Характеристика цинкования на подвесках
Описание номенклатуры и характеристики детали, поступающей на покрытие цинком. Анализ условий эксплуатации деталей, выбор и вида покрытия и его толщины. Изучение технологии нанесения покрытий на деталь, последовательности технологических операций.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 05.10.2014 |
Размер файла | 95,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Исходные данные к проекту
1.1 Номенклатура деталей, годовая программа
В качестве типичной детали для цинкования выбираем Фланец.
Годовая программа нанесения покрытия - 13000 м2 в год.
1.2 Характеристика детали, поступающей на покрытие
Эскиз Фланца представлен на рисунке 1.1
Рисунок 1. Эскиз Фланец
1)Деталь изготовлена из материала - сталь 40Х.
2) Способ изготовления: из круга d=170мм вытачивается круг d=166мм:
- токарная обработка;
-сверлильная обработка;
-шлифовальная обработка;
-термическая обработка 35-40,5 HRC.
3)Масса детали - 0,65 кг
4) Габаритные размеры, d=166мм, h=18мм.
5)Покрываемая поверхность (дм2) - 5,5
6) Чистота поверхности: v(R_z 25). Отверстия и пазы v(R_a 3,2)
7)В гальванический цех детали поступают без острых кромок и заусенцев.
На покрытие детали поступают без большого количества жировых загрязнений.Оксидная пленка, образуется при термообработке, удаляется методом травления.Деталь имеет ровный серый цвет.
1.3 Условия эксплуатации деталей, выбор и обоснование вида покрытия и его толщины
Деталь курсовой работы предназначена для эксплуатации в макроклиматических районах с умеренным и холодным климатом. К макроклиматическому району с умеренным и холодным климатом относятся районы, где средняя из ежегодных абсолютных максимумов температура воздуха равна или ниже плюс 40°С, а средняя из ежегодных абсолютных минимумов температура воздуха равна или выше -45°С - обозначение УХЛ. Для эксплуатации в помещениях (объемах) с искусственно регулируемыми климатическими условиями категория размещения изделия - 3. На деталь необходимо нанести покрытие, обеспечивающее защиту основного металла от коррозии.
Для удовлетворения этой цели выбираем цинковое покрытие, т.к. по отношению к металлу детали оно является электроотрицательным и будет защищать деталь от коррозии электрохимически. Анодный характер цинкового покрытия по отношению к стали обуславливает возможность защиты оголённых участков поверхности, поэтому забоины и царапины существенно не влияют на коррозию изделий. Средняя скорость разрушения цинкового покрытия составляет около 1мкм в год, причём по мере накопления на поверхности продуктов коррозии цинка скорость растворения цинкового покрытия уменьшается, и плёнка из продуктов коррозии толщиной до 20 мкм служит дополнительной защитой. Для улучшения защитных свойств покрытия дополнительно проводят пассивацию. Для УХЛ 3 в соответствии с[1]толщина покрытия может быть от 6 до 9 мкм. Таким образом, выбираем минимальную толщину покрытия 6 мкм. Обозначение покрытия Ц6.хр.бцв[2].
2. Технологическая часть
2.1 Характеристика покрытий
Основной областью использования цинковых покрытий является защита стальных деталей от коррозии. Несмотря на достаточно отрицательный стандартный потенциал цинка -0,76 В, металлический цинк является довольно коррозионностойким в атмосферных условиях [5]. Так как потенциал цинка имеет более электроотрицательное значение, чем потенциал железа, то при контакте цинка с железом и наличии влаги образуется гальванический элемент, в котором железо служит катодом. Таким образом, цинк защищает сталь не только механически, но и электрохимически. В случае повреждения цинкового покрытия на небольшом участке железо корродировать не будет. Цинковое покрытие хорошо защищает стальные изделия от коррозионного воздействия бензина и серосодержащих жидкостей. В настоящее время, благодаря введению высокоэффективных блескообразующих добавок, многие электролиты цинкования позволяют получать блестящее цинковые покрытия, по внешнему виду не уступающие никелевым покрытиям. Для усиления защитных свойств цинкового покрытия применяется операция пассивирования путем обработки цинкованных деталей в растворах хромовой кислоты и ее солей и других растворах. При обработке в них происходит частичное растворение цинка с образованием пленки хроматов цинка и соединений трехвалентного хрома, придающих пленке характерные цвета побежалости радужных оттенков. Толщина пленки до 0,5 мкм. Свежеосаждённые хроматные пленки не допускают нагрева их до температуры выше 62°С, так как при этом происходит дегидратация, вследствие чего снижаются защитные и механические свойства пленок [6].
Свежеосажденное покрытие хорошо паяется с бескислотными флюсами в течение суток. Покрытие характеризуется хорошим сцеплением с основным
металлом, хорошо выдерживает гибку, развальцовку, не выдерживает запрессовку. Для изделий, работающих в условия трения, цинковое покрытие непригодно. В среде, насыщенной морскими испарениями, на поверхности цинковых покрытий продукты коррозии проявляются быстрее, чем в чистой влажной атмосфере. Цинковые покрытия неустойчивы, если они контактируют с деревянными деталями, пропитанными олифой или растительными маслами; исключение составляет цинковое покрытие с дополнительным фосфатированием.
Для повышения защитных свойств цинкового покрытия применяют дополнительную окраску их лаками и красками.
Выбор и обоснование типов и составов электролитов для нанесения покрытий [6,10,11].
Наибольшее распространение в промышленности получили кислые, цианистые, аммиакатные, цинкатные электролиты. Электролиты различаются по величине катодной поляризации, оказывающей большое влияние на рассеивающую способность и структуру покрытия. Чем больше величина катодной поляризации, тем более мелкозернисты и равномерны по толщине осаждаемые покрытия. Выбор электролита для промышленного применения производится с учётом требуемого качества, производительности, сложности рельефа деталей, а также допустимости применения токсичных и экологически вредных соединений.
Кислые электролиты.
Вкислых электролитах цинк находится в виде простого гидратированного иона. Катодная поляризация весьма незначительна. Осадки получаются крупнозернистыми и неравномерными по толщине слоя. Применяются такие электролиты для цинкования изделий простой формы (листов, ленты, проволоки).
Цианистые электролиты.
Цинк в этих электролитах находится в виде комплексного иона [Zn(CN)4]2-. Электролиты отличаются высокой катодной поляризацией, низким ВТ (понижается при увеличении плотности тока). У них наибольшаяPC, в этой связи их применяют для покрытия сложнорельефных деталей. Электролит допускает некачественную подготовку деталей перед покрытием, работает в широком диапазоне температур 15-50°С, может работать при высокой степени загрязненности.
Эти электролиты чрезвычайнотоксичны. Несмотря на высокие плотности тока, производительность этих электролитов мала, так как ВТ = 55-90 %. Цианид уносится в промывные воды, что сильно увеличивает расходы на очистку стоков. Кроме того, NaCN очень дорог. Ванны цинкования требуют специальной компоновки и специальной системы вытяжной вентиляции. Такие электролиты целесообразноиспользовать для покрытия деталей сложной формы. Но в современном производстве стараются не применять цианистые электролиты.
Аммиакатные электролиты.
