Анализ технологического процесса и типового оборудования для нанесения гальванических покрытий в ЗАО "Атлант"

КТ дозируют в бак-накопитель осветленных СВ в автоматическом режиме по сигналам датчиков рН-метров из емкости насосом.

Контроль. Лабораторный контроль осуществлять согласно плану-графику отбора проб и выполнения измерений на выходе БТО типа «Reolox» по параметру «рН» (ТК3), в баке по параметрам «рН» и «концентрации Fe3+,AL3+» (ТК4).

Технологический контроль осуществляется постоянно на выходе БТО типа «Reolox» по параметру «рН» (ТК3), расход флокулянта в БТО типа «Reolox» (ТК5), расход СВ по показаниям ротометра на трубопроводе перед реактором нейтрализации (ТК6).

Система ФМ

Система ФМ осуществляет очистку СВ от механических примесей методом фильтрации в фильтрах напорных вертикальных ФОВ 2.6-6.

Из бака СВ насосом подаются в фильтры.Очищенные от механических примесей и нефтепродуктов СВ поступают в накопительный резервуар.

Материалы. Песок кварцевый для тонкой керамики, применяется в качестве фильтрующей загрузки фильтра. Щебень и гравий используются в качестве поддерживающего слоя фильтрующей загрузки.

Контроль. Лабораторный контроль осуществляется по параметру «взвешенное вещество» на выходе из фильтра (ТК10) согласно плану-графику отбора проб и выполнение измерения.

Технологический контроль осуществлять ежедневно по разнице показаний манометров, установленных на входе и выходе фильтра (ТК11).

Автоматический контроль осуществлять постоянно по показаниям манометров, установленных на входе и выходе фильтра (ТК11).

Требования к содержанию химических веществ в сточных водах гальванического производства после очистных сооружений представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1. Содержание химических веществ в сточных водах гальванического производства после очистки.

Вещество	Единица измерения	ПДК
РН	-	От 6,0 до 9,0
Хром (общ.)	мг/л	Не более 0,02
Железо (общ.)	мг/л	Не более 0,1
Никель	мг/л	Не более 0,01
Цинк	мг/л	Не более 0,01
Алюминий	мг/л	Не более 0,04
Борная кислота	мг/л	Не более 0,5

Аварийные ситуации и порядок их устранения

Аварийные ситуации:

1. Проливы ИМ в случае возникновения течи в трубопроводе или баке.

Порядок устранения. Немедленно выключить насос, подождать необходимое время для стекания остаточного количества содержимого трубопровода, очистить загрязненное место и принять меры по устранению течи с применением щелочестойких материалов.

2. Просыпание извести при перегрузке из спецавтотранспорта или загрузке бака.

Порядок устранения. Немедленно дать команду водителю спецавтотранспорта выключить пневмопровод или выключить шнек. Подождать пока с помощью вентиляции очистится воздух от известковой пыли. Осторожно, не поднимая пыли, убрать просыпанную известь средствами сухого технического инвентаря в тару и высыпать в бак осадка через люк. Остатки извести смыть из шланга обильной струёй воды, направляя сток к дренажному лотку.

3. Просыпание товарного флокулянта

Порядок устранения. Товарный флокулянт полностью убрать с пола средствами сухого технического инвентаря в неповрежденную тару.

4. Проливы раствора флокулянта в случае возникновении течи в емкостях или трубопроводе подачи флокулянта.

Порядок устранения. Влажный флокулянт полностью засыпать песком и счистить средствами технического инвентаря в контейнер для сбора мусора. Смыть остатки загрязнений обильной струёй воды, направляя сток к дренажному лотку.

5. Проливы кислоты в трубопроводе при перегрузке из передвижной емкости или при подаче кислоты потребителю.

Порядок устранения. Немедленно выключить насос, закрыть вентиль, подождать необходимое время для стекания остаточного количества содержимого трубопровода и шланга.

6. Проливы кислоты в случае возникновения течи в емкости хранения кислоты.

Порядок устранения. Открыть вентили на резервной ёмкости хранения, включить насос на аварийной емкости и передать кислоту в резервную емкость. Обмыть тонкой струей воды оборудование, облитое кислотой, смыть с пола кислоту обильной струей воды, направляя сток к дренажному лотку. Произвести ремонтные работы.

4. Техника безопасности и охрана труда

4.1 Опасные и вредные производственные факторы

Общая система мероприятий по безопасности труда при нанесении гальванических покрытий установлена ГОСТ 13.3.008-75 "ССБТ. Производство покрытий металлических и неметаллических неорганических. Общие требования безопасности".

Все работающие в гальванических цехах в большей или меньшей степени имеют дело с применением веществ, которые при вдыхании или попадании на участки кожи приводят к ожогам, отравлениям и различным травмам.

Большое количество промывочных ванн с горячей и холодной водой создаёт в помещениях повышенную влажность.

Технологический процесс нанесения гальванопокрытий характеризуется наличием физических вредных факторов (шум, вибрация, ультразвук, электрический ток), пожаро- и взрывоопасностью.

Операции механической подготовки поверхности характеризуются повышенной запыленностью металлической пылью, повышенным уровнем вибрации и шума.

Наряду с физически вредными производственными факторами существуют и химически опасные. При химических методах подготовки поверхности применяются различные растворители, горячие щелочные растворы. Воздействие химических веществ на работающих зависит от физико-химических свойств, агрегатного состояния, класса опасности веществ, а также от времени и характера воздействия, и путей поступления в организм.

Участок гальваники характеризуется повышенной опасностью поражения электрическим током, получения ожогов от концентрированных кислот, а также получения травм от движущихся механизмов.

Разбавленная серная кислота растворяет металлы с выделением водорода. Концентрированная кислота вызывает самовоспламенение некоторых горючих веществ. Выделяющиеся в процессе электролиза на аноде кислород и на катоде водород, представляют собой опасность в том, что при определённом соотношении их объёмов может произойти взрыв.

Перечень физически и химически опасных и вредных производственных факторов, характерных для отдельных технологических операций производства гальванопокрытий, приведен в таблице 4.1.

