Гальваническое цинкование как способ защиты металла.
Смирнов В.В, так же считает, что почти половина производимого на планете цинка используется именно для создания оцинкованной стали.
Так же автор предупреждает, что в некоторых случаях анодный тип взаимодействия цинка с черными металлами может измениться на катодный, что приводит к стремительному развитию коррозии. Это может произойти, к примеру, в случае, когда оцинкованный материал оказывается в горячей воде (более 70 градусов). Кроме того, на скорость развития коррозии влияет характер pH среды. Комфортный для металла показатель pH находится в рамках 7-12 (щелочная среда). При отклонении этого показателя в любую сторону, коррозийные процессы развиваются быстрее. Обратите внимание! Особенно комфортные условия для появления ржавчины имеются в тропическом и сильно загрязненном климате.
Автор тоже упоминает, что следует отметить ухудшение химической устойчивости цинка при контакте с летучими элементами, выделяемыми из некоторых продуктов органического происхождения:
синтетических смол; олифы; углеводородов с содержанием хлора.
Автор рассматривает такие же методики для усиления защитных способностей цинка: Хроматирование, Фосфатирование, Окрашивание..
Смирнов В.В,выделяет такие же достоинства и недостатки, как и предыдущие авторы: повышенная производительность,невысокая себестоимость, оптимальный уровень защиты метала, равномерность нанесения покрытия, возможность нанесения цинкового покрытия на изделие вне зависимости от его конструктивной сложности, даже если речь идет о мелких порах, декоративностью получаемых покрытий (гладкостью и блеском), в результате чего детали не нужно дополнительно обрабатывать.
|
|
Этот Автор утверждает, как и другие,что главный минус гальванической технологии – невысокие адгезивные качества (способность к сцеплению) цинкового покрытия с защищаемым металлом. Чтобы повысить адгезию, необходимо особенно тщательно готовить металл к цинкованию. Подготовка заключается в очищении поверхности, подлежащей обработке. Также существует риск наводороживания черных металлов, в особенности при нарушении правил гальваники. В результате возникает так называемая водородная хрупкость детали. К тому же и выглядит такое изделие непривлекательно. Нельзя не отметить и экологическую вредность производств, где применяется гальваническая методика. Для таких процессов характерно выделение ядовитых загрязняющих веществ, которые перед утилизацией нужно подвергать глубокой очистке.
Смирнов В.В выбрала так же Электролитическое цинкование, и два типа электролитов: Простые кислые (хлориды, сульфаты, борфтористоводороды) и Сложные комплексные (цинкатные, цианидные, пирофосфатные, аммиакатные и другие).
Выводы
Все Авторы советуют использовать Электролитическое цинкование, так как оно отличается:
- повышенной производительностью
- невысокой себестоимостью;
- оптимальным уровнем защиты металла;
- равномерностью нанесения покрытия (отсутствием подтеков, капель и других дефектов);
- возможностью нанесения цинка на все участки изделий с любой сложной формой, включая различные поры;
- получение декоративных защитных покрытий (гладких, блестящих), не требующих дополнительной обработки.
- Цинкование можно осуществлять не только в один слой, но и многослойно. При этом перед нанесением новых слоев необходимо удалять появившиеся наросты.
Выбирают одни и теже электролиты, потому
|
|
Сейчас в современном мире для проверок в производстве по разным критериям введен аналитический контроль.
Аналитический контроль осуществляется в специальных лабораториях: центральных заводских лабораториях (ЦЗЛ) и химико-аналитических лабораториях (ХАЛ). На некоторых крупных предприятиях есть центральные научно-исследовательские лаборатории (ЦНИЛ), представляющие собой научно-исследовательские центры, и аналитические отделы, осуществляющие все виды контроля и анализ проб, привезенных из цехов всего производства, а также занимающихся стандартизацией растворов и выполнением арбитражных анализов. Специальные методические группы ЦНИЛ занимаются научными исследованиями, цель которых – поиск, усовершенствование и приспособление к требованиям данного производства методов и методик анализа, а также разработка и аттестация новых методик.