Цинк в них находится в виде комплекса [Zn(NH3)n (H2O)m]2+ при рН среды более 5. При рН<5 аммиакатный комплекс распадается.
Аммиакатные электролиты обладают высокойPC, высоким ВТ = 95 - 98 %, могут работать при высоких плотностях тока, что повышает производительность. Аммиакатные электролиты пригодны для цинкованиясложнорельефных деталей, они дают возможность цинковать чугун. Необходимо иметь ввиду, что в электролитах этого типа содержится в больших количествах анион хлора, поэтому в технологических процессах следует предусматривать тщательную промывку деталей после цинкования, так как остатки неотмытого хлорида вызвают коррозию цинкового покрытия при эксплуатации. Поэтому данный электролит чаще всего используют в случае покрытия чугунных изделий.
Пирофосфатные электролиты.
В пирофосфатных электролитах цинк находится в виде комплексных анионов и . Повышенная катодная поляризуемость и снижение выхода по току при увеличении плотности тока в этих электролитах, обуславливают равномерное распределение метала по катодной поверхности. Качество осадков в большой степени зависит от рН, концентрации свободного пирофосфата калия или натрия и температуры. Анодный процесс сильно зависит от концентрации основных компонентов и температуры. Характерной особенностью поведения цинкового анода в пирофосфатных электролитах является склонность к пассивированию.
Цинкатные электролиты.
Цинк в цинкатных электролитах находится в виде комплексного аниона [Zn(OН)4]2- , образующегося при растворении оксида цинка в избытке гидроксида натрия.
Цинкатные электролиты в отличие от цианистых нетоксичны и более устойчивы по составу. Достоинствами цинкатных электролитов являются нетоксичность и отсутствие коррозионной агрессивности, довольно большая рассеивающая способность, простота состава и приготовления электролита. Электролит обладает высокой электропроводностью. ВТ падает с увеличением плотности тока и составляет 75 - 90 %. Электролит самоочищается от некоторых тяжёлых металлов (из-за избытка щелочи образуются нерастворимые гидроксиды, выпадающие в осадок). Электролит имеет щелочную среду, поэтому коррозионно безопасен для сталей. К достоинствам электролита также относится простое обезвреживание сточных вод.
Недостатком служит чувствительность электролита к некоторым примесям (Сг(VI); Рb2+ и др.).
Достоинства и недостатки электролитов сведены в таблицу 2.1.
Таблица 2.1 - Достоинства и недостатки электролитов цинкования
Электролит |
Достоинства |
Недостатки |
|
Цианистый |
Высокая рассеивающая способность. Плотная мелкокристаллическая структура осадка. Высокая скорость покрытия. Широкий температурный диапазон. Электролит обладает высокой очищающей способностью. Электролит обладает высокой емкостью по загрязняющим металлам. Долгая работа электролита без корректировки. |
Исключительно высокая токсичность. Наводораживание. Высокий унос электролита. Потери из-за окисления на аноде. Высокая стоимость электролита. Легкость загрязнения электролита и трудность его очистки. Очень дорогое обслуживание электролита. Высокая карбонизация электролита. Необходимость прокладки специальных коммуникаций для цианистых стоков и отдельной вентиляции. |
|
Аммиакат-ный |
Высокая рассеивающая способность, зеркальный блеск. Высокий выход по току и высокое перенапряжение выделения водорода на углероде. Способность крыть чугун и высокоуглеродистые стали. Широкий диапазон плотностей тока. Низкое наводораживание. |
Исключительно высока коррозионная агрессивность по отношению к стали. Трудности очистки сточных вод. Высокий унос ионов цинка и аммония. Трудности очистки электролита. Высокие требования к подготовке поверхности. |
|
Цинкатный |
Высокая рассеивающая способность. Достаточно хороший блеск. Высокая производительность. Легко очищается от примесей. Полное отсутствие коррозионной агрессивности по отношению к стали. Простое обезвреживание сточных вод. |
1.Повышенная чувствительность к примесям (хром (VI), свинец, нитрат-ион). 2. Трудности при покрытии чугуна. |
С учётом всего вышеизложенного и вида детали выбираем цинкатный электролит.
Примеры цинкатных электролитов приведены в таблице 2.2.
Таблица 2.2 - Составы электролитов и режимы электролиза [6]
Компоненты цинкатногоэлектролита, г/л |
Электролиты |
|||
№1 |
№2 |
№3 |
||
Оксид цинка (ZnO) |
50-60 |
10-12 |
5 |
|
Едкий натр (NaOH) |
200-220 |
90-120 |
150 |
|
Полиэтиленполиамин Тиомочевина Ванадат аммония Станнат калия |
- - - 0,15-0,25 |
1,0 0,1 0,02 - |
5 - - - |
|
Температура, К |
330-345 |
290-300 |
290-300 |
|
Плотность тока, А/дм2 |
1,5-2 |
1-2,5 |
1,5 |
|
Выход по току, % |
85-90 |
75-80 |
81-83 |
Электролит №1 рекомендуется для деталей плоской формы и для покрытия в барабанах; электролит №2 - для получения блестящих покрытий; электролит №3 - для сложнорельефных деталей.
На основании данных, полученных во время практики, предлагается выбрать цинкование из щелочного электролита «ЭКОМЕТ-Ц1» [12]. Он предназначен для цинкования деталей из сталей (в том числе закалённых), медных, цинковых сплавов. Электролит позволяет получать полублестящие или блестящие покрытия (в зависимости от вводимых добавок), обладает высокой рассеивающей способностью.
В состав электролита входят блескообразующие добавки:
1.«ЭКОМЕТ-Ц1» марка «А» - базовая добавка;
2.«ЭКОМЕТ-Ц1» марка «Б» - добавка к электролитам цинкования с улучшенным блеском;
3.«ЭКОМЕТ-Ц18» - дополнительная блескообразующая добавка к электролиту с добавкой «ЭКОМЕТ-Ц1» марки «А», позволяющая получать блестящие покрытия.
Состав электролита [12]:
ZnO, г/л___________________________4-10
NaOH, г/л__________________________90-130
БД«ЭКОМЕТ-Ц1» марка «А»,мл/л______3-4
БД«ЭКОМЕТ-Ц18»,мл/л______________3-5
Режим работы:
Температура,С_____________________18-35
Плотность тока, А/дм2:
Катодная__________________________1,5-6
Анодная___________________________0,5-2
Выход по току, % ___________________70-80
2.3 Обоснование режимов процесса нанесения покрытий
Основными компонентами цинкатных электролитов являются комплексная соль цинка Na2Zn(OH)4 и свободная щелочь NaOH. В цинкатном растворе цинк находится в виде комплексных ионов , а на катоде восстанавливаются преимущественно частицы Zn(OH)2 и .
Исследования катодной и анодной поляризации в цинкатных растворах привели к выводу, что электродный процесс в этих растворах протекает стадийно [9]:
Выделение цинка в этих электролитах проходит со значительной поляризацией. Значительная поляризация, а также снижение выхода по току с увеличением плотности тока обусловили хорошую рассеивающую способность цинкатных растворов, лишь немного меньшую, чем цианидных.
