Технологическая схема, последовательность операций, их характеристика
На ОАО «МАЗ» процесс цинкования проводят двумя способами: блестящее цинкование в барабанах и на подвесках, в зависимости от размера покрываемых деталей. В данной работе рассматриваем процесс цинкования на подвесках.
Процесс цинкования включает следующие стадии: монтаж деталей на подвеску, обезжиривание электрохимическое, промывка теплой проточной водой, промывка холодной проточной водой, активация, промывка холодной проточной водой, цинкование щелочное, промывка холодной непроточной водой, промывка холодной проточной водой, совместное осветление и пассивирование цинкового покрытия, промывка холодной проточной водой, промывка теплой проточной водой, сушка, разгрузка(таблица 1.).
Таблица 1 – последовательность операций
| № п.п | Наименование операции | Состав раствора, г/л | t, 0C | I, A/дм2 | t, мин. | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| 1. | Загрузка | 5-10 | ||||
| 2. | Химическое обезжиривание | Na3PO4 15-35 Композиция моющее-очищ.”ТМОК-6П” 20-40 | 40-60 | 5 | ||
| 3. | Промывка | Вода проточная | 30-50 | 0,5-1 | ||
| 4. | Электрохимическое обезжиривание | NaOH 60-80 Na3PO4 20-40 CaCO3 20-40 | 60-80 | 2-10 | 20 | |
| 5. | Электрохимическое обезжиривание | NaOH 60-80 Обезжириватель НТ-М(А)5-8 | 15-35 | 2-10 | 20 | |
| 6. | Промывка | Вода проточная | 40-60 | 0,5-1 | ||
| 7. | Промывка | Вода проточная | 0,5-1 | |||
| 8. | Травление | H2SO4 200-300 Вода техническая | 0.5-1 | |||
| 9. | Травление | НСl 150-250 | 0,5-1 | |||
| 10. | Промывка | Вода проточная | 0,5-1 | |||
| 11. | Цинкование | ZnO 8-12 NaOH 80-100 Блескообразователь”цинкамин-02” 10-15 Очиститель ДС-ЦО 2-6 Усилитель БНК 0,1-0,2 | 15-35 | 1-2 | 55 (d=9 мкм) | |
| 12. | Промывка | Вода проточная | 0,5-1 | |||
| 13. | Хроматирование | CrO3 100-150 HNO3 25-35 H2SO4 8-12 | 15-30 | 0.16-0.2 | ||
| 14. | Промывка | Вода проточная | 0,5-1 | |||
| 15. | Промывка | Вода проточная | 0,5-1 | |||
| 16. | Промывка | 40-60 | 0,5-1 | |||
| 17. | Сушка | 5-10 | ||||
| 18. | Разгрузка | 5-10 | ||||
Толщина покрытия регулируется временем электролиза и составляет 10-15 мкм, что обусловлено его защитными свойствами. При меньшей толщине покрытия поверхность оказывается недостаточно защищенной от коррозии. Более толстое покрытие осаждать не целесообразно, т.к. при этом увеличивается расход компонентов без заметного выигрыша в качестве.
Осадки должны иметь мелкокристаллическую структуру и быть прочно связанными с поверхностью для обеспечения минимальной пористости и отсутствия отслоения. Это достигается качественной подготовкой поверхности и исключением попадания нежелательных примесей в электролит, а также введением добавок, повышающих перенапряжение основной реакции [1].
1.3 Характеристика операций предварительной подготовки поверхности деталей
Особенности приготовления и корректировки рабочих растворов
Приготовление и корректировка раствора электрохимического обезжиривания.
Электрохимическое обезжиривание предназначено для удаления тонких пленок растительного жира и минеральных масел и смазок в результате интенсивного выделения газа при наложении электрического тока.
