Технология и виды цинкования. Горячее цинкование технология

Уральский Завод Горячего Цинкования - Технология

Общие требования к технологическому процессу горячего оцинкования

Первой стадией технологического процесса является доставка металлоконструкций для оцинкования и входной контроль. Доставка металлоконструкций для оцинкования может производиться как автомобильным, так и железнодорожным транспортом.

Для входного контроля желательны электронные автомобильные весы для взвешивания металлоконструкций. Входной контроль поступающих металлоконструкций осуществляется согласно ГОСТ 9.307–89. После входного контроля должен быть определен дальнейший маршрут продукции для оцинкования: или непосредственно на участок навески изделий на траверсы, или, при необходимости, на участок предварительной подготовки поверхности металлоконструкций, где по результатам входного контроля может происходить очистка (пескоструйная, дробеструйная и т. п.), а также дополнительная механическая обработка (сверление дополнительных технологических отверстий, доводка нахлёсточных соединений, зачистка сварных швов от шлака и т. д.).

Операция навески изделий на траверсы осуществляется вручную. Изделия на участок навески могут подаваться автопогрузчиком, мостовым краном или др. способом. Для навески изделий на траверсы необходимо предусмотреть регулируемые по высоте подъемники — один комплект и более. После навески изделий на траверсу, траверса мостовым краном перемещается на накопитель, или непосредственно на участок химической подготовки поверхности.

На операцию обезжиривания траверсы с металлоконструкциями подаются мостовым краном. В ванне обезжиривания с поверхности изделия должны удаляться жиры, масла и др. загрязнения. Раствор ванны обезжиривания должен состоять из кислотного обезжиривателя и воды, при температуре раствора 35–40°С. Поставщика обезжиривателя Заказчик определяет сам. Обезжиривание производится методом погружения изделия в раствор на 5–60 мин. в зависимости от степени загрязнения изделия. Для операции обезжиривания необходимо предусмотреть одну или более ванну, которая должна заполняться и корректироваться при обязательном участии химика-технолога предприятия.

Операция травления применяется для удаления с металлоизделий ржавчины и окалины. Раствор в ванне травления состоит из 50% воды и 50% НС1 (33%). Температура раствора должна быть 15–20°С. Травление производится методом погружения металлоконструкции в раствор на 30–90 мин в зависимости от количества ржавчины и окалины на поверхности изделия. Для операции травления необходимо предусмотреть необходимое количество ванн, которые заполняются и корректируются при обязательном участии химика-технолога предприятия.

Промывка металлоизделия после травления осуществляется в ванне промывки в воде комнатной температуры путем погружения изделия в ванну и извлечения его без задержки. Технологический процесс предусматривает одну ванну для промывки после травления.

Флюсование применяется для удаления с поверхности изделия тончайших пленок окислов, солей железа и углеродсодержащих загрязнений. Флюс активирует поверхность, подлежащую оцинкованию, обеспечивая связь между основным металлом и цинковым покрытием. Раствор ванны флюсования готовится на месте при помощи солей, или приобретается готовый в жидком виде. Температура раствора в ванне флюсования составляет 45–65°С. Флюсование производится путем погружения изделия в ванну на 5 мин. Технологический процесс предусматривает одну ванну флюсования, которая заполняется и корректируются при обязательном участии химика-технолога предприятия.

После флюсования изделие направляется в сушильную камеру с передвижным цепным транспортёром, перемещающей траверсу внутри сушильной камеры. Во время передвижения происходит полное удаление влаги с поверхности и нагрев изделия. Температура в сушильной печи 100–120°С.

На операцию оцинкования траверса с металлоконструкциями доставляется с последней позиции сушильной камеры мостовым краном в печь оцинкования. Оцинкование производится путем погружения изделия в расплав цинка. Данный процесс можно разделить по времени на стадии:

1) погружение изделия в расплав цинка;

2) выдержка до полного выгорания флюса и до выравнивания температуры изделия и расплава цинка;

3) изъятие изделия из расплава цинка.

Состав ванны оцинкования: желательно Zn — 99,99%. Могут добавляться лигатуры алюминия, никеля и др. в количествах, обеспечивающих наилучшее качество оцинковки согласно самым современным требованиям. Температура расплава — 450°С. Общее время погружения изделия в расплав в среднем составляет 5–10 мин. Технологический процесс предусматривает одну ванну оцинкования, которая заполняется и корректируются при обязательном участии химика-технолога предприятия.

Охлаждение изделия непосредственно после оцинкования производится в ванне с горячей водой. Температура воды 60–80°С.

После охлаждения необходимо проводить визуальный контроль и замер толщины покрытия. Контроль качества покрытия осуществляется согласно ГОСТ 9.307–89.

При неудовлетворительном качестве покрытия изделия необходимо направить на участок химической подготовки поверхности и опустить в ванну расцинковки. Раствор в ванне расцинковки аналогичен раствору в ванне травления. В ванне расцинковки должен происходить процесс стравливания цинка, после чего должен производиться полный цикл повторного оцинкования.

После проведения контроля покрытия, траверсы с изделиями мостовым краном необходимо переместить на участок снятия готовой продукции. После снятия с траверс металлоконструкции погрузчиком или мостовым краном транспортируются на склад готовой продукции, где сортируются и упаковываются для дальнейшей отправки Потребителю.

Требования к производственным участкам

1. Участок предварительной химической подготовки металлоизделий

Участок предварительной химической подготовки металлоизделий может быть изолирован от остального производства защитной, химически стойкой конструкцией типа «короб», или каждая ванна может быть закрыта полипропиленовой крышкой. Приямок для установки ванн предварительной химической подготовки, согласно технологического процессу, футерован полипропиленом. Привод дверей входа/выхода «короба» выполнен в химически стойком исполнении.