Для поддержания стабильности электролита и нормального растворения анодов соотношение общей концентрации щелочи и оксида цинка должно быть 9-12:1. Однако даже при выполнении этого условия из чисто цинкатного раствора осаждаются рыхлые, губчатые покрытия. Широкое промышленное применение цинкатные электролиты получили лишь после того, как в результате введения в них органических добавок был значительно расширен диапазон плотностей тока, при которых формируются мелкокристаллические, компактные, во многих случаях блестящие покрытия.
Для покрытия детали курсовой работы рекомендуется выбирать следующий режим электролиза [12]:
t = 18 - 35°С, iК = 1.5 - 6 А/дм2.
При уменьшении температуры электролита уменьшается электропроводность, а это приводит к увеличению напряжения на ванне и расхода электроэнергии. Увеличение температуры выше 40°С приводит к сильному уменьшению перенапряжения выделения Н2, а следовательно к уменьшению ВТ металла, ухудшается качество покрытия, увеличивается расход добавки.
Уменьшение плотности тока приведет к уменьшению производительности, а это, в свою очередь - к увеличению себестоимости покрытия.
Увеличение плотности тока выше указанных значений приведет к:
1. Увеличению анодной плотности тока, и как следствие, пассивации анодов.
2. Достижению предельной плотности тока и образованию дендритов.
3. Увеличению напряжения на ванне, следовательно, разогреву электролита, а это приведет к снижению ВТметалла и повышению расхода электроэнергии.
Оптимальная концентрация ZnO = 4-10 г/л. Уменьшение концентрации цинка приведет к снижению катодной плотности тока, а следовательно, уменьшится и производительность. Увеличение концентрации приведет к увеличению уноса в сточные воды. Оптимальная концентрация NaOH40 - 100 г/л.
Уменьшение концентрации приведет к пассивации анодов, кроме того, уменьшится электропроводность электролита, а это приведет к увеличению напряжения на ванне. Увеличение концентрации NaOH положительных эффектов не дает, избыток щёлочи может увеличить химическое растворение цинковых анодов.
Ориентировочный расход всех добавок 3-6мл на 1 м2покрытия. Снижение расхода добавок приведет к ухудшению качества покрытия, а увеличение расхода не целесообразно.
Подготовительные операции
2.4.1 Механическая подготовка
Деталь «Фланец» специальной механической подготовки не требует.
2.4.2 Обезжиривание [5,6,10,14]
Предварительная подготовка поверхности металла перед покрытием необходима для того, чтобы обеспечить прочное сцепление покрытия с основным металлом, создать условия для снижения пористости покрытия и улучшения его внешнего вида. На деталях, поступающих в гальванический цех, имеются разные загрязнения - жировые, оксидные и другие. Эти загрязнения должны быть тщательно удалены, так как они препятствуют прочному сцеплению с основным металлом. Если детали плохо очищены, покрытие будет частично или полностью отслаиваться и со временем темнеть. Большинство дефектов покрытий связано с плохим качеством подготовки поверхности перед покрытием.
Подготовку деталей перед покрытием начинают с процесса химического обезжиривания поверхности, т.е. удаления следов минерального масла, смазок, полировочных паст и т.д.
Жировые загрязнения могут быть животного и растительного проис-хождения (омыляемые жиры) и минеральные масла. Растительные и животные жиры омыляются горячим щелочным раствором и удаляются с поверхности металла. Под воздействием щелочных растворов неомыляемые жиры, не участвуя в реакции, образуют водные эмульсии, облегчающие их удаление с поверхности. Для усиления эмульгирующего действия на неомыляемые жиры в щелочные растворы рекомендуется вводить ПАВ. Под воздействием горячего щелочного раствора, содержащего эмульгаторы и ПАВ, происходит разрыв жировой пленки, уменьшение ее толщины, образование отдельных капель масла и отрыв их от поверхности металла с отделением мелких механических загрязнений.
Водные растворы для химического обезжиривания содержат компоненты, образующие растворимые соединения с омыляемыми жирами, понижающие силу сцепления жировой пленки и механических загрязнений с поверхностью металла, облегчающие
м смывание раствора и предотвращающие коррозию обрабатываемого металла при обезжиривании. Этими компонентами являются щелочи, фосфаты, силикаты и ПАВ. Введение ПАВ уменьшает продолжительность процесса обезжиривания растворов, улучшает качество очистки поверхности деталей от различных загрязнений. Эмульгатор выбирают с учётом возможности последующей очистки сточных вод. Состав щелочных растворов (г/л) для обезжиривания стали разных марок [6]:
едкий натр ___________5-15
тринатрийфосфат _____15-35
кальцинированая сода _15-35
эмульгатор___________3-10
Очистка поверхности от жировых загрязнений электрохимическим способом является более эффективной, чехимическое обезжиривание, так как выделяющиеся пузырьки кислорода и водорода на поверхности детали способствуют более интенсивному отрыву жировых частиц и других загрязнений.
Электрохимическое обезжиривание черных металлов можно вести на переменном токе или на постоянном (на катоде или на аноде). Более эффек-тивно вести процесс на реверсе для уменьшения наводороживания деталей. То есть после кратковременной обработки на катоде ток сразу переключается в обратном направлении и детали становятся анодом (и так повторяется несколько раз). Таким образом, водород, проникший в поверхностные слои металла, не успеет глубоко продиффундировать и легче (быстрее) удалится из металла детали. Оптимальным является режим: продолжительность катодного периода 20 с, а анодного 1-2 спри плотности тока 2-3 А/дм2 [13].
Можно вести процесс обезжиривания только на аноде, но на катоде за такой же промежуток времени выделится по объему в 2 раза больше водорода, чем кислорода на аноде, поэтому на катоде, несомненно, вести процесс более эффективно. Единственный недостаток процесса катодного обезжиривания-наводороживание, которое устраняется применением реверса.
Подбирая состав раствора, следует принять меры для повышения электропроводности, чтобы можно было увеличить плотность тока и снизить напряжение на ванне, а, следовательно, и расход энергии.
Электропроводность в основном зависит от концентрации щелочи и соды кальцинированной. Фосфаты смягчают воду и облегчают смываемость загрязнений. Эмульгирующее действие оказывает метасиликат натрия. ПАВ из-за возможности образования на поверхности раствора пены и взрывоопасной газовой смеси вводят в очень небольших количествах. Составы растворов для электрохимического обезжиривания сведены в таблицу 2.3.
Таблица 2.3 - Составы растворов электрохимического обезжиривания [6].
Компонент раствора, г/л |
Раствор |
|||
1 |
2 |
3 |
||
Гидроксид натрия |
10-20 |
- |
8-12 |
|
Сода кальцинированная |
20-40 |
20-40 |
8-12 |
|
Тринатрийфосфат |
20-40 |
20-40 |
4-6 |
|
Метасиликат натрия |
3-5 |
- |
25-30 |
|
Сульфанол НП-3 |
- |
0,1-0,3 |
- |
Обезжиривание в первом и втором растворах ведут при i=2-10 А/дм2, для третьего раствора i=1-2 А/дм2. Температура электролитов 60-80°С. Продолжительность обработки для слабозагрязнённых деталей 1-3мин, для сильнозагрязненных - 5-10мин.
Раствор №1 применяют для стальных деталей; раствор №2 - для металлов и покрытий всех видов; раствор №3 - для катодного обезжиривания цинковых сплавов. Таким образом, для детали курсовой работы выбираем раствор №1.