Раствор электрохимического обезжиривания готовить из расчета, г/л:
Натр едкий техн. ……………………… 5 − 10
Тринатрийфосфат техн. .…………….. 20 − 40
Сода кальцинированная техн. ………. 20 − 40
Раствор электрохимического обезжиривания готовить в ванне V = 0,98м3 последовательным растворением компонентов в тёплой воде в количествах, соответствующих средним рецептурным значениям. Растворение твёрдого или жидкого (50% концентрации) едкого натра производить в последнюю очередь небольшими порциями, не допуская сильного разогрева и разбрызгивания раствора. Корректировку раствора производит корректировщик по результатам химического анализа на содержание едкого натра, кальцинированной соды и тринатрийфосфата в соответствии с графиком проведения анализов на предприятии, но не реже одного раза в месяц.
Замену раствора электрохимического обезжиривания проводить по мере необходимости [3].
Основное оборудование
Основным оборудованием для нанесения гальванопокрытий являются механизированные и автоматизированные линии, электрооборудование, стационарные гальванические ванны.
После механической обработки и непосредственно перед нанесением гальванопокрытий производят подготовку поверхности деталей в растворах. Удаление жировых загрязнений, смазок и масел, продуктов коррозии, остатков полировальных паст обеспечивается химическим и электрохимическим обезжириванием, травлением, активацией с последующей промывкой деталей и изделий.
Оборудование для обезжиривания. При обезжиривании способом погружения обычно применяют стальные сварные баки прямоугольной или цилиндрической формы. Детали помещаются в барабаны или смонтированные подвески. При этом необходимо следить, чтобы детали не были опущены ниже определенного уровня, так как иначе частицы осадка и загрязнения могут взбалтываться
Существуют ванны и камеры для двухфазной очистки, заключающейся в применении двух несмешивающихся обезжиривающих растворов разной плотности
Этот метод обезжиривания может быть осуществлен перемещением деталей из одного слоя растворителя в другой либо обработкой деталей струями обоих растворов. В качестве одного растворителя применяются вещества, способные растворять минеральные масла, другая фаза содержит эмульсию растворителя в сочетании со смачивающими реагентами.
Наиболее распространенный вид оборудования для химического обезжиривания в щелочных растворах – стационарная ванна, которая оборудована змеевиком для подогрева раствора, верхним штуцером со сливным карманом для удаления накапливающихся жировых загрязнений, а также нижним штуцером для полного слива раствора и промывки. Ванна снабжена одно- или двусторонним бортовым отсосом.
Ванна для электрохимического обезжиривания дополнительно снабжена токоподводящими катодными и анодными штангами, смонтированными на бортах ванны, переключателями для ручного или автоматического переключения полярности тока. Штанги устанавливаются на изоляторах.
Для повышения качества обезжиривания применяется ультразвук. В установках создаются высокочастотные колебания в жидкости, ускоряющие протекание процесса. Основным элементом установок является ультразвуковой генератор, в котором высокочастотные колебания электрического тока превращаются в механические.
Оборудование для травления. Для травления поверхности деталей используют стационарные ванны с кислотостойкой футеровкой стенок, дна, теплонагревателей. Эти ванны в зависимости от состава раствора изготавливаются из низкоуглеродистой или коррозионностойкой стали.
Оборудование для промывки. В процессе нанесения покрытий предусматривается промывка деталей после каждой операции для удаления с их поверхности переносимого раствора. Лучший результат достигается применением перемешивания воды различными способами: вручную, путем качания подвески с изделиями в ванне, барботированием, с помощью сжатого воздуха, ультразвука. Таким образом можно промывать детали, имеющие пазы, щели, углубления.
Ванны для холодной промывки изготавливаются из стали и винипласта. В зависимости от объема толщина стенок составляет 3-8 мм. Такие ванны снабжаются верхним штуцером для слива загрязненной воды, а также барботерами для перемешивания воды. Для изготовления ванн для горячей промывки используется сталь толщиной 4-5 мм. Также они оборудованы верхним и нижним штуцерами и змеевиком [6].
