लेपन (Coating)

एखाद्या वस्तूच्या किंवा घटकाच्या पृष्ठभागावर आच्छादलेल्या धातू, अधातू किंवा मिश्रधातूंच्या थरास लेपन किंवा आवरण (Coating) म्हणतात. हे थर वस्तूच्या पृष्ठभागावर प्रामुख्याने संरक्षण किंवा सजावटीच्या हेतूने आच्छादले जातात. काही ठिकाणी या दोन्ही हेतूंसाठी लेपन वापरले जाते. उदाहरणार्थ, रंगलेप. लेपन हे एकतर वस्तूच्या पृष्ठभागावर सर्व बाजूंनी किंवा ठरावीक बाजूंवर आच्छादिले जाते. धातू किंवा अधातूचे कोणत्याही प्रकारचे लेपन जेव्हा पोलाद किंवा इतर धातूंवर आच्छादिले जाते, तेव्हा ते संरक्षणात्मक अडथळा निर्माण करून धातू किंवा मिश्रधातूंच्या अधःस्तराचे गंजण्यापासून (Corrosion),उच्च तापमानाच्या परिस्थितीत गंजण्यापासून (High temperature oxidation, High temperature corrosion) किंवा झिजण्यापासून (wear) रक्षण करते.

संरक्षण लेपनाचे काही प्रकार येथे नमूद केले आहेत, ते पुढील प्रमाणे :

१. औष्णिक  प्रतिबंध  लेपन (Thermal barrier coating) : ही अतिप्रगत धातुप्रणाली असून धातूचे उच्च तापमानापासून संरक्षण करण्यासाठी त्याच्या पृष्ठभागावर आच्छादली – लेपन केली – जाते. हे लेपन उच्च तापमानाच्या परिस्थितीत गंजण्यापासून धातूच्या अधःस्तराचे संरक्षण करते. उष्ण वायूंच्या प्रवाहाला प्रतिबंध करणाऱ्या या आवरणामुळे धातूच्या अधःस्तराचे तापमान साधारणतः ३००-३५०⁰ सेल्सियसने कमी होते. उदाहरणार्थ, गॅस टरबाइन.

२. क्षरण  प्रतिरोधक  लेपन (Erosion resistant coating) : घन किंवा द्रव पदार्थांच्या परस्परांतील यांत्रिक घर्षणामुळे वस्तूच्या किंवा पदार्थांच्या पृष्ठभागाची जी वाढीव झीज होते, त्याला क्षरण (Erosion) म्हणतात. उपकरणांच्या चालू स्थितीत धूळ, राख किंवा तत्सम घन पदार्थांच्या आदळल्याने, घर्षणाने किंवा अतिक्रमणामुळे क्षरण होते. गॅस टरबाइन आणि विमान – एरो – एंजिनच्या संपीडकामधे (Compressor) या प्रकारची झीज प्रामुख्याने होते. संपीडकाचे पाते  जेव्हा धूळ, राख आणि रेतीयुक्त वातावरणात चालविले जाते तेव्हा त्याचे क्षरण होते. क्षरण प्रतिरोधक लेपन हे संपीडक पात्याला अकाली नुकसानीपासून वाचविते. क्षरण प्रतिरोधक लेपनात वरचा स्तर हा सिरॅमिकपासून बनलेला असून तो बंधक स्तरावर (Bond Coat) आच्छादला जातो. उदाहरणार्थ, संपीडकचे पाते (compressor blade).

३. झीज  प्रतिरोधक  लेपन (Wear resistant coating) : यंत्रातील घर्षण होणाऱ्या पृष्ठभागाच्या दरम्यान वाढलेल्या घर्षणाच्या परिणामामुळे यंत्राची आयुमर्यादा कमी होते. झीजप्रतिरोधक  लेपन हे पृष्ठभागाची घर्षणामुळे होणारी झीज टाळते आणि पृष्ठभागाचे घर्षणामुळे निर्माण होणाऱ्या उष्णतेपासूनदेखील संरक्षण करते. झीज प्रतिरोधक आवरणाच्या दोन मुख्य श्रेण्या आहेत.

अ. सिरॅमिक आवरणे : यामध्ये  क्रोम ऑक्साइड, ॲल्युमिनियम ऑक्साइड, टिटॅनियम ऑक्साइड आणि झिर्कोनिया यांचा समावेश असतो.

ब. कार्बाइड आवरणे : यामध्ये विविध टंगस्टन कार्बाइड आणि क्रोम कार्बाइड पदार्थांचा समावेश असतो.

 

संदर्भ :

• Rajendran,R., Engineering Failure Analysis, Vol.26 (2012) 355-369.

समीक्षक – बाळ फोंडके