Проект гальванического цеха

Ванны с расположенными между ними вентиляционными отсосами расставляют длинной стороной перпендикулярно к оси линии. Расстояние между осями ванн переменное, реже – постоянное. Все коммуникации с запорной и регулирующей арматурой (трубопроводы воды, пара, сжатого воздуха, канализацию), как правило, размещают сбоку ванн под площадкой обслуживания линии.

В условиях многих электрохимических  производств требуется совмещать  загрузочно-разгрузочные операции, поэтому  в большинстве автооператорных  линий имеется одна позиция загрузки-разгрузки (устройство или стойка) в начале линии. В отдельных случаях, особенно когда линию встраивают в технологический поток изготовления изделий, позиции загрузки и выгрузки размещают на противоположных концах линии.

Различают линии с  подвесными автооператорами, портальными  и консольными.

Подвесные автооператоры  перемещаются по направляющим путям  над ваннами. В этом самом распространенном типе линий доступ к ваннам открыт с двух сторон, что очень удобно при их эксплуатации, а близость центра массы автооператора и переносимого груза к опорной поверхности рельсовых путей обеспечивает устойчивость как самого автооператора, так и груза в процессе его транспортировки. Крепление направляющих путей осуществляется к специальным вертикальным стойкам или элементам перекрытия цеха. Линии с креплением направляющих путей к перекрытию цеха наиболее предпочтительны. Они пригодны для обслуживания ванн практически любой длины и высоты. По сравнению с другими типами линий занимаемая ими площадь меньше на 20-30%, а металлоемкость – на 10-15%. В тех случаях, когда крепление направляющих путей к перекрытию цеха связано с определенными сложностями, их монтируют на вертикальных стойках, устанавливаемых на фундаменте или общей раме линии. Наиболее целесообразно использовать линии этого типа при массе транспортируемого груза в пределах от 200 до 2000 кг.

Портальные автооператоры  применяют в линиях, расположенных  в низких производственных помещениях, и в линиях с большими размерами  ванн и массой транспортируемого  груза более 2000 кг. Крепление путей  для перемещения автооператоров в этих линиях может осуществляться к стойкам металлоконструкции (или специальным строительным железобетонным колоннам) или кронштейнам, монтируемым непосредственно к корпусам ванн.

Линии с портальными  автооператорами имеют ряд недостатков, ограничивающие их применение. Главными из них являются:

• затрудненность обслуживания ванн;
• необходимость частичного или полного демонтажа рельсовых путей при извлечении ванн для ремонта;
• дополнительное усложнение конструкции линии из-за введения устройств, обеспечивающих безопасность обслуживающего персонала;
• более быстрое коррозионное разрушение автооператоров вследствие близости их к зеркалу электролитов;
• усложнение конструкции приводов горизонтального передвижения автооператоров.

Линии с консольными  автооператорами по предпочтительности их использования занимают промежуточное положение между линиями с подвесными автооператорами и портальными автооператорами. Потребителей привлекает их компактность, особенно при малых габаритах ванн и небольшой грузоподъемности автооператора.

В линиях этого типа автооператоры  перемещаются по направляющим путям, установленным на металлоконструкции сбоку ванн, а грузозахватный орган автооператоров выполнен в виде консоли, проходящей над поверхностью ванн.

Недостатки линии –  свободное обслуживание ванны только с одной стороны, нечеткая стабилизация груза при перемещении – ограничивают область их применения, грузоподъемность не должна превышать 200 кг, а ширина ванны – 1600 мм.

Широкие функциональные возможности автооператоров (движение в прямом и обратном направлениях, передача обрабатываемого груза в поперечном направлении, перемещение по радиусу и др.) создали предпосылки для большого разнообразия компоновок автооператорных линий. Наибольшее распространение получили компоновки: однорядная прямолинейная, двухрядная овальная и двухрядная прямолинейная.

Однорядная прямолинейная  компоновка отличается от других компоновок экономичностью по занимаемой площади. Загрузку-выгрузку деталей можно  производить как с одного конца линии, так и с противоположных концов. В последнем случае подвесочные устройства от позиции загрузки возвращаются к месту загрузки или автооператорами, или с помощью конвейерных устройств. Линии с однорядной компоновкой удобны при монтаже. Эта компоновка позволяет применять любой тип автооператоров – подвесной, портальный или консольный. Затруднения при использовании таких компоновок вызывают отдельные технологические процессы с большим числом операций и значительным временем экспозиции, что требует производственных площадей большой протяженности. Линии с однорядной компоновкой хорошо вписываются в общий технологический поток обработки изделий.