Аналитическая служба – это сложная система, позволяющая получить данные о химическом составе (реже – химическом строении веществ), которые необходимы для материального производства, рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды, научных исследований.
Аналитический контроль производства включает в себя практическое применение теории и методов аналитической химии к определению состава конкретных объектов какого-либо производства. До недавнего времени его называли техническим анализом. При этом выделяют следующие частные цели: изучение и оценка состава, управление составом.
|
|
Изучение состава – это установление качественного и (или) количественного состава сырья, промежуточных продуктов и готовой продукции. Оценка заключается в установлении соответствия содержания компонента в основной массе вещества определенным требованиям (критериям). Синоним оценки – контроль химического состава веществ.
Управление составом состоит в использовании полученных данных для целей производства, например введение добавок реагентов или изменение условий проведения процесса в зависимости от состава сырья или полупродуктов или принятие той или иной схемы переработки сырья.
Выделяют следующие задачи аналитического контроля:
· Для проверки качества продукции и хода технологического процесса;
· Для предотвращения брака;
· Обеспечение установленного нормами и техническими условиями качества выпускаемых изделий.
Нормы на различную продукцию устанавливаются государственными стандартами. Стандарты подразделяются на следующие категории: государственные общесоюзные стандарты (ГОСТ), отраслевые стандарты (ОСТ), республиканские (РСТ), стандарты предприятий (СТП). Каждый стандарт имеет свой номер и год утверждения и содержит следующие основные разделы: определение и назначение продукта (изделия); технические требования (классификация, свойства и т.д.); правила приемки (отбор пробы для анализа); методы испытаний; упаковка и маркировка. В случае отсутствия стандартов качество определяется временными техническими условиями (ТУ), которые утверждаются министерствами и ведомствами.
В зависимости от объекта аналитического контроля и его цели различают следующие виды анализов, с помощью которых производят оценку химического состава:
· Маркировочные: проводят для контроля химического состава и свойств сырья и материалов, поступающих на предприятие. По их результатам определяют качество полупродуктов и готовой продукции, ее соответствие установленным нормам.
· Скоростные: с их помощью устанавливают правильность технологического режима. Основное требование, предъявляемое к анализам этого вида, – повышенная скорость, чтобы результаты могли быть своевременно использованы в процессе производства.
· Арбитражные: производят в случае необходимости получения особенно точных сведений о химическом составе, при разногласиях между заводом-поставщиком и предприятием-потребителем, например по поводу химического состава сырья.
В нашей стране на предприятиях различных отраслей имеется большое число химико-аналитических лабораторий – порядка двадцати тысяч. На них работает огромное число сотрудников. Служба аналитического контроля играет важную роль в становлении и налаживании многих промышленных производств. Совершенствование методов аналитического контроля способствует повышению качества продукции и достижению большей стабильности технологических процессов. Это совершенствование идет в направлении автоматизации серийных анализов, более широкого использования экспрессных инструментальных методов, включения ЭВМ в цикл управления технологическим процессом на основе данных аналитического контроля.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
ОАО «Контур» основано в 1978 году. Завод производиттрубопроводную арматуру и оборудование для атомныхстаций,нефтяной, газовой и химическойпромышленности.
Изготовлениеизделийпроводится в соответствии с действующей в рамках «Корпорации «СПЛАВ» системой менеджмента качества, сертифицированной по ISO 9001:2008.
На заводе организованыследующиевидыпроизводства:
- заготовительное;
- кузнечное и штамповочное;
- термообработка;
- гальваническое;
- мехобработка;
- сварка, наплавка;
- изготовление сильфонов и компенсаторов;
- сборка;
- испытания
На предприятии имеется ряд цехов:
1)заготовительное производство (цех №5)
2)инструментальный цех
3)цех трансформаторов
4)цех сборки светотехники
5)цех магнитопроводов
6)печатные платы
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Гальваническоепроизводствоявляется одним изнаиболееопасныхисточниковзагрязненияокружающей среды, главным образом поверхностных и подземныхводоемов, ввидуобразованиябольшогообъёмасточных вод, а такжебольшогоколичестватвердыхотходов, особенно от реагентногоспособаобезвреживаниясточных вод.