Таблица 4.1. Характеристика опасных и вредных производственных факторов

Наименование процесса или операции	Опасные и вредные факторы	Взрывоопасность	Пожароопасность
	Повышенный уровень вибрации или шума	Опасный уровень напряжения в эл. цепи	Повышенная температура поверхности оборудования и материалов	прочие
Подготовка поверхности деталей перед нанесением металлопокрытий	?	+	+		?	?
Шлифование и полирование кругами и абразивными лентами	+	+	+	Металлическая пыль, пасты на основе окиси хрома, вращающиеся детали.	?	+
Дробеструйная обработка	+	+	?	Металлическая пыль	?	?
Активация	?	?	?	Пары и брызги серной и соляной кислот	?	?
Травление химическое	?	?	+	Пары серной, соляной и азотной кислот	?	?
Нанесение металлопокрытий покрытий	?	+	+	Брызги электролитов, испарение вредных веществ	?	?

Условные обозначения: + фактор имеет место; - фактор не имеет место.

4.2 ПДК вредных веществ

Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны и в воздухе населенных пунктов даны в табл.4.2.

Таблица 4.2. ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны и в воздухе населенных пунктов

Вещество	Предельно допустимая концентрация, мг/м3	Класс опасности	Агрегатное состояние
	В воздухе рабочей зоны	В воздухе населенных мест
		Среднесуточное	Максимальное
Азотоокислы (в пересчете на NO2)	2	0,04	0,085	2	П
Ангидрид хромовый	0,01	0,0015	0,0015	1	П
Кислота азотная(по молекуле HNO3 )	-	0,15	0,4	2	П

Условное обозначение: П - пары и газы;

4.3 Техника безопасности

Общие требования безопасности.

1. Работать только при включенной вентиляции. Вентиляцию включать за 15 мин до начала работы. Выключать через 15 мин после окончания работы.

1. Не допускается работать без вентиляции или с неисправной вентиляцией.

2. При работе на гальванических ваннах выполнять меры предосторожности при работе с химическими веществами, пользоваться средствами индивидуальной защиты (спецодеждой, защитными очками закрытого типа с прочными стеклами).

Основные правила ТБ при работе в гальваническом цеху.

1. К самостоятельной работе на операциях нанесения гальванопокрытий допускаются лица:

- не моложе 18 лет;

прошедшие медосмотр и не имеющие противопоказания по результатам осмотра;

прошедшие производственное обучение с проверкой знаний и имеющие удостоверение на право работы с химическими веществами.

2. Персонал, работающий на операциях по производству покрытий должен знать:

- физические и химические свойства применяемых химических материалов;

особенности действия химических материалов на организм человека;

правила пользования средствами индивидуальной защиты.

Требования безопасности перед началом работы:

проверить наличие и исправность спецодежды;

общие проходы и подходы к рабочим столам, приборам и оборудованию должны быть свободны;

рабочая поверхность вытяжных шкафов, предназначенных для работы с концентрированными кислотами и щелочами, должны быть полностью покрыты материалом, устойчивым к воздействию этих веществ;

вся используемая посуда и тара должна быть подписана, и применяться только по назначению.

Требования безопасности во время работы:

перед погружением деталей в ванну проверить прочность их закрепления;

детали в ванны опускать в специальных корзинах, сетках или на подвесках осторожно без разбрызгивания растворов;

доставать упавшие ванну предметы, используя специальное оборудование;

не прикасаться к электрооборудованию, клеммам и электропроводам;

не допускать двухполюсного касания руками шинопроводов на гальванических ваннах;

загружать и выгружать детали при снятом напряжении;

не разрешается проводить любые работы на включенной линии;

Требования безопасности по окончанию работы:

привести в порядок рабочее место;

инструмент и приспособления сложить на отведенный для этого стеллаж, тщательно закрыть сосуды с кислотами, перекрыть вентили на подающих трубопроводах;

спецодежду и другие средства индивидуальной защиты снять, обмыть водой и убрать в шкаф для рабочей одежды.

Оказание первой помощи пострадавшему от электрического тока.

Оказывающий помощь должен знать:

основные признаки нарушения жизненно важных функций организма человека;

общие принципы оказания первой помощи;

основные способы переноски и эвакуации пострадавших.

Последовательность оказания первой помощи:

устранить воздействие на организм повреждающих факторов, угрожающих здоровью и жизни пострадавшего, оценить состояние пострадавшего;

выполнить необходимые мероприятия по спасению пострадавшего в порядке срочности (восстановить проходимость дыхательных путей, провести искусственное дыхание, наружный массаж сердца, остановить кровотечение, наложить повязку и т.д.);

вызвать скорую медицинскую помощь

поддержать основные жизненные функции пострадавшего до прибытия медицинского работника;

5. Метрология и стандартизация

5.1 Метрология

Качество покрытия во многом определяется качеством металла основы, поэтому контролю подвергают и покрытие, и основной металл. Контроль основного металла перед нанесением покрытия включает определение шероховатости поверхности, а также установление наличия на ней дефектов - раковин, заусениц, трещин и т.д. Металлические покрытия должны отвечать требованиям по внешнему виду, пористости и прочности сцепления, толщине, специальным свойствам.

Качество покрытий оценивается по внешнему виду, физико-химическим и механическим свойствам. Покрытия цинком и кадмием контролируются обязательно на толщину, сцепляемость с основой и сопротивление коррозии; покрытия оловом и свинцом, кроме того, -- на пористость.

Измерение толщины покрытия микрометром возможно лишь на тонких листах, ленте, проволоке и не пригодно для изделий сложной конфигурации.

Определение толщины покрытий по увеличению массы деталей после нанесения покрытия предусматривает лишь среднюю толщину, поэтому оно не применимо для рельефных деталей, на которых покрытие может быть неравномерным.

К методам, сопровождающимся разрушением металла покрытия, относятся химические и микроскопические определения толщины слоя. Химические методы заключаются в растворении всего слоя покрытия или покрытия только на небольшом испытуемом участке поверхности. В первом случае применяется растворитель, не реагирующий с основным металлом, и по разности масс покрытой детали и после снятия покрытия рассчитывают среднюю толщину слоя. Этот метод рекомендуется только для очень мелких, не сложных по форме деталей, на которых покрытие имеет относительно равномерную толщину, а также для тонкой проволоки. Во втором случае на испытуемый участок покрытой детали наносят с помощью пипетки капли растворителя, выдерживая каждую определенное время(0,5--1 мин), или струю растворителя, вытекающего из специальной бюретки или воронки с определенной скоростью и падающего на поверхность покрытия под углом 45°.