2.4.3 Активация
На деталях, поступающих на покрытие, имеется тонкая оксидная пленка, которая может затруднить осаждение металла покрытия или препятствовать качественному сцеплению покрытия с деталью. При активации происходит химическое растворение оксидов и выступление микрорельефа поверхности.
Продолжительность активации устанавливается в зависимости от характера и толщины слоя оксидов.
Составы растворов активации приведены в таблице 2.4 [5,6,10].
Растворы применяют перед нанесением различных покрытий на детали, изготовленные из углеродистой стали.
Таблица 2.4 - Составы растворов для активации
Компонент раствора, г/л |
Раствор |
|||
1 |
2 |
3 |
||
HCl |
- |
50-100 |
25-50 |
|
H2SO4 |
50-100 |
- |
25-50 |
|
Продолжительность, с |
15-45 |
15-90 |
5-10 |
Наиболее целесообразным считаю применение раствора № 2, т.к. соляная кислота растворяет оксидную плёнку, не растравливаяпри этом сам металл.
Заключительные операции
2.5.1 Пассивация
В атмосфере повышенной влажности и переменной температуры цинк довольно быстро разрушается, покрываясь плёнкой оксидов и солей цинка. Для предохранения от коррозии и сохранения внешнего вида оцинкованных изделий во время хранения, транспортировки и эксплуатации изделия непосредственно после нанесения покрытия и промывки подвергают химической обработке погружением на несколько секунд в пассивирующие растворы. Для этой цели обычно применяют растворы двухромовокислых солей натрия или калия, подкисленные серной кислотой, растворы хромовой кислоты с добавками серной и азотной кислоты или хлористого натрия.
При пассивировании в хроматных растворах происходит окисление цинка:
Na2Cr2O7 + 3Zn + 7H2SO4 = 3ZnSO4 + Cr2(SO4)3 + Na2SO4 + 7H2O (2.4)
или
(Cr2O7)2- + 3Zn + 14H+ > 3Zn2+ +7H2O + 2Cr3+(2.5)
Одновременно с этими процессами происходит растворение цинка:
Zn + 2H+ > Zn2+ + H2 (2.6)
Процесс сопровождается понижением кислотности в растворе, прилегающем непосредственно к поверхности металла до рН=4. Одновременно в растворе происходит гидролиз Cr2(SO4)3 и образование гидроокиси хрома, а также основных хроматов, которые выделяются на поверхности металла в видетонкой пленки нерастворимых соединений Cr2O3CrO3H2O [6,16].
Пассивирующие (хроматные) пленки, полученные из обычных хромовых растворов, плохо сопротивляются механическим воздействиям: трению, царапанию и др. и в соответствующих условиях эксплуатации не обеспечивают надежной защиты от коррозии оцинкованной поверхности изделий.
Выпускаются растворы для цветного пассивирования цинка под названием “Ликонда”, которые позволяют получать защитные пленки, более стойкие против истирания. Пассивирование в этом растворе может проводиться как на подвесках, так и во вращающихся барабанах. Скорость процесса пассивирования цинка в растворе “Ликонда” возрастает при увеличении концентрации сульфат-иона и понижении рН. При рН=2,5 процесс резко замедляется, а при рН=1,1 количество растворившегося металла значительно превышает количество восстановившегося хрома Cr(VI). Оптимальная кислотность, обеспечивающая получение пленок хорошей коррозионной стойкости, соответствует рН=1,92,5.
Операции пассивирования обычно предшествует операция осветления (для снятия оксидных плёнок на только что образовавшемся цинке при переносе деталей из ванны покрытия в ванны промывки), в раствореазотной кислоты концентрацией 10-30 г/л. Температура раствора - цеховая, время выдержки 5-15 с.
В случае, когда азотная кислота введена в состав раствора для хроматирования, операция осветления совмещается с операцией пассивирования.
Основным недостатком радужной пассивации цинковых покрытий является высокая токсичность шестивалентного хрома, входящего в состав раствора хроматирования. Поэтому в последнее время были предложены составы растворов на основе более безопасного трёхвалентного хрома.
Из растворов хроматирования на основе трехвалентных солей хрома до настоящего времени применялись лишь составы, позволяющие получать пленки с относительно низкими коррозионными характеристиками. Однако новейшие разработки в этой области привели к появлению составов, способных успешно конкурировать с хроматными растворами [15].
Обнаружено, что растворы с трехвалентным хромом обладают рядом существенных технических преимуществ. Одним из наиболее важных является повышенная стойкость получаемых в них пленок против воздействия термоудара. Испытания на термоудар предусматривают выдержку деталей при 150°С в течение 1 часа. Обычно хроматные пленки имеют плохие характеристики в этих условиях - их коррозионная стойкость снижается более чем на 90%. Это ухудшение связано с дегидратацией и растрескиванием пленок. Аналогично традиционным гальваническим покрытиям, покрытия, подвергнутые пассивирующей обработке в растворах трехвалентного хрома, способны выдерживать последующую деформацию.
Цинкование с бесцветной пассивацией аналогично другим процессам нанесения гальванических покрытий не изменяет линейных размеров деталей. Другим их преимуществом является более простая технология обезвреживания сточных вод.
Таким образом, предлагается, с целью сохранения здоровой экологической обстановки в гальваническом цехе и уменьшения затрат на очистку сточных вод, выбрать применение пассивирующего раствора на основе соединений трехвалентного хрома.
В качестве раствора для бесцветной пассивации цинковых покрытий предлагается раствор «ЭКОМЕТ-ПЦ01», хорошо зарекомендовавший себя на практике [12]. Для получения наилучших результатов рекомендуется проводить цинкование из щелочного электролита «ЭКОМЕТ-Ц1»(особенно - с дополнительной добавкой «ЭКОМЕТ-Ц18»).
Состав пассивирующего раствора:
Композиция пассивирущая (КП) «ЭКОМЕТ-ПЦ01»,мл/л____50
Композиция пассивирущая (КП) «ЭКОМЕТ-ПЦ01д»,мл/л___5-6
Кислота азотная до рН =1,5(от 1,3 до 1,7)
Время пассивации 10 - 20 с.
2.5.2 Промывка
Промывка предназначена для удаления с поверхности деталей растворов от предыдущих операций, с тем, чтобы в последующую ванну не вносить примеси других веществ. Плохая промывка приводит к образованию дефектов покрытий, слишком обильная ведет к повышению расхода воды.
Вода, подаваемая в гальванический цех для промывки, должна быть достаточно чистой с минимальным содержанием солей металлов и других веществ. Предельно допустимые концентрации ионов металлов в промывной воде не должны превышать 0,01 г/л. Для промывочных операций применяют водопроводную (питьевую) воду, требования к которой определяет ГОСТ Р 51232-98.
Промывку можно производить: в холодной воде (температура не нормируется), в теплой воде (температура 40-59°С) и в горячей воде (60-90°С).
Расход воды зависит от производительности линии, конфигурации изделий, способа загрузки изделий, схемы промывки и показателя степени промывки.
