Меню Рубрики

Установка по горячему цинкованию

Горячее цинкование и его производство, цех и планировка

Расположение ванн по территории цеха имеет важное значение для высокопроизводительной работы оборудования. До второй мировой войны, когда размер ванн был небольшим, особых проблем с размещением оборудования по территории цеха не возникало; по крайней мере, в имеющейся литературе того времени этому вопросу внимания не уделялось.

По мере увеличения длины ванн вопрос о порядке размещения ванн при проектировании цехов стал возникать все чаще. Постепенно пришли к выводу о том, что ванны должны располагаться параллельно друг другу для уменьшения пути, проходимого изделиями в процессе цинкования. Эта схема уступает свои позиции системе последовательного расположения ванн только в случае цинкования одинаковых или близких по форме мелких стальных изделий, когда сам процесс погружения и извлечения изделий происходит без участия оцинковщика. В этом случае изделия одинаковой конструкции крепятся на транспортер, проходят через камеру дробеструйной очистки, обдувки и опускаются транспортером с одной стороны длинной ванны и извлекаются с другой, охлаждаются и снимаются с транспортера. При этом наблюдается практическое отсутствие сточных вод (что очень важно для Западной Европы) и значительная экономия на рабочем персонале, поскольку все операции, кроме навешивания, съема изделий и их упаковки, производятся автоматически. Недостатком данной схемы является повышенный расход цинка.

Цех цинкования мелких изделий — центрифуга

Характер взаимного расположения оборудования не играет большой роли при цинковании мелких изделий типа гаек, болтов и мелких объемных изделий с использованием центрифужного оборудования.

В этом случае процессы обезжиривания, травления, флюсования и сушки могут проходить в одном месте, а процесс окунания в расплав – в другом. Обычно подготовка поверхности таких изделий совмещается с подготовкой поверхности изделий для другой, более длинной ванны.

В этом случае мелкие изделия помещаются в перфорированную корзину, которая крепится на одну из подвесок технологической линии подготовки поверхности, где проходит все операции (обезжиривание, травление, флюсование и сушку). После этого корзина перевозится внутрицеховым транспортом на участок цинкования, где высыпается в специальный реверсивный барабан. В этом барабане изделия вновь нагреваются горячими газами от горелки, путем смены направления вращения барабана детали дозируются в специальную дырчатую корзину и в ней опускаются в ванну с расплавом (рис. 9.6).

Рис.9.6. Внешний вид корзины, в которой проходит цинкование, в основном, крепежных и других мелких изделий.

Предварительный нагрев изделий необходим для того, чтобы процесс застывания цинка на более холодных, чем расплав, изделиях, был минимальным по времени, поскольку толщина покрытия на ряде изделий типа резьбовых ограничивается требованиями нормативной документации не выше 45 мкм.

С помощью подъемно-транспортного оборудования оцинковщик двигает корзину с изделиями вверх-вниз для лучшего контакта последних с расплавленным цинком и сразу после прекращения выделения дымов извлекает корзину и помещает ее в захват центрифуги и включает ее. Скорость вращения центрифуги порядка нескольких сотен оборотов в минуту, что позволяет в течение нескольких минут удалить избыток цинка с поверхности изделий. После остановки центрифуги корзина извлекается, а ее содержимое высыпается в ванну охлаждения на сетку; после охлаждения оцинкованные изделия извлекаются из ванны, сортируются и упаковываются. Изделия, требующие доработки (нарезка отверстий в гайках, прогонка резьбы болтов), отправляются на соответствующий участок.

Данная схема выглядит привлекательно, но у нее есть и несколько недостатков, на которые следует обратить внимание.

Во-первых, как бы ни была высока квалификация оцинковщика в части экономии движений, цинк может частично застывать в корзине, склеивая изделия между собой. Поэтому температуру расплава в ванне поднимают, как правило, на один-два десятка градусов выше общепринятой, а это чревато коррозионными осложнениями для ванны, повышая риск образования каверн на ее внутренней поверхности, или же помещают ванну или всю линию в изолированный корпус.

Во-вторых, мелкие изделия из-за малой массы не способны долго удерживать тепло, поэтому еще в корзине остывают ниже температуры плавления цинка и способны склеиваться друг с другом. Поэтому цинкуемые изделия ни в коем случае не должны быть плоскими, чтобы контакты между изделиями были минимальными. Для удобства некоторые типы изделий скрепляют между собой проволоками, чтобы изделия не перемещались относительно друг друга при центрифугировании.