Соединенияметаллов, выносимыесточными водами гальваническогопроизводства, весьавредновлияют на екосистемуводоем–почва–растение–животный мир–человек.
Ониобладаюттоксическим, канцерогенным (вызываютзлокачественныеновообразования — As, Se, Zn, Pd, Cr, Be, Pb, Hg, Co, Ni, Ag, Pt.), мутагенным (когутвызватьизменениянаследственности — ZnS), тератогенным (способнывызватьуродства у рождающихсядетей — Cd, Pb, As, Co, Al и Li) и аллергеннымдействием (соединения Cr6+).
Кроме того, некоторыенеорганическиесоединенияоказываютгубительноедействие на микроорганизмыочистныхсооружений, прекращаютилизамедляютпроцессыбиологической очистки сточных вод и сбраживаниеосадков в метантенках. Токсичныеметаллы в водоймахгубителькодействуют на флору и фауну и тормозятпроцессысамоочищенняводоемов.
При использованииводызагрязненныхводоёмов для орошенияцветныеметаллывыносятся на поля и концентрируются в верхнемнаиболееплодородномгумусосодержащемслоепочвы, снижаяазотфиксирующуюспособностьпочвы иурожайностьсельскохозяйственных культур, и вызываютнакоплениеметаловвышедопустимихконцентраций в кормах и других продуктах.
При одновременномприсутствии в сточных водах гальванопроизводстванесколькихвредныхкомпонентовпроявляетсяихсовместное, комбинированноедействие на організмчеловека, теплокровнихживотных, флору и фауну водоемов, на микрофлоруочистныхсооруженийканализации, выражающееся в синергизме (эффектдействиябольше простого суммирования); антагонизме (действиенесколькихядовменшесуммированного) и в аддитивности (простоесуммирование).
Например, кадмий в сочетании с цинком и цианидами в водеусиливаетихдействие, мышьякявляетсяантагонистомселена. Нередконаблюдаются и отступления от этойсхемы.
Для оценкиэкологическойопасностигальваническогопроизводстваслужитэкологическийкритерий (ЭК), которыйопределяетсякакотношениеконечнойконцентрации компонента раствора в сбрасываемой (очищенной) воде (Скон) к его ПДК в водерыбохозяйственныхводоемов и прямо пропорциональнозависит от концентрации компонента в технологическомрастворе (С0), кратностиразбавленияпромывными водами выносимогоизванныраствора (q/Q) и обратнопропорциональнозависит от степени очистки сточных вод (a):
(1)
Чем больше экологическийкритерий, тем большуюэкологическуюопасностьпредставляеттотилиинойтехнологическийраствор, гальванический цех; суммарно по всемугальваническому цеху с учетомработыочистныхсооруженийэкологическийкритерий не долженпревышатьединицы: ЭК£1.
Представленнаязависимостьпоказывает, чтоснижениеотрицательного воздействиягальваническогопроизводства на окружающуюсредудостигаетсяснижениемэкологическойопасностиприменяемыхрастворов и электролитов (С0/ПДК), рационализациейводопотребления (q/Q) и повышениемэффективности очистки сточных вод (a).
В качествепримера в табл. 1 приведена сравнительнаяоценкаэкологическойопасностинаиболееизвестныхэлектролитовцинкования: за счет болем высокойконцентрациикомпонентов кисле электролитыобладаютнаибольшейэкологическойопасностью, превышающейэкологическуюопасностьцианистыхэлектролитов.
При замене растворов и электролитов не обходимо учитывать эффективность очистныхсооружений по очисткеобразующихся при этомстоков. Так, например, при замене цианистого электролита цинкования на сернокислый при одинаковой концентрации оно в цинка и неизменных системах промывки деталей и очистки кисло-щелочныхстоковэкологическийкритерий технологи цинкованияухудшается в сотни раз из-за практическиполной очистки стоков от цианидов (до ПДК) и незначительнойстепени очистки сточных вод от сульфатов (до 30%). Поэтому в случаенадежнойсистемыобезвреживанияцианистыхстоков проблема заменыцианистыхэлектролитовопределяется не сталько степеньювоздействия на окружающую природу, сколько санитарногигиеническимиусловиями труда при приготовлении и эксплуатацииэтихэлектролитов, а такженеобходимостьюорганизацииотдельных систем обезвреживанияциансодержащихсточных вод и другими технико-экономическими моментами. Если же заменятьцианистыеэлектролиты на аммиакатные, то этоможетвызватьдополнительныетрудности при очисткесточных вод, содержащихмедь.
