કરવું મહત્ત્વપૂર્ણ હોય છે. કેમકે તાપમાનમાં થોડો પણ ઘટાડો થવાથી ટૂલની આવરદામાં વધારો થઈ જાય છે. યંત્રણના સમયે ઉપયોગમાં લેવાયેલ શીતક, કટિંગ ટૂલ/કાર્યવસ્તુની સપાટી પર ઉત્પન્ન થનારી ઉષ્ણતાને શોષી લે છે. ટૂલ અમુક ચોક્ક્સ તાપમાને નરમ પડી જાય છે અને એને નુકસાન પહોંચે છે. ટૂલનું તાપમાન એ ચોક્કસ તાપમાનેથી ઊપર ન જાય, એ માટે શીતક મદદરૂપ થાય છે.
શીતકનું બીજું કાર્ય
કાપવામાં અને કણ કાઢવામાં મદદ
શીતકનું બીજું કામ છે, ટૂલ અને કાર્યવસ્તુના સંપર્ક ક્ષેત્રમાંથી ચિપ અને ધાતુના કણ કાઢી નાખવા. યંત્રણ કરતી વખતે તૈયાર થનાર ચિપ, યંત્રણ ક્ષેત્રમાંથી સતત દૂર કરવા પડે છે, જેથી કોઈ લીસી સપાટી ખરાબ ન થઈ જાય.
કાટ નિવારણ
શીતકને કારણે અમુક હદ સુધી કાટ ન લાગવાની સુરક્ષા મળે છે. કાપવામાં આવેલ નવી લોહયુક્ત ધાતુને કાટ જલ્દી લાગી શકે છે, કેમકે યંત્રણ કરતી વખતે એનો સુરક્ષા લેપ નીકળી જતો હોય છે.

સ્વાસ્થ્ય અને સુરક્ષાનો વિચાર
યંત્રણનું કામ કરનાર કર્મચારી હંમેશા શીતક્ના સંપર્કમાં હોય છે. શીતકને કારણે ત્વચા પર કોઈપણ પ્રકારની બળતરા અથવા દુર્ગંધ (જેને ‘મન્ડે મૉર્નિંગ સ્મેલ’ કહેવામાં આવે છે) ન થવી જોઈએ. શીતકને કારણે સ્વાસ્થ્ય માટે હાનિકારક એવી ઝાકળ પણ ઉત્પન્ન ન થવી જોઈએ. કર્મચારીઓનો શીતક સાથે નીચે વર્ણવેલ માધ્યમો દ્વારા મુખ્ય રૂપે સંપર્ક થતો હોય છે.

gfd_1  H x W: 0 

શ્વાસ લેતી વખતે (બાષ્પ, ધુમાડો અથવા તો ઝાકળ દ્વારા) શરીરની અંદર જવું અથવા ત્વચામાં શોષાઈ જવું કારખાનાઓમાં લોકોને થનારી તકલીફોમાં ત્વચામાં બળતરા તથા શ્વાસમાં તકલીફ થવાની સમસ્યાઓનું સ્થાન સૌથી ઊંચું રહે છે. શીતકમાં અલગ અલગ પ્રકારના ઘટકો હોવાને કારણે એના સંપર્કમાં આવનાર લોકોને એ કારણે તકલીફ થશે કે નહિ, એ બાબતનો અંદાજ બંધાવો મુશ્કેલ હોય છે.
શીતકના મટિરિયલ સેફટી ડેટા શીટમાં (એમ.એસ.ડી.એસ.) સ્વાસ્થ્ય અને સુરક્ષાની મહત્ત્વપૂર્ણ જાણકારી હોય છે. યોગ્ય શીતકની પસંદગી કરતી વખતે આ વિશ્લેષણની બરાબર તપાસ કરવી જોઈએ.