При определении капельным методом толщина покрытия рассчитывается исходя из количества капель, нанесенных на одно и то же место, до обнажения основного металла при данной температуре. Предварительно устанавливается толщина слоя, растворяемого одной каплей в течение 0,5 или 1 мин в зависимости от температуры.

При определении струйным методом толщину покрытия рассчитывают, исходя из времени, затраченного на растворение покрытия.

Микроскопический метод заключается в измерении толщины покрытия на поперечном разрезе образца при большом увеличении.

Пористость покрытий определяется действием реагентов, дающих окрашенные соединения с ионами основного металла или подслоя и не разрушающих металл покрытия.

Блеск электролитических осадков оценивается путем визуального осмотра поверхности, а также на основе измерений интенсивностей зеркально-отраженного и диффузно-рассеянного света с помощью специальных приборов: рефлектометров, фотометров.

Для определения количества водорода (наводороживание), поглощаемого сталью при химической и электрохимической обработке изделий, используется метод вакуум-нагрева. Образец помещают в замкнутую изолированную систему известного объема, в которой остаточное давление составляет 10-6 мм рт ст. Затем образец нагревают до температуры обычно 400--500°С и количество выделившегося при этом газа определяют по разности давлений в системе до и после нагревания образца.

Определение прочности сцепления покрытия с основой. Различают качественные и количественные методы измерения прочности сцепления покрытий с основным металлом. На практике чаще всего применяют качественные методы испытаний. Они допускают непосредственное испытание без специальной подготовки образца, однако дают только относительные результаты. Количественные методы требуют придания образцу специальной формы, требуется большая толщина покрытия.

Метод нанесения сетки царапин. Используется для определения прочности сцепления покрытий толщиной до 20 мкм. На поверхность контролируемого покрытия острием наносят 4- 6 параллельных линий глубиной до основного металла на расстоянии 2- 3 мм друг от друга и столько же линий, перпендикулярных к ним. Линии проводят в одном направлении.

Метод полирования. Кругами из бязи, фетра, хромовой пастой полируют поверхность покрытия не менее 15 секунд со скоростью 20- 30 м/с.

Метод нагрева. Детали с покрытием нагревают и выдерживают в течение 60 минут и охлаждают на воздухе.

После всех этих испытаний на контролируемой поверхности не должно быть вздутий или отслаиваний покрытия.

5.2 Стандартизация

Стандартизация, контроль и управление качеством покрытий осуществляется в соответствие с ЕСЗКС - единой системой защиты от коррозии и старения.

ЕСЗКС - комплекс взаимосвязанных государственных стандартов, устанавливающий общие для всех видов материалов и изделий требования, правила, нормы и методы по обеспечению защиты от коррозии, старения и биоповреждений на стадиях разработки, производства и эксплуатации.

ЕСЗКС предназначена для обеспечения и сохранения заданного уровня качества изделий и материалов средствами и методами защиты от коррозии, старения и биоповреждений с учётом требований конкурентоспособности изделий на мировом рынке.

Гальванические покрытия, отвечающие предъявляемым требованиям, могут быть получены только при соответствии условий осаждения утвержденной технологии, соблюдение которой должно предупреждать появление брака отдельных деталей.

Для покрытий в гальваническом производстве преимущественное значение имеют следующие характеристики: толщина, шероховатость, адгезия, электрическая проводимость, химический состав, переходное сопротивление, электрическая прочность, сопротивление износу, оптические свойства, коррозионная стойкость, пористость.

Выбор, получение, контроль и сдача покрытий в виде готовой продукции проводится по нормативно-техническим документам (НТД), уровень которых в значительной степени определяет качественное получение, правильное применение и работоспособность покрытий в изделиях.

В распоряжении специалистов имеется НТД различного типа. Объем НТД включает стандарты и инструкции в сочетании с документами (определяющими вопросы техники безопасности, норм и учета расходуемых материалов, правила очистки сточных вод, методы анализов гальванических ванн, правила пользования приборами и установками).

В Республике Беларусь существуют стандарты, основанные на ГОСТ - государственных общесоюзных стандартах.

В гальванотехнике существует ряд стандартов, определяющих толщину, состав, качество покрытий.

ГОСТ 9.303 - 84. Настоящий стандарт устанавливает общие требования к выбору металлических и неметаллических неорганических покрытий деталей и сборочных единиц, наносимых химическими и электрохимическими способами.

При выборе покрытий следует учитывать:

- назначение стали;

- назначение покрытий;

- условия эксплуатации;

- материал детали;

- свойства покрытия;

- экономичность металла покрытия;

- экономическую целесообразность.

Стандарт устанавливает минимальную толщину покрытия, которая обеспечивает функциональные свойства в заданных условиях при длительных сроках службы.

ГОСТ 9.301-86. Настоящий стандарт распространяется на металлические и неметаллические неорганические покрытия, полученные электрохимическими и химическими способами, и устанавливает общие требования к поверхности основного металла и покрытиям в процессе их производства и контролю качества основного металла и покрытий.

ГОСТ 9.305-84. Настоящий стандарт устанавливает параметры операций, входящих в технологические процессы получения покрытий, кроме операций подготовки поверхности основного металла и обработки покрытий, производимых механическими способами. Стандарт распространяется на металлические и неметаллические неорганические покрытия, наносимые химическими и электрохимическими способами на детали и сборочные единицы, за исключением деталей из высокопрочных сталей и магнитных сплавов.

Контроль внешнего вида покрытия на деталях, покрываемых на подвесках, проводят на выборке 2% деталей от каждой партии.

На поверхности деталей (если нет специальных указаний в конструкторской документации) не являются браковочными следующие признаки:

следы механической обработки и другие отклонения, допускаемые нормативной документацией на основной металл;

незначительная волнистость поверхности покрытия после вытяжки, выявляющаяся после травления;

темные или светлые полосы или пятна в труднодоступных для зачистки отверстиях и пазах, на внутренних поверхностях и вогнутых участках деталей сложной конфигурации, местах сопряжения неразъемных сборочных единиц, в сварных, паяных швах;

неравномерность блеска и неоднородность цвета;

следы от потёков воды;

блестящие точки и штрихи, образовавшиеся от соприкосновения с измерительным инструментом и приспособлениями;

Контроль проводят осмотром деталей невооруженным глазом на расстоянии 25 см от контролируемой поверхности при естественном или искусственном освещении. При оценке внешнего вида покрытия необходимо учитывать состояние поверхности детали перед нанесением покрытия.