Технологические процессы нанесения электрохимическим способом включают в себя ряд последовательных операций: электрохимическое или химическое обезжиривание, травление, рыхление, шлифование и полирование, декапирование, нанесение покрытий.
Все эти операции сопровождаются выделением в воздух помещения и в атмосферу различных загрязняющих веществ. Особой токсичностью отличаются растворы цианистых солей, хромовой и азотной кислот и др.
Основные выделяющиеся загрязняющие вещества: аэрозоли щелочей, кислот, солей металлов, а также пары аммиака, оксидов азота, хлористого и фтористого водорода, цианистый водород.
Табл.1 Сравнительнаяоценкаэкологическойопасностиэлектролитовцинкования
| Компоненты | Цианистые | Цинкатные | Аммиа-катный | Кислые | |||
| обычный | малоциа-нистый | № 1 | № 2 | серно-кислый | хлористый | ||
| ZnO | 40-45 | 8-10 | 8-10 | 8-10 | 35-40 | - | - |
| ZnSO4 ·7H2O | - | - | - | - | - | 200-300 | - |
| ZnCl2 | - | - | - | - | - | - | 135-150 |
| NaCN | 80-85 | 18-20 | - | - | - | - | - |
| NaOH | 40-60 | 60-80 | 100-120 | 100-120 | - | - | - |
| Na2SO4 | - | - | - | - | - | 50-100 | - |
| NaCl | - | - | - | - | - | - | 200-230 |
| Al2(SO4)3 ·18H2O | - | - | - | - | - | 30-50 | - |
| NH4Cl | - | - | - | - | 200-220 | - | - |
| ПЭИ | - | - | 0,5-1,0 | - | - | - | - |
| ЛВ-8490 | - | - | - | 1-4 | - | - | - |
| Уротропин | - | - | - | - | 20-25 | - | - |
| Препарат ОС-20 | - | - | - | - | 4-5 | - | - |
| Диспергатор НФ | - | - | - | - | 6-8 | - | - |
| Декстрин | - | - | - | - | - | 8-10 | - |
| Экологическаяопасностьэл-та | 4,5 · 106 | 1,02 · 106 | 1,8 · 106 | 0,8 · 106 | 3,88 · 106 | 6,8 · 106 | 7,2 · 106 |
ГАЛЬВАНИЧЕСКОЕ ПРОИЗВОДСТВО
Виды покрытий в гальванике
Врезультате электрохимическойреакцииможно получать самеразнообразныепокрытия. Ихвыборзависит от назначенияизделия и условий его эксплуатации:для повышенияустойчивости стали, чугуна, других сплавов и металлов к коррозиичащевсегоиспользуетсяцинкование и лужение, но такжевисокимиантикоррозийнымисвойствамиобладаетгальваническоепокрытиеизхрома и свинца;сделатьизделиеболемустойчивым к истираниюпомогаетхромирование и железнение;очень часто гальваническиепокрытияприменяются для приданияизделиюпривлекательноговида и особойдекоративности. Красивыйблестящийцвітможно получить в результате хромирования, никелирования, меднения, серебрения, золочения, а такжеанодированияалюминия; металлическиепокрытия, полученныеэлектрохимическим способом, часто применяются в техническихцелях. Серебро и никельповышаютэлектропроводимость, покрытияиз них используют для контактов в электроннойпромышленности. Медь и кадмий прекрасно поддаютсяпайке, потомуихнаносят на отдельныечасти деталей, которые потом соединяются в единоецелое. Медь и хром часто используют при проведенииреставрацииавтомобильных деталей иличастейтрущихсямеханизмов.