રાસાયણિક સ્થિરતા અને દુર્ગંધનું નિયંત્રણ
શીતકની એન્જિનિયરિંગ ગુણવત્તા ઘણી સારી હોવા છતાં એની દુર્ગંધ તકલીફ દેશે, તો કામની વ્યવસ્થામાં સમસ્યા ઉદ્દભવી શકે છે. શીતકની દુર્ગંધને કારણે તેની આવરદા ઘટી શકે છે. એના કારણે ખર્ચ પણ વધી શકે છે. સંગ્રહ અને ઉપયોગ દરમિયાન, ઉત્તમ ગુણવત્તાનું શીતક ખરાબ થતું નથી એટલે કે સડી જતું નથી. શીતકમાં રહેલ સૂક્ષ્મ જીવોના પ્રસારને નિયંત્રિત કરવા માટે તથા શીતકની કાર્યક્ષમતા વધારવા માટે આજકાલ એમાં ઍન્ટિફંગસ અને અન્ય પૂરકો (ઍડિટિવ) ઉમેરવામાં આવે છે.
પારદર્શિતા અને પ્રવાહિતા
કેટલાક કામોમાં શીતકનું પારદર્શક અથવા સ્વચ્છ હોવું જરૂરી હોય છે. પારદર્શક હોવાને કારણે ઑપરેટરને યંત્રણ દરમિયાન કાર્યવસ્તુ વધુ સ્પષ્ટ દેખાય છે. આજકાલ યંત્રણ માટે માર્કેટમાં ઘણા શીતક ઉપલબ્ધ છે. મોટાભાગના શીતકોનું વર્ગીકરણ કાપવાના તેલ (કટિંગ ઑઇલ) તથા મિશ્રિત કરવા માટે યોગ્ય પ્રવાહી તરીકે કરી શકાય છે. આમાં નીચે વર્ણવેલ પ્રકારોનો સમાવેશ કરી શકાય છે.
 

fghjkl_1  H x W 
1. દ્રાવ્ય તેલ (સોલ્યુબલ ઑઈલ) : 70% થી 80% પેટ્રોલિયમ તેલ
સોલ્યુબલ ઑઈલ (જેને ઇમલ્શન અથવા પાણીમાં ભળી જાય તેવું તેલ પણ કહેવામાં આવે છે) સામાન્ય રીતે 80-90% પેટ્રોલિયમ અથવા ખનિજ તેલથી બનાવવામાં આવે છે. ખનિજ તેલ નૅપ્થેનિક અથવા પૅરાફિનિક હોય છે. આમાંથી 15 થી 20 ટકા ઈમલ્સિફાયર હોય છે તથા અન્ય ઍડિટીવ જેમ કે સૂક્ષ્મ જીવનાશક, તીવ્ર દબાણ હેઠળ કામ કરનાર ઍડિટીવ પણ હોય છે. તીવ્ર દ્રવણમાં પાણી ભેળવીને એને ધાતુ પર ઉપયોગ માટે યોગ્ય બનાવવામાં આવે છે. મિશ્રિત કર્યા બાદ, ઈમલ્સિફાયરને કારણે, તેલ પાણીમાં પ્રસરી જાય છે અને ‘તેલયુક્ત પાણી’ પ્રકારનું સ્થાયી ઈમલ્શન બને છે. ઈમલ્શનને કારણે યંત્રણ સમયે તેલ, કાર્યવસ્તુ સાથે ચોંટી રહે છે. ઈમલ્સિફાયરના કણ પ્રકાશને રિફ્લેક્ટ કરે છે, જેથી એ દ્રવ્ય દૂધિયા રંગનું અને અપારદર્શક થઈ જાય છે.