Для наружного наблюдения за процессом необходимо предусмотреть смотровые окна по периметру «короба» и входные двери для обслуживания участка травления и оборудования, расположенного внутри защитного «короба».

В защитном коробе необходимо предусмотреть систему освещения в химически стойком исполнении. В «коробе» обеспечивается постоянное разрежение с помощью циркуляционного вентилятора. Число оборотов вентилятора может регулироваться автоматически в зависимости от создаваемого разряжения. Все оборудование «короба» выполняется в кислостойком исполнении.

Участок предварительной химической подготовки металлоизделий должен обеспечивать безопасную работу обслуживающего персонала, между ванными должны быть кислотостойкие площадки, а под ними специальные отсосные трубы, обеспечивающие отсос любых стекающих капель кислоты с перемещающихся металлоконструкций. Капли кислоты, а также агрессивный воздух из химических ванн при помощи специальных кислотостойких вентиляторов и трубопроводов попадают в очистительные установки, где после очистки чистый воздух удаляется в атмосферу, а частицы кислоты возвращаются в техпроцесс.

Для подготовки поверхности металлоконструкций перед оцинкованием технологический процесс предусматривает проведение на данном участке следующих технологических операций:

— обезжиривание,

— травление,

— промывку,

— флюсование.

Все ванны предварительной химической обработки имеют металлический каркас, футерованный полипропиленом толщиной 20 мм.

Все ванны заполняются и корректируются при обязательном участии химика-технолога предприятия.

Рабочая температура ванн травления, промывки и расцинковки должна быть 20°С, ванны флюсования в пределах 45–65°С, ванны обезжиривания в пределах 35- 40°С.

Нагрев ванн флюсования и обезжиривания обеспечивается отводящими газами от печи цинкования через теплообменник с помощью змеевиков. Управление процессом нагрева ванн осуществляется в автоматическом режиме.

Заполнение и корректировка ванн водой должна происходить посредством кислотостойких трубопроводов как от ванны промывки, так и водой, прошедшей через фильтр кислотных испарений.

Для хранения 32% соляной кислоты необходимо оборудовать химически изолированный и футерованный полипропиленом приямок для установки централизованной станции из 3 емкостей со стенками из кислотостойкого пластика, необходимой вместительности.

Перемещение траверс с металлоконструкциями осуществляется радиоуправляемыми мостовыми кранами необходимой грузоподъемности в химически стойком исполнении.

Высота до подкрановых путей может варьироваться в зависимости от максимальных габаритных размеров металлоконструкций, подлежащих оцинкованию, или габаритами имеющегося производственного помещения.

Экологические требования предельно допустимых концентраций должны обеспечиваться в том числе путем применения эффективных систем фильтрации. Количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу после установок фильтрации, не должно превышать установленные законодательством нормы ПДК. В технологическом процессе раствор флюсовация должен подвергаться непрерывной очистке автоматической установкой очистки флюса.

2. Участок сушки металлоконструкций

Для сушки металлоконструкций применяется конвейерная сушильная печь с высокотемпературным конвейером, который должен обеспечивать перемещение траверс внутрь печи с участка химической обработки на участок оцинковки.

Для нагрева изделий до температуры 100–120°С может использоваться тепло отводящих газов от печи оцинкования через рекуператор, а так же применяться индивидуальная газовая горелка и термостойкий вентилятор большой мощности.

Для равномерного нагрева металлоконструкций предусмотрен распределительный трубопровод нагрева камеры сушильной печи.

Сушильная печь находится в бетонном приямке, футерованным огнеупором.

Траверсы с изделиями на первую позицию сушильной камеры подаются мостовым краном, а потом перемещаться самостоятельно цепным транспортером.

В конструкции сушильной камеры предусмотрены две изолированные крышки пенального типа выхода/входа траверс, расположенные в верхней части сушки.

Контроль температуры сушильной камеры и система автоматического поддержания горения контролируются автоматически.

3. Участок оцинкования

Участок оцинкования состоит из высокоскоростной печи с импульсным нагревом, ванны оцинкования, продольного защитного короба паров оцинкования, дымоулавителя с фильтрами для улавливания паров оцинкования и ванны охлаждения.

Ванна оцинкования изготовлена из высокоуглеродистой листовой стали толщиной 50 мм. Температура расплавленного цинка должна быть 450°С.

Для установки ванны оцинкования предусмотрена жесткая система фиксации стенок ванны относительно стенок печи.

При работе печи оцинкования в «ночном» режиме рекомендуется накрывать ванну изоляционной крышкой недеформируемой конструкции.

Для откачки расплавленного цинка из ванны оцинкования предусмотрен электрический насос необходимой производительности. Высокоскоростная печь с импульсным нагревом обеспечивает температуру расплавленного цинка в ванне оцинкования 450°С и регулируется автоматически, а нагрев осуществляется горелками, расположенными в торцевой части печи цинкования. Расположение горелок обеспечивает хорошее удержание температуры по высоте ванны, для достижения высокого качества оцинкования. Стены металлического каркаса печи имеют модульную изолирующую систему из керамических волокон высокой плотности, обеспечивающих максимальное удержание тепла.

Печь оцинкования может находиться в термоизолированном приямке.

Печь оцинкования имеет системы защиты от перегрева.

Вентилятор подачи воздуха к горелкам имеет автоматическую регулировку.

Отработанные газы от печи оцинкования направляются в систему возврата тепла с теплообменником газ/вода и могут использоваться как для нагрева ванн предварительной химической подготовки, так и/или для сушильной камеры.

Продольный защитный короб для улавливания паров оцинкования может быть неподвижно закреплен на кран балке и перемещаться вместе с ней и подвешенной траверсой от сушильной камеры до ванны цинкования, или стационарно позиционироваться над печью цинкования.

Конструкцией предусмотрена специальная система отсоса воздуха.