Читайте также:  Установка ottplayer на sony

Горячее цинкование планировка производства предприятия

Перейдем, однако, к формированию плана цеха при использовании длинных ванн. Типичная схема однонаправленной технологии горячего цинкования показана на рис. 9.7. Все ванны подготовки поверхности располагаются параллельно друг другу.

Сверху на рисунке расположен черный склад, то есть то место, куда привозится неоцинкованный металл и где происходит навешивание изделий на подвески. Отсюда с помощью надцеховых кранов подвески направляются в ванны подготовки поверхности, в сушильную камеру, затем в ванну цинкования и, наконец, на так называемый «белый» склад, то есть место, где происходит снятие с подвесок оцинкованных изделий, их упаковка, частичное складирование и откуда осуществляется их вывоз потребителям. Всего на линии действуют три крана: первый организует перенос подвесок с изделиями и периодическое их поднятие и опускание в периоды обезжиривания и травления, а также перенос их из ванны в ванну; частично делается это и с помощью второго крана; кроме того, второй кран осуществляет перенос уже подготовленных подвесок в сушильную камеру. Область работы третьего крана – извлечение из сушильной камеры подвесок с металлоизделиями, окунание их в ванну с расплавом, охлаждение в ванне с водой (эта операция может быть опущена) и отправка на разгрузку.

Рис. 9.7. Линейное движение обрабатываемых конструкций по территории цеха.

Недостатки данной схемы работы цеха видны сразу. Во- первых, кран № 3 должен извлечь подвеску из сушильной камеры, осуществить операции оцинкования и разгрузки. Затем он вновь должен вернуться к сушильной камере, то есть две трети цикла ванна цинкования не может быть задействована для последующего цикла, что, несомненно, скажется на общей скорости процесса. Другим недостатком является слишком малое пространство для разгрузки и упаковки оцинкованных изделий, особенно в условиях, когда с каждой новой оцинкованной загрузкой приходится рабочим прерывать работу с целью соблюдения правил техники безопасности. Третьим недостатком является слишком большая длина цеха, и такое пространство можно и не найти.

Несколько большую свободу дает L-образное расположение цеха (рис. 9.8).

Здесь мостовой кран переносит офлюсованные изделия на подвеске на монорельс, по которому подвеска далее движется в ванны цинкования и охлаждения. Цех становится короче, а перевод использованных подвесок транспортом цеха на начало процесса осуществляется легче. Но все равно происходит перерасход рабочей силы.

Окончательным развитием проектирования цеха в этом направлении явилось создание U-образного построения цеха, когда черный склад и белый склад оказываются совсем рядом (рис. 9.9). Наконец, логичным завершением работы в этом направлении является замыкание U-образного построения еще одной транспортной линией (рис.9.10). В этом случае исчезает последний тормозящий фактор, о котором говорилось выше.

В самом деле, навеска с металлоконструкциями с помощью трансбордера с черного склада перемещается на участок подготовки поверхности. Здесь подвеску подхватывает портальный кран и, опуская поочередно в каждую из ванн, осуществляет процесс обработки поверхности. Затем этим же краном изделие помещается в сушильную печь, и этим же краном извлекается готовая подвеска (не та, которая только что была опущена в сушилку). Извлеченная краном подвеска опускается в ванну с расплавом, затем в ванну охлаждения, причем без операции сцепки-расцепления, Затем этот кран переносится на трансбордер и передвигается на белый склад, где снимается с трансбордера, передвигается на место разгрузки. Подвеска разгружается, отключаясь или не отключаясь от крана, после чего очищенная подвеска этим же краном переносится на черный склад. Цикл завершен. Кран подхватывает готовую (новую) подвеску с изделиями, начинается второй цикл.

Рис. 9.8. Типичная L-образная форма предприятия.

У этого метода практически нет недостатков, за исключением одного. Производство часто строится не на новом месте, а в условиях либо наличия старого здания, либо стесненности территории. В этом случае следует использовать паллиативные решения, связанные с ограничением площадей черного и белого складов, при этом нельзя делать только одного – осуществлять движение транспортных средств над ванной с расплавом в обратном движению подвесок направлении. Возможно изменение ориентации подвесок, возвращаемых на черный склад, но это возвращение является обязательным. Главная особенность планировки цеха – чтобы ванна с расплавом имела подпор – то есть возможности подачи офлюсованного металла из камеры сушки превосходили возможности оцинковки.

Читайте также:  Установка потолка натяжного двухуровневый монтаж

Рис. 9.9. Схема движения кранов с подвесками при U-образном расположении производства горячего цинкования.