Существует две основные схемы промывки деталей: одноступенчатая - промывка в одной ванне с проточной водой, многоступенчатая - промывка в нескольких последовательно установленных ваннах с проточной водой. Многоступенчатая схема промывки подразделяется на прямоточную и противоточную (каскадную: двух- и трехступенчатую).
Применение ванн каскадной промывки резко сокращает расход воды без ущерба качеству очистки поверхностей изделий. Для интенсификации промывки ванны снабжают барботером, а ванны холодной промывки, кроме того, устройствами дополнительной струйной промывки при подъеме обрабатываемых изделий. В это устройство вода подается только в момент выхода изделий из раствора, что достигается соответствующей синхронизацией работы управляемых вентилей и автооператоров.
Существует насколько методов промывки: погружной - осуществляется в ваннах с непроточной водой (т.е. в ваннах улавливания) и в ваннах с проточной водой; струйный - осуществляется кратковременная промывка деталей простой конфигурации.
После каждой обработки в технологическом растворе необходимо вводить операцию промывки для удаления с поверхности изделий растворов и продуктов реакций предыдущей операции.
В работе предусмотрены следующие виды промывок:
После электрохимического или химического обезжиривания - двухступенчатая прямоточная промывка сначала в теплой, а затем в холодной воде. Это должно обеспечить хорошее очищение поверхности от обезжиривающего раствора перед операцией активации (осветления) во избежание нейтрализации кислоты щелочью.
После активации, пассивации - двухступенчатая каскадная промывка в холодной воде.
После цинкования детали промывают сначала в непроточной ванне улавливания, что позволяет экономить химикаты, уносимые поверхностью деталей из ванны покрытия, кроме того, уменьшается сброс вредных веществ в сточные воды, а, следовательно, и затраты на обезвреживание сточных вод. После улавливания промывают детали в двухступенчатой каскадной ванне с холодной водой.
Для ускорения операции сушки - одноступенчатая непроточная промывка в горячей воде.
2.5.3 Сушка
Сушка деталей является заключительной операцией технологического процесса нанесения покрытия.Она может производиться в сушильных камерах, сушильных шкафах и в центрифуге. Выбор сушильного оборудования определяется в основном массой, габаритными размерами и производительностью линии. Наиболее часто в механизированных и автоматических линиях используют сушильную камеру, которая является самой простой и надежной в работе.
Сушильные камеры представляют собой открытую сверху ванну, в которой детали обдуваются горячим воздухом при температуре 80 - 100°С, нагретым в калорифере с помощью элетрообогревателей. Корпус ванны имеет теплоизоляцию. Отсос воздуха осуществляется из верхней части сушильной камеры. После чего, воздух поднимается вверх, засасывается вентилятором и вновь проходит тот же путь. Таким образом осуществляется рециркуляция воздуха. Часть отсасываемого из камеры горячего влажного воздуха поступает в общую вытяжную вентиляционную систему линии.
2.6 Последовательность технологических операций
Монтаж - Хим.обезжиривание - Промывка горячая - Электрохим. обезжиривание - Промывка горячая - Промывка холодная - Активация - Двухступенчатая промывка - Цинкование - Улавливание - Двухступенчатая промывка - Пассивация - Двухступенчатая промывка - Промывка горячая - Сушка/Демонтаж.
Технологические инструкции по выполнению технологических процессов [6,12,17,18,19,20]
цинк покрытие деталь
2.7.1 Сырьё и материалы
1) Электрохимическое обезжиривание:
Едкий натр ГОСТ 2263-79
Сода кальцинированная ГОСТ 5100 - 85
ТринатрийфосфатГОСТ 201 -78
Метасиликат натрия ГОСТ 13078-67
2) Активация:
Кислота соляная ГОСТ 3118-77
3) Промывка:
Вода питьевая ГОСТ Р 51232-98.
4) Нанесение покрытия:
Оксид цинка ГОСТ 10262-73
Гидроксид натрия «ч» ГОСТ 4328-77
Добавка «Экомет-Ц1» марка А ТУ 2499-003-32441906-97
Добавка «Экомет-Ц18» ТУ 2499-027-32441906-99
5) Пассивирование:
Азотная кислота ГОСТ 4461-77
Добавка «Экомет-ПЦ01» ТУ 2499-010-32441906-98
Добавка «Экомет-ПЦ01д» ТУ 2499-010-32441906-98
4)Аноды:
стальные никелированные ГОСТ 19904-74
цинковые ГОСТ1180-71
2.7.2 Приготовление и корректировка электролитов
Для приготовления растворов обезжиривания в ванну, наполненную теплой водой на 1/2 объема, следует последовательно ввести расчетное количество тринатрийфосфата, соды кальцинированной технической. Затем растворить необходимое количество натра едкого технического марки ТР небольшими порциями, не допуская сильного разогревания и разбрызгивания раствора. Раствор следует довести водой до заданного объема и перемешать. При перемешивании добавить метасиликат натрия.
Корректировка растворов проводится не реже 1 раза в месяц по данным химического анализа на содержание едкого натра, кальцинированной соды и тринатрийфосфата.
Для приготовления раствора активации ванну на 1/3 рабочего объема залить водой, затем осторожно при перемешивании влить в ванну расчетные количества соляной кислоты. Раствор довести до рабочего объема и перемешать.
Корректировка раствора производится по данным анализа на соляную кислоту цеховой лаборатории два раза в неделю. Смену раствора производить не реже 1 раза в месяц.
Электролит цинкованияследует готовить в ванне, устойчивой к воздействию горячего (до 90°С) раствора щёлочи. Лучше всего использовать ёмкость из нелегированной стали, из которой затем электролит перекачивают в рабочую ванну. Ёмкость для приготовления электролита по вместимости может быть в 2-3 раза меньше рабочей ванны.
Порядок приготовления электролита:
Ванну для приготовления электролита, снабжённую механической мешалкой, заполняют на одну четверть объёма водой. Включают перемешивание и засыпают в воду расчётное количество гидроксида натрия. Перемешивают до полного растворения щёлочи, при этом происходит сильный разогрев раствора.
В горячий раствор при перемешивании небольшими порциями засыпают расчётное количество оксида цинка и продолжают перемешивание до полного растворения. После растворения оксида цинка доводят объём электролита до заданного уровня водой.
Электролит охлаждают, дают отстояться и профильтровывают в рабочую ванну. Окончательно доводят объём электролита до расчётного уровня водой. В электролит вводят БД «ЭКОМЕТ-Ц1» (при необходимости - также «ЭКОМЕТ-Ц18») и тщательно перемешивают.
Если для приготовления электролита используют реактивы квалификации «х.ч.» и дистиллированную воду, то качественные полублестящие осадки могут образовываться сразу после запуска ванны. Но обычно требуется проработка электролита. Электролит прорабатывают током в количестве 1-3 (А·ч)/л при плотности тока 0,5-0,8 А/дм2. При проработке используются только стальные катоды и аноды из нелегированной малоуглеродистой стали. Если после проработки качество покрытий не улучшится, в электролит вводят «Трилон Б» в концентрации 0,1-0,5 г/л (концентрацию увеличивать постепенно).