В настоящее время большое распространение получили ванны двух- и трехступенчатой промывки. При прямоточной промывке движение воды из ванны в ванну производиться в одном направлении с деталями. В схеме противоточной промывки направления движения воды и деталей противоположны. Противоточная схема промывки наиболее экономична и позволяет снизить расход воды более чем в 4 раза.
Наиболее высокая эффективность и экономичность достигается методом струйной промывки. Он обеспечивает ускорение процесса промывки, уменьшает себестоимость, улучшает условия труда.
Для химической и электрохимической обработки поверхности на заводе «МАЗ» используются следующие ванны
¾ ванны стальные, футерованные пластикатом, имеют уклон к сливному патрубку;
¾ ванны электрохимического обезжиривания и промывки оборудованы сливными карманами;
¾ ванны электрохимического обезжиривания, горячей промывки, снабжены стальными змеевиками для нагрева растворов и воды паром;
¾ ванны обезжиривания, травления, цинкования, пассивирования, горячей промывки снабжены вытяжной вентиляцией.
Электрооборудование. Основными элементами электрооборудования гальванических цехов являются источники питания, токоподводы, коммутационная аппаратура и т.д.
Для питания ванн применяется постоянный ток, получаемый от таких источников питания, как полупроводниковые выпрямители или иногда электромашинные генераторы. От технического уровня источника питания зависит эффективность технологического процесса, т.е. качество получаемого покрытия, производительность, экономические показатели.
На производстве могут использоваться различные схемы выпрямления: однофазные, многофазные; реверсивные, нереверсивные и т.д. Однофазные выпрямители предназначены для питания маломощных потребителей. Многофазные выпрямители имеют ряд преимуществ перед однофазными: лучшие удельные показатели, меньшие пульсации выпрямленного тока.
Основными источниками питания гальванических ванн являются полупроводниковые выпрямители, выполненные на селеновых, кремниевых или германиевых элементах, что объясняется их малыми габаритами, бесшумностью, простотой ухода и большим разнообразием выпускаемых типов ( по току и напряжению).
К селеновым относятся выпрямители типа ВСМР-100-6, ВСМР-200-6, ВСГЭМ-12/6-3000. Питаются они за счет сети переменного тока напряжением 220 В и имеют выпрямленное напряжение от 3 до 48 В и силу тока до 2500 А. Коэффициент полезного действия селеновых выпрямителей 50-85%. Охлаждение элементов может быть водяным или воздушным.
Германиевые выпрямители отличаются небольшими размерами, высоким КПД (до 98%), хорошей регулируемостью, низким сопротивлением при прямом направлении тока и высоким при обратном направлении, большим сроком службы. Важным преимуществом германиевых выпрямителей по сравнению сселеновыми является их неподверженность старению.
Кремниевые выпрямители обладают еще более высокими техническими характеристиками, чем германиевые; они могут, в частности, работать при температуре до 200 
С.
Ванна анодного обезжиривания и ванны цинкования снабжены выпрямителями, расположенными на площадке обслуживания линии:
¾ ванна анодного обезжиривания - ТВ-1600/12Т ОХАЛ 4;
¾ ванны цинкования - ТВ-1600/12Т ОХАЛ 4, ВАКР-630/24;
Включение и выключение выпрямителя осуществляется кнопками, расположенные непосредственно на лицевой панели выпрямителя, регулирование напряжения – ручкой регулирования на лицевой панели выпрямителя. Контроль тока и напряжения на ванне осуществляется по показаниям амперметра и вольтметра, расположенные на лицевой панели выпрямителя. Включение выпрямителя с последующей установкой токовой нагрузки, производится гальваником после установки барабана на ванну. По истечении времени обработки деталей, ручкой регулирования снимается токовая нагрузка, выключается выпрямитель, после чего барабан перемещается на следующую позицию.
