Ванны горячего цинкования – их виды и применение
Технологический процесс горячего цинкования реализуется методом погружения: металлоконструкции подвешиваются на траверсах, перемещаются по цеху конвейером, погружаются в несколько ванн для предварительной химической подготовки, далее в основную ванную цинковку, наполненную горячим цинковым расплавом. Ванны располагаются в четкой последовательности в соответствии с требованиями техпроцесса для поочередного погружения изделий, которые перемещаются вдоль линии. В каждом из этих резервуаров происходят процессы, обеспечивающие качественную подготовку металла и нанесение равномерного цинкового покрытия, стойкого к коррозии и механическому износу. Количество ванн каждого типа в составе линии может варьироваться в зависимости от структуры цеха.
Ванны химической подготовки
Изделие направляется на горячее цинкование только после тщательной очистки и специальной химической подготовки – такой подход обеспечивает качественную адгезию цинка с металлом, гарантирует равномерность покрытия и долговечность антикоррозионной защиты. Линия горячего цинкования имеет в своем составе несколько ванн со специальными химическими растворами для подготовки металла. Концентрация этих растворов регулярно контролируется в лаборатории предприятия. Если операция подразумевает погружение детали в горячий раствор, резервуар оснащается нагревательными элементами и системой автоматического контроля температуры.
Ванная обезжиривание
На первом этапе технологического процесса заготовка погружается в ванную обезжиривание – здесь металл очищается от остатков масла, жира, загрязнений, которые могут нарушить сцепление цинка с металлическим основанием, негативно повлиять на качество покрытия и спровоцировать появление непокрытых участков. Ванна обезжиривания заполняется специальным щелочным или кислотным раствором, который растворяет жиры и освобождает металлическую поверхность от загрязнений. Процесс проходит при комнатной температуре или с нагревом до 40-50°C.
Ванная пищеварение
Заготовка направляется на пищеварение для химической очистки металла от остатков ржавчины, окалины. Изделие погружается в резервуар с раствором соляной кислоты для удаления окислов железа с добавлением ингибиторов коррозии, тормозящих дальнейшие коррозионные процессы. Процесс происходит при комнатной температуре или с нагревом до 30-35°C. Пищеварение освобождает металлическую поверхность от оксидов, а остатки кислотного раствора и соединений железа смываются водой.
Ванная флюсовка
Для улучшения адрегии цинка с металлом непосредственно перед горячим цинкованием заготовка направляется на флюсирование – погружение в резервуар с хлоридом цинка ZnCl2 и хлоридом аммония NH4Cl. В результате, на поверхности образуется тонкая соляная пленка, которая усиливает сцепление цинкового слоя с металлом и защищает от образования окислов на воздухе в следующий промежуток времени до начала горячего цинкования. Раствор в ванне нагревается до 60-70°C, после флюсирования заготовка тщательно просушивается в сушильной камере с циркуляцией горячего воздуха и нагревается до 90-100°С, что позволяет устранить термический шок при последующем погружении в горячий цинк.
Промывные ванны
После каждого этапа очистки и химической подготовки заготовка погружается в промывные ванночки, заполненные технической водой при температуре около 30°С. В воду может быть добавлен нейтрализующий раствор для более эффективной промывки и удаления остатков химических веществ, образовавшихся после предварительных этапов обработки.
Ванна горячего цинкования
Основной этап технологического процесса горячего цинкования – погружение металлического изделия в ванну с расплавленным цинком. Раствор содержит более 98,5% цинка и минимальное количество дополнительных примесей (алюминия, кадмия, меди, железа, свинца и др.). Температура расплава при погружении составляет 450-460 °C. Нагрев обеспечивается разными способами в зависимости от габаритов ванны. Для небольших резервуаров используются сухие ТЭНы, крупногабаритные ванны могут нагреваться водяными теплообменниками или камерами сгорания, расположенными между внутренней чашей ванны и наружной жаропрочной оболочкой.
Очищенная и обезжиренная металлоконструкция, прошедшая операции пищеварения и флюсовки, полностью погружается в расплав и выдерживается 4-5 минут. Время выдержки определяется в зависимости от требований толщины покрытия: основной пласт формируется в первые минуты, далее покрытие набирает толщину медленнее. Если крупногабаритная заготовка имеет сложную форму и труднодоступные участки, то время горячего цинкования может быть увеличено. В результате горячего цинкования можно получить цинковое антикоррозионное покрытие толщиной 40-200 мкм. Чем толще слой цинка, тем выше устойчивость металла к агрессивным воздействиям – химикатам, почве, соленой воде, перепадам температур, механическому износу и нагрузкам.