2. અર્ધ કૃત્રિમ (સેમી સિન્થેટિક) 2% થી 30% પેટ્રોલિયમ તેલ
આના નામથી જ એ સ્પષ્ટ છે કે અર્ધ કૃત્રિમ શીતકમાં મિશ્રિત થનાર તેલ અને રસાયણો એકત્રિત રહે છે. સેમી સિન્થેટિકને અર્ધ રાસાયણિક દ્રવ્ય પણ કહેવામાં આવે છે. આમાં ઓછી માત્રામાં ખનિજ તેલ તથા ઓછા પ્રમાણમાં પૉલી અલ્ફા ઓલેફિન્સ અથવા પૉલી અલ્કાલાઈન ગ્લાયકૉલ્સ હોય છે. સેમી સિન્થેટિક મિશ્રણના બાકીના ભાગમાં મુખ્ય રૂપે ઈમલ્સિફાયર અને પાણી હોય છે. વેટિંગ એજન્ટ, કાટ પ્રતિરોધક અને સૂક્ષ્મ જીવનાશક ઍડિટીવ પણ હોય છે. સેમી સિન્થેટિક સામાન્ય રીતે અર્ધ પારદર્શક હોય છે પણ એમનો રંગ લગભગ પારદર્શકથી (થોડો પાતળો, ધુમ્મસવાળો) અપારદર્શક હોય છે. ઘણા સેમી સિન્થેટિક પર ગરમીની અસર થાય છે. સેમી સિન્થેટિક તેલના કણ મોટાભાગે ટૂલની આસપાસ જમા થતા હોય છે. એટલા માટે તેમનો ઉપયોગ ઉંજણ - લુંબ્રિકન્ટ તરીકે કરવામાં આવે છે. દ્રાવણ ઠંડુ થયા બાદ કણો ફરીથી વિખેરાઈ જાય છે.
કૃત્રિમ (સિન્થેટિક)
પેટ્રોલિયમ તેલ વિના કૃત્રિમ મિશ્રણ
કૃત્રિમ પ્રવાહીમાં પેટ્રોલિયમ અથવા ખનિજ તેલનો અભાવ હોય છે. 1950 માં આ પ્રવાહીની શોધ થઈ હતી. આમાં પાણીમાં મિશ્રિત થનાર રાસાયણિક ઉંજણ અને કાટ અવરોધકો હોય છે. શીતકની વધુ ક્ષમતા, ઓછો કાટ અને દેખભાળમાં સરળતાને કારણે આ પ્રવાહીને ઉમેરવામાં આવ્યા છે. શીતકની વધુ ક્ષમતાને કારણે વધુ ઉષ્ણતા ઉત્પન્ન કરનાર કાર્યો, વધુ ઝડપી ટર્નિંગ ક્રિયામાં (જેમકે સરફેસ ટર્નિંગ) સિન્થેટિકને મહત્ત્વ આપવામાં આવે છે. ફીણવાળા સિન્થેટિકમાં દ્રાવ્ય તેલની જેમ જ ઉંજણના ગુણધર્મ લાવવા માટે વધારાના સંયુગ ભેળવવામાં આવે છે. આ કારણે ભારે મશીનોમાં આ પ્રવાહી, ઉંજણ તથા શીતક બન્ને કામોમાં બમણું પ્રભાવી સાબિત થાય છે. એની ભીની કરવાની ક્ષમતા, ઉત્તમ શીતક અને ઉંજણ ક્ષમતાને કારણે ફીણ ઉત્પન્ન કરનાર સિન્થેટિક, કઠોર યંત્રણ (હાર્ડ ટર્નિંગ) માટે મુશ્કેલ અને વધુ તાપમાનની કાર્યવસ્તુઓના સંચાલનમાં સક્ષમ હોય છે. ફીણ ઉત્પન્ન કરનાર સિન્થેટિક પ્રવાહી અપારદર્શકથી પારદર્શક રંગ સુધી અલગ અલગ પ્રકારના હોય છે.
ikefgfgg_1  H x
 
શીતક્ના ટેકનિકલ ભવિષ્યનું વલણ
જૈવિક સ્થિર (બાયોસ્ટૅટિક) શીતક
નવી તકનીકીનું ચલણ હવે વધુ કાર્યક્ષમ, પાણીમાં મિશ્રિત થનાર અને ક્લોરિન તથા નાઈટ્રાઈટ ન હોય તેવા બાયોસ્ટૅટિક શીતક તરફ છે.
શીતકમાં કાટ પ્રતિરોધક માટે નાઈટ્રાઈટ અને અમાઈન્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. પણ એ એકત્રિત થાય તો એમાંથી કૅન્સર ઉત્પન્ન કરનાર (કાર્સિનોજેનિક) નાઈટ્રોઅમાઈન્સ તૈયાર થાય છે. જેથી ઉપયોગ કરનારાઓ માટે ઉત્તમ, ઉત્કૃષ્ટ ઉંજણ ગુણવત્તાવાળું અને સાથે સાથે નૉન-કાર્સિનોજેનિક બાયોસ્ટૅટિક શીતક હવે પસંદ કરવામાં આવે છે.