Ванны, т. е. емкости, содержащие рабочие растворы, в которых выполняются подготовительные, основные (процессы покрытия) и заключительные операции химической или гальванической (электрохимической) обработки поверхности детали, являются основным видом оборудования гальванических цехов и участков. В состав гальванической линии входит нескольковидов ванн: ванны холодной и горячей промывки, ванны химических и электрохимических операций. Все ванны, за исключением ванны обезжиривания, футерованы поливинилхлоридным пластификатором. Они установлены на опорных изоляторах и имеют опоры-ловители для приёма и фиксации барабанных контейнеров.
Ванны для осаждения покрытий. При маломасштабном производстве процесс нанесения покрытий на изделия может осуществляться в стационарных гальванических ваннах, которые изготавливаются путем сваривания листовой стали. Все ванны имеют футеровку, штуцера для залива и слива электролита, систему вентиляции, при необходимости – нагревательные приборы, устройства для перемешивания [7].
Футеровка ванн. Используется для защиты от коррозии внутренней и наружной поверхностей оборудования, работающего в условиях воздействия агрессивных сред без существенного воздействия механических и температурных нагрузок. Для этой цели применяют винипласт, полипропилен, пластикат, резину.
Винипласт он обладает высокой химической стойкостью кразличного вида электролитам и имеет высокую механическую прочность. Футеровку винипластом производят различными приемами: сваривают листы непосредственно в ванне или делают сварную футеровку вне ванны. Последний способ наиболее надежен [9].
Пластикат обладает почти такой же химической стойкостью, что и винипласт, однако он отличается от винипласта пластичностью и более низкими механическими свойствами. Пластикат прилегает к металлической поверхности ванны лучше, чем винипласт, поэтому во многих случаях целесообразнее использовать именно его [8].
Футеровка гальванических ванн также производится полипропиленом. Вкладыши изготавливают из листов полипропилена толщиной 6-10 мм. Они увеличивают надежность работы ванны, уменьшают расход материалов, уменьшают стоимость изготовления ванны.
В основном на заводах используется винипласт в качестве футеровочного материала в связи с его удовлетворительными показателями, доступностью и дешевизной.
Перемещение деталей по линии осуществляется в барабанах для электрохимической обработки. Барабан оснащен двигателем и редуктором, приводящим его во вращательное движение. Включение и выключение вращения барабана осуществляется при помощи выключателя, расположенного на его кронштейне.
Над ваннами вдоль линии на Г-образных стойках подвешен ездовой путь, по которому перемещается автооператор тельферный ГУ 301, предназначенный для вертикального подъема, опускания и горизонтального перемещения барабанов из ванны в ванну. Грузоподъемность автооператора - 0,5т. Управление движением автооператора производится гальваником путем нажатия соответствующей кнопки пульта управления.
Для загрузки деталей в барабан линия укомплектована загрузочной стойкой. Загрузка деталей в установленный на стойку барабан производится пересыпанием деталей из тары вручную.
Для выгрузки деталей из барабана на линии предусмотрена разгрузочная стойка. Помещенный на стойку барабан устанавливается в положение разгрузки с помощью выключателя, расположенного на его кронштейне. Выгруженные из барабана детали, перемещаясь по склизу, попадают на сушильный стол.
Общий вид гальванический линий представлен в приложении Г.
Автоматические гальванические линии.В гальваническом цеху одной из используемых линий является автоматическая линия цинкования в барабанах «AquacompHard». Автоматические линии с программным управлением предназначены для улучшения процесса нанесения покрытий и увеличения его производительности. Для нанесения гальванических покрытий, как правило, используются автооператорные автоматические линии, которые выбираются в зависимости от планировки цеха, размера обрабатываемых деталей. Их преимуществом является многопроцессность, т.е. возможность обрабатывать детали по различным схемам, простота наладки, универсальность.
В общем случае автоматические гальванические линии могут быть двух типов: с жестким единичным циклом и с перенастраиваемым циклом [9].