Внутренняя поверхность короба изготовлена из жаропрочной листовой стали и имеет гладкую поверхность. Внутреннее освещение короба выполнено в жаропрочном исполнении. Продольный защитный короб имеет модульную сборно-разборную конструкцию.

Ванна охлаждения изготовлена из легированной стали со стальными опорными рамами. Необходимо предусмотреть использование горячей воды для технологических целей. Ванна охлаждения должна быть расположена в гидроизолированном приямке.

Перемещение траверс с металлоконструкциями на участке оцинкования осуществляется радиоуправляемыми кран-балками необходимой грузоподъёмности.

В процессе опускания траверсы с изделиями в ванну оцинкования может автоматически включиться вентиляционная система для удаления паров оцинкования фильтр «белых дымов».

После полного погружения изделий в ванну оцинкования открываются боковые «шторки» продольного короба печи оцинкования для сбора цинковой золки с поверхности ванны, затем траверса с изделиями должна быть поднята над ванной для стекания и стряхивания цинка ручными приспособлениями.

После этого, траверса с изделиями помещается (при необходимости) в ванну охлаждения.

Траверсы с изделиями из ванны охлаждения мостовым краном перемещаются на участок разгрузки.

Экологические требования предельно допустимых концентраций обеспечиваются фильтрами для улавливания белых дымов. Эффективность очистки соответствует нормам ПДК, принятыми в РФ.

4.Участок навески/съема и складирования металлоконструкций

На участок снятия с траверс изделия транспортируются мостовым краном или автопогрузчиком. На участке предусмотрен подъёмник подъема/опускания траверс. Траверсы на подъёмник устанавливаются мостовым краном необходимой грузоподъемности.

После снятия, изделий траверса перемещается на самоходную тележку.

Тележка транспортирует пустую траверсу на участок подготовки поверхности металлоконструкций.

На площадку складирования готовые изделия могут перемещаться мостовым краном или автопогрузчиком.

5. Участок предварительной подготовки поверхности

Участок может быть предназначен для предворительной механической очистки поверхности металлоконструкций перед химической подготовкой, также доработки металлоконструкций согласно ГОСТ 9.307–89.

Участок может быть оснащен сварочными полуавтоматами, переносными сверлильными и фрезерными станками с магнитным креплением, электродрелями, радиальными и торцевыми шлиф-машинками.

Передача металлоконструкций на участок может производиться автопогрузчиком или мостовым краном.

6. Экологические требования. Очистные сооружения

Предельно допустимые концентрации паров соответствуют нормам ПДК, принятым в РФ. Эмиссия в газообразных неорганических хлористых соединениях, указанных как хлористый водород, соответствует Российским нормам и правилам EN.

Предельно допустимые концентрации паров оцинкования в виде пылевидных эмиссий обеспечиваются путем применения дымоулавителя паров оцинкования (фильтра «белых дымов»). Эффективность улавливания составляет не менее 99%. Пылевидные эмиссии в отработанном газе соответствуют Российским нормам и правилам.

Раствор флюсования непрерывно очищается автоматической установкой очистки флюса в замкнутом цикле.

Вода из ванны промывки используется для пополнения ванн травления.

В технологическом процессе обезжиривания используется обезжиривающий раствор, который не насыщается маслами и обеспечивает работу ванн обезжиривания в замкнутом цикле.

7. Автоматизация технологического процесса

Технологический процесс годготовки поверхности перед оцинкованием может быть автоматизирован. Заданные программой режимы отражаются на дисплее и автоматически регулируются. В технологическом процессе оцинкования используется автоматическая система управления для контроля и восстановления заданных температур в ванне оцинкования и сушильной печи. Система имеет соответствующие дисплеи для управления печью цинкования, системой восстановления тепла и системой нагрева ванн.

Для расплава цинка в ванне оцинкования предусмотрена программа для управления горелками печи оцинкования.

Обеспечение постоянной заданной технологическим процессом температуры в ваннах химической подготовки осуществляется автоматической системой регулирования. Заданные и фактические температуры отображаются на дисплее и автоматически регулируются.

Для непрерывного удаления железа из ванны флюсования и поддержания уровня рН в заданном режиме применяется установка автоматической очистки флюса.

Поддержание заданной температуры (100–120°С) в сушильной камере автоматически регулируется системой управления автономной газовой горелкой.

Вентиляционная система продольного короба печи оцинкования автоматически обеспечивает максимальную производительность при опускании изделий в ванну оцинкования.

Для осуществления общего временного контроля за процессами предварительной подготовки в ваннах линии оцинкования, предусмотрена установка сенсорного дисплея, на который выводится текущие показания от ванн.

В случае возникновения внештатной ситуации предусмотрена подача звукового и светового сигналов на каждом участке, а так же вывод на сенсорный дисплей информации о месте возникновения внештатной ситуации и алфавитно-цифрового кода внештатной ситуации.

(автор текста ЗАО "Созвездие центр")

uralzgc.ru

Технология и виды цинкования — Мегаобучалка

Содержание

1. Введение

2. Определение термодиффузионного цинкования

3. Технология и виды цинкования

4. Горячее цинкование

5. Гальваническое цинкование

6. Холодное цинкование

7. Газотермическое цинкование напылением

8. Термодиффузионное цинкование

9. Вид и свойства поверхности после цинкования

10. Сравнение горячецинковых и диффузионных цинковых покрытий

11. Процесс нанесения термодиффузионного цинкового покрытия (ТДЦ)

12. Технология диффузионного цинкования ООО «НПО «Неоцинк»

13. Список использованной литературы

14. Заключение

Введение

В последние годы проблема защиты металлов от коррозии приобрела во многих странах особо важное значение и по актуальности приближается к экологической проблеме. Особое внимание уделяется вопросам увеличения эксплуатационной надёжности и срока службы различных металлических изделий и конструкций.