Для контроля толщины покрытия от каждой партии отбирают от 0,1 до 1% деталей, но не менее трех деталей. Контроль толщины покрытия на деталях, обрабатываемых в автоматических линиях, допускается проводить не реже одного раза в смену. Контроль толщины покрытия проводят на наружной поверхности детали, на доступных участках, не имеющих накатки, резьбы, на расстоянии 2-5 мм от ребер, углов, отверстий, мест контакта с приспособлениями.

Толщину покрытий контролируют выборочно, пользуясь различными методами, приведенными в ГОСТ 9.302-79, которые неравноценны по точности и удобству применения в производстве. Погрешность используемого метода проверки толщины покрытия составляет ± 10%.

Определение примесей в механических покрытиях позволяет судить об их пригодности и работоспособности в определенных устройствах, а также контролировать и регулировать работу соответствующих ванн/20/.

Покрытия, подлежащие пайке или лужению, должны подвергаться проверке на соответствие ГОСТ 9.302-79.

ГОСТ 9.101-78.Единая система защиты изделий от коррозии и старения. Основные положения. Настоящий стандарт устанавливает определения, назначение, структуру и состав единой системы защиты изделий и материалов от коррозии, старения и повреждений, правила наименования и обозначения стандартов системы. Устанавливает общие для всех видов материалов и изделий требования, правила и методы по обеспечению защиты от коррозии, старения на стадиях разработки, производства и хранения.

ГОСТ 9.008-82. Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Термины и определения. Настоящий стандарт устанавливает применение в науке, технике и производстве термины и определения основных носителей в области металлических и неметаллических неорганических покрытий, полученных на металле или сплаве. Термины, установленные стандартом, обязательны для применения в документации всех видов, научно-технической, учебной, справочной литературе.

ГОСТ 9.309-86. Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия гальванические. Стандарт распространяется на гальванические покрытия и устанавливает методику определения рассеивающей способности (РС) электролита для получения этих покрытий при средних плотностях тока 5 А/дм2. Определение РС предназначено для оценки способности электролита давать на деталях сложного профиля покрытия, равномерность которого по толщине соответствует данному ГОСТу.

ГОСТ 9.313-89.Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические на пластмассах. Стандарт распространяется на металлические и неметаллические неорганические покрытия, получаемые на пластмассовых деталях. Способ неметаллического осаждения электропроводящего покрытия или подслоя для последующего нанесения электрохимического покрытия с целью придания пластмассовым деталям специальных свойств и декоративного вида и устанавливает общие требования к деталям и покрытиям, основные параметры операций получения электропроводящего покрытия.

ГОСТ 9.032-74.Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные.

ГОСТ 9.402-80.Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Подготовка металлических поверхностей перед окрашиванием.

Государственные стандарты устанавливают общие требования к выбору покрытий, технические требования, которым должны отвечать покрытия, технологические процессы получения покрытий, правила и критерии их приемки и методы контроля. Эти документы предназначены для использования во всех отраслях народного хозяйства и техники.

6. Индивидуальное задание

6.1 Блестящее цинкование в барабанах

Цинк относится к активным металлам, легко реагирующим с кислыми и щелочными растворами. В паре с железом цинк является анодом, потому в результате коррозионных процессов, происходящих на поверхности оцинкованных деталей, растворяется цинк, а не основной металл, который не корродирует до тех пор, пока сохраняется цинковое покрытие.

Для цинкования используются различного типа электролиты - кислые, цианистые, аммиакатные, цинкатные, пирофосфорные. Во всех электролитах цинк двухвалентен.

Цинкование в аммиакатных электролитах.

В аммиакатных электролитах, применяемых взамен цианистых, цинк находится в виде комплексных катионов при pH среды более 5. При pH менее 5 аммиачный комплекс распадается и цинк образует простые акваионы. Аммиакатные электролиты обладают хорошей рассеивающей способностью и пригодны для цинкования сложно рельефных деталей. Поэтому этот электролит применяется на ЗАО«Атлант» для цинкования деталей со сложной поверхностью.

Но в электролитах этого типа содержится в больших количествах анион хлора, поэтому в технологических процессах следует предусматривать хорошую промывку деталей после цинкования, так как остатки не отмытого иона хлора могут вызвать коррозию цинкового покрытия при эксплуатации.

Неполадки, встречающиеся в работе при цинковании в аммиакатных электролитах, представлены в таблице 6.1.

Таблица 6.1. Основные неполадки в гальваническом цеху при цинковании в аммиакатных электролитах

Характеристика неполадок	Причина неполадок	Способ устранения
покрытие темное, иногда губчатое; раствор прозрачен	наличие в электролите примесей меди более 0,2 г/л, железа более 9 г/л; низкое содержание ОС-20	проработать электролит током или ввести цинковую пыль с последующей фильтрацией; добавить ОС-20
на краях деталей образуется «подгар»	завышена плотность тока; слишком низкая температура	снизить плотность тока; подогреть электролит
осадки цинка шероховатые, на внутренних поверхностях покрытия нет	недостаток в электролите аммонийных солей	Добавить хлористый аммоний
светлый шероховатый осадок цинка в виде крупчатых насосов	наличие взвешенных частиц	Отфильтровать электролит
образование осадка белого цвета на стенках ванны и анодах	кристаллизация избыточных солей цинка вследствие охлаждения электролита	Подогреть электролит
выпадение на дно ванны осадка солей цинка	снижение рН электролита	добавить в электролит аммиака
образование питтинга в покрытии	недостаток в электролите смачивателя (ОС-20)	добавить ОС-20
ухудшение качества покрытий с образованием более темных, осадков	нагрев электролита выше 320 К	Охладить электролит
обильное пенообразование в ванне с погруженным барабаном	большая загрузка деталей	уменьшить загрузку или подобрать подходящий пеногаситель

Технологический процесс блестящего цинкования в барабанах.