В процессе эксплуатации проводят химический анализ электролита на содержание цинка и щёлочи. Корректируют электролит оксидом цинка и щёлочью по результатам анализа. Оксид цинка следует предварительно растворять в щёлочи, полученным раствором корректировать электролит. Контроль и корректировка электролита по добавкам «ЭКОМЕТ-Ц1» («ЭКОМЕТ-Ц18») проводится по результатам исследования электролита на ячейке Хулла или по внешнему виду получаемых покрытий: добавки вводятся по мере снижения блеска покрытий. Электролит должен подвергаться периодической фильтрации через полипропиленовую ткань или другой щёлочестойкий материал.
При первом приготовлении раствора хромитированиянеобходимо тщательно вымыть гальваническую ванну, т.к. остатки пассивирующих растворов других типов, соединения хрома(Cr(VI)) и другие вещества могут испортить раствор.
Приготовление раствора заключается в растворении в воде БД «ЭКОМЕТ-ПЦ01» и добавлении азотной кислоты, она добавляется из расчёта 4,5-5 мл/л. Лучшие результаты получаются при использовании для приготовления пассивирующего раствора дистиллированной или деминерализованной воды.
2.7.3 Контроль качества покрытия
Качество покрытий определяется по следующим основным параметрам: внешний вид, толщина покрытия, прочность сцепления. Пористость этих покрытий обычно не контролируется, так как она, учитывая анодный характер защиты, не регламентируется. Контроль толщины покрытия и прочности сцепления производится на количестве деталей от 0,1 до 1% , но не менее 3 деталей от партии.
Визуальный контроль.Из всех свойств гальванических покрытий, внешний вид - одна из самых распространённых характеристик, на которую обращает внимание непосредственный потребитель. При осмотре блестящих гальванических покрытий основным фактором, на который обращают внимание, является блеск (отражательная способность). Обычно это относится к тем случаям, когда изделия предназначаются для демонстрации данного вида продукции или являются видимыми деталями сборочных изделий.
Детали, покрытые цинком, осматриваются невооруженным глазом на расстоянии 25 см от контролируемой поверхности, при естественном или искусственном освещении, освещенность должна быть не менее 300 люкс при применении ламп накаливания и не менее 500 люкс при применении люминесцентных ламп.
Отбраковке подлежат детали, имеющие следующие дефекты покрытия: непокрытые участки поверхности; шероховатость, превышающая допустимые нормы; отслаивание покрытия в виде отдельных вздутий (пузырей) или осыпающихся частиц покрытия, точечные изъязвления (питтинг), грязные подтеки воды, матовость и др.
Визуальный контроль проводится на количестве деталей от 0,1 до 3%, но не менее 3 деталей от партии.
Контроль прочности сцепления.
К наиболее широко применяемым относят методы полирования, нагрева, навивки, нанесения сетки царапин, изгиба и др. Деталь с покрытием нагревают в течение 40 мин и охлаждают на воздухе. Температура нагрева 180-200°С. На контролируемой поверхности не должно быть вздутия и отслаивания.
Контроль толщины покрытия.Толщина покрытия является одним из важнейших параметров, определяющих коррозионную устойчивость изделий. Поэтому определение толщины покрытия является необходимой и обязательной контрольной операцией. В лабораторной и цеховой практике используются различные методы определения толщины покрытия, как на готовых деталях, так и на специально закладываемых образцах. Для проверки толщины гальванопокрытий существуют разные способы разрушающего (капельный, струйный, электрохимический) и неразрушающего (магнитный и др.); а также различные физические методы, предусматривающие применение приборов-толщиномеров, основным преимуществом которых является быстрое определение толщины без разрушения покрытия.
В курсовойработе толщина покрытия контролируется магнитным методом: метод основан на измерении силы отрыва постоянного магнита или сердечника электромагнита от контролируемой поверхности, которая зависит от толщины покрытия. Толщину покрытия измеряют с помощью магнитного толщиномера ИТП - 1А.
В отверстиях, пазах, вырезах, на вогнутых участках сложно профилированных деталях, местах сопряжения неразъемных сборочных единиц допускается уменьшение толщины до 50%, если нет других требований в конструкторской документации к толщине покрытия на указанных участках.
Удаление некачественного цинкового покрытия рекомендуется проводить растворением в 5-10% растворе H2S04 при цеховой температуре с тщательной последующей промывкой поверхности.
2.7.4 Дефекты и их устранение
Основные дефекты цинковых покрытий, причины и способы устранения сведены в таблицу 2.5, составленную по [5,6].
Таблица 2.5 - Дефекты цинкования, причины и способы устранения
Неполадки |
Причина неполадок |
Способ устранения |
|
Покрытие темное, губчатое |
Низкая концентрация оксида цинка Повышенная катодная плотность тока Низкая температура электролита Электролит не проработан |
Увеличить концентрацию оксида цинка Снизить катодную плотность тока Повысить температуру электролита Проработать электролит |
|
Темные непокрытые участки |
Экранирование деталей при неправильном расположении их на приспособлении |
Изменить конструкцию приспособления, обеспечив правильное расположение деталей |
|
Отсутствие покрытия по всей поверхности детали при низких плотностях тока |
Наличие окислителей в электролите (перекись водорода, соли азотной кислоты и др.) |
Проработка электролита постоянным током; в случае загрязнения солями азотной кислоты заменить электролит |
|
Пассивирование анодов, сопровождаемое выделением кислорода |
Недостаток гидроксида натрия Высокое значение анодной плотности тока |
Добавить гидроксид натрия Снизить анодную плотность до получения качественного покрытия |
|
Покрытие светлое, мелкокристаллическое шероховатое |
Загрязнение электролита шламом и другими механическими примесями |
Отфильтровать электролит, надеть чехлы на аноды |
2.7.5 Анализ электролитов
Раствор обезжиривания анализируют на содержание едкого натра, углекислого натрия, тринатрийфосфата. Содержание едкого натра, углекислого натрия определяют методом нейтрализации, тринатрийфосфат - фотоколориметрическим или методом нейтрализации.
Раствор активации анализируют два раза в неделю на содержание соляной кислоты методом нейтрализации.
Анализ электролита цинкования проводят на концентрацию ионов цинка комплексонометрическим методом. Концентрацию едкого натра определяют методом нейтрализации.
Определение наличия примесей и нарушение состава электролита щелочного цинкования. Вследствие высокого содержания свободной щелочи в электролите щелочного цинкования ионы тяжелых металлов могут находиться в растворенном состоянии в виде купритов (Na2CuO2), плюмбитов (Na2PbO2) и других соединений. Источником попадания в электролит солей тяжелых металлов (меди, железа, свинца) обычно является плохо очищенный оксид цинка, отдельные партии которого могут быть сильно загрязнены.
Медь. Максимально допустимая концентрация ионов меди равна 1 мг/л. Незначительное превышение концентрации приводит к пожелтению осадка. При больших концентрациях наблюдается почернение покрытия в области малых плотностей тока, а существенное превышение концентрации приводит к почернению всей катодной поверхности. При этом наблюдается сильноегазовыделение и соответственно низкая скорость осаждения цинкового покрытия.
Свинец. Максимально допустимая концентрация 1 мг/л. Загрязнение электролита свинцом приводит к аналогичным последствиям, что и загрязнение медью, но в этом случае имеет место не потемнение, а посинение осадка. При небольших концентрациях свинца синева проявляется не сразу, а спустя несколько часов или даже суток.