Используягальваническиепокрытия, можнополностьюизменитьсвойстваповерхностногослояизделия. Например, изделияиз пластика могут служить проводникомтока, а чугунприобретаеткрасивуюблестящуюповерхность.
Особенностипроцессов
Гальваническиепроцессыпротекают в рас творахэлектролитовпослепропускания через них электрическоготока. В качествеоборудованияиспользуютсяспециальныеемкостиразличныхразмеров – гальванических ваннах. На производствеучастокгальваническихпокритийчащевсегопредставляетсобой ряд емкостей, в которых все изделияпроходятьпоэтапнуюобработку.Нанесениезащитногопокрытияэлектрохимическим способом состоитиз таких основныхэтапов:
· Предварительнаяподготовкаизделиявключает в себямеханическую очистку, полировку (при необходимости), а такжехимическоеобезжиривание и удалениеостатковмаслянойпленки. От качествапідготовкиповерхностиизделия во многомзависитнадежность и прочность готового покрытия;
· перед попаданиемизделия в растворэлектролита, его несколько раз промываютводой, чтобыудалить все следыиспользованных для обезжириваниявеществ;
· электрохимическиепроцессыпроводятся в подготовленныхрас творахэлектролитов. Еслипроцесстребуетнесколькихреакций, то онипроисходятпоследовательно, с изменениемрежимаилииспользуемогораствора;
· большинствогальваническихпроцессовтребуютпроведенияпассированияизделийпосленанесения основного покрытия. В зависимости от наносимогометалла, для этихцелейможетбытьпримененагорячая вода илихроматирование;
· завершающаястадіявключает в себяпромывкуизделия и сушку горячимсжатымвоздухом.
После нанесения гальванических покрытий, изделия приобретают красивый внешний вид и поверхность, которая не требует дальнейшей обработки и полировки.
Обезжиривание деталей
Существуют два вида обезжиривания, это стадия перед покрытием детали - обезжиривание химическое и электролитическое.
Химическое обезжиривание — удаление жировых загрязнений с поверхности деталей.Детали, поступающие в гальванический цех для нанесения покрытий, имеют на поверхности жировые загрязнения, смазочные масла. Жировая пленка препятствует прочному сцеплению покрытия с основным металлом, и поэтому она должна быть удалена.
Жировые загрязнения разделяют на две группы: жиры минерального происхождения, удаляемые в органических растворителях, и жиры животного и растительного происхождения, которые омыляются в водных рас творахщелочей и солей щелочных металлов.
Обезжиривание в органических растворителях. Для обезжиривания применяют горючие растворители (бензин, керосин) и негорючие (уайт-спирит, хлорированные углеводороды), которые в отличие от первых не воспламеняются, поэтому их используют для обезжиривания при повышенных температурах.
Детали обезжиривают в бензине и керосине погружением в жидкость. Затем поверхности деталей очищают волосяными щетками, кистями и т. п. Для обезжиривания обычно устанавливают последовательно 2—3 емкости с растворителями, в последней из которых находится наиболее чистый растворитель. Бензин и керосин являются дешевыми растворителями, но опасны в пожарном отношении (в ряде отраслей промышленности бензин запрещен к использованию), поэтому более широкое распространение получило обезжиривание деталей негорючими органическими растворителями, осуществляемое несколькими способами: погружением в жидкость с последующей сушкой, обработкой пара-ми растворителя, струйной обработкой или комбинированным способом.
При обезжиривании погружением в жидкость дета
ли, загрязненные минеральными маслами, поочередно погружают в растворитель (чаще в трихлорэтилен С2НС13) с температурой 20; 40; 75° СОбезжиривание осуществляют в стальных сварных баках, куда помещают детали в корзинах или на подвесках. После промывки детали сушат.
