К вспомогательному оборудованию относят: фильтровальные установки, устройства нагрева, насосы для перекачки электролитов, источники питания, технологические спутники, вентиляционные установки, устройства перемешивания, установки и емкости для приготовления и регенерации электролитов, устройства загрузки-разгрузки.

Фильтровальные установки. Они предназначены для очистки электролитов от различных загрязнений. На производстве широко используется установка модели ДМ2-0,3Р с дисково-пакетными фильтрами, которая предназначена для осветления кислых и щелочных растворов с использованием фильтрующих тканей. Осадок смывается с фильтровальных дисков, которые изготавливаются из полиэтилена, в специальной ванне без разборки пакетов. В такую установку входят дополнительно насос для подачи электролита, трубопроводы с запорной арматурой и контрольно-измерительные приборы. Данная фильтровальная установка предназначена для крупносерийного и массового производства.

Для фильтрования электролита также используют установку УОП-1705. Она обеспечивает непрерывную циркуляцию раствора между ванной и самой установкой с помощью центробежного насоса. Такие насосы снабжены магнитной муфтой из полипропилена. Для непрерывной фильтрации электролитов применяют насос-фильтр.

Наиболее тщательно очистка электролита от механических загрязнений может быть достигнута при помощи фильтр-пресса, состоящего из чередующихся рам и плит, между которыми расположена фильтрующая ткань: сукно, полотно и т.д. Все детали фильтр-пресса, имеющие контакт с электролитом, выполняются из нержавеющей стали.

Устройства нагрева. Данные устройства служат для нагрева растворов ванн до требуемой температуры и поддержания ее в процессе работы ванн. Наиболее распространенными типами устройств для нагрева растворов, являются коллекторы и змеевики. Активная часть коллекторов располагается в придонной зоне ванны, поэтому обогрев ванны с помощью коллекторов наиболее эффективен. Для нагрева растворов, в которых происходит значительноешламообразование, применяют змеевики, активная часть которых располагается вдоль стенки ванны. Такие же змеевики используют для охлаждения растворов. Коллекторы и змеевики изготавливают из углеродистой или нержавеющей стали, титана.

В качестве теплоносителя используется пар или перегретая вода, для охлаждения – вода.

Насосы. Как для фильтрации так и для перекачки растворов необходимы насосы.

Различают насосы двух основных типов:

1. динамические;

2. объемные.

В динамических насосах жидкость перемещается при воздействии сил на незамкнутый объем жидкости, который непрерывно сообщается со входом в насос и выходом из него.

В объемном – жидкость перемещается при изменении замкнутого объема жидкости.

В зависимости от перекачиваемого электролита применяют кислотостойкие или щелочестойкие насосы.

Технологические спутники. К ним относят:

- электродные штанги;

- подвесочные приспособления.

Электродные штангипредназначены для крепления подвесок с обрабатываемыми деталями и анодов. Применяют штанги круглого и прямоугольного сечения длиной не более 2м. При одинаковой площади поперечного сечения прямоугольная штанга имеет момент сопротивления изгибу в несколько раз больший, чем штанга круглого сечения.

Назначение подвесочных приспособленийне только в придании опоры деталей в ванне, но и в подводе к ним тока.

Один из самых старых способов крепления деталей, а также подвода к ним электричества является связывание деталей на проволоку, обычно по несколько штук.

В современном электрохимическом производстве применяются два типа подвешивания деталей: «елочка», «рамка».

Требования, предъявляемые к подвескам:

- создание хорошего контакта с покрываемой деталью и токоподводящей штангой;

- обеспечение получения равномерного покрытия;

- недопущение экранирования мест, подлежащих покрытию;

Условия формирования покрытий на деталях в барабанах, сетках принципиально отличаются от условий электроосаждения на подвесках. Детали в процессе обработки перемещаются при вращении или качении барабана.

На ОАО «МАЗ» применяют перфорированный шестигранный барабан для процесса цинкования, который представлен в приложение Д.

Система общей вентиляции. Необходимость устройства общеобменной вытяжной вентиляции следует из того, что ванны для некоторых технологических процессов не снабжают местными отсосами и с поверхности растворов этих ванн испаряется вода. Чтобы избежать загрязнения воздушной среды помещения, применяют дополнительные устройства для улавливания вредных паров и газов вне ванны.

Для обслуживания гальванического производства чаще всего используются центробежные вентиляторы низкого, среднего и высокого давления. В зависимости от условий эксплуатации их подразделяют на антикоррозионные, использующиеся для работы с агрессивными средами (такие вентиляторы изготавливают из коррозионностойкой стали), взрывобезопасные, применяемые при работе со взрывоопасными средами; вентиляторы обычного исполнения, применяемые для перемещения воздуха и невзрывоопасных газовых смесей, не вызывающих коррозию углеродистых сталей.

