Et galvaniseringsanlegg har tre hovedsystemer: forbehandling, galvanisering og etterbehandling. Disse systemene samarbeider for å rengjøre, belegge og overflatebehandle stål.
Forbehandlingssystemet rengjør stålet. Det fjerner smuss, fett og rust. Dette trinnet bidrar til at sinken fester seg godt til stålet.
Degalvaniseringssystemlegger et sinkbelegg på stålet. Etterbehandlingssystemet kjøler ned stålet og legger til et siste beskyttende lag. Dette gjør stålet sterkt og slitesterkt.
System 1: Forbehandlingssystemet
Forbehandlingssystemet er det første og viktigste stadiet igalvaniseringsprosessHovedoppgaven er å forberede en perfekt ren ståloverflate. En ren overflate gjør at sinken kan danne en sterk, jevn binding med stålet. Dette systemet bruker en rekke kjemiske dyppinger for å fjerne all forurensning.
Avfettingstanker
Avfetting er det første rengjøringstrinnet. Ståldeler ankommer et anlegg med overflateforurensninger som olje, smuss og fett. Avfettingstanker fjerner disse stoffene. Tankene inneholder kjemiske løsninger som bryter ned smusset. Vanlige løsninger inkluderer:
Alkaliske avfettingsløsninger
Sure avfettingsløsninger
Alkaliske avfettingsmidler for høye temperaturer
I Nord-Amerika bruker mange galvaniseringsfirmaer oppvarmede natriumhydroksidløsninger. Operatører varmer vanligvis opp disse alkaliske tankene til mellom 80–85 °C (176–185 °F). Denne temperaturen forbedrer rengjøringseffektiviteten uten de høye energikostnadene ved å koke vannet.
Skylletanker
Etter hver kjemisk behandling går stålet til en skylletank. Skyllingen vasker bort eventuelle gjenværende kjemikalier fra den forrige tanken. Dette trinnet forhindrer forurensning av det neste badet i sekvensen. Riktig skylling er avgjørende for en kvalitetsfinish.
Bransjestandard:I henhold til SSPC-SP 8-standarden for beisevann må skyllevannet være rent. Den totale mengden syre eller oppløste salter som føres inn i skylletankene, bør ikke overstige to gram per liter.
Syrebeisningstanker
Deretter går stålet inn i en syrebeisningstank. Denne tanken inneholder en fortynnet syreløsning, vanligvis saltsyre. Syrens oppgave er å fjerne rust og glødeskall, som er jernoksider på stålets overflate. Beisningsprosessen avdekker det bare, rene stålet under, og gjør det klart for det siste forberedelsestrinnet.
Flusstanker
Flussmiddel er det siste trinnet i forbehandlingen. Det rene stålet dyppes ned i enflukstankinneholder en sink-ammoniumkloridløsning. Denne løsningen påfører et beskyttende krystallinsk lag på stålet. Dette laget gjør to ting: det utfører en siste mikrorensing og beskytter stålet mot oksygen i luften. Denne beskyttende filmen forhindrer at ny rust dannes før stålet kommer inn i den varme sinkkjelen.
Etter forbehandling går stålet til galvaniseringssystemet. Hensikten med dette systemet er å påførebeskyttende sinkbeleggDen består av tre hovedkomponenter: en tørkeovn, en galvaniseringsovn og en sinkkjele. Disse delene samarbeider for å skape den metallurgiske bindingen mellom stål og sink.
Tørkeovn
Tørkeovnen er det første stoppet i dette systemet. Hovedoppgaven er å tørke stålet fullstendig etter flussingstrinnet. Operatører varmer vanligvis opp ovnen til rundt 200 °C (392 °F). Denne høye temperaturen fordamper all gjenværende fuktighet. En grundig tørkeprosess er viktig fordi den forhindrer dampeksplosjoner i den varme sinken og unngår beleggfeil som nålehull.
Moderne tørkeovner har energisparende design. Disse funksjonene reduserer drivstofforbruket og forbedrer anleggets effektivitet.
De kan bruke avgasser fra ovnen til å forvarme stål.
De inkluderer ofte varmegjenvinningssystemer.
De sikrer optimalisert og jevn varmefordeling.
Galvaniseringsovn
Galvaniseringsovnen gir den intense varmen som trengs for å smelte sinken. Disse kraftige enhetene omgir sinkkjelen og holder den smeltede sinken ved en presis temperatur. Ovner bruker flere avanserte oppvarmingsteknologier for å fungere effektivt. Vanlige typer inkluderer:
Pulsfyrte høyhastighetsbrennere
Indirekte oppvarmingsovner
Elektriske ovner
Sikkerhet førstOvner opererer ved ekstremt høye temperaturer, noe som gjør sikkerhet kritisk. De er bygget med høytemperaturisolasjon, digitale sensorer for å overvåke kjelens temperatur og design som muliggjør enkel inspeksjon av brennere og kontrollventiler.
Sinkvannkoker
Sinkkjelen er den store, rektangulære beholderen som inneholder den smeltede sinken. Den står rett inne i galvaniseringsovnen, som varmer den opp. Kjelen må være utrolig slitesterk for å tåle konstant høye temperaturer og den korrosive naturen til flytende sink. Av denne grunn konstruerer produsenter kjeler av spesielt lavkarbonstål med lavt silisiuminnhold. Noen kan også ha et indre for av ildfast murstein for økt levetid.
