En galvaniseringsanläggning har tre huvudsystem: förbehandling, galvanisering och efterbehandling. Dessa system samverkar för att rengöra, belägga och ytbehandla stål.
Förbehandlingssystemet rengör stålet. Det tar bort smuts, fett och rost. Detta steg hjälper zinken att fästa bra på stålet.
Degalvaniseringssystemlägger en zinkbeläggning på stålet. Efterbehandlingssystemet kyler stålet och lägger till ett sista skyddande lager. Detta gör stålet starkt och hållbart.
System 1: Förbehandlingssystemet
Förbehandlingssystemet är det första och mest kritiska steget igalvaniseringsprocessenDess huvudsakliga uppgift är att förbereda en perfekt ren stålyta. En ren yta gör att zinken kan bilda en stark, enhetlig bindning med stålet. Detta system använder en serie kemiska doppningar för att avlägsna alla föroreningar.
Avfettningstankar
Avfettning är det första rengöringssteget. Ståldelar anländer till en anläggning med ytföroreningar som olja, smuts och fett. Avfettningstankar avlägsnar dessa ämnen. Tankarna innehåller kemiska lösningar som bryter ner smutsen. Vanliga lösningar inkluderar:
Alkaliska avfettningslösningar
Sura avfettningslösningar
Alkaliska avfettningsmedel för höga temperaturer
I Nordamerika använder många galvaniseringsföretag uppvärmda natriumhydroxidlösningar. Operatörer värmer vanligtvis upp dessa alkaliska tankar till mellan 80-85 °C (176-185 °F). Denna temperatur förbättrar rengöringseffektiviteten utan de höga energikostnaderna för att koka vattnet.
Spoltankar
Efter varje kemisk behandling flyttas stålet till en sköljtank. Sköljningen tvättar bort eventuella kvarvarande kemikalier från föregående tank. Detta steg förhindrar kontaminering av nästa bad i sekvensen. Korrekt sköljning är avgörande för en högkvalitativ finish.
Branschstandard:Enligt SSPC-SP 8-standarden för betning måste sköljvattnet vara rent. Den totala mängden syra eller lösta salter som transporteras in i sköljtankarna bör inte överstiga två gram per liter.
Syrabetningstankar
Därefter hamnar stålet i en syrabetningstank. Tanken innehåller en utspädd syralösning, vanligtvis saltsyra. Syrans uppgift är att ta bort rost och glödskal, vilka är järnoxider på stålets yta. Betningsprocessen avslöjar det bara, rena stålet undertill, vilket gör det redo för det sista förberedelsesteget.
Fluxtankar
Flussning är det sista steget i förbehandlingen. Det rena stålet doppas i enflusstankinnehållande en zinkammoniumkloridlösning. Denna lösning applicerar ett skyddande kristallint lager på stålet. Detta lager gör två saker: det utför en slutlig mikrorengöring och skyddar stålet från syre i luften. Denna skyddande film förhindrar att ny rost bildas innan stålet kommer in i den heta zinkkitteln.
Efter förbehandlingen går stålet vidare till galvaniseringssystemet. Syftet med detta system är att appliceraskyddande zinkbeläggningDen består av tre huvudkomponenter: en torkugn, en galvaniseringsugn och en zinkkittel. Dessa delar samverkar för att skapa den metallurgiska bindningen mellan stål och zink.
Torkugn
Torkugnen är det första stoppet i detta system. Dess huvudsakliga uppgift är att torka stålet helt efter flussningssteget. Operatörer värmer vanligtvis ugnen till cirka 200 °C (392 °F). Denna höga temperatur avdunstar all kvarvarande fukt. En noggrann torkningsprocess är avgörande eftersom den förhindrar ångexplosioner i den heta zinken och undviker beläggningsdefekter som porer.
Moderna torkugnar har energibesparande konstruktioner. Dessa funktioner minskar bränsleförbrukningen och förbättrar anläggningens effektivitet.
De kan använda avgaser från ugnen för att förvärma stål.
De inkluderar ofta värmeåtervinningssystem.
De säkerställer optimerad och jämn värmefördelning.
Galvaniseringsugn
Galvaniseringsugnen ger den intensiva värme som behövs för att smälta zinken. Dessa kraftfulla enheter omger zinkkittlaren och håller den smälta zinken vid en exakt temperatur. Ugnar använder flera avancerade värmetekniker för att fungera effektivt. Vanliga typer inkluderar:
Pulsdrivna höghastighetsbrännare
Indirekta värmeugnar
Elektriska ugnar
Säkerhet förstUgnar arbetar vid extremt höga temperaturer, vilket gör säkerheten kritisk. De är byggda med högtemperaturisolering, digitala sensorer för att övervaka kitteltemperaturen och konstruktioner som möjliggör enkel inspektion av brännare och reglerventiler.
Zinkvattenkokare
Zinkkitteln är den stora, rektangulära behållaren som innehåller den smälta zinken. Den sitter direkt inuti galvaniseringsugnen, som värmer upp den. Kitteln måste vara otroligt hållbar för att motstå konstant höga temperaturer och den korrosiva naturen hos flytande zink. Av denna anledning konstruerar tillverkare kittlar av speciellt, kolfattigt stål med låg kiselhalt. Vissa kan också ha en innerbeklädnad av eldfast tegel för ökad hållbarhet.