Известно, что коррозия металлов наносит огромный материальный ущерб. За последние десятилетия отмечено резкое снижение срока службы различных стальных изделий практически во всех сферах их применения.

Говоря о повышении коррозионной стойкости и эксплуатационной надёжности различных металлоизделий и несущих элементов различных металлоконструкций следует сказать, что используемый для их изготовления материал и защитное покрытие должны не только обеспечивать надёжную и долговременную защиту их от коррозии, но и отвечать оптимальному соотношению «цена/качество», что в конечном итоге будет удовлетворять и изготовителя и потребителя. Анализ показывает, что защитные покрытия, используемые в жёстких коррозионно-эрозионных условиях, должны обладать не только повышенной коррозионной стойкостью, но быть также устойчивым к абразивному износу и иметь высокую степень сцепления с поверхностью защищаемого изделия.

Среди многочисленных защитных покрытий (металлических и неметаллических) цинковые покрытия являются одними из наиболее эффективных и распространенных.

Цинк обеспечивает экономичный и экологичный способ защиты стали от коррозии. По объёму и номенклатуре защищаемых от коррозии изделий цинковым покрытиям нет равных среди других металлических покрытий. Это обусловливается многообразием технологических процессов цинкования, их относительной простотой, возможностью широкой механизации и автоматизации, высокими технико-экономическими показателями.

Определение термодиффузионного цинкования

Впервые этот метод был применен в Англии в начале ХХ века и получил название «шерардизация» (по фамилии изобретателя — Шерард (Sherard Cowper-Coles)). Термодиффузионное цинковое покрытие является анодным по отношению к черным металлам и электрохимически защищает сталь. Оно обладает прочным сцеплением (адгезией) с основным металлом за счет взаимной диффузии железа и цинка в поверхностных интерметаллидных фазах Zn-Fe, поэтому покрытие мало подвержено отслаиванию или скалыванию при ударах, механических нагрузках и деформациях обработанных изделий. Преимущество термодиффузионной технологии покрытий по сравнению с гальваническими состоит не только в ее превосходстве по коррозионной стойкости, но и в том, что она не вызывает водородного охрупчивания металла. Термодиффузионное цинковое покрытие в точности повторяет контуры изделий, оно однородно по толщине на всей поверхности, включая изделия сложной формы и резьбовые соединения. Суть технологии термодиффузионного цинкового покрытия состоит в том, что антикоррозионное покрытие формируется в результате насыщения цинком поверхности металлических изделий в порошковой среде при температуре 290-450 °C, причем выбор температурного режима зависит от типа стальных изделий, марки стали и требований производителей деталей. Такая технология позволяет получить любую толщину покрытия в диапазоне от 6 до 100 микрон по требования заказчика без изменения технологического процесса. Процесс происходит в закрытом контейнере с добавлением к обрабатываемым деталям специальной насыщающей смеси. Пассивация (финишная обработка деталей) является обязательной частью процесса термодиффузионного цинкования. Пассивация предназначена для предотвращения образования белых продуктов коррозии на поверхностях, подвергаемым воздействию атмосфер с высокой влажностью, соленой воды, морских атмосфер или циклам конденсации и высыхания.

Технология и виды цинкования

Исходя из механизма образования и физико-химических характеристик в настоящее время можно выделить шесть видов цинковых покрытий:

1.Гальванические - электролитические (покрытия, полученные в растворах электролитов из солей цинка под действием электрического тока),

2. Металлизационные (покрытия, полученные путём распыления расплавленного цинка струёй воздуха или горячего газа),

3. Горячецинковые (покрытия, полученные погружением в расплавленный цинк),

4. Диффузионные (покрытия, полученные путём химико-термической обработки в смесях на основе порошка цинка),

5. Цинкнаполненные (композиции, состоящие из связующего различные синтетические смолы и цинкового порошка),

6. Комбинированные (комбинация цинкового покрытия любого вида и лакокрасочного или полимерного покрытия).

Анализ и сопоставление свойств различных цинковых покрытий, технологических особенностей процессов их нанесения с учётом экономических показателей, показывает, что для цинкования изделий сложной формы наиболее часто используют процессы горячего (в расплаве цинка) или диффузионного (в порошковых смесях) цинкования. Горячецинковые покрытия, получаемые методом цинкования в расплаве цинка и диффузионные покрытия, наносимые из порошковых смесей на основе цинка, имеют аналогичный механизм образования - диффузионный. Поэтому, в плане классификации эти цинковые покрытия можно отнести к одному виду (классу) покрытий. Это подтверждается и их строением. В соответствии с диаграммой состояния системы «железо - цинк» в структуре этих покрытий присутствует ряд аналогичных фаз (интерметаллических соединений). Однако, общее строение этих покрытий всё-таки различно и их свойства, в том числе и коррозионная стойкость, во многом различаются.

Возможность долгосрочного использования изделий из металла и стали находится в зависимости от возможности предотвратить коррозию этих материалов, тем самым, продлить их срок службы.

Антикоррозийное цинкование - покрытие цинком стальных и металлических конструкций, позволяющее защитить изделие от коррозии и выпускать качественные прочные изделия. Оцинкование (цинкование) проводят разными способами. Цинковое покрытие служит тем дольше, чем больше цинка в нем содержится. Способ нанесения покрытия выбирают в зависимости от условий дальнейшего использования изделия и необходимых свойств протекторного слоя. Возможно в одном изделии использование нескольких типов покрытий.

При работе с металлическими изделиями порой приходится сталкиваться с ущербом от коррозии. Металл имеет прочную структуру, но она не спасает его от этой напасти. Для сохранения металла просто необходимо пользоваться средствами антикоррозийной защиты. Наиболее эффективным методом защиты является цинкование, при котором металл покрывается тонким слоем цинка. Существуют различные виды цинкования (горячее цинкование, термодиффузионное цинкование, гальваническое цинкование, холодное цинкование) которые имеют свои особенности. С этими видами нужно разобраться подробнее, чтобы понять, какие именно услуги цинкования вам нужны.