Техпроцесс разработан в соответствии с СТБ 9001-2001 Система менеджмента. Качества. Требования»и СТБ ИСО 14001-2000 «Системы управления окружающей средой. Требование и руководство по применению».

Характеристики процесса получения цинкового покрытия в барабанах представлены в таблице 6.2.

Таблица 6.2. Технологические параметры получения цинкового покрытия в барабанах

№ операции	Наименование операции	Состав и концентрация электролита	Режим работы и ход процесса	Примечание
300	Подготовительная			При отклонении температурных параметров от технологических значений включить нагрев ванн
310	Контроль ОУК
320	Загрузка			1. Масса загруженных деталей не должна превышать 500 кг 2. Загруженные детали предварительно должны быть обработаны на автоматической лини VTA.
330	Дозирование			Масса деталей одной дозы должна быть в пределах от 12 до 15 кг.
340	Загрузка
350	Обезжиривание электрохимическое	Натр едкий технический марки ТР сорт I ГОСТ 2263-79 (30-60)г/л Препарат моющий синтетический МЛ-51 ТУ 84-228-76 (40-60)г/л Аноды из стали листовой горячекатаной	t=(40-80) С, i=(2-8)А/дм2, U=(9-12)В, ф=(3,5-4,5) мин. Макс.потребляемый ток аппарата:400 А Количество барабанов в аппарате: 1 Обезжирить поверхность деталей электрохимическим способом на аноде
360	Промывка в холодной проточной воде	Вода техническая	ф= (7-9) мин. Промыть детали в холодной проточной воде. Объемный расход воды - 500 л/ч Количество барабанов в аппарате: 2
370	Активация химическая	Кислота соляная техническая ТУ 6-01-1194-79 (150-350)г/л	t =(15-30) С ф =(3,5-4,5) мин. Обработать поверхность деталей химическим способом в кислотном растворе для удаления окисной пленки с поверхности деталей. Количество барабанов в аппарате: 1
380	Промывка в холодной проточной воде	Вода техническая	ф= (7-9) мин. Промыть детали в холодной проточной воде. Объемный расход воды - 650 л/ч Количество барабанов в аппарате: 2
390	Цинкование электрохимическое	Цинк хлористый технический марки А ГОСТ 7345-78 (20-80)г/л Аммоний хлористый технический гранулированный ГОСТ 7345-78 (180-240)г/л Блескообразователь Ликонда ZnSR-A IST 2061563-13.1999 (30-70)г/л Блескообразователь Ликонда ZnSR-В IST 2061563-13.1999 (5-15)г/л Блескообразователь Ликонда ZnSR-С IST 2061563-13.1999 (для корр.)г/л Аноды цинковые ГОСТ 1180-91	t=(18-30) С, I=(0,5-1)А, i=(0,5-1)А/дм2, U=(6-12)В, ф= (40-85) мин для толщины 15 мкм Количество барабанов в аппарате: 22 Потребляемый ток аппарата для цинкования: в зависимости от типа детали: 2200-4400 А	1. Периодическую фильтрацию электролита производить не реже одного раза в полугодие. 2. При повышении температуры электролита свыше 30С включить охлаждение электролита.
400	Промывка в холодной непроточной воде	Вода техническая	ф= (3,5-4,5)мин. Промыть детали в непроточной воде. Смена воды раз в неделю. Количество барабанов в аппарате: 1
410	Промывка в холодной проточной воде	Вода техническая	ф=(3,5-4,5)мин. Промыть детали в холодной проточной воде. Объемный расход воды - 600 л/ч Количество барабанов в аппарате: 1
420	Пассивирование	Соль Ликонда 2А-Т ТУ 6-18-22-83 (30-70)г/л Соль Ликонда 1Б ТУ 6-09-3622-74 (0,1-0,3)г/л Кислота серная ГОСТ 4204-77 (1,3-3,0)г/л	t=(18-30) С, рН=1.6-2.0 ф= (3,5-4,5)мин. ф= (0,3-0,6)мин. Количество барабанов в аппарате: 1
430	Промывка в холодной проточной воде	Вода техническая	ф= (3,5-4,5)мин. Промыть детали в холодной проточной воде. Объемный расход воды - 600л/ч
440	Промывка в холодной проточной воде	Вода техническая	ф= (3,5-4,5)мин. Промыть детали в холодной проточной воде. Объемный расход воды - 300л/ч Количество барабанов в аппарате: 1
450	Выгрузка
460	Контроль рабочим.
470	Сушка температурная		t=(60-90)С, ф=(6-8)мин. Потребление пара: около 40000 ккал/ч при времени подогрева 3 часа
480	Контроль ОУК
490	Контроль лаборатории цеха
500	Транспортирова-ние

Выход сточных вод:

-щелочных………………………………….0,5 /ч

-кислотных………………………………………1,5 /ч

- с содержанием хромовой кислоты ……….0,5 /ч

6.2 Производство электролита цинкования

Общие указания по производству электролита.

Для приготовления электролита цинкования используют следующее оборудование

-ванна для приготовления электролита объемом 1,7 м3;

-фильтровальная установка производительностью 3 м3/ч;

-Тельфер грузоподъемностью 0,5 т;

-весы для статического взвешивания платформенные рычажные технологические РП-150-4.13т ГОСТ 29329

Для очистки электролита цинкования от примесей использовать следующее оборудование, расположенное непосредственно у автоматических линий:

- для линии цинкования в барабанах VTS-4

1) запасная ванна объемом 16 м3;

2) фильтровальная установка производительностью 30 м3/ч,

Для контроля технологических параметров электролита цинкования при его приготовлении, корректировке и очистке использовать следующие измерительные приборы:

-термометр СП-2П 2 ()-100) н/ч160 ГОСТ 28498

-манометр ДМ Кл.т.2.5 ГОСТ 2405;

-часы наручные любого типа ГОСТ 10733.

Для приготовления, корректирования и очистки применять следующие материалы:

-цинк хлористый технический марки А ГОСТ 7345

-аммоний хлористый технический гранулированный, сорт первый ГОСТ 2210;

-блескообразователь Белконда ТУ РБ 1461000096.004-98;

-добавка блескообразующая для кислого цинкования А, В и С IST 2061563-13.1999;

-кислота соляная х/ч ГОСТ 3118;

-аммиак водный технический ГОСТ 3760;

-перекись водорода техническая марки Б, сорт первый ГОСТ 177.