Недостаточная длина  производственных помещений диктует  необходимость применять линии с двухрядной компоновкой ванн. Двухрядная овальная компоновка допускает использование только подвесных и консольных автооператоров, а двухрядная прямолинейная – автооператоров всех трех типов. При двухрядной прямолинейной компоновке груз передается с ряда на ряд автооператором (подвесным монорельсовым или консольным) или с помощью тележек, перемещающихся на конце линии поперек её оси в случаях применения автооператора портального или подвесного двухрельсового. В целях экономии производственных площадей иногда в зоне перемещения тележки располагается ванна (чаще всего промывочная), а тележка перемещается вдоль этой ванны. В этом случае перемещение груза с ряда на ряд совмещается по времени с какой-нибудь технологической операцией.

Другие компоновки линий  редко применяют в производстве. Их использование обусловлено сугубо локальными условиями.

Трехрядная прямолинейная  компоновка иногда встречается во многопроцессных линиях для нанесения многослойных покрытий. В таких линиях передвижные тележки устанавливаются по обоим концам линии.

Выбор рациональной компоновки линии определяется конкретными условиями, главными из которых являются размеры производственного участка, отводимого под линию, и направление потока обработки изделий. Окончательный выбор линии производится после определения загрузки одной ванны.

Автооператоры предназначены  для транспортировки изделий  по технологическим позициям автоматических и механизированных линий для химической и электрохимической обработки поверхности основного металла и получения металлических и неметаллических покрытий.

Помимо основного назначения – подъема, опускания и переноса груза – автооператоры могут производить:

• многократное окунание обрабатываемых изделий;
• передачу силового тока к приводам барабанных электролизеров (барабанов) для их превращения в момент подъема и выстоя над технологическими позициями;
• изменение межкатодного расстояния при переносе двух катодных рам одновременно;
• извлечение и транспортировку анодов для чистки;
• встряхивание груза для удаления с его поверхности остатков раствора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3. ХАРАКТЕРИСТИКА ЦИНКОВОГО ПОКРЫТИЯ

 

Цинк принадлежит к  электроотрицательным металлам; его  стандартный потенциал –0,786 В. Загрязненный примесями других металлов цинк сравнительно легко растворяется в кислотах и щелочах. Химически чистый цинк растворяется в них медленно вследствие того, что водород, который при этом должен выделяться, имеет на цинке высокое перенапряжение. Реагирует цинк также с H₂S и сернистыми соединениями, образуя сернистый цинк. В сухом виде цинк почти не корродирует. Во влажном воздухе и воде, содержащей СО₂ и О₂, он покрывается пленкой, состоящей из ZnCO₃, которая защищает металл от дальнейшего разрушения.

Скорость коррозии цинка  составляет, мкм/год: 0,5 при чистой сухой  атмосфере (пустыня); 1,0–1,5 – в сельской местности умеренного климата; до 5 в чистой влажной атмосфере тропиков; 6–8 в городе с атмосферой, загрязненной газами (СО₂, SO₂, H₂S); до 20 в городе с особо загрязненной атмосферой; 4–20 в атмосфере приморья.

Большое влияние на скорость коррозии цинка оказывает величина рН среды. В интервале рН 7–12 скорость коррозии цинка минимальна; она возрастает при отклонении от указанных значений.

Цинковые покрытия применяются  для защиты от коррозии стальных деталей:

• эксплуатирующихся в наружной атмосфере различных климатических районов, в атмосфере промышленных районов (загрязненной SO₂), в закрытых помещениях с умеренной влажностью или загрязненных газами и продуктами сгорания (деталей машин, листы, проволока, детали ширпотреба и др.);
• соприкасающихся с пресной водой при температуре не выше 60-70ºС (водопроводные трубы, питательные резервуары, предметы домашнего обихода);
• эксплуатирующихся при температуре до 300ºС;
• контактирующих с топливами, содержащими сернистые соединения, и маслами (бензобаки, бензопроводы, маслопроводы и др.).