આજકાલ બનાવવામાં આવી રહેલા શીતકોમાં નીચે વર્ણવેલ ગુણધર્મો હોવા જરૂરી છે.
• ફૂગ અવરોધક
• જેમાં ‘મન્ડે મોર્નિંગ સ્મેલ’ ન હોય
• ઈમલ્શનનો ન્યૂનતમ ઉપયોગ
• કાટ અને ઑક્સિડેશનથી સુરક્ષા
• ત્વચાને નુકસાન ન પહોચાડે
• લાંબી આવરદા (સ્ટઁડિંગ ટાઇમ)
• ઓછા ફીણ
વનસ્પતિ તેલ પર આધારિત શીતક
યંત્રણના કામમાં વનસ્પતિના તેલના ઉપયોગથી કુલ કાર્યક્ષમતા વધી શકે એમ છે. 1960 ના દશકથી વનસ્પતિ તેલને એક ઉત્તમ ઉંજણના રૂપે માન્યતા મળી છે. તે પણ જોવામાં આવ્યું છે કે આ તકનીક ચોક્કસપણે ઉપયોગમાં લેવા યોગ્ય છે. અગાઉના સમયમાં પાણીમાં મિશ્રિત થનાર વનસ્પતિ તેલ પર આધારિત શીતક ઈમલ્શન, રાસાયણિક દૃષ્ટિએ સ્થિર કરવાના પડકાર સામે જીત મળી ન હતી. એ કારણે મશીનના ઉંજણ માટે ખનિજ તેલનો સહારો અને અન્ય રાસાયણિક ઍડિટિવનો ઉપયોગ કરવામાં આવેલ શીતક સિવાય બીજો કોઈ વિકલ્પ ન હતો. પણ હવે, ઈમલ્સિફાયર અને રાસાયણિક સ્થિરતા લાવનાર નવા રાસાયણિક મિશ્રણ ઍડિટિવની શોધ થવાથી વનસ્પતિ તેલ પર આધારિત શીતકનો, યંત્રણના અલગ અલગ કામોમાં ઉપયોગ કરવાનું સરળ થઈ ગયું છે. આ શીતકોના ઉપયોગથી કરવામાં આવેલ પ્રક્રિયાથી ઉત્પાદનની ગતિ પણ વધી ગઈ છે. જાણકારી મુજબ ટૂલની આવરદામાં 50% થી પણ વધુ વૃદ્ધિ થઈ છે.
આ વનસ્પતિ શીતકની કાર્યક્ષમતાના ખાસ પાસાઓ માટે અને ટેકનિકલ જરૂરતો માટે, એના આવશ્યક ઘટકોની સમજી વિચારીને રક્ષા કરવામાં આવે છે આને એમને રીફાઇન્ડ - શુદ્ધ કરવામાં આવે છે. વનસ્પતિ તેલથી બનેલ ઉંજણ, મૂળમાં શક્તિશાળી હોવાને કારણે, તેની ઉંજણ ક્ષમતા ખનિજ તેલ કરતા વધુ હોય છે. એ સિવાય વનસ્પતિ તેલના આધારે બનાવેલ ઉત્પાદનો અન્ય શીતકો કરતા વધુ પ્રભાવી, વધુ ટકાઉ ઉંજણ આપે છે. હેવી મશીનિંગ માટે પણ વનસ્પતિ તેલ દ્વારા બનાવાયેલ શીતક, ઇપી ઍડિટિવ મિશ્રિત કર્યા વિના, ઉપયોગમાં લઈ શકાય છે. વનસ્પતિ તેલના આધારે બનાવેલ શીતક અન્ય વૈકલ્પિક ઉત્પાદોની સરખામણીમાં થોડા મોંઘા હોય છે, કેમકે એમની જૈવિક સ્થિરતા વધારવા મોંઘા ઘટકોનો ઉપયોગ કરવો પડે છે. પણ ઉત્પાદકતા વધવાથી અને વૈકલ્પિક શીતકની સરખામણીમાં ખર્ચો ઘટાડવાના વધુ ઉપાયો અમલમાં મૂકી શકવાની શક્યતા હોવાને કારણે, સરવાળે સસ્તા પડે છે.