Горячее цинкование

Горячецинковые покрытия занимают второе место по объему цинковальных производств, а по качеству и долговечности этот тип покрытий является, на сегодняшний момент, одним из лучших. Хотя имеются проблемы экологической безопасности, обусловленные наличием расплава цинка, применением химических методов подготовки поверхности, а необходимость поддержания температуры расплава цинка в интервале 460-4800С приводит к неоправданным энергозатратам.

Технология горячего цинкования состоит из двух этапов:

1. Подготовка поверхности к горячему цинкованию

2. Собственно цинкование металла

Подготовка поверхности перед горячим цинкованием заключается в последовательном выполнении следующих операций: обезжиривание под цинкование поверхности, травление поверхности, промывание, флюсование и просушивание поверхности. ГОСТ 9.402 регламентирует степень очистки цинкуемой поверхности металлоконструкций от окалины и ржавчины.

Нанесение цинка осуществляется погружением в ванну с горячим цинком подготовленного сухого изделия, на поверхности которого образуется Fe-Zn сплав, который и предохраняет от коррозии.

Технология горячего цинкования проволоки, металлоконструкций, труб и т.п. широко применяется в строительной промышленности.

Горячее цинкование используют для непосредственного нанесения горячего цинка на металлическое изделие. Этот процесс длителен, трудоемок и очень эффективен. Для этого используются различные ванны. В эти ванны опускается металл на определенной время. Это делается, чтобы наилучшим образом подготовить его поверхность для цинкования. Металл проходит процедуру обезжиривания, травления (в ваннах с различными кислотами), промывки и флюсования. После того как все эти стадии пройдены начинается сушка и само цинкование в печке для цинкования. После такой тщательной обработки можно не сомневаться, что оцинкованный металл будет на долгие годы защищен от воздействия коррозии. Недостатком может послужить тот факт, что ванны, в которых обрабатывается металл, ограничены в размерах и порой не способны обработать нужную конструкцию. Хотя в современных ваннах могут легко умещаться строительные леса, опоры линий электропередач, мачты освещения и другие габаритные конструкции.

megaobuchalka.ru

Цинкование металлоконструкций, Линия горячего цинкования

1.1 Технические параметры

Материал для цинкования: элементы металлоконструкций, для оцинковки подвешенными на соответствующие рамы, которые передвигаются мостовыми кранами с двумя независимыми талями.

Средняя производительность: 10 т/ч Макс. производительность: 15 т/ч Рабочие смены: 2 по восемь часов/день на 250 рабочих дней в год. Годовая производительность: 60 000 т Рабочий цикл: 4 погружения/ч Максимальная загрузка рамы: 5 т (плюс 2,5 T рама) Размеры ванны с цинком: 13 000 x 1.800 x 3.200 (h) Топливо: природный газ СН4 при P.S.I. на 8.400 Kcal/N m³ Электроэнергия: 380 V / 50 H z трёхфазовая Напряжение для вспомогательного оборудования: 110 V / 50 H z

2.1 Основные этапы технологического процесса

2.1.1 Подготовка траверс

2.1.2 Цех химической обработки

Система предусматривает:

2 ванны обезжиривания
6 ванн травления
1 ванна промывки
1 ванна флюсования
1 ванна охлаждения

2.1.3 Сушка материала

2.1.4 Цех цинкования

Цех цинкования главным образом состоит из ванны для цинкования и кабины для всасывания белых дымовых газов. Мостовой кран захватывает траверсы и погружает их в ванну с расплавленным цинком. Кабина для всасывания белых дымовых газов позволяет всасывать максимальное количество дымовых газов, образовавшихся от ванной для цинкования. Эти дымовые газы всасываются и проходят через фильтр, который уменьшает содержание загрязняющих веществ до уровня, предусмотренного местными нормами. Для удобного позиционирования ванны цинкования внутри печи для цинкования предусмотрена специальная тележка на рельсах. Печь для цинкования представляет собой основу линии. Управление технологическим процессом происходит при помощи ПЛК и отображается на панели с сенсорным экраном. Различные системы сигнализации, предназначенные для печей данного типа, позволяют использовать их безопасно и без риска. Кроме того, наша компания может, при особой необходимости, наладить соединение с Интернетом, чтобы вы могли наблюдать за вашей печью, находясь за границей, чтобы сократить длительное время и расходы на возможное техническое вмешательство.

2.1.5 Разгрузка оцинкованного материала

3.1 Проектирование оборудования для подвеса

Траверсы для загрузки имеют размеры, соответствующие параметрам, утвержденным заказчиком. Макс. грузоподъемность траверсы: 5 тонн Необходимое количество траверс: 20

3.2 Регулируемая точка подвеса и освобождения

Каждая рабочая станция может загружать 8 тонн и имеет высоту опоры, регулируемую от 3200 мм до 0 мм. Расстояние между опорами 13 000 мм равно внутренней длине ванны для цинкования.

4.1 Цех предварительной обработки

4.1.1 Ванна обезжиривания кислоты

Размеры внутренние: 13.500 x 2.000 x 3.200 (h) мм Вес ванны общий: 28 тонн Объем содержащейся жидкости: 86,4 м³ Толщина полипропилена: 20 мм Тип содержащейся жидкости в ванне: 1,5% HCl, 1,5% h4PO4, 1,5% Раствор обезжиривающий специальный Рабочая температура: 35 °C Благодаря своей прочной стальной структуре и толщине полипропилена, эти ванны прекрасно подходят для использования в индустрии цинкования.