При обезжиривании в парах растворитель нагревается до температуры кипения в специальной ванне для образования паров с помощью парового змеевик. Находящийся в верхней части холодильник конденсирует пар. Пары растворителя конденсируются на зажиренных поверхностях холодных деталей, при этом жировые загрязнения растворяются и стекают в сборник с кипящим растворителем, находящийся на дне ванны. Детали затем поднимают выше зоны паров растворителя, где они высыхают. При таком методе обработки детали очищаются лучше, чем при обезжиривании только погружением в растворитель, так как на поверхности детали после улетучивания растворителя остается тонкая жировая пленка, которая ухудшает сцепление с покрытием.
Обезжиривание с применением струйного распыления растворителя используется при необходимости растворения и смывания труднорастворимых жировых пленок из щелей и зазоров. Загрязненный растворитель, применяемый для обезжиривания, подвергают затем регенерации путем дистилляции в специальных установках.
После обезжиривания в органических растворителях детали дополнительно обезжиривают в щелочных растворах, так как на поверхности их еще остается тонкая пленка жиров, препятствующая хорошему сцеплению покрытия с основным металлом.
Обезжиривание в щелочных растворах.
Жиры животного и растительного происхождения удаляются в горячих щелочных растворах. Под воздействием щелочи омыляемые жиры разлагаются, образуя мыла — растворимые в воде соли жирных кислот и глицерин, которые легко смываются с поверхности деталей при последующей промывке.
Химическое обезжиривание в горячих щелочных растворах основано на способности растительных и животных жиров образовывать мыла при действии на них щелочи. Получаемые в результате реакции мыла легко смываются затем горячей водой. Обезжиривающие вещества, применяются для удаления с поверхности изделий масла, жира и других загрязнений перед нанесением покрытия. Для этой цели чаще всего используется каустическая сода (едкий натр), кальцинированная сода, жидкое стекло, тринатрийфосфат, а также органические растворители: бензин, ксило и др.
Для электрохимического обезжиривания используются те же щелочные растворы, что и при химическом обезжиривании, но с меньшей концентрацией компонентов. Увеличение скорости разрушения и удаления жировой пленки с деталей достигается в результате омыления жиров гидроксильными ионами и механического отрыва капелейжиров и масел обильно выделяющимися на катоде пузырьками водорода, а на аноде пузырьками кислорода.
Минеральные масла или неомыляемые жиры не разлагаются щёлочами, но могут образовывать с ними мельчайшие капли масла, которые легко отделяются от поверхности металла. Для облегчения отрыва капель масла от поверхности металла и образования эмульсии в щелочной раствор вводят поверхностно-активные вещества (ПАВ)—эмульгаторы. Эмульгаторами служат жидкое стекло, мыла и различные синтетические моющие вещества (синта- нол ДС-10, ОП-7, ОП-Ю). Широкое применение нашли специальные технические моющие средства (ТМС).
При обезжиривании в щелочных растворах следует использовать менее концентрированные растворы, так как высокая концентрация щелочи способствует образованию окисных пленок на поверхности деталей. В очень концентрированных растьорах едкой щелочи мыла почти не растворяются и могут задерживаться на поверхности деталей, что отрицательно сказывается на сцеплении покрытий. Концентрация едкого натра должна быть в пределах 30—50 г/л.
Кроме щелочи в раствор химического обезжиривания вводят легко гидролизующиеся соли щелочных металлов: углекислый натрий, тринатрийфосфат и др. Для обезжиривания деталей из металлов и сплавов, растворяющихся в щелочи (алюминий, цинк), применяют растворы углекислого натрия, тринатрийфосфата и др.
Продолжительностьобезжириваниязависит от степени загрязнения деталей и составляет примерно 3—30 мин.
Растворы для обезжиривания приготовляют растворением в теплой воде (40° С) при периодическом перемешивании расчетного количества щелочи. Загрузку производят небольшими порциями. После растворения щелочи раствор нагревают до температуры 70—80° С и растворяют поочередно тринатрийфосфат, углекислый натрий и т. д. Затем добавляют в ванну необходимое количество эмульгатора. Корректировка обезжиривающих растворов производится систематически и не реже одного раза в неделю согласно данным анализа.