Рис. 9.10. Схема движения подвесок с цинкуемыми изделиями по полностью замкнутому циклу.

Возможно Вас так же заинтересуют следующие статьи:

источник

Горячее цинкование металла: технология, оборудование, ГОСТ

Горячее цинкование – это метод покрытия поверхности металлического изделия слоем цинка, уступающий по своей популярности только гальванической технологии оцинковки. Между тем по стоимости выполнения, а также по долговечности формируемых цинковых покрытий данный способ превосходит электрохимическое цинкование.

Результаты испытаний болтов с различной оцинковкой в растворе соляной кислоты

Ознакомиться с требованиями ГОСТ к горячим цинковым покрытиям можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже.

Зачем металлические изделия подвергают цинкованию

Цинкование предполагает, что на поверхность металлического изделия наносится слой цинка, толщина которого может находиться в интервале 40–65 мкм. За счет такого покрытия обеспечивается не только барьерная, но и электрохимическая защита металла от коррозии. Оцинкование, которое можно выполнять по разным технологиям, используется преимущественно по отношению к стали.

Горячее цинкование металла, если сравнивать его с другими технологиями, отличается оптимальным сочетанием доступной стоимости технологического процесса с высокими защитными свойствами получаемого цинкового слоя. Нанесенное методом горячего цинкования покрытие даже при эксплуатации изделия в самых неблагоприятных условиях способно прослужить не менее 65–70 лет, полностью сохранив свои защитные свойства.

Положение цинка в электрохимическом ряду металлов

Преимущества метода

Горячее цинкование металлоконструкций при сравнении с другими технологиями имеет ряд весомых преимуществ.

  • Подвергаться обработке по данной технологии могут даже детали, отличающиеся высокой сложностью геометрической формы. В частности, такую технологию активно используют для обработки труб.
  • Поврежденные в результате механического воздействия участки цинкового покрытия могут самовосстанавливаться, причем происходить это может без постороннего вмешательства.
  • По сравнению с другими способами оцинковки, метод горячего цинкования позволяет сформировать покрытие, устойчивость которого при взаимодействии с жидкими средами выше в 6 раз. Именно по этой причине такую технологию и применяют для обработки труб и различных емкостей.
  • Горячая оцинковка позволяет эффективно устранять многие дефекты обрабатываемой поверхности, такие как раковины, поры и др.
  • Эксплуатация труб и других метизов, которые покрыты цинком по данной технологии, требует минимальных финансовых затрат. Их поверхности, в частности, не требуют регулярной окраски, так как уже надежно защищены от воздействия негативных факторов внешней среды. Это очень актуально для труб, которые эксплуатируются в труднодоступных местах (в стенах, под землей и т.д.).

Сравнение стоимости и работоспособности горячеоцинкованной стали с другими методами защиты

Как выполняется горячее цинкование

Выделяют два этапа горячего цинкования:

  1. Обрабатываемую поверхность тщательно подготавливают к процедуре.
  2. Изделие погружают в емкость с расплавленным цинком, в результате чего оно буквально обволакивается данным металлом.

Все нюансы выполнения такой технологической операции регламентирует ГОСТ 9.307-89.

Технологический цикл цинкования

Технология горячего цинкования требует тщательного подхода к выполнению всех ее этапов. Чтобы понять их суть и назначение, каждый из них стоит рассмотреть подробнее.

Подготовка металлического изделия к процедуре

ГОСТ указывает, что поверхность, которую необходимо подвергнуть горячему цинкованию, должна быть тщательно подготовлена. Такая подготовка состоит из нескольких процедур:

  • механической обработки;
  • обезжиривания;
  • промывки;
  • травления;
  • промывки после травления;
  • флюсования;
  • просушки.

При помощи механической обработки с поверхности удаляются загрязнения, продукты окисления, следы ржавчины, а также шлаковые включения. ГОСТ также предписывает, что острые углы и кромки, имеющиеся на изделии, должны быть скруглены, что также решается на этапе механической обработки. Для выполнения механической обработки в производственных условиях используются пескоструйные установки.

Обезжиривание металлоизделий в растворе ортофосфорной кислоты

Обезжиривание, которое выполняется при температуре около 75°, необходимо выполнять перед горячим цинкованием для того, чтобы улучшить адгезию формируемого защитного слоя с цинкуемым изделием. Присутствие на обрабатываемой поверхности жировых и масляных пятен может привести к тому, что на таких участках цинковое покрытие будет иметь неравномерную толщину или даже отслаиваться.