4.1.2 Ванна для травления кислоты

Размеры внутренние: 13.500 x 2.000 x 3.200 (h) мм Вес ванны общий: 28 тонн Объем содержащейся жидкости: 86,4 м³ Толщина полипропилена: 20 мм Тип содержащейся жидкости в ванне: 50% соляная кислота, 50% вода Рабочая температура: 25 °C

4.1.3 Ванна промывки

Размеры внутренние: 13.500 x 2.000 x 3.200 (h) мм Вес ванны общий: 28 тонн Объем содержащейся жидкости: 86,4 м³ Толщина полипропилена: 20 мм Тип содержащейся жидкости в ванне: вода Рабочая температура: Окружающая среда

4.1.4 Ванна флюсования

Размеры внутренние: 13.500 x 2.000 x 3.200 (h) мм Вес ванны общий: 28 тонн Объем содержащейся жидкости: 86,4 м³ Толщина полипропилена: 20 мм Рабочая температура: 45 °C

4.2 Зона последующей обработки

4.2.1 Ванна охлаждения

Размеры внутренние: 13.500 x 2.000 x 3.200 (h) мм Вес ванны общий: 28 тонн Объем содержащейся жидкости: 86,4 м³ Толщина полипропилена: 20 мм Рабочая температура: Окружающая среда

Эта ванна состоит из прочных стальных листов и не требует отделки.

4.3 Вспомогательное оборудование зоны химической обработки

4.3.1 Система подогрева растворов для обезжиривания и травления

Речь идет о системе подогрева с внутренним теплообменником, установленным внутри ванны. Обогревающая жидкость (вода) приводится в движение насосом и направляется в теплообменник, погруженный в ванну. Отсюда жидкость возвращается в экономайзер. Таким образом, содержимое ванны поддерживается в состоянии движения.

Обогревающая жидкость – это горячая вода, произведенная системой тепло экономайзера.

Рабочая температура регулируется термопарой.

4.3.2 Система подогрева флюса

4.3.3 Котлован для ванн, колодцев, решеток

4.3.4 Канал для ванн предварительной обработки

Канал изготовлен из стальной конструкции с кислотоупорной изоляцией в виде сандвич-панелей.

5.1 Основные элементы цеха цинкования

5.1.1 Сушильная камера с предварительным подогревом

Подразумевается сушильная камера с высокими температурами воздуха подогрева, для обеспечения полного высушивания и значительного предварительного подогрева материала, который впоследствии должен пройти оцинковку, позволяя проводить погружение в расплав цинка на высокой скорости. Высушивание и подогрев материала перед проведением цинкования позволяет получить определенные преимущества, такие как: Меньшее время погружения, а, следовательно, более короткие циклы = больше погружений в день. Меньшее время погружения, а, следовательно, более короткие циклы = меньший слой цинка, остающийся на материале. Меньше потери цинка, вызванной брызгами из-за влажного материала = меньшее количество изгари. Снижение теплового шока на материал, идущий на оцинковку = меньшая деформация и выгибание деталей. Меньшее время сублимации солей флюсования = поверхность остается более чистой от солевых отложений. Снижается опасность из-за уменьшения брызг цинка = меньшее число несчастных случаев. Отсутствие стекания капель рядом с печью = более чистые и надежные условия работы. Эффективность высушивания и предварительного подогрева обусловливается большим объемом воздуха, который приводится в движение внутри сушильной камеры, так, что большой поток горячего воздуха, который одновременно и одинаково действует на материал, обеспечивает быстрое и эффективное высушивание, без необходимости применять очень высокие температуры.

5.1.2 Ванна с цинком

Ванна изготовлена из сертифицированного листа из чистого железа, с закругленными углами, укреплена обручем и имеет крючья для подъема. Ультразвуковой контроль вдоль основных сварочных швов.

5.1.3 Печь для цинкования

Подразумевается печь цинкования с установкой сгорания с изоляционным покрытием и с автономной системой переносимости гидравлических ударов. Вышеупомянутая печь может быть предназначена для размещения системы самостоятельного извлечения ванны, в которой находится цинк. Особое распределение тепла внутри ванны позволяет получить, на производительном этапе, значительную разницу в температуре расплавленного цинка наверху и внизу, до 10 °C меньше, так, что меньшая температура на дне ванны позволяет достичь некоторых важных преимуществ: Благоприятствует оседанию гарта цинка и, следовательно, уменьшает феномен плавающего гарта. Уменьшает отложение цинка на частях материала, которые остаются в ванне с цинком очень долгое время, особенно в нижней части ванны. Улучшается однородность покрытия между двумя краями очень длинных деталей, остающихся различное время в расплаве цинка. Гидростатический удар, оказываемый цинком на стенки ванны, сдерживаются тремя слоями подпорок, держащих удар. Один из этих слоев расположен сразу под верхним бортом ванны, для ограничения поверхностной деформации бортов ванны, два других слоя расположены вокруг третьего нижнего борта. Удары, которые поглощают подпорки, передаются на ряд контрфорсов из металлоконструкций, частично погруженных внутрь железобетонного фундамента. Эта особенность позволяет сохранять устойчивость ванны и печи, независимо от сдерживающего действия настила покрытия ямы. Установка сгорания поделена на две различные зоны, с независимым контролем. Каждая горелка регулируется независимо, поскольку каждая горелка оснащена регулятором соотношения, поэтому выключение одной или нескольких горелок не влияет на правильную работу других горелок.

Металлические структуры, в которые входят:

Плиты верхнего тампонирования печи, из листа, привинченные к вышеупомянутому каркасу и привариваемые затем к ванне, содержащей цинк. Структура, поддерживающая потолок, с отклонением, из профилей и полос, прикрепленных к структуре печи. Установка сгорания, с 6 горелками “on/off”, включающая: 1 станция производства и регулирования воздуха, необходимого для горения.