Железо. Максимальная концентрация ионов железа в цинкатном электролите 80 мг/л. Примеси железа приводят к почернению осадка, снижению ВТ и сильному газовыделению.
Хром. Наибольшую опасность представляет Cr(VI). При его появлении в электролите наблюдается сильноегазовыделение, цинк вообще не осаждается или осаждается пятнами. Покрытие получается черным. В области высоких плотностей тока может быть «пригар». Наиболее часто хром в ванну цинкования попадает из ванны пассивации или с повторно обрабатываемых деталей.
Если в области высоких плотностей тока покрытие шероховатое, то это признак наличия в электролите взвешенных частиц и электролит необходимо отфильтровать.
2.7.6 Обслуживание электролитов
При эксплуатации ванн цинкования необходимо соблюдать следующие правила:
подбирать оптимальную площадь электродов (анодов), чтобы в ванне поддерживать постоянное содержание цинка. При тенденции к уменьшению содержания цинка нужно увеличить площадь анодов (использовать насыпные), при увеличении содержания цинка следует заменить часть цинковых анодов на стальные;
не допускать падения деталей на дно ванны;
тщательно обезжиривать и промывать детали, подвергаемые цинкованию, во избежание заноса с деталями органических примесей (масла, растворителей) и раствора активации;
применять аноды марок Ц0 и Ц1;
аноды следует очищать от шлама, помещать в чехлы из ткани “Хлорин”, выгружать на период простоя;
стойкость чехлов из ткани “Хлорин” - 1 месяц, чехлы должны быть выстираны, выдержаны 1-2 минуты в растворе серной кислоты (50-100 г/л), промыты и высушены;
электролит не должен иметь контакт с нержавеющей сталью, т.к. хром из нержавеющей стали растворяется в щелочи и загрязняет электролит;
не допускать попадания в ванну пыли и других механических примесей, вызывающих шероховатость покрытия;
периодически раствор должен профильтровываться через активированный уголь, с целью предотвратить попадание в состав осадка продуктов окисления органических добавок;
своевременно отфильтровывать электролиты от механических примесей, накапливающихся при длительной работе (но не менее двух раз в месяц);
в нерабочий период аноды помещают в ванну промывки.
2.8 Утилизация ценных компонентов из промывных вод и отработанных растворов,очистка сточных вод [21]
Утилизация ценных компонентов
Для уменьшения потерь цинка электролит цинкования утилизируют из промывных вод. В составе цинкатного электролита основным ионом является . В ванне улавливания рН раствора уменьшается, и ион в результате реакции гидролиза переходит в нерастворимое соединение по реакции:
Zn(OH)42- + H2O > Zn(OH)2v + 2OH- (2.7)
С одной стороны это плохо, т.к. часто осадок прилипает к поверхности деталей, ванны и т.д., но с другой стороны, это позволяет утилизировать цинк. В ванне улавливания накапливается нерастворимый Zn(OH)2. Этот раствор взмучивают и сливают в специальную ванну, где происходит отстой раствора, на дне оседает Zn(OH)2, а осветленную часть сливают на очистные сооружения, где раствор щелочи является нужным компонентом. Затем из ванны цинкования раствор сливают в ванну с осадком. Так как в растворе цинкования содержится избыток щелочи, то осадок в ванне растворяется, и раствор затем насосом закачивается обратно в ванну цинкования. При этом производят дополнительную фильтрацию от механических примесей.
Очистка сточных вод
Промывные воды и отработанные электролиты после процессов нанесения покрытия, обезжиривания, травления,хроматирования образуют группу кислых и щелочных сточных вод содержащих ионы тяжелых металлов.
При смешении кислых и щелочных стоков достигается предварительная частичная нейтрализация.
Затем производится обезвреживание кислотно-щелочных стоков от токсичных металлов. Нейтрализация и очистка кислотно-щелочных стоков с ионами токсичных металлов может быть осуществлена реагентным, ионообменным и электрохимическим методами.
Наиболее распространенным методом очистки сточных вод является реагентный метод, основанный на реакциях нейтрализации и окисления-восстановления. Достоинствами его являются: простота оборудования и его эксплуатации, универсальность, дешевизна реагентов. Недостатки метода: необходимость в больших площадях для установки громоздкого оборудования; проблемы с обезвоживанием и захоронением шламов; невозможность использования осветленной воды в обороте из-за большого солесодержания; невозможность извлечения ценных металлов.
Периодически сбрасываемые сточные воды (залповые сбросы) целесообразно собирать в сборниках-накопителях, откуда они с помощью дозаторов постепенно поступают в проточные воды и затем в реактор.
Поскольку кислые и щелочные сточные воды содержат ионы тяжелых металлов, необходимо их осаждать в виде малорастворимых соединений (гидроксидов или основных карбонатов). Осадителями служат растворы аОН, а2СО3, известковое молоко примерно 5 %-ой концентрации. Протекающие при осаждении реакции:
Меn+ + nOH-Ме(OH)n (2.8)
( x+2y)Меn+ + xnOH- + ynCO32 - xMe(OH)nyMe2 (CO3) (2.9)
Для интесификации коагуляции осаждаемых гидроокисей используют флокулянт - полиакриламид.
Принципиальная схема реагентной очистки для случая, когда на предприятии имеются один основной поток сточных вод (кислотно-щелочные сточные воды), представлена на рисунке 2.1.
По нормам проектирования время нахождения сточных вод в отстойнике не менее 2 ч, в реакторах - 30 мин. при непрерывной технологии очистке и 1 ч при технологии периодического действия.
Сборники концентрированных стоков (накопители) могут выполнять функцию усреднителей, в которых производится смешение промывных вод и залповых сбросов. При больших потоках сточных вод рекомендуется установка смесителей между накопителями и реакторами для предварительного контакта стоков с реагентами. При расходе сточных вод до 15-30 м3/ч и периодической схеме очистки реакторы совмещаются со смесителями. Для интенсификации очистки и предотвращения осаждения взвесей в аппарате реакторы снабжаются механическими мешалками. Для осаждения малорастворимых соединений, образующихся в реакторах, используют горизонтальные, вертикальные, а также тонкослойные полочные отстойники. Предпочтительнее применение вертикальных отстойников с нисходяще-восходящим движением воды, в которых изменение направления потока воды способствует седиментации осадка. Полиакриламид (в виде 0,1 %-го раствора) вводят в количестве 2-5 г на 1м3 сточных вод перед их поступлением в отстойник.
Рисунок 2.1- Принципиальная схема реагентной очистки сточных вод:
1 - сборник концентрированных кислых стоков, 2 - сборник концентрированных щелочных стоков, 3 - бак для коагулянта (флокулянта), 4 - реактор для нейтрализации кислотно-шелочных стоков, 5 - отстойник, 6- шламонакопитель, 7 - вакуум-фильтр или фильтр-пресс; I - концентрированные кислотные стоки, II - концентрированные щелочные стоки, III - промывные кислотно-щелочные воды.
После пребывания в отстойнике рекомендуется снизить влажность осадка его дополнительным отстаиванием в шламоуплотнителе в течение 3-5 суток. Систематическая перекачка шламовой суспензии из отстойника в шламоуплотнитель позволяет уменьшить содержание взвешенных веществ в осветленной воде, выходящей из отстойника. Основное обезвоживание шлама проводят на вакуум-фильтрах, фильтр-прессах или центрифугах.