System 3: Etterbehandlingssystemet
Etterbehandlingssystemet er det siste stadiet igalvaniseringsprosessHensikten er å kjøle ned det nylig belagte stålet og påføre et siste beskyttende lag. Dette systemet sikrer at produktet har ønsket utseende og lang holdbarhet. Hovedkomponentene er bråkjølingstanker og passiveringsstasjoner.
Slokketanker
Etter at stålet har forlatt sinkkjelen, er det fortsatt ekstremt varmt, rundt 450 °C (840 °F). Bråkjølingstanker kjøler ned stålet raskt. Denne raske avkjølingen stopper den metallurgiske reaksjonen mellom sink og jern. Hvis stål avkjøles sakte i luften, kan denne reaksjonen fortsette, noe som forårsaker en matt, marmorert overflate. Bråkjøling bidrar til å opprettholde et lysere og mer ensartet utseende. Noen stålkonstruksjoner er imidlertid ikke egnet for bråkjøling fordi den raske temperaturendringen kan forårsake vridning.
Operatører bruker forskjellige væsker, eller medier, for bråkjøling basert på ønsket resultat:
Vann:Gir den raskeste kjølingen, men kan danne avtakbare sinksalter på overflaten.
Oljer:Kjøler stålet mindre kraftig enn vann, noe som reduserer risikoen for sprekkdannelser samtidig som det forbedrer duktiliteten.
Smeltede salter:Tilbyr en lavere, mer kontrollert kjølehastighet, noe som minimerer forvrengning.
Passivering og etterbehandling
Passivering er den siste kjemiske behandlingen. Denne prosessen påfører et tynt, usynlig lag på den galvaniserte overflaten. Dette laget beskytter det nye sinkbelegget mot for tidlig oksidasjon og dannelse av «hvitrust» under lagring og transport.
Sikkerhets- og miljømerknad:Historisk sett brukte passiveringsmidler ofte midler som inneholdt seksverdig krom (Cr6). Dette kjemikaliet er imidlertid giftig og kreftfremkallende. Myndigheter som US Occupational Safety and Health Administration (OSHA) regulerer bruken strengt. På grunn av disse helse- og miljøhensynene bruker industrien nå i stor grad tryggere alternativer, som treverdig krom (Cr3+) og kromfrie passiveringsmidler.
Dette siste trinnet sikrer atgalvanisert produktankommer bestemmelsesstedet rent, beskyttet og klart til bruk.
Viktige støttesystemer for hele anlegget
De tre hovedsystemene i et galvaniseringsanlegg er avhengige av viktige støttesystemer for å operere trygt og effektivt. Disse anleggsomfattende systemene håndterer materialflytting, spesialiserte beleggoppgaver og miljøsikkerhet. De forbinder hele prosessen fra start til slutt.
Materialhåndteringssystem
Materialhåndteringssystemet flytter tunge stålkonstruksjoner gjennom hele anlegget. Moderne galvaniseringsanlegg krever høykvalitetskraner og annet utstyr for å håndtere arbeidsflyten. Dette utstyret må håndtere vekten av elementene og tåle høy varme- og kjemikalieeksponering.
Kraner
Taljer
Transportbånd
Løftere
Operatører må vurdere den maksimale lastekapasiteten til dette utstyret. For ekstremt tunge konstruksjoner er det best å konsultere galvaniseringsfirmaet for å sikre at systemet deres kan håndtere vekten. Denne planleggingen forhindrer forsinkelser og sikrer sikker håndtering.
Utstyr for galvanisering av strukturelle komponenter
Planter brukerUtstyr for galvanisering av strukturelle komponenterfor å oppnå et jevnt sinkbelegg på store eller komplekse gjenstander. Standard dypping er kanskje ikke nok for deler med uregelmessige former eller indre overflater. Dette spesialiserte utstyret bruker avanserte teknikker, som kontrollert delbevegelse eller automatiserte sprøytesystemer, for å sikre at den smeltede sinken når alle overflater jevnt. Bruk av riktig galvaniseringsutstyr for strukturelle komponenter er avgjørende for å oppfylle kvalitetsstandarder på gjenstander som store bjelker eller intrikate sammenstillinger. Riktig bruk av galvaniseringsutstyr for strukturelle komponenter garanterer en jevn og beskyttende finish.
Røykavtrekk og -behandling
Galvaniseringsprosessen skaper røyk, spesielt fra syrebeistankene ogvarm sinkkjeleEt system for avtrekk og behandling av røyk er avgjørende for arbeidernes sikkerhet og miljøvern. Dette systemet fanger opp skadelige damper ved kilden, renser luften gjennom skrubbere eller filtre, og slipper den deretter ut på en sikker måte.
Sikkerhet og miljø:Effektiv avtrekksteknologi beskytter ansatte mot å puste inn kjemiske damper og forhindrer utslipp av forurensende stoffer i atmosfæren, noe som sikrer at anlegget overholder miljøforskrifter.
Et nøkkelferdig galvaniseringsanlegg integrerer tre kjernesystemer. Forbehandling renser stål for sinkheft. Galvaniseringssystemet påfører belegget, og etterbehandlingen ferdigstiller produktet. Støttesystemer, inkludert galvaniseringsutstyr for strukturelle komponenter, forener hele prosessen. Moderne anlegg bruker automatisering og viktige ytelsesindikatorer for å forbedre effektivitet og bærekraft.
