Горячее цинкование (цинкование в расплаве цинка) (стр. 7 из 8)

5. ЦИНКОВАНИЕ ТРУБ И ПРИМЕНЯЕМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Жидкофазный способ цинкования (в расплаве цинка) наиболее широко используют для цинкования труб. Этот способ позволяет быстро наносить на трубы слой цинкового покрытия; при этом толщина покрытия в зависимости oт требований и режима нанесения может составлять от нескольких десятков до сотен микрон. Установки цинкований жидкофазным способом относительно просты, позволяют широко механизировать и автоматизировать процесс несения покрытия. Это дает возможность создавать поточные высокомеханизированные линии жидкофазного цинкования труб большой производительности.

Обычно этим способом цинкуют сварные (реже бесшовные) трубы диаметром 9,5—350 мм, длиной до 7 м.

Как правило, при цинковании труб в расплаве цинка слой покрытия образуется одновременно на обеих поверхностях трубы. Однако, в настоящее время существуют установки, позволяющие наносить цинковое покрытие из расплава лишь на одну из поверхностей трубы — наружную или внутреннюю. Основные типы таких установок будут рассмотрены ниже.

Технология цинкования труб жидкофазным способом состоит из операции подготовки их поверхности к цинкованию и самого процесса нанесения покрытия.

При подготовке труб к цинкованию с их поверхности удаляют жировые и другие загрязнения, окалину, ржавчину, наносят слой флюса.

Процесс нанесения покрытия заключается в погружении труб в ванну с расплавленным цинком, выдержке в нем определенное время (при этом трубы перемещают в расплаве цинка), извлечении труб из расплава.

5.1. «Сухой» способ

Рассмотрим так называемый сухой способ цинкования труб который наиболее широко применяется в настоящее время в мировой практике.

Технологическая схема цинкования труб «сухим» способом состоит в следующем . После изготовления и контроля трубы поступают в отделение цинкования На поверхности трубы не должно быть дефектов (например значительных рисок, вмятин, следов маркировки),ухудшающих их товарный вид. Концы труб должны быть обрезаны под прямым углом и не иметь заусенцев.

Обработку труб в процессе подготовительных операций (обезжиривание, травление, декапирование, промывку флюсование) проводят поштучно или пакетом, в зависимости от вида и размера труб, а также необходимой производительности участка цинкования. Для труб небольшого диаметра чаще применяют пакетную обработку.

Трубы, поступившие на цинкование, промывают в воде Для этого пакет труб (массой около 5 т) погружают в ванну с горячей (70-90 °С) проточной водой, где выдерживают в течение 5 мин. В процессе промывки с поверхности труб удаляются различные загрязнения (например металлическая пыль, стружка, рыхлая окалина). При этом трубы нагреваются, что облегчает их последующее обезжиривании.

Удаление жировых и других загрязнений с поверхности труб осуществляют путем химической обработки их в щелочных растворах. Широко применяют водные щелочные растворы следующего состава, г/л:

1) 150—200 едкого натра; 70—60 жидкого стекла;

2) 30—100 тринатрийфосфата; 0,2—0,6 эмульгатора ОП-7 (ОП-10) или 3-5 синтанола ДС-10.

Обработку труб проводят при температуре раствора 70-90°С в течение 10—15 мин.

Следует отметить, что,в основном, обезжиривают холоднодеформированые трубы; для водогазопроводных труб, изготовленных печной сваркой, а также горячекатаных труб эта операция не обязательна.

После обезжиривания пакет труб промывают в горячей (70—90 °С) проточной воде в течение 5 мин для удаления с поверхности труб остатков обезжиривающего раствода и других загрязнений.

Удаление с поверхности труб ржавчины и окалины обычно производят химическим методом (травлением). Для этого применяют 18—22%-ные водные растворы серной кислоты или

20-25 % -ные водные растворы соляной кислоты.

Иногда используют травильные растворы, содержащие серную и соляную кислоту. Для исключения «перетрава» поверхности труб в травильные растворы вводят ингибиторы (ЧМ,

пку-м, КПИ-3 и др.). Например, для травления труб перед цинкованием применяют раствор следующего состава, г/л 140—160 серной кислоты: 40—60 соляной кислоты; 0,5—1,0 ингибитора ПКУ-М.

Ванны обезжиривания и травления можно оборудовать специальными устройствами для покачивания труб в процессе их обработки в ванне; это сокращает время обработки и улучшает качество подготовки поверхности труб.

После травления пакет труб промывают в воде, чтобы удалить с их поверхности остатки травильного раствора и солей железа. После травления в растворе соляной кислоты или в смеси соляной и серной кислот трубы промывают в холодной (15—30 °С) проточной воде в течение 3— 5 мин. При травлении труб в растворе серной кислоты их промывают вначале в горячей (70—90 °С), а затем в холодной (15—30 °С) проточной воде в течение 5—6 мин.