Очищенная сточная вода после отстойника направляется в канализацию, либо на дополнительную очистку. Она может быть ограничена фильтрованием через фильтры с зернистой загрузкой (обычно кварцевый песок с размером зерен 1-2 мм, дробленый керамзит или антрацит).
Рекомендуемая скорость фильтрования 7-9 м/ч. При высоте слоя загрузки 1,2 м продолжительность фильтроцикла составляет 8-16 ч; концентрация взвешенных веществ в фильтрате не превышает 5 мг/л.
Основными недостатками фильтров с зернистой загрузкой являются большой объем промывных вод, достигающий 20% объема обрабатываемой воды, и большие площади для их размещения. Более эффективно очистка сточных вод от механических примесей осуществляется на полимерных фильтрах, на фильтрах из металлокерамики, пористой нержавеющей стали, и пористого титана.
Для использования очищенной воды в оборотном водоснабжении проводят её обессоливание методами ионного обмена или электродиализа. Во всех случаях при этом получают обессоленную до определенной степени воду и концентрат, направляемый на реагентную очистку.
Библиографический список
ГОСТ 15150-69. Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранение и транспортирование в части воздействия климатических факторов внешней среды.
ГОСТ 9.303-84. ЕСЗКС. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Общие требования к выбору.
ГОСТ 9.306-85. ЕСЗКС. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Обозначение.
ГОСТ 9.039-74 ЕСЗКС. Коррозионная агрессивность атмосферы.
...Подобные документы
Изучение процессов анодирования алюминия и нанесения цинкового покрытий на стальные детали. Составы электролитов и способы электролиза. Выбор вида покрытия, толщины и технологии цинкования. Определение времени обработки изделия. Расчет прибыли и издержек.
дипломная работа [736,7 K], добавлен 28.12.2020Технологии, связанные с нанесением тонкопленочных покрытий. Расчет распределения толщины покрытия по поверхности. Технологический цикл нанесения покрытий. Принципы работы установки для нанесения покрытий магнетронным методом с ионным ассистированием.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 04.05.2011Состав гальванического покрытия и его использование для защиты деталей от коррозии и придания им красивого внешнего вида. Особенности применения и отличительные свойства анодных и катодных металлических покрытий. Сферы использования химических покрытий.
контрольная работа [930,4 K], добавлен 18.09.2009Назначение защитного покрытия. Технические условия на обработку деталей, заготовку, готовую продукцию. Требования к внешнему виду после нанесения покрытия и контроль качества. Технологические расчеты и параметры действующего химического производства.
курсовая работа [105,0 K], добавлен 12.03.2010Создание технологической схемы малоотходной технологии производства покрытий. Расчет материальных балансов процессов. Выбор основного и вспомогательного оборудования для процессов получения покрытий, очистки СВ и воздуха. Основы процесса цинкования.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 26.10.2014Механизм образования гальванических покрытий. Разработка технологического процесса участка никелирования для детали "Направляющая": характеристика изделия, выбор вида и толщины покрытия; подбор оборудования; расчет себестоимости; техника безопасности.
дипломная работа [356,4 K], добавлен 30.05.2013Расчет участка цинкования стальных деталей простой конфигурации. Определение времени обработки деталей на технологических операциях. Количество гальванических ванн и габариты автооператорной линии. Расчет баланса напряжения на электрохимической ванне.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 19.04.2017Краткое техническое описание изделия с указанием материала отделываемых поверхностей и вида защитно-декоративных покрытий. Характеристика применяемых лаков, грунтовок и расчет их норм. Разработка карт технологического процесса для каждого вида покрытия.
курсовая работа [722,7 K], добавлен 11.05.2015Анализ технологических условий на изготовление детали "трубная решётка". Выбор вида заготовки и способы её получения. Выбор технологических баз, расчёт припусков. Обработка отдельных поверхностей детали. Выбор оборудования, инструментов и приспособлений.
курсовая работа [147,0 K], добавлен 10.05.2015Анализ технологических условий на изготовление детали и характеристика материала. Методы контроля качества заготовки, выбор последовательности и схемы обработки поверхностей. Программирование сверлильных операций, промышленная экология и безопасность.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 07.06.2010Выбор и обоснование вариантов технологического процесса листовой штамповки детали. Расчет коэффициента раскроя и коэффициента использования металла. Выбор способа разрезки и определение вида оборудования для резки. Выбор смазки и способ ее нанесения.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 16.02.2016Описание детали, принцип работы и возможные неисправности. Выбор средств измерения. Определение дефектов деталей и коэффициентов повторяемости. Построение гистограммы распределения износов. Выбор способа восстановления. Расчет режимов нанесения покрытия.
курсовая работа [516,5 K], добавлен 20.08.2010Характеристика, свойства и применение современных износостойких наноструктурных покрытий. Методы нанесения покрытий, химические (CVD) и физические (PVD) методы осаждения. Эмпирическое уравнение Холла-Петча. Методы анализа и аттестации покрытий.
реферат [817,5 K], добавлен 26.12.2013Горячее цинкование как покрытие металла (железа или стали) слоем цинка для защиты от коррозии путём окунания изделия в ванну с расплавленным цинком при температуре около 460 °C, его достоинства. Сравнительный анализ способов нанесения цинковых покрытий.
реферат [97,8 K], добавлен 16.06.2014Разработка и конструкционно-технический анализ чертежа детали. Вид заготовки, описание метода и способа ее получения для заданной детали. Последовательности механической обработки заданных поверхностей и технологии выполнения отдельных операций.
курсовая работа [35,3 K], добавлен 17.12.2007- Исследование процесса движения частиц в газоплазменном потоке при газотермическом нанесении покрытий
Характеристика основных закономерностей процесса газотермического нанесения покрытий. Устройство плазматрон. Преимущества технологии газотермического нанесения покрытий. Моделирование воздействия концентрированного потока энергии на поверхность.
контрольная работа [3,2 M], добавлен 16.06.2013 Анализ основных технологических процессов обработки типовых деталей автомобиля. Проектирование операций механической обработки деталей. Установление рациональной последовательности переходов. Определение по таблицам припусков на механическую обработку.
методичка [1,5 M], добавлен 06.03.2010Определение и виды лакокрасочных покрытий. Методы их нанесения. Основные свойства лакокрасочных покрытий. Их промежуточная обработка. Защита материалов от разрушения и декоративная отделка поверхности как основное назначение лакокрасочных покрытий.
контрольная работа [172,4 K], добавлен 21.02.2010Технологический процесс цинкования стальной детали. Методики приготовления, анализа, корректировки и регенерации растворов и электролитов, применяемых в технологическом процессе. Техника безопасности и производственная санитария в цехе металлопокрытий.
курсовая работа [83,8 K], добавлен 16.11.2009Выбор покрытия для условия Крайнего Севера. Технологическая карта процесса. Химическое, электрохимическое обезжиривание и активирование поверхности детали перед нанесением гальванопокрытий. Электроосаждение сплава медь-никель. Метод контроля покрытий.
контрольная работа [19,1 K], добавлен 14.05.2011