oiujhygftdrs_1  

કેસ સ્ટડી
અમારા એક ગ્રાહક વર્ષોથી સામાન્ય રીતે માર્કેટમાં ઉપલબ્ધ મિશ્રિત થનાર શીતકો, પોતાના કારખાનામાં લેથ મશીન, સી.એન.સી. મશીન તથા વી.એમ.સી. મશીન માટે ઉપયોગમાં લેતા હતા. એમની સાથેની વાતચીત પરથી એ જાણવા મળ્યું કે તેઓ દર ત્રણ મહિને શીતક બદલી નાખતા હતા. આટલી જલ્દી શીતક બદલવાનું કારણ જણાવતા એમણે ખુલાસો કર્યો કે શીતકની દુર્ગંધ, કર્મચારીઓને થતી ત્વચા પર ખંજવાળની તકલીફ અને સાથે સાથે ટૂલની આવરદા પણ ઘટી જતી હોવાથી એમણે દર ત્રણ મહિને એ બદલવું જ પડે છે. અમે ગણતરી કરી એમને જણાવ્યું કે વર્ષમાં ચાર વાર 100 રૂપિયા પ્રતિ લીટરનું શીતક બદલવાનો અર્થ કે વાર્ષિક 400 રૂપિયા પ્રતિ લીટરનો ખર્ચો. અમે એમને નવા બાયોસ્ટૅટિક શીતકનો ઉપયોગ કરવાની સલાહ આપી. ગ્રાહકને ગળે વાત તો ઉતરી પણ વાસ્તવિક રૂપે તે બદલવાનું જોખમ લેવા માગતા ન હતા. એ વાતની તપાસ કરવાથી બે બાબતો સ્પષ્ટ થઈ.
1. કર્મચારીઓને ‘સફેદ’ શીતક જોવાની એટલી બધી આદત પડી ગઈ હતી કે પારદર્શક શીતક ‘ખરાબ’ જ હોય તેવી માન્યતા એમના મનમાં ઘર કરી ગઈ હતી.
2. બાયોસ્ટૅટિક શીતક મોંઘા હોય છે. (પ્રતિ લીટર 250 રૂપિયા)
અમે અમારા ગ્રાહકને પૂર્ણ વિશ્વાસ સાથે કીધું કે આ શીતક એક વર્ષ માટે મશીનની ટાંકીમાં સારી સ્થિતિમાં રહે છે. અર્થાત પ્રતિ લીટર ખર્ચ 400 રૂપિયાથી ઘટીને માત્ર 250 રૂપિયા થઈ જશે, અર્થાત વાર્ષિક 150 રૂપિયા પ્રતિ લીટરની બચત. એ ઉપરાંત એના અન્ય ફાયદાઓ વિશે પણ એમને જાણકારી આપી (જે વિશે લેખમાં વર્ણવવામાં આવ્યું છે). એ પછી ગ્રાહકે એ વાપરવાનું શરુ કર્યું. હવે તે વ્યાપક રીતે આર્થિક બચત કરે છે (વાર્ષિક 2000 લીટર શીતકનો ઉપયોગ અર્થાત વાર્ષિક 3 લાખ રૂપિયાની બચત) અને અન્ય ફાયદા પણ મળી રહ્યા છે.
મશીન શૉપના લોકોએ પોતાની આદત મુજબ વિદેશી ટેકનિકની પાછળ આંધળી દોટ ન મૂકી આ ભારતીય ટેકનિકનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ. પોતાની બચત સાથે આપણા દેશમાં ઉપલબ્ધ આ વિકલ્પના ઉપયોગથી દેશની વિદેશી મુદ્રાની પણ બચત થઈ શકે છે.
અમિત કૌલગુડ
ડાયરેક્ટર, પૉલિકેમ
પૉલિકેમ કંપનીના ડાયરેક્ટર અમિત કૌલગુડ કેમિકલ એન્જિનીયર છે. તેઓએ અમેરિકાની મૅસેચ્યુસેટ્સ યુનિવર્સિટીથી મટિરિયલ સાયન્સમાં એમ.એસ. કરેલું છે.
9359104060