Перед флюсованием поверхность активируют. Эту операцию, называемую декапированием (подтравливанием), осуществляют в водном растворе соляной кислоты (80— 150 г/л) при 15—30 °С в течение 3—4 мин. В процессе активации происходит дополнительное подтравливание труб, а также переход сернокислых солей железа в солянокислые, которые легче смываются холодной проточной водой с поверхности труб.

После декапирования пакет труб промывают в холодной (15—30 °С) проточной воде в течение 1—3 мин.

При цинковании «сухим» способом операцию флюсования труб проводят в отдельной ванне с водным раствором флюса определенного заданного состава. После флюсования трубы поштучно направляют в сушильную печь, где происходит предварительный их нагрев и высушивание флюса.

Таким образом, при «сухом» способе цинкования поверхность труб, поступающих в ванну с расплавом цинка, покрыта слоем подсушенного флюса определенного состава.

Флюсование труб чаще всего осуществляют в водных растворах, содержащих хлорид цинка (500—800 г/л) и хлорид аммония (70—150 г/л). В раствор добавляют эмульгатор (1—2 г/л). Флюсование проводят при температуре раствора 50—60 °С в течение 1—3 мин.

Сушку офлюсованных труб проводят в проходных сушильных печах при температуре 150—200 °С. В процессе высушивания слоя флюса трубы нагреваются, что благоприятно сказывается на тепловом режиме ванны цинкования.

Из сушильной печи трубы с помощью питателей поштучно погружают в ванну с расплавленным цинком, где их перемещают специальными шнеками.

При «сухом» цинковании в расплав цинка добавляют примерно 0,1—0,2 % А1, что уменьшает окисление цинка. В следствие образования на поверхности расплава защитной оксидной пленки из А1₂О₃. Кроме того, добавка алюминия способствует получению более пластичных цинковых покрытий хорошего внешнего вида.

Цинкование труб ведут при температуре расплава цин-KB 450—470 °С. Время пребывания труб в расплаве устанавливают в зависимости от сортамента, марки стали труб необходимой толщины слоя цинкового покрытия.

После цинкования трубы извлекают из ванны, удаляют с их наружной и внутренней поверхности излишки цинка с помощью обдувки и продувки сжатым воздухом, охлаждают в ванне с водой или на охладительном рольганге, правят на правильной машине и после контроля отправляют на склад готовой продукции.

Обычно цинкование труб «сухим» способом осуществляют на автоматизированных агрегатах горизонтального типа с машиной цинкования, работающей без применения ручного труда. На таких агрегатах цинкуют трубы диаметром 9,52—165,1 мм с толщиной стенки 3—4 мм. Трубы автоматически загружают в ванну с расплавленным цинком, где поштучно перемещают с помощью шнековых устройств.

Существуют агрегаты, в которых трубы автоматически перемещают с момента подачи их в сушильную печь до выдачи с ванны охлаждения или пассивации. Операции продувки и обдувки труб после цинкования полностью автоматизированы.

5.2. «Свинцовый» способ

Цинкование электросварных тонкостенных (толщина стенки 1,2—1,8 мм) труб диаметром 90—350 мм, длиной 5—6 м производят на агрегатах вертикального типа по так называемому «свинцовому» способу. При этом ванна цинкования заполнена свинцом, и лишь в центре на его поверхности находится слой расплава цинка. Проведение подготовки поверхности труб и их цинкование в вертикальном положении исключает деформацию тонкостенных труб. Использование «свинцового» способа позволяет длительно эксплуатировать ванну цинкования, так как расплав свинца не взаимодействует со стенками ванны и не разрушает их.

Например, на заводе итальянской фирмы «Котимпи» работает установка цинкования вертикального типа, на которой цинкуют трубы для ирригации диаметром 90 мм, длиной 5,8 м. Производительность установки составляет 1800 кг труб в час (около 70—75 труб/ч) .

В нашей стране работают высокомеханизированные агрегаты карусельного типа для цинкования электросварных спиральношовных труб диаметром 180—350 мм, длиной 5 м. Подготовку поверхности труб и их цинкование осуществляют в вертикальном положении. Подача труб на карусельный агрегат, прохождение технологических операций и транспортировка оцинкованных труб на склад автоматизированы и выполняются непрерывно в едином технологическом потоке.

Материалом для изготовления различных металлоконстрций, трубопроводов ,рессор и канатов .

Таким образом, применение продукции с цинкалюминиевым покрытием взамен традиционного цинкового позволяет наряду с увеличением ее коррозионной стойкости, экономить до 75 % дефицитного цинка, идущего на защитные покрытия.

6. ДЕФЕКТЫ ПОВЕРХНОСТИ ОЦИНКОВАННЫХ ИЗДЕЛИИ