Обезжиривание в щелочных растворах производится погружением деталей в раствор и струйным методом. Струйный метод используется тогда, когда необходимо механическое усилие для очистки поверхности деталей. Для этого обезжиривающий раствор на обрабатываемые детали подают под углом 45—90°. Во избежание образования пены при струйной обработке в состав растворов необходимо вводить пеногасители, например эмульсию КЭ-10-21 в количестве 1 г/л.
Для непрерывного обезжиривания мелких деталей применяют установку, в бункер 6 которого загружают детали, отку> да они поступают в барабан 5, и, перемещаясь по винтовой поверхности шнека 4, перемешиваются и одновременно обезжириваются. Для свободного доступа обезжиривающей жидкости в барабане имеются отверстия. Ванна обогревается паром через дырчатые змеевики 1. Выгрузка деталей производится через полые цапфы 3, опирающиеся на цилиндрические ролики 2. Барабан приводится во вращение электродвигателем 9 через редуктор 8 и цепь 7.
Рис. 1 Установка для непрерывного обезжиривания
Разновидностью щелочного обезжиривания является обезжиривание венской известью. Обезжиривание применяется для удаления всех остатков паст и жиров, остающихся в углублениях и пазах деталей, а также для окончательной очистки после полирования деталей, покрытых медью и никелем. При обезжиривании применяют молотую венскую известь (смесь окиси кальция и магния), разведенную с водой до густоты кашицы. Кашицу венской извести помещают в железные ванночки. Детали обезжиривают на столах и в специальных раковинах вручную с помощью щеток или тряпок.
Обезжиривание венской известью применяют также для подготовки поверхности перед серебрением, золочением и некоторыми другими гальваническими покрытиями.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОЦЕССОВ ЦИНКОВАНИЯ
Цинкование – самыйраспространенный способ защиты железа поверхностной металлизацией от атмосферной коррозии. Для этих целей расходуется около 40 % от общего объема мировой годовой добычи цинка. Значение электрохимического потенциала цинка составляет – 0,763 В, что меньше такого же параметра для черных металлов (железа, стали, чугуна), поэтому он защищает последние от коррозии электрохимическим способом. Причем защитные свойства покрытий из цинка проявляются даже в случае незначительной их толщины и при наличии обнаженных участков, например, при воздействии на оцинкованные изделия горячей воды, нагретой до 70 °С и выше (в автоклавах, котельных установках).
Процесс цинкования включает в себя:
· Контроль поверхности подвергаемого гальванике основного металла, в процессе которого определяется качество обработки поверхности изделия и отсутствие недопустимых дефектов, смазки, стружки, остатков эмульсии. Проверяются шероховатость поверхности, величина которой для слоя под защитное покрытие не должна превышать величины Ra 10 (Rz 40), а под защитно-декоративное покрытие - Ra 2,5 (Rz 10).
· Детали, имеющие заусенцы, окалины, трещины, расслоения, поры, раковины и коррозионные повреждения к процессу покрытия не допускаются до полного устранения указанных дефектов.
· Обезжиривание с погружением в раствор 3-хлорэтилен с целью удаления остатков смазки, маркировочной краски, эмульсии.
· Промывка в проточной воде.
· Травление в растворе соляной кислоты с удалением загрязнений, ржавчины, солей и окалины.
· Основная операция с покрытием в растворе электролита в соответствии с требованиями, заложенными в конструкторской и нормативно-технической документации на проведение технологического процесса гальванического цинкования.
· Промывка и осветление в азотной кислоте с удалением окисных пленок, дополнительная промывка.
· Пассивация с нанесением дополнительного защитного слоя.
· Промывка и сушка гальванически оцинкованных изделий.
Контроль внешнего вида, толщины нанесенного слоя и прочности сцепления покрытия с основным металлом.
| Zn |
| T = 15-250C T = 15-350C T = 50-900C T = 50-900C T = 40-750C T = 40-750C |
| Промывка холодной водой | ||
| Промывка холодной водой | ||
| Травление HCl | Промывка в сборнике | |
| Холодная промывка | Холодная промывка | |
| Электрохимич. обезжиривание NaOH Na2CO3 Na3PO4 | Пассивирование CrO3 H2SO4 HNO3 | |
| Промывка горячей водой | Холодная промывка Холодная промывка | |
| Ускоренное травление HCl H2SO4 FeSO4 | Сушка | |
| Рис.2 Технологическая схема производства Гальвановатомат №1 |
Футировка
пластикатом
Футировка пластикатом
T = 10-300C
T = 90-1200C
Принцип работы г/а:
1. Включить обогрев ванн электрохимического обезжиривание, ускоренного травления.