Кроме вытяжной вентиляции осуществляется также приточная вентиляция. В помещениях, в которых установлены открытые ванны, снабженные бортовыми отсосами, рекомендуется рассеянная подача приточного воздуха в верхнюю зону. В травильных отделениях, в которых доминирующим вредным веществом является влага, рекомендуют 65-70% приточного воздуха подавать в нижнюю зону, а 25-30% в верхнюю зону под перекрытием. Наиболее часто используются бортовые отсосы, которые устанавливаются непосредственно на бортах ванны с одной или с двух сторон. Бортовые отсосы по конструкции бывают простые и опрокинутые. Простые отсосы устанавливают, если расстояние от края ванны до поверхности электролита не превышает 150 мм. В ином случае более эффективны опрокинутые отсосы.

Бортовые отсосы с горизонтальной щелью всасывания. Бортовые отсосы с горизонтальной щелью всасывания предназначены для локализации и удаления вредных испарений от гальванических ванн при более низких энергетических затратах на вентиляцию за счет образования над зеркалом более благоприятной зоны спектра всасывания

Расположение трубопроводов и коллекторов.

Разводка трубопроводов предназначена для обеспечения технологических режимов и поддержания стабильности технологических параметров воды и растворов в ваннах.

Разводка трубопроводов состоит из подводящих, отводящих, магистральных трубопроводов воды, воздуха, запорной и регулирующей арматуры, стоков.

Для ручного регулирования подачи воды, воздуха на подводящих трубопроводах к ваннам имеются вентили, расположенные над площадкой обслуживания. Ко всем ваннам предусмотрен подвод воды. Подвод воды к промывочным ваннам осуществляется через наливные трубы, что даёт возможность промывать детали в более чистой воде, так как вода непрерывно подаётся в нижнюю часть ванны, а загрязнённая удаляется сверху, через сливной карман. К остальным ваннам подвод воды осуществляется через стояки.

К сливным штуцерам всех ванн предусмотрена запорная арматура. В ваннах с растворами после запорной арматуры предусмотрены глухие прокладки (заглушки). В линии имеются трубопроводы хромосодержащих и кислотощелочных стоков.

Устройства для перемешивания электролитов. Разлив кислот и щелочей из цистерн и резервуаров производится с помощью сифонов, насосов или специальных установок. Перекачка кислоты осуществляется центробежными химически стойкими насосами. Иногда применяют мембранные поршневые насосы, в которых агрессивная жидкость не соприкасается с цилиндром.

Для перекачки чистых, агрессивных электролитов на ОАО «МАЗ» применяют центробежные насосы, для перекачивания химически активных и нейтральных жидкостей, не содержащих твердые включения.

Сушильное оборудование. Выбор сушильного оборудования определяется в основном массой, габаритными размерами и производительностью линии. Для сушки деталей в автоматических и механизировааных гальванических линияхприменяют: открытые сверху сушильные камеры, удобные для загрузки и выгрузки, сушильные шкафы и центрифуги. Сушильные камеры представляют собой открытую сверху ванну, в которой детали обдуваются горячим воздухом, нагретым в калорифере с помощью пара или электрообогревателей. Корпус камеры имеет теплоизоляцию. Отсос воздуха осуществляется из верхней части сушильной камеры. Работа камеры: воздух прогоняется через калорифер, нагнетается и через щели внизу и сбоку подается внутрь камеры, где обдувает и сушит детали. Мелкие детали, обрабатываемые в барабанах, колоколах и корзинах, высыпаются из них в сетчатый поворотный лоток на дне сушильной камеры, через который снизу продувается нагретый воздух. Для равномерного высушивания деталей в некоторых камерах предусмотрено либо встряхивание, либо поворачивание сетчатых лотков.

Сушильный шкаф представляет собой металлический каркас с теплоизоляцией, внутри которого располагаются лотки для деталей или перекладины для крепления подвесок. Загрузка осуществляется через боковую дверь, обогрев – электронагревателями.

При обработке мелких деталей массой менее 100 г сушку производят в центрифугах. Центрифуга состоит из корпуса, вращающегося перфорированного барабана, электродвигателя, устройства для подъема барабана и крышки. На крышке монтируется вентилятор.

Все сушильные камеры имеют теплоизоляцию для уменьшения потерь тепла в атмосферу [9].

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

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.