Автоматические линии с «жестким» единичным циклом имеют транспортирующее устройство, несущее рычаги (каретки) с подвесками или барабанами и совершающее перемещение в одном направлении. Шаг перемещения и единичный цикл, т.е. время движения и время последующей паузы, «жестко» заданы настройкой привода.
Применение линии с «жестким» единичным циклом целесообразно в условиях большого объема производства при выпуске продукции, пользующейся стабильным спросом, при неизменности основных показателей. Недостатками такой линии являются сложность перехода с одной программы на другую при изменении вида покрытия, его толщины, времени выдержки деталей в ванне, значительная длина автоматической линии вследствие установки промывочных ванн после каждой ванны химической или электрохимической обработки, т.к. движение подвесок осуществляется в одном направлении; невозможность перекомпоновки линии.
В автоматических линиях с изменяемым циклом последовательность выполнения технологических операций задается программой, вносимой в командоаппарат линии. Программу можно менять при изменении технологической схемы.
Перенос деталей из одной ванны в другую осуществляется с помощью автооператоров, которые оснащены автономными системами и которые могут располагаться как сверху, так и сбоку от гальванической линии. Однако помимо подъема-опускания и переноса груза автооператор выполняет следующие функции:
- многократное окунание обрабатываемых деталей;
- передача силового тока к приводам барабанных электролизеров для их вращения в момент подъема и нахождения над технологическими позициями;
- извлечение и транспортировка анодов для чистки;
- встряхивание груза для удаления с его поверхности остатков раствора;
По способу транспортировки технологических спутников автооператоры делятся на несколько групп: консольные, подвесные, портальные.
Консольные автооператоры устанавливаются сбоку от гальванической линии, что не допускает попадания в ванны смазки, используемой для улучшения работы автооператора. Достоинствами таких автооператоров является: надежность, удобство монтажа и эксплуатации, возможность их установки в помещениях с низкими потолками. К недостаткам относится низкая грузоподъемность.
Использование подвесного автооператора обеспечивает свободный доступ к ваннам и трубопроводной аппаратуре, такие линии занимают небольшие производственные площади. Но использование подвесного автооператора связано с большой высотой линии, необходимостью устанавливать специальные площадки обслуживания автооператора, с большой металлоемкостью линии в целом за счет необходимости подвески ходовых путей.
Портальные автооператоры, перемещающиеся по направляющей, расположенной по обе стороны ванн и закрепленных на стойках, обладают повышенной устойчивостью, малой высотой линии, удобством в обслуживании автооператора. Их недостатками являются затрудненный подход к ваннам и трубопроводной аппаратуре, сильное коррозионное разрушение узлов и гальванических ванн вследствие нахождения автооператора над линией.
Охрана окружающей среды
Электрохимическое производство с экологической точки зрения представляет большую опасность для окружающей среды. Основными формами загрязнений являются: сброс промышленных сточных вод в природные водоёмы, выпуск отходящих газов в атмосферу и нарушение земельной поверхности при захоронении твёрдых отходов, создание шламоотстойников и накопителей отходов.
Для процесса цинкования деталей установлен предельно допустимый выброс (ПДВ) в атмосферу.
В целях уменьшения выбросов вредных веществ в атмосферу рекомендуется поддерживать концентрации и температуры растворов и электролитов на нижних допустимых пределах. Запрещается работать выше верхних допустимых пределов концентраций и температур.Характеристика вентвыбросов представлена в таблице 3.