Высокие защитные свойства цинкового покрытия вследствие его анодного характера и низкая стоимость цинка объясняют широкое применение цинкования в различных отраслях промышленности. Защитное действие цинка сохраняется не только при наличии пор, но и при других дефектах покрытия (царапины, забоины).

Защитные свойства цинкового  покрытия определяются его толщиной и равномерностью осаждения. Образующиеся в процессе коррозии цинка продукты частично заполняют поры в покрытии, несколько уменьшая скорость коррозии.

Катодный характер защиты стали цинковым покрытием нарушается при температуре выше 70ºС. Защитное действие цинкового покрытия резко ослабляется также в атмосфере, содержащей продукты органического происхождения, например, синтетические смолы, олифу, хлорированные углеводороды.

Для повышения коррозионной стойкости цинковые покрытия подвергают хроматированию или фосфатированию. Хроматированные или фосфатированные  цинковые покрытия имеют удовлетворительную коррозионную стойкость при контакте деталей с топливом, содержащим сернистые соединения.

Цинковые покрытия для  деталей, находящихся внутри изделий  при затрудненном обмене воздухом между внутренним пространством и внешней средой и наличии в замкнутом пространстве органических материалов, которые при старении выделяют летучие агрессивные вещества, рекомендуется применять с дополнительной защитой и лакокрасочными покрытиями. Цинкование не следует применять для деталей, эксплуатирующихся в условиях морской атмосферы и в тропиках. Цинковые покрытия на деталях, эксплуатирующихся в тропиках, могут применяться при условии дополнительной защиты (окраска или периодически возобновляемая смазка).

Покрытия цинка хорошо выдерживают изгибы и развальцовку. Пайка оцинкованых деталей мягкими припоями производится с применением активных флюсов (ZnCl₂, Zn(BF₄)₂), контактная сварка же осуществляется с затруднениями.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4.ТРЕБОВАНИЯ К ПОКРЫТИЮ

 

К цинковым покрытиям  предъявляются следующие требования. По внешнему виду – цвет от серого до светло-серого. В результате хранения оцинкованных деталей допускается потускнение поверхности. Образование осыпающегося белого налета на цинковом покрытии ухудшает его внешний вид, но не снижает защитных свойств. Для цинковых покрытий, подвергнутых хроматированию, цвет допускается от золотисто-желтого до желтовато-зеленого с радужным оттенком. Темно-желтый или коричневый цвет не допускается. Допускается отсутствие хроматной пленки в порах и раковинах литья, в швах сварки и около них, вблизи щелевых зазоров и малых отверстий. Допускается также нарушение хроматной пленки в виде отдельных рисок и точек.

Покрытие должно быть равномерным по толщине, сплошным, не пористым. Эти параметры контролируются при контроле качества покрытия после  его нанесения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5. ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ЦИНКОВОГО ПОКРЫТИЯ

 

2.5.1.ОБЗОР ЭЛЕКТРОЛИТОВ ЦИНКОВАНИЯ

 

Цинкование производят в простых (кислых, сернокислых, хлористых, бор-фтористоводородных) и сложных комплексных (цианистых, цинкатных, пирофосфатных, аммиакатных, аминокомплексных с различными органическими аддендами и др.) электролитах.

Качество осадков и  скорость их осаждения зависят от природы и состава электролитов, которые в значительной степени определяются характером и степенью изменения катодных потенциалов. Чем больше катодная поляризация, тем более мелкозернистые и равномерные по толщине покрытия осаждаются на детали.

В кислых электролитах без  специальных добавок катодная поляризация  невелика, хотя осадки из кислых электролитов удовлетворительны по структуре, но менее равномерны по толщине слоя, чем из цианистых и других комплексных электролитов. Допустимая плотность тока и скорость осаждения в кислых электролитах могут быть значительно выше, чем в комплексных. Наиболее эффективными являются борфтористоводородные электролиты, так как они обладают высокими буферными свойствами.

Кислые электролиты  применяются главным образом  для цинкования изделий простой формы (листы, ленты, проволока, стержни, пластины и т.п.).

Осаждение цинка из цианистых  электролитов происходит при высокой  катодной поляризации, особенно при большом содержании свободного CN^-. Осадки из цианистых электролитов получаются очень мелкозернистыми и более равномерными по толщине, чем из кислых электролитов без специальных добавок.