2. Протравить монтажные крюки у подвесок, на которые вешаются детали, подвергающие покрытию цинка.
3. Промыть крюки, в холодной проточной технической воде.
4. Убрать загрязнения с поверхности растворов во всех ваннах.
5. Завести аноды в ваннах цинкования.
6. Ввести в работу сушильную камеру, установить рабочий режим, цикл автомата.
7. Монтаж деталей, завесить детали на подвески.
8. Подготовка поверхности деталей.
· Ускоренное травление: промывка горячей проточной технической водой;
· Электрохимическое обезжиривание:промывка холодной проточной технической водой. Допускается подогрев воды до 20-250С;
· Химическоетравление в кислоте (HCl): промывка холодной водой;
9. Цинкование.
· Изделия на подвесках переводят в ванну цинкования.
10. Промывка в ванне-сборнике.
11. Промывка в холодной воде.
12. Хроматное пассивирование.
13. Промывка холодной проточной водой.
14. Сушка в сушильной камере(T=90-1200)
2.4 АНАЛИТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СОСТАВА ЭЛЕКТРОЛИТА
Начальник ЦЗЛ (главный эколог), осуществляет общее руководство и формирует политику ее деятельности. Ответственный за систему обеспечения качества инженер-техник разрабатывает и контролирует выполнение положений
Руководства по качеству лаборатории.
Заместитель руководителя по испытаниям несет ответственность за выполнение всех технических задач, связанных с проведением испытаний. Техник ЦЗЛ
выполняет функции по делопроизводству, осуществляет прием и регистрацию заказов на испытания, архивирование рабочей документации и др. Специалисты групп по испытаниямЛаборант химического анализа
непосредственно проводят испытания продукции и оформляют протоколы испытаний в обозначенной области.
Техническая компетентность испытательной лаборатории определяется наличием в ней квалифицированного персонала, необходимых средств измерений, испытаний и контроля; помещений с соответствующими условиями окружающей среды; документированных рабочих процессов; нормативно-методических документов испытаний.
Таблица1 Аналитический контроль качественных показателей состава электролита.
| Местоотбора проб | Определяемые показатели | ПДН | Частота отбора проб | Единица измерения | Метод измере- ния | |
| Ванна №1 Ускоренное Травление | HCl H2SO4 | 100-150 250-350 | 1 раз в неделю | г/л | Объем- ный | |
| Ванна №2 Электрохимич. ообезжиривание | NaOH Na2CO3 Na3PO4 | 20-50 30-40 30-60 | 1 раз в неделю | г/л | Объем- ный | |
| Ванна №3 Травление | HCl | 180-250 | 1 раз в неделю | г/л | Объем- ный | |
| Ванна №4 Цинкование | ZnCl2 NH4Cl | 60-85 180-220 | 1 раз в месяц | г/л | Объем- ный | |
| Ванна №5 Пассивирование | CrO3 H2SO4 HNO3 | 4.0-4.5 0.6-0.7 1.1-1.3 | По требованию | г/л | Объем- ный | |
Из всего перечня особо опасных для окружающей среды компонентов растворов и электролитов замена на менее токсичные вызывает наибольшие затруднения для ионов металлов, ионов фтора и цианистых электролитов кадмирования, серебрения и золочения.
В то же время снижение концентрации токсичного компонента прямо пропорционально снижает экологическую опасность электролита.
Если замена токсичных электролитов на менее токсичные ограничена требованиями к получаемым покрытиям, то сокращение расхода воды на промывку возможно в широком диапазоне. При этом огромное значение имеет где осуществляется сокращение водопотребления: в действующем, реконструируемом или строящимся цехе.<