Таблица 3 – Характеристика вентвыбросов
| Источни-ки выделе-ния вред-ных ве-ществ | Высо-та ис-точника вы-броса, м | Диа-метр устья трубы м | Параметры газовоздействий смеси на выходе из источников | Наиме-нование газоочистной установки | Ма-кси-мальная сте-пень очистки, % | ||
| Ско-рость, м/с | объём м3/с | тем-пера-тура, 0С | |||||
| Ванна ЭХ обезжири-вания | 7,2 | 0,35 | 12,9 | 1,2 | 60 | Борто-вой отсос | 80 |
| Ванна травления | 10,6 | 0,3 | 11,9 | 0,8 | 24 | Борто-вой отсос | 80 |
| Ванна цинкова-ния | 8,2 | 0,9 | 14 | 8,9 | 24 | Борто-вой отсос | 80 |
| Ванна хим обезжири-вания | 10,6 | 0,5 | 21,6 | 4,2 | 24 | Борто-вой отсос | 80 |
| Ванна хроматирования | 10,2 | 0,3 | 35,2 | 2,5 | 24 | Бортовой отсос | 80 |
Наибольшее применение в настоящее время нашли следующие методы регенерации металлов из промывных сточных вод: реагентный, электрохимический, обратного осмоса и ионообменный.
Наиболее эффективные методы регенерации хрома – ионообменные. Допустимая концентрация его в ванне промывки после хромирования – 10 г/л, а предельно допустимая концентрация в водоёмах хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения – 0,01 мг/л.
В гальваническом производстве имеется два основных источника образования отходов – они же основные потребители ресурсов: операции нанесения покрытий и промывные операции.
Экологическая опасность операций по обработке поверхности определяется экологической опасностью растворов и электролитов, сроком их эксплуатации и величиной уноса технологических растворов поверхностью деталей. Экологическая опасность промывных операций характеризуется объёмом потребляемой (и сбрасываемой) воды. Поэтому усилия по снижению экологической опасности должны быть в первую очередь направлены на проведение (в технически обоснованных случаях) следующих мероприятий, снижающих объём и токсичность образующихся отходов:
1) замена токсичных растворов электролитов менее токсичными:
· цианистых электролитов на бесцианистые;
· кадмирование на цинкование;
· пассивирующих растворов на основе шестивалентного хрома на электролиты на основе трёхвалентного хрома;
· высококонцентрированных растворов и электролитов на менее концентрированные;
2) продление сроков службы растворов и электролитов путём:
· организации схем рекуперации, т.е. повторного использования отработанных технологических растворов в гальванопроизводстве;
· внедрение средств и методов очистки растворов от загрязняющих веществ;
· внедрение средств и методов контроля технологических параметров и анализа состава растворов и электролитов;
3) сокращение расхода воды на промывочные операции путём:
· увеличения количества ступеней промывок;
· изменение последовательности операций промывок;
· вторичного использования промывной воды для промывки после предыдущих и/или менее ответственных операций;
· сокращение величины уноса растворов с поверхностью деталей.
Во вторую очередь необходимы работы по следующим направлениям, связанным с переработкой отходов:
4) организация систем локальной обработки промывных вод:
· на основе средств и методов концентрирования компонентов технологических растворов;
· на основе средств и методов выделения ионов тяжёлых металлов и ценных компонентов в виде, пригодном для возврата в технологическую ванну, в том числе воды для организации водооборота;
· на основе средств и методов выделения тяжёлых цветных металлов и других компонентов в виде, пригодном для утилизации в других видах производства;
5) организация систем очистки сточных вод, в первую очередь с использованием таких средств и методов, которые образуют отходы, годные либо для утилизации, либо для выделения из них ценных компонентов;
Промывные кислощелочные и хромсодержащие сточные воды от гальванических производств поступают на станцию нейтрализации, на которой находится оборудование реконструируемой линии очистки промывных кислощелочных и хромсодержащих (далее ПКЩиХ) сточных вод. Станция нейтрализации расположена непосредственно на территории РУП ”МАЗ”.
Схема работает следующим образом: ПКЩиХ сточные воды из цехов завода поступают в двухсекционный усреднитель п.80, откуда насосом п.1 подаются на очистку. Во всасывыющий трубопровод насоса п.1 вводится отработанный травильный раствор (реагент). Подача реагента из емкостей п.48 (50) производится насосами п.5.7 (5.8). Нужный расход, в зависимости от концентрации шестивалентного хрома регулируется вентилем «р» на напорной линии насоса. Смешивание реагента со сточными водами происходит в корпусе насоса п.1.