5.2 Вспомогательное оборудование отделения цинкования

5.2.1 Металлоконструкции, закрывающие помещение печи, опорные балки, листы металла

Имеются в виду металлоконструкции, закрывающие яму помещения печи и металлоконструкции для закрытия кристаллизаторов. Критерием расчета и определения размеров металлоконструкций для закрытия помещения печи служит тот факт, что обычно этот настил должен выдерживать также вес упаковок цинка, перед тем, как они будут погружены в ванну с цинком. Размеры по схеме помещения печи: 15 х 10 м Металлические структуры, в которые входят: Прочный закрывающий каркас помещения печи, самонесущий, из рифленого или рустованного листа, профилей, составленный из нескольких частей для облегчения монтажа и транспортировки. Прочный закрывающий каркас кристаллизаторов, самонесущий, из рифленого или рустованного листа, профилей, составленный из нескольких частей для облегчения монтажа и транспортировки.

5.2.2 Дымоходы продуктов сгорания

Дымы сгорания, получаемые от печи цинкования, попадают в блок теплоэкономайзера), через дымоходы, проложенные в железобетонном полу. От него они поступают в каналы генератора тепла для сушильной камеры для последующего смешивания или выброса в атмосферу, исходя из того, соответствует ли ещё их температура заданным температурным пределам.

Температура дымов: 180 ÷ 550 °C Общая протяженность дымоходов: 40 м

5.2.3 Станция второй стадии уменьшения давления газа

6.1 Краны

6.1.1 Мостовой кран с двойной талью для общего использования

Этот мостовой кран предназначен для перемещения материалов вдоль линии цинкования. Для получения совершенного равновесия груза, мостовой кран оснащен двойной талью. Этот мостовой кран поставляется полностью укомплектованным различными частями.

Тип балки: профилированная по форме коробки, двухбалочная Полезная грузоподъемность на крюках: 4 + 4 тонн Общая грузоподъемность: 8 тонн Ширина ходового пути: 22.000 мм Промежуточная ось между талями: Изменяемая Полезный ход крюка: 12 м Скорость смещения крана: 2, фиксированные Скорость подъема крюков: 2, фиксированные Управление краном: Подвесная кнопочная панель

6.2 Вспомогательные средства транспортировки

6.2.1 Тележка для размещения ванны для цинкования

Технологические рельсы, по которым движется тележка, проложены на уровне земли в месте нахождения мостов ванны. Тележка с 28 парами специальных колес располагается на рельсах. Ванна точно размещается на тележке при помощи крана с определенной грузоподъемностью. Затем тележка движется до заданной точки. По завершении операции, тележка убирается из-под ванны.

7.1 Установки для обработки

7.1.1 Установка всасывания и уничтожения паров кислоты

Эта установка захвата и удаления паров кислоты соединена с ваннами при помощи полипропиленовых труб, которые в свою очередь соединены с ваннами предварительной обработки при помощи фланцев.

7.1.2 Установка обработки флюса

Данная установка состоит из отдельного окислительного резервуара из стекловолокна объемом 6м3, с фланцевым регулируемым входом, опорной металлоконструкцией и приспособлениями, отдельного резервуара для нейтрализации из стекловолокна объемом 4 м3, с металлоконструкцией с эпоксидным покрытием для размещения приспособлений.

7.1.3 Установка всасывания и выброса белых дымовых газов

7.2.2 Установка для хранения свежей и отработанной кислоты

8.1 Щит управления цехом цинкования

Электрический щит управления всеми компонентами должен быть расположен в специально отведенном помещении, рядом с печью цинкования, для возможности быстрой консультации на расстоянии. Вспомогательная цепь контролируется электромеханической логической схемой на реле со вспомогательным напряжением внутри щита, равным 110 Вольт. Все наиболее важные функции находятся под постоянным контролем и приводятся в состояние «тревоги», с процедурой занесения в память события.

Электрический щит укомплектован четырехцветной синоптической панелью для упрощения расшифровки происходящих событий.

Регистрируемые температуры:

Цинк, 1° Зона, Высокая линия Шкала 0-200 °C 1 Горячий воздух сушильной камеры Шкала 300-600 °C Дымы на выходе из печи Шкала 400-500 °C Цинк, 1° Зона, Низкая линия Шкала 400-500 °C Цинк, 2° Зона, Высокая линия Шкала 400-500 °C Цинк, 2° Зона, Низкая линия Шкала 400-500 °C Размеры щита: 3.000 x 800 x 2.200 (h) мм Напряжение: 380 Вольт, трехфазное, с нейтралью и заземлением.

9. Отходы производства линии горячего цинкования металлоконструкций

10. Выбросы в атмосферу от линии горячего цинкования металлоконструкций

www.intech-gmbh.ru

Горячее цинкование - Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Горячее цинкование — покрытие металла (обычно железа или стали) слоем цинка для защиты от коррозии путём окунания изделия в ванну с расплавленным цинком при температуре около 460 °C. Под атмосферным воздействием чистый цинк (Zn) вступает в реакцию с кислородом (O2) и формирует оксид цинка (ZnO), с последующей реакцией с диоксидом углерода (CO2) и формированием карбоната цинка (ZnCO3), обычно серого матового, достаточно твёрдого материала, останавливающего дальнейшую коррозию материала.

Горячее цинкование считается одним из самых надёжных, экономичных и потому распространённых методов защиты железа и стали от коррозии.

Для металлоконструкций горячее цинкование является бесспорно самым распространённым видом покрытия.

Толщина цинкового слоя колеблется от 30 до 100 мкм, обычно — от 45 до 65 мкм.

По данным American Galvanizer Association горячее цинкование обеспечивает защиту от коррозии:

В промышленной среде 65 лет
В тропической среде: 70 лет
В пригородной среде: 85 лет
В загородной среде: 120 лет.