В комплекс работ по техническому обслуживанию ванны цинкования входит:
- очистка резервуара от гартцинка и других примесей;
- контроль температуры и химического состава цинкового расплава;
- измерение уровня расплава в ванной и при необходимости загрузки дополнительного объема цинка;
- проверка исправности контрольно-измерительных приборов;
- устранение текущих поломок.
Ванны для финишной обработки после горячего цинкования
Ванная охлаждение
После завершения горячего цинкования металлическое изделие извлекается из ванны и направляется на охлаждение – погружается в емкость с водой для удаления лишних капель цинка и окончательной фиксации цинкового покрытия. Вместо водного охлаждения температуру оцинкованного металла можно постепенно снижать сжатым воздухом.
Ванная пассивация
Пассивация используется для создания дополнительной антикоррозионной защиты после горячего цинкования. Содержание ванны пассивации – раствор органических солей, предназначенный для образования защитной оксидной пленки на поверхности. Пассивация делает материал пассивным к любому агрессивному воздействию, усиливает устойчивость оцинкованного металла к коррозии, укрепляет защиту сварных швов. Метод усиливает адгезию цинка с последующим полимерным покрытием, защищает металл от образования белой ржавчины — дефекта, который может появиться во время длительного хранения оцинкованных изделий.
Требования к ваннам линии горячего цинкования
Чтобы обеспечить надежность и длительный срок эксплуатации цинковой линии, при проектировании технологических ванн обеспечивается их химическая, антикоррозионная, термическая, механическая стойкость. Учитывая эти требования, ванны цинкования могут быть изготовлены из различных материалов – керамики, стали с керамическим покрытием, титановых и никелевых сплавов. Подготовительные и промывные резервуары – из нержавейки, полипропилена РР, полиэтилена РЭ, поливинилхлорида ПВХ, поливинилиденфторида PVDF.
Химическая стойкость материала ванн
Ванны линии горячего цинкования эксплуатируются в сложных условиях – постоянно контактируют с агрессивными веществами, остатками ржавчины и загрязнений, продуктами химических реакций. Правильно выбранный материал ванны цинкования выдерживает такие воздействия, не вступает во взаимодействие с компонентами кислотных и щелочных растворов, не изменяет структуру и характеристики при контакте с химикатами.
Устойчивость ванн к коррозии
Ванны цинкования производятся из материалов, устойчивых к химической и электрохимической коррозии. Процессы, происходящие при обезжиривании, пищеварении, флюсировании и промывке, не могут повлиять на химический состав материала ванны и запустить коррозионные процессы, поэтому резервуары линии цинкования имеют длительный срок эксплуатации при постоянном контакте с влажной средой и химикатами.
Температурная стойкость
Операции химической подготовки металла производятся в теплых и горячих растворах при температуре до 70-80°C, а расплав в ванне цинкования нагревается до 450-460°C. Температурный режим учитывается при проектировании ванн – материал корпуса должен быть термостойким и не подвержен температурным деформациям.
Механическая стойкость
При погружении и извлечении металлических конструкций материал ванны цинкования может подвергаться ударным нагрузкам и абразивному износу. Ванны цинкования изготавливаются из материалов, обладающих устойчивостью к таким воздействиям – не изнашиваются, не образуют трещин, не деформируются, не теряют герметичности.
Требования к габаритам ванн цинкования
Каждая линия горячего цинкования рассчитана на обработку заготовок в определенном размерном диапазоне. Маленькие ванны используются для цинкования метизов, фурнитуры, мелких деталей. Для антикоррозионной защиты крупногабаритных металлоконструкций требуются резервуары длиной в несколько метров. Например, размеры основной ванны на нашем производстве составляют 15000х1600х3200 мм – таких габаритов вполне достаточно для горячего цинкования металлоконструкций для областей строительства, энергетики, дорожной инфраструктуры, аграрного сектора. Все резервуары, входящие в состав линии, имеют подобные габариты в соответствии с предельным размером заготовок. Использование больших ванн позволяет оцинковывать металлоконструкции и пакеты искусственных деталей за полное погружение, благодаря чему увеличивается производительность антикоррозионной обработки.
Наша компания ДП-Украина имеет собственное мощное производство с автоматизированной линией горячего цинкования. Мы реализуем проекты любой сложности и масштабов – оцинковку листа, труб, швеллера и другого металлопроката, цинкование опор ЛЭП, дорожных заборов, опор освещения, оборудования элеваторов, зерносушил, строительных металлоконструкций. Если вас интересует сотрудничество с надежным украинским производителем, заказывайте услуги горячего цинкования по телефонам +38 (093) 190 37 47, +38 (093) 127 49 13, +38 (097) 011 49 11.