Для создания оптимальных условий, способствующих гидрато-образованию в напорный трубопровод после насоса п.1 вводится 5%-й раствор щелочи (NaOH).
Дозировка раствора щелочи производится в автоматическом режиме насосом дозатором марки Makro TZ (ProMinent) диафрагменного типа из емкости п.6 в зависимости от показаний pH-метра, установленного над напорной линии насоса п. 1
Величина рН поддерживается в диапазоне: 9.0—9.7, что обеспечивает полное осаждение продуктов гидролиза. При этом в результате коагуляции происходит процесс укрупнения дисперстных частиц загрязнений, их взаимодействие и обьединение в агрегаты (хлопья). Центром коагуляции является частица гидроокиси железа.
Затем сточные воды направляются в распределительную камеру п.92 и далее в отстойники п.67. Распределительная камера оборудована водосливами с тонкой стенкой, обеспечивающими равномерное распределение всего объема стоков на 3 отстойника.
Перед распределительной камерой в трубопровод К13 вводится 0,1 % раствор флокулянта, способствующего агрегации (укрупнению) ранее скоагулированных частиц, что в значительной степени интенсифицирует дальнейший процесс очистки.
Доза флокулянта, обеспечивающая оптимальную эффективность, регулируется изменением подачи насоса в зависимости от исходной концентрации загрязняющих веществ и количества дополнительно введенного с реагентом железа.
Смешивание всех вводимых в сточные воды веществ происходит непосредственно в насосе и трубопроводах за счет турбулентности потока и наличия местных сопротивлений.
Результатом указанных выше процессов является образование нерастворимых и малорастворимых агрегатов загрязняющих веществ и коагулянта готовых к их дальнейшему выделению из сточных вод, которое происходит в отстойниках п.67 методом гравитационного разделения. Входная часть отстойника оборудована встроенной камерой хлопьеобразозания, где происходит завершение процесса агломерации хлопьев загрязнений и формирование крупных, достаточно тяжелых частиц, обладающих высокой гидравлической крупностью.
Выпавший в нижнюю зону отстойников осадок периодически сбрасывается под гидростатическим напором в шламонакопители п.88 откуда после уплотнения подается на вакуум фильтры для обезвоживания до 80%-й влажности.
После отстаивания осветленная вода поступает в емкость п.68 откуда насосами п.69 покается для доочистки на напорные фильтры п.32, загруженные кварцевым песком фракции 1,0-1,8 (ТУ РВ,100016844.241-2001).
После фильтров очищенная вода под остаточным давлением направляется в резервуар п.79. В случае, если требуемая степень очистки достигается уже после отстойников п.67, то очищенные стоки самотеком через переливной трубопровод из емкости п.68 сбрасываются в резервуар очищенной воды п.79 минуя напорные фильтры п.32. Допускается также возможность доочистки на напорных фильтрах не всего объема осветленных сточных вод, а только определенной их части (фактическое количество определяется по данным лабораторного контроля на содержание взвешенных веществ и железа и визуального контроля наличия остаточных взвешенных частиц и прозрачности воды).
При этом после смешения (в резервуаре п.79) отфильтрованной воды и воды направляемой туда из емкости п.68 минуя фильтра качественные характеристики загрязнений не должны превышать установленных величин.
Из резервуара п.79 очищенная вода насосами п.39 направляется на повторное использование в систему технического водоснабжения завода или через перелив по самотечному трубопроводу - на подпитку очистных сооружений промстоков в районе МСК-3.
Характеристика исходных материалов, используемых в технологическом процессе
Основными областями применения цинковых покрытий являются: защита от коррозии деталей машин, крепежа, стальных листов, проволоки и деталей ширпотреба, работающих вне помещений, в различных климатических районах, а также в закрытых помещениях с умеренной влажностью и в помещениях, загрязнённых газами и продуктами сгорания; защита изделий из чёрных металлов от коррозии в атмосфере, загрязнённым сернистым газом, и от коррозионного воздействия бензина и масла; защита водопроводных труб, питательных резервуаров и предметов домашнего обихода из чёрных металлов, соприкасающихся с водой.