System 3: Efterbehandlingssystemet
Efterbehandlingssystemet är det sista steget igalvaniseringsprocessenDess syfte är att kyla det nybelagda stålet och applicera ett sista skyddande lager. Detta system säkerställer att produkten får önskat utseende och långsiktig hållbarhet. Huvudkomponenterna är kyltankar och passiveringsstationer.
Släckningstankar
Efter att stålet lämnat zinkkitteln är det fortfarande extremt varmt, runt 450 °C (840 °F). Härdningstankar kyler snabbt stålet. Denna snabba kylning stoppar den metallurgiska reaktionen mellan zink och järn. Om stålet kyls långsamt i luften kan denna reaktion fortsätta, vilket orsakar en matt, fläckig yta. Härdning bidrar till att bibehålla ett ljusare och mer enhetligt utseende. Vissa stålkonstruktioner är dock inte lämpliga för härdning eftersom den snabba temperaturförändringen kan orsaka skevhet.
Operatörer använder olika vätskor, eller medier, för kylning baserat på önskat resultat:
Vatten:Ger snabbast kylning men kan bilda avtagbara zinksalter på ytan.
Oljor:Kyl stålet mindre kraftigt än vatten, vilket minskar risken för sprickbildning samtidigt som det förbättrar duktiliteten.
Smälta salter:Erbjuder en långsammare, mer kontrollerad kylningshastighet, vilket minimerar distorsion.
Passivering och efterbehandling
Passivering är den sista kemiska behandlingen. Denna process applicerar ett tunt, osynligt lager på den galvaniserade ytan. Detta lager skyddar den nya zinkbeläggningen från för tidig oxidation och bildandet av "vit rost" under lagring och transport.
Säkerhets- och miljöanmärkning:Historiskt sett användes ofta medel som innehöll sexvärt krom (Cr6) vid passivering. Denna kemikalie är dock giftig och cancerframkallande. Myndigheter som US Occupational Safety and Health Administration (OSHA) reglerar dess användning strikt. På grund av dessa hälso- och miljöproblem använder industrin nu i stor utsträckning säkrare alternativ, såsom trevärt krom (Cr3+) och kromfria passiveringsmedel.
Detta sista steg säkerställer attgalvaniserad produktanländer till sin destination ren, skyddad och redo att användas.
Viktiga anläggningsomfattande stödsystem
De tre huvudsystemen i en galvaniseringsanläggning är beroende av viktiga stödsystem för att fungera säkert och effektivt. Dessa anläggningsomfattande system hanterar materialförflyttning, specialiserade beläggningsuppgifter och miljösäkerhet. De kopplar samman hela processen från början till slut.
Materialhanteringssystem
Materialhanteringssystemet flyttar tunga stålkonstruktioner genom hela anläggningen. Moderna galvaniseringsanläggningar kräver högkvalitativa kranar och annan utrustning för att hantera arbetsflödet. Denna utrustning måste hantera artiklarnas vikt och tåla hög värme och kemisk exponering.
Kranar
Lyftanordningar
Transportörer
Lyftare
Operatörer måste beakta den maximala lastkapaciteten för denna utrustning. För extremt tunga tillverkningar är det bäst att rådfråga galvaniseraren för att säkerställa att deras system klarar vikten. Denna planering förhindrar förseningar och säkerställer säker hantering.
Utrustning för galvanisering av strukturella komponenter
Växter använderUtrustning för galvanisering av strukturella komponenterför att uppnå en jämn zinkbeläggning på stora eller komplexa föremål. Standarddoppning kanske inte är tillräcklig för föremål med oregelbundna former eller inre ytor. Denna specialutrustning använder avancerade tekniker, såsom kontrollerad delrörelse eller automatiserade sprutsystem, för att säkerställa att den smälta zinken når varje yta jämnt. Att använda rätt galvaniseringsutrustning för strukturkomponenter är avgörande för att uppfylla kvalitetsstandarder på föremål som stora balkar eller komplicerade sammansättningar. Korrekt användning av galvaniseringsutrustning för strukturkomponenter garanterar en jämn och skyddande finish.
Rökutsugning och behandling
Galvaniseringsprocessen skapar ångor, särskilt från syrabetningstankarna ochvarm zinkkokareEtt system för utsug och behandling av rökgaser är avgörande för arbetstagarnas säkerhet och miljöskydd. Detta system fångar upp skadliga ångor vid källan, renar luften genom skrubbrar eller filter och släpper sedan ut dem på ett säkert sätt.
Säkerhet och miljö:Effektiv rökutsugning skyddar anställda från att andas in kemiska ångor och förhindrar utsläpp av föroreningar i atmosfären, vilket säkerställer att anläggningen uppfyller miljöföreskrifterna.
En nyckelfärdig galvaniseringsanläggning integrerar tre kärnsystem. Förbehandling rengör stål för zinkvidhäftning. Galvaniseringssystemet applicerar beläggningen och efterbehandlingen färdigställer produkten. Stödsystem, inklusive galvaniseringsutrustning för strukturkomponenter, förenar hela processen. Moderna anläggningar använder automatisering och nyckeltal för att förbättra effektivitet och hållbarhet.