История[ | ]

В 1742 году французский химик и физик Поль Жак Малуэн (1701—1778) описал метод цинкования железа погружением в ванну с расплавленным цинком в докладе французской Королевской академии.
В 1836 году французский химик Станислас Сорель (1803—1871) получил патент на данный метод цинкования железа, после очистки его сначала 9 % раствором серной кислоты (h3SO4) и затем флюсом — хлоридом аммония (Nh5Cl).

Фото[ | ]

Ванна с расплавленным цинком для горячего цинкования
Горячеоцинкованная балка
Горячеоцинкованный Z профиль
Стальная труба, готовая к горячей оцинковке

Горячее цинкование крепежных изделий[ | ]

Процесс[ | ]

Технология нанесения покрытия такова. После обезжиривания, промывки, травления и повторной промывки, детали в барабане окунают в ванну (обычно керамическую) с расплавленным цинком. Вращением барабана обеспечивают поток цинковой массы относительно деталей для заполнения всех пор и микротрещин. Затем барабан вынимают из ванны и раскручивают для удаления излишков цинка центрифугированием. Однако на внутренней резьбе (на гайках) все же остаются излишки цинка, поэтому внутреннюю резьбу после цинкования протачивают. Отсутствие покрытия на внутренней резьбе не влияет на коррозионную устойчивость соединения, если гайка применяется с горячеоцинкованным болтом или шпилькой. Благодаря высокой анодности цинка по отношению к железу при температурах до 70°, цинк сам покрывает непокрытые и повреждённые участки детали со скоростью около 2 мм в год. В данном случае цинк с наружной резьбы болта, благодаря разности потенциалов цинка и железа в естественной влажной и кислой среде переносится на участки внутренней резьбы гайки, оставшиеся при проточке резьбы без покрытия.

Достоинства[ | ]

Коррозионная устойчивость в 5-7 раз превышает электрооцинкованный крепёж и приближается к устойчивости нержавеющей стали.
Покрытие само себя восстанавливает на повреждённых участках.
Покрытие более устойчиво к сколам при ударах, чем аналогичные по коррозионной устойчивости полимерные лакокрасочные покрытия.

Главным функциональным достоинством горячеоцинкованного крепежа является экономия на эксплуатации сооружений, благодаря отсутствию необходимости их перекрашивать.

Недостатки[ | ]

Требует специальной высадки под толщину покрытия. Нельзя, из-за значительной толщины покрытия, просто купить болты без покрытия и оцинковать их горячим методом.
Не все типоразмеры доступны (только от М8).
Внешний вид — серый матовый.
Из-за неравномерной толщины покрытия невозможно достичь высокой точности изделия.
Гайки поставляются покрытыми транспортировочной смазкой (видно на фото — гайка блестит), для защиты от коррозии повреждённых проточкой участков внутренней резьбы.

Сравнительный анализ[ | ]

Горячее цинкование (Г/Ц) является вторым по распространённости после электролитического.

(здесь- ЭЦ, или электроцинкование, также — гальваническое цинкование, англ. zinc electroplating, zinc plating, фр. zingage electrolytique, нем. elektrolytische Verzinkung)- самое распространённое для крепежных изделий покрытие. Главные достоинства — низкая цена и привлекательный внешний вид (обычно глянцевый серебристый, голубоватый либо жёлтый, бывает и матовый). Возможно ЭЦ деталей с пластиковыми элементами, например самоконтрящихся гаек. Главные недостатки — недостаточная коррозионная устойчивость делает это покрытие скорее транспортировочно-декоративным. Предназначено для деталей, используемых в сухих помещениях. Подвергает покрываемые детали водородному охрупчиванию, поэтому применимо для деталей класса прочности до 10.9.
Дельта (Дакромет) — ближайшее к горячему цинкованию по цене, коррозионной устойчивости и внешнему виду покрытие, третье по распространённости покрытие для крепежных изделий. Главное достоинство — малая толщина (до 10 мкм) позволяет получить высокую точность детали, поэтому это покрытие получило широкое распространение в автомобильной промышленности. Позволяет покрывать детали любого класса прочности. Более привлекательный, чем у Г/О внешний вид — поверхность также матовая, но более ровная, без наплывов и бугорков; кроме того, возможны разные оттенки — от светло-серого (серебристого) до чёрного. Препятствует водородному охрупчиванию. Возможно покрытие деталей с пластиковыми элементами, например, самоконтрящихся гаек. Недостаток — покрытие легче, чем Г/О скалывается и неспособно самовосстанавливаться на повреждённых участках. Поэтому, например, на днищах автомобилей часто применяют Г/О крепёж.
Термодиффузионное цинкование (ТДЦ, англ. sherardising, фр. cherardisation, нем. sherardisieren) примерно в два раза дороже, чем Г/Ц и Дельта (Дакромет), поэтому значительно менее распространено. Требует специальной высадки под толщину покрытия. Технология ТДЦ позволяет наносить цинковое покрытие любой толщины, в зависимости от требований. Но для получения удовлетворительной коррозионной устойчивости требуется толщина покрытия, не позволяющая нанесение на стандартно высаженные болты, из-за значительной толщины (от 40 мкм). Невозможно термодиффузионное цинкование деталей с пластиковыми элементами, например, самоконтрящихся гаек. Температура процесса 290—450 °C позволяет покрывать детали класса прочности до 10.9 — то есть, так же, как и Г/О.
Газотермическое напыление — позволяет качественно наносить цинковое покрытие толщиной 200+ мкм на внешние поверхности крупногабаритных деталей непосредственно на месте монтажа, но неприменимо для крепежа, резьб, внутренних поверхностей диаметром менее 500 мм из-за технологических ограничений.

См. также[ | ]

Примечания[ | ]

Ссылки[ | ]

encyclopaedia.bid