Широкое распространение цинковых покрытий в гальванической практике для защиты от коррозии изделий из чёрного металла объясняется их высокими защитными свойствами. Потенциал цинка отрицательнее потенциала чёрных металлов (стали, железа, чугуна), т. е. цинк для указанных выше металлов является анодным покрытием и защищает их от коррозии электрохимически. Защитные свойства таких покрытий сохраняются даже при малой толщине слоя, а также при наличии в нём пор или обнажённых участков.
Важную роль играет также низкая стоимость цинка по сравнению со многими цветными металлами.
Скорость разрушения цинкового покрытия составляет примерно 1,0–1,5 мкм год для местности, характеризующейся наличием в атмосфере значительных количеств сернистого и углекислого газов.
Значительное уменьшение скорости разрушения цинковых покрытий достигается специальной обработкой их в растворах солей хромовой кислоты, а также засчёт фосфатных и оксидных плёнок, образующихся в результате применения химических и электрохимических видов обработки цинкового покрытия.
Качество получаемых металлических покрытий и их защитные свойства определяются не только технологией нанесения покрытий, включая все операции на автоматизированной линии покрытий. Но и в значительной степени составом и структурой самих покрываемых материалов, видом и режимом процессов обработки поверхности перед поступлением деталей на линию покрытий.
Требования к состоянию поверхности покрываемого материала в зависимости от функционального назначения покрытий приведены в ГОСТ 9.301-86, а также в нормативно-технической документации.
Важную роль играет также низкая стоимость цинка по сравнению со многими цветными металлами. Скорость разрушения цинкового покрытия составляет примерно 1,0–1,5 мкм год для местности, характеризующейся наличием в атмосфере значительных количеств сернистого и углекислого газов.
Значительное уменьшение скорости разрушения цинковых покрытий достигается специальной обработкой их в растворах солей хромовой кислоты, а такжеза счёт фосфатных и оксидных плёнок, образующихся в результате применения химических и электрохимических видов обработки цинкового покрытия.
На ОАО «МАЗ» используется щелочной цинкатный электролит. Данный тип электролита прост по составу и применяется для покрытия деталей на подвесках и в барабанах. Рассеивающая способность составляет 45 – 60%. В цинкатном электролите цинк находится в виде комплексных анионов [Zn(ОН)4]2−, [ZnО2]2−, образующихся при растворении цинка в избытке едкого натра.
Разряд ионов металла происходит постадийно по следующей схеме:
Zn(OH)42− = Zn(OH)2 + 2OH−
Zn(OH)2 + e = ZnOH+ + OH−
ZnOH+ + e = Zn + OH−
Суммарная реакция: Zn(OH)42− + 2e = Zn + 4OH−
Помимо разряда цинка на катоде выделяется водород:
2Н2О + 2e = Н2 + 2OH−
Убыль ионов цинка из раствора компенсируется растворением анодов. Последнее протекает без выделения кислорода.
Zn + 4OH− = Zn(OH)42− + 2e
Допустимый верхний предел плотности тока в значительной мере зависит от концентрации цинка и щелочи, температуры и скорости размешивании раствора. Чем больше концентрация цинка и меньше содержание щелочи, выше температура электролита и скорость его перемешивания, тем выше предельный ток диффузии разряжающихся ионов и, следовательно, тем больше допустимая плотность тока, при которой можно получать компактные осадки без губчатых образований.
Вредными примесями в цинкатном электролите являются нитраты, бихроматы и другие окислители. При этом снижается выход металла по току и ухудшается равномерность распределения металла по толщине слоя.
Дата: 2019-12-10, просмотров: 215.