Химическую очистку и фильтрацию электролита цинкования производят один раз в месяц в запасной и рабочей ваннах соответствующих линий Контроль рН и состава электролита цинкования осуществляют в экспресс лаборатории гальванопокрытий согласно утвержденному графику по МКХА22.036.2001.

Корректирование электролита цинкования осуществляется согласно данным лабораторных анализов. Количество добавляемых при корректировании химикатов определяют расчетным путем. После каждого корректирования осуществляют контроль рН и состава электролита.

Данные по приготовлению, очистке, корректировании. И контролю электролита цинкования регистрируют в журнале согласно ТИ инв. №18013.

Для приготовления электролита используют умягченную воду, полученную на установке приготовления умягченной воды по ТИ инв.№ 18621.

При использовании ванны, ранее употребляющейся для другого процесса или изготовленной заново, перед приготовлением электролита заливают в нее 5%-ный по объему раствор соляной кислоты, выдерживают от 49 до 50 ч, после чего раствор сливают, ванну чисто промывают водой.

Перемешивание электролита цинкования осуществляют сжатым воздухом, поступающим по трубопроводу подачи сжатого воздуха (давление 0,15 - 0,25 МПа).

Для приготовления электролита цинкования используют химикаты, принятые БТК ВП. Качество используемых материалов должно быть подтверждено сопроводительным листом согласно СТП 22.013.

Отходы, образующиеся в процессе приготовления электролита цинкования, утилизируют согласно ТИ инв. №14013

При возникновении технических неисправностей в работе оборудования сообщают мастеру, дежурному обслуживающему персоналу и своему сменщику.

Приготовление электролита цинкования в барабанах.

-цинк хлористый технический марки А ГОСТ 7345- от 20 до 80 г/дм3;

-аммоний хлористый технический гранулированный, сорт первый ГОСТ 2210 -от 180 до 220 г/дм3;

-Белконда А ТУ РБ 146100096,004-98 или добавка А IST 2061563-13.1999 - от 30 до 70 мл/дм3;

- Белконда В ТУ РБ 146100096,004-98 или добавка В IST 2061563-13.1999 - от 5 до 15 мл/дм3;

- Белконда С ТУ РБ 146100096.004-98 или добавка С IST 2061563013.1999 - для корректировок;

- рН 4,5-6,0.

Заполнить ванну для приготовления электролита цинкования на 2/3 объема умягченной водой, для чего открыть вентиль на трубопроводе подачи умягченной воды.

Нагреть воду до температуры от + 50 до + 60оС, для чего открыть вентиль подачи пара (давление пара P= 0,2 -0,3 МПа).

Постепенно при перемешивании сжатым воздухом последовательно растворить расчётные количества хлористого аммония и хлористого цинка. При наличии отклонений по данным компонентам после соответствующих расчетов откорректировать раствор.

Фильтровальной установкой отфильтровать раствор в рабочих ванны на линии цинкования VTS-4.

Добавить при перемешивании расчетное количество Белконады А, после чего умягченной водой довести объем раствора до рабочего уровня.

Постепенно при интенсивном перемешивании ввести расчётное количество Белконды В. При этом электролит вначале мутнеет, но затем при дальнейшем перемешивании становится прозрачным.

Определить в экспресс-лаборатории гальванопокрытий значение рН и при наличии отклонений от рН технологического значения откорректировать его чистой соляной кислотой ГОСТ 3118 или аммиаком водным ГОСТ 3760

Загрузить аноды и проработать электролит при плотности тока от 0,2 до 04 А/дм2 на партии бракованных деталей или на металлических пластинах до получения светлых блестящих осадков.

Очистка электролита цинкования.

Очистка электролита цинкования от взвешенных примесей производится фильтрацией электролита.

Очистка электролита цинкования от примесей меди, никеля, кадмия и свинца производится проработкой электролита в рабочей ванне при плотности тока i = 0,2- 0,4 А/дм2 на бракованных деталях или металлических пластинах.

Очистка электролита цинкования от примесей железа производится в следующей последовательности:

-перелить электролит из рабочей ванны в запасную, для чего открыть вентиль слива электролита в запасную ванну;

-выгрузить цинковые аноды из рабочей в промывную ванну;

-водным аммиаком довести рН до значения 6,0-6,5;

-добавить от 1 до 3 мл/дм3 30%-ной перекиси водорода и выдержать электролит от 60 до 120 мин;

-вымыть рабочую ванну технической водой;

-отфильтровать электролит из запасной ванны в рабочую ванну;

-довести рН соляной кислотой до значения 5,0-5,5;

-добавить от 5 до 10 мл/дм3 Белконды А и от 12 мл/дм3 Белконды В.

Корректирование электролита по основным компонентам (хлористому цинку и хлористому аммонию) производят согласно результатам анализа электролита на содержания ионов цинка и ионов хлора. Количество добавляемых при корректировании химикатов определяется, исходя из следующего расчета: при добавлении 1 г/дм3 хлористого цинка вводится примерно 0,5 г/дм3 ионов цинка и 0,5 г/дм3 ионов хлора, а при добавлении 1 г/дм3 хлористого аммония вводится примерно 0,7 г/дм3 ионов хлора.

Корректирование электролита по блескообразующим добавкам производят на основании осмотра внешнего вида цинкового покрытия: цвет цинкового покрытия серебристо-серый с голубоватым оттенком.

При недостаточном блескообразовании добавляют в электролит 1,5-3,0 мл/дм3 Белконды В.

Перед корректированием Белкондой В убедиться по данным лабораторных анализов в наличии в электролите достаточного количества ионов хлора.

Если введение Белконды В вызывает помутнение электролита, не устраняющееся при перемешивании, произвести корректирование электролита Белкондой С. Белконду С добавляют небольшими порциями при перемешивании до получения прозрачного раствора.

В случае корректирования электролита хлористым аммонием на каждые добавляемые 10 г хлористого аммония добавлять 1 мл Белконды А.

График сменяемости растворов в ваннах гальванического участка цеха 01 представлен в таблице 6.3.