Читайте также:  Установка bluetooth acer aspire one

Выполняют обезжиривание при помощи специальных химических реагентов, список которых приводит соответствующий ГОСТ. Их остатки впоследствии должны быть полностью удалены с поверхности изделия, для чего его подвергают промывке.

Промывочные емкости для длинномерных изделий

ГОСТ также указывает, что на трубах или других изделиях, подвергаемых горячему цинкованию, не должно быть окисленных участков, а также старого цинкового покрытия, если оно наносилось ранее. Для того чтобы выполнить эти требования, обрабатываемую поверхность подвергают травлению. С этой целью обычно используется раствор соляной кислоты. Выполняют такую процедуру при комнатной температуре (22–24°), а концентрацию раствора кислоты выбирают в зависимости от того, насколько сильно поверхность загрязнена окислами и следами коррозии.

Как правило, для выполнения травления используют растворы, в которых содержится 140–200 граммов кислоты на 1 литр. При выполнении травления раствор кислоты может сильно повредить обрабатываемую поверхность. Чтобы такого не происходило, а также чтобы минимизировать выделение водорода из травильного раствора, в него вводят специальные вещества, которые называются ингибиторами. Как и после обезжиривания, после травления изделие необходимо тщательно промыть, чтобы удалить остатки использованных химических веществ.

Подготовленные к оцинковке изделия

Флюсование перед горячим цинкованием, технология которого предусматривает тщательную подготовку обрабатываемой детали, позволяет решить сразу две важных задачи: предотвратить процесс окисления и улучшить адгезию наносимого покрытия с основным металлом. В процессе флюсования, выполняемого при температуре 60°, на обрабатываемую поверхность наносится тонкий слой флюса, содержащегося в специальном растворе. В качестве флюса, как правило, используются хлориды аммония и цинка. Их смешивают с водой в соотношении 500 граммов на литр, чтобы приготовить раствор для флюсования. При выполнении флюсования очень важно следить за такими параметрами используемого раствора, как содержание железа, плотность и кислотность. Если концентрация железа в растворе превышена, в него вводят перекись водорода, которая способствует образованию солей железа, выпадающих в осадок.

Любой цех горячего цинкования в обязательном порядке должен быть оснащен термическими печами, в которых обрабатываемое изделие просушивают после выполнения флюсования. Такая термическая обработка позволяет не только удалить остатки жидкости, которая ухудшает качество готового цинкового покрытия, но и нагреть деталь до температуры 100°, что дает возможность снизить затраты на осуществление основной технологической операции.

Как осуществляется технологический процесс

Сам процесс нанесения защитного цинкового слоя, для чего может использоваться линия горячего цинкования или более простое оборудование, заключается в погружении детали в емкость с расплавленным цинком. Температура, при которой цинковый расплав находится в таких емкостях, выбирается в зависимости от ряда факторов, к числу которых относятся и геометрические параметры обрабатываемого изделия. В среднем значение такой температуры находится в интервале 420–455°.

Если в качестве оборудования применяется не агрегат для непрерывного горячего цинкования (АНГЦ), а более простые технические устройства, необходимо обеспечить выполнение следующих условий на производственном участке.

  • Обязательно наличие мощной вытяжки, которая удалит из воздуха пары, интенсивно образующиеся при цинковании.
  • Оборудование для горячего цинкования должно обеспечивать строгое соблюдение скорости погружения изделия в расплав, а также времени его выдержки в нем.
  • Обработанная деталь после извлечения из емкости с цинком должна качественно охлаждаться.

Ванна для цинкования может достигать в длину 14 и более метров

Горячее цинкование метизов выполняется в следующей последовательности:

  1. Погружение изделия в емкость с расплавленным цинком.
  2. Выдержка, время которой может составлять от 4 до 10 минут.
  3. Извлечение обрабатываемой детали из емкости с расплавом, от скорости выполнения которого во многом зависит толщина формируемого покрытия.
  4. Охлаждение, которое может выполняться принудительно или протекать естественным путем.

Данная технология, преимущества использования которой были отмечены выше, отличается и относительно невысокой сложностью. Для осуществления такой процедуры нет необходимости готовить сложные электролитические растворы, чем на производственных предприятиях занимается гальваник.

Однако не лишена такая технология и недостатков, наиболее значимый из которых заключается в том, что размеры деталей, на которые наносится защитное покрытие, ограничены размерами емкости, содержащей расплавленный цинк. На крупных производственных предприятиях задача обработки габаритных изделий решается за счет применения агрегатов непрерывного горячего цинкования (АНГЦ).

источник

Добавить комментарий