Таблица 6.3. График сменяемости растворов в ваннах гальванического участка цеха 01

Наименование оборудования	V ванны, л	№ канализации	Состав раствора	Полная замена ванны
Ванна химического обезжиривания	400	K20	натр едкий препарат МЛ-51	1 раз в неделю
Ванна химической активации	400	K23	Кислота соляная	1 раз в неделю
Ванна пассивирования	250	K14	Ликонда 2А-Т Кислота серная	1 раз в неделю

6.3 Требования безопасности и охраны труда

Общие требования безопасности

1. К работе по приготовлению, очистке и корректированию электролитов цинкования допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование, вводный и первичный инструктаж, обучение, стажировку и проверку знаний по вопросам охраны труда.

2. При приготовлении, очистке и корректировании электролитов цинкования соблюдать правила безопасности изложенные в ИОТ 383.

3. При хранении и транспортировании химикатов соблюдать правила безопасности, изложенные в ТИ инв. №17672.

4. Из применяемых химикатов наиболее опасной является перекись водорода, относящаяся ко второму классу опасности.

Перекись водорода ? негорючая, взрывоопасная жидкость, сильный окислитель. Не допускается контакт перекиси водорода с железом, хромом, свинцом, серебром, марганцем и их солями. ПДК водорода в воздухе рабочей зоны 0,3 мг/

5. Все работы по приготовлению, очистке и корректированию электролита цинкования осуществляется только при включенной вентиляции.

Условия допуска к самостоятельной работе

· К работе на гальваническом оборудовании допускаются рабочие знающие:

1. назначение, устройство и принцип работы оборудования;

2. основы технологических процессов, технологических инструкций и инструкций по эксплуатации оборудования;

3. инструкции по охране труда;

4. характеристики и свойства применяемых химических веществ, правила обращения с ними;

5. опасные,вредные производственные факторы, связанные с выполняемой работой, вредные вещества в составе применяемых материалов в воздухе рабочей зоны и характер их действия на организм человека;

6. способы оказания первой помощи пострадавшим при несчастных случаях;

7. правила личной гигиены;

8. правила пользования ИЗС;

· Соблюдение работником требований безопасности и правил внутреннего распорядка.

Не разрешается:

А) курить на рабочем месте, курить на территории завода в неустановленных местах;

Б) хранить продукты питания и принимать пищу на рабочем месте;

В) производить работы без средств индивидуальной защиты (спецодежды и спецобуви);

Г) Гальваник должен знать место расположения первичных средств пожаротушения и уметь приводить их в действие во время пожара

· Опасные и вредные производственные факторы :

- движущиеся машины и механизмы;

- подвижные части производственного оборудования;

- передвижные изделия, заготовки и материалы.

Ответственность персонала:

1. Заместитель начальника цеха по производству несёт ответственность за обеспечение условий для качественного приготовления, очистке и корректирования электролита цинкования.

2. Начальник участка и мастер несут ответственность за организацию и правильное выполнение работ по приготовлению, очистке и корректированию электролита цинкования.

3. Инженер-технолог несёт ответственность за обеспечение рабочего места корректировщика необходимой технической документацией со всеми внесёнными изменениями.

4. Корректировщик несёт ответственность за своевременное и качественное выполнение работ по приготовлению, очистке и корректированию электролита цинкования.

5. Лаборант несёт ответственность за своевременное и качественное выполнение анализов электролита цинкования.

6.4 Оборудование для нанесения цинкового покрытия в барабанах.

Автомат типа VTS-4.

Автоматическая барабанная линия состоит из шкафа автоматического со встроенными приборами, предохранителями, клеммами, главным пускателем и защитными устройствами, а также отдельного пульта управления с кнопками и измерительными приборами для обслуживания установки.

Для конструкции автомата выбран циклический принцип действия, который обеспечивает централизованное управление, хороший обзор, уменьшение холостого пути. Автоматическая барабанная линия применяется для гальванизации мелких деталей ограниченных размеров.

Технические данные

Размеры линии: длина …………………. 22м

ширина…………………3,3м

высота………………….1,6м

Масса ( в раб. состоянии) ……………………………………………33 т

Число барабанов на линии……………………………………………40 шт.

Обращение барабана ………………………………………………10 мин

Ток гальванизации ………………………………………………… 200 А

Подключенное напряжение…………………………………………….42 В

Темп выхода деталей ……………………………………от 3,5 до 4,5 мин

Ежедневное время на загрузку……………………………………2,4 ч

Количество загружаемых деталей в один барабан:

-болты,шурупы,гайки,оси……………………………………………13 кг

-кронштейны………………………………………………………….…13 кг

-шайбы мелкие, гроверные…………………………………………….7 кг

Наполнение барабана : макс.299 хорошо гальванизированной поверхности.

Также не больше, чем 15 кг продуктов для гальванизации.

Время выдержки деталей в ваннах, время стекания растворов поддерживается автоматически.

Температуру растворов в ваннах без подогрева и охлаждения не контролируют : температура растворов в данных ваннах обеспечивается температурой воздуха в помещении участка.

Подготовительные операции.

1. Проверить и в течение смены следить за уровнем растворов в ваннах. Уровень должен быть таким, чтобы детали были полностью погружены в раствор и раствор не переливался через края ванны.

2. Проверить температуру растворов в ваннах на соответствие технологическим режимам. В течение смены температуру растворов контролируют каждый час.

3. Включить подачу воды в ванны по мере заполнения ванн деталями. Расход воды устанавливают ориентировочно.

4. Включают подачу сжатого воздуха.Давление воздуха контролируют манометром. Манометр ДМ 1001-1 МПа-2,5 ГОСТ 2405-88

2. Барабанные ванны

Помимо стационарных ванн в гальваническом производстве при осаждении покрытий на мелкие детали используют барабанные ванны.

Барабанные ванны представляют собой 6-8-гранную призму, одна из граней которой служит для загрузки и выгрузки деталей. Все боковые грани барабана перфорированы. Барабан для гальванизации сделан из пластмассыю Пластмасса выдерживает температуру t=50. В устройство барабана входит зубчатое колесо, изготовленное из того же материала. Гибкие катоды вводятся через осевые отверстия торцовых стенок барабана. Вся система вешается на катодную штангу ванны таким образом, чтобы зубчатое колесо барабана соприкасалось с зубчатым колесом привода вращения. Вращение барабана осуществляется от двигателя постоянного тока, то есть от источника тока гальванической ванны (приложение 7).

Детали туда засыпаются внавал и все устройство погружается в электролит (приложение 8). С помощью специальных приспособлений барабаны приводятся во вращение. Осаждение покрытия происходит лишь на тех деталях, которые расположены по периметру барабана, однако вследствие постоянного перемешивания деталей обеспечивается равномерное осаждение металлического осадка.

Производительность в первую очередь зависит от силы потребляемого тока и используемой при этом рабочей плотности тока. Максимальное заполнение барабана не должно превышать 15 кг. Из-за перфорации в стенке барабана диаметр деталей не должен быть меньше 3 мм.

3. Насосы

· 1 насосный агрегат тип KRSH 32/200-203 KER 110

Технические характеристики:

Производительность……………………………………………2-13 /ч

Напор…………………………………………………………….0,15-0,11 МПа

Потребляемая мощность………………………………………. 3,6 кВт

· 1 насосный агрегат(эпоксидная смола) тип KRS IH-25/160 EpC 8

Технические характеристики:

Производительность…………………………………………….по 2-6 /ч

Напор……………………………………………………………по 0,23-0,20МПа

Потребляемая мощность………………………………………по 3,1 кВт

4. Источники напряжения

· Охлаждаемый маслом селеновый выпрямитель дистанционно управляемый, тип CRA 122-20/600

Технические данные:

-постоянное напряжение: регулируемое

-постоянный ток ……………………………………………….макс. 600 A

-потребляемая мощность ………………………………………16,7 кВт

-ток первичной цепи при напряжении 380 В………………….24 A

· Охлаждаемый маслом селеновый выпрямитель дистанционно управляемый, тип CRA 142-16/2500, для цинковония

Технические данные:

-постоянное напряжение: регулируемое в пределах 2-16 В ;

- постоянный ток: максимальный 2500 A

- потребляемая мощность: 54,4 кВт

-ток первичной цепи при напряжении 380 В: около 90 A

5. Фильтр

· 1 фильтр, работающих под давлением, типа ДР 0,5

Для перекачки цинкового электролита из аппарата для растворения в резервные резервуары, действующая поверхность фильтра по 0,5

· 2 фильтра, работающих под давлением, типа ДР5

Для цинкового электролита, действующая поверхность фильтра по 5

6. Регулятор температуры

Регулятор температуры 0-100 (Cr-Ni-St).Регулировка температуры нагреваемого резервуара осуществляется автоматически. Контроль температуры может осуществляется с помощью дистанционного индикатора на пульте управления. автоматически. При повышении температуры на пульте управления звучит сигнал и одновременно включается световое сообщение о неисправности. Такие же сигналы возникают при отклонении зеркала электролита от допустимого значения

6.5 Перечень покрываемых изделий

Перечень покрываемых цинком деталей представлен в таблице 6.4.

Таблица 6.4. Детали обрабатываемые на линии цинкования в барабанах

№	Наименование изделия	Характеристики
1	БОЛТ	Сталь 20 ГОСТ 1050-88 S детали:0,0018 S всех деталей:0,9 Толщина :9-12 мкм I:500-4500 A i: 0,5-1 A/ 75-85 мин
2	ВИНТ	Сталь 20 ГОСТ 1050-88 S детали:0,002 S всех деталей:1 Толщина :9-12 мкм I:500-4500 A i: 0,5-1 A/ 75-85 мин
3	ШАЙБА	Сталь 20 ГОСТ 1050-88 S детали: 0,00005 S всех деталей: 2,5 Толщина :9-12 мкм I:500-4500 A i: 0,5-1 A/ 75-85 мин
4	ШУРУП	Сталь 20 ГОСТ 1050-88 S детали: 0,0003 S всех деталей: 4,5 Толщина :9-12 мкм I:500-4500 A i: 0,5-1 A/ 75-85 мин
5	ГАЙКА	Сталь 20 ГОСТ 1050-88 S детали: 0,0002 S всех деталей: 2,3
6	ОСЬ	Сталь 20 ГОСТ 1050-88 S детали: 0,0006 S всех деталей: 0,6
7	КРОНШТЕЙН	Сталь 20 ГОСТ 1050-88 S детали:0,003 S всех деталей:1,05

Литература

1. Ильин В.А. Краткий справочник гальванотехника. - Санкт-Петербург: Политехника, 1993;

2. Дасоян М.А., Пальмская И.Я., Сахаров Е.В. Технология электрохимических покрытий. -Л.: Машиностроение, 1989;

3. Кудрявцев Н.Т. Электролитические покрытия металлами. - М.: Химия, 1979;

4. Смоляг Н.Л., Жарский И.М. Основное оборудование электрохимических производств / Учебное пособие.-- М.: БГТУ 2004;

5. Прикладная электрохимия / А.Л. Ротинян, А.Ф. Алабышев, П.М. Вячеславов и др. - Л.: Химия, 1974;

6. Вайнер Я.В., Дасоян М.А. Оборудование цехов электрохимических покрытий. - Л.: Машиностроение, 1971;

7. Вайнер Я.В., Дасоян М.А. Технология электрохимических покрытий. - Л.: Машиностроение, 1972;

8. Гибкие автоматизированные гальванические линии: Справочник/ Ред. совет: B.Л. Зубченко и др. М.: Машиностроение, 1989;

9. ТИ "Приготовление умягченной воды";

10. ТИ "Изоляция подвесок пластизолем Д-2А-ОС ";

11. ТИ "Отходы производства и потребления гальванического участка. Сбор,

сортировка, хранение, учет, движение";

12. ИОТ 383-2006 Инструкция по охране труда для гальваника;

13. Инв.15070 Техпроцесс блестящего цинкования в барабанах;

14. Инв.18522 Техпроцесс никелирования в барабанах;

15. Инв.15631 Техпроцесс анодного окисления ;

16. Инв.15180 Техпроцесс износостойкого хромирования;

17. Паспорт VTS.Техническая документация на автоматическую барабанную линию;

18. ГОСТ 9.303 - 84. Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Общие требования к выбору и обозначения. - М.: Изд-во стандартов, 1988;

19. ГОСТ 9.301 - 86. Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Общие требования. - М.: Изд-во стандартов, 1989;

20. ГОСТ 9.302 - 88. Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Методы контроля. - М.: Изд-во стандартов, 1989;

Размещено на Allbest.ru