» » Цинкование труб жидким методом
12.12.2014

В настоящее время большинство труб защищается от коррозии диффузионным методом цинкования, так как, во-первых, другими способами трудно получить качественное покрытие при длине труб до 8 м, особенно на их внутренней поверхности, и, во-вторых, при этом методе возможны широкая механизация и автоматизация производственного потока.
Один из наиболее простых методов диффузионного цинкования — жидкий. Этот метод, известный в промышленности как горячее цинкование galvanizacija.ru, в настоящее время наиболее широко распространен при цинковании труб. Так, в ФРГ около 50% всех стальных труб диаметром 3/8—4 дюймов поступают к потребителю оцинкованными этим методом. В США в 1960 и 1961 гг. около 30— 35% годового производства труб печной сварки было также оцинковано этим методом при общей мощности установок для цинкования труб около 1 млн. т/год.
Достоинствами жидкого метода являются быстрота нанесения цинкового слоя, относительная простота применяемого оборудования, возможность широкой механизации и автоматизации, что позволяет создать поточное производство большой мощности.
В последние годы в нашей стране и за рубежом введены в промышленную эксплуатацию высокопроизводительные агрегаты цинкования труб жидким методом, работающие по непрерывному способу.
Технологическая схема цинкования труб по жидкому методу состоит в следующем. После правки на правильных машинах и обрезки концов изготовленные трубы поступают в отделение цинкования, где в первую очередь проходят операции подготовки.
Пакет труб (примерно 5 г) прежде всего промывают в горячей (70—80° С) проточной воде, в результате с поверхности их удаляются различные загрязнения. Это облегчает последующее обезжиривание. Для обезжиривания чаще всего используют растворы щелочей или другие растворы. Так, применяют растворы состава, г/л:
Цинкование труб жидким методом

Температура растворов 70—80° С. Продолжительность обезжиривания 10—20 мин. В процессе обезжиривания трубы покачивают, для чего ванны снабжены специальным механизмом.
После промывки в воде пакет труб направляют на травление для удаления окалины и ржавчины. Травление производят в водных растворах серной (180—200 г/л H2SO4) или ингибированной соляной кислоты (180—200 г/л HCl). Во избежание перетрава поверхности в травильные растворы добавляют ингибиторы ЧМ, «катапин» и другие в количестве 1—3 г/л. Температура травления зависит от концентрации кислоты в растворе (табл. 19). В процессе травления пакет труб несколько раз поднимают и опускают краном. При этом перемешивается раствор и ускоряется травление. Иногда травильные ванны оборудуют приспособлениями для механического перекатывания труб.
Цинкование труб жидким методом

Концентрацию кислоты и температуру травильных растворов контролируют не реже трех раз в смену.
После травления трубы промывают, удаляя с их поверхности соли железа и остатки кислоты. Обычно в отделении цинкования имеются промывочные ванны с горячей и холодной проточной водой. При промывке пакет труб несколько раз поднимают и опускают краном. He реже одного раза в месяц промывочные ванны тщательно очищают от шлама и других загрязнений.
На некоторых заводах трубы перед флюсованием подвергают декапированию в течение 3—5 мин в растворе соляной кислоты (50 г/л) при температуре его 18—20° С. После декапирования трубы промывают в горячей и холодной воде и затем направляют на флюсование.
При «мокром» способе цинкования труб в качестве расплавленного флюса лучше всего применять смесь хлористого аммония и хлористого цинка с небольшой добавкой глицерина, например 120 ч. (по массе) ZnCl2, 100 ч. (по массе) NH4Cl и 750 мл глицерина. Применение в качестве флюса только хлористого аммония приводит к повышенному образованию гартцинка. Дело в том, что хлористый аммоний отличается большой летучестью при повышенной температуре и при его разложении в значительном количестве выделяется хлористый водород. Избыток HCl приводит к дополнительному образованию на поверхности труб FeCb, которая, будучи восстановленной расплавленным цинком, в свою очередь увеличивает содержание в ванне железа, переходящего в гартцинк.
При «сухом» способе цинкования трубы погружают в ванну флюсования, содержащую водный раствор хлористого аммония и хлористого цинка. Например, на одном из заводов применяют флюс, состоящий из 600—650 г/л ZnCl2; 80—100 г/л NH4CI, 1—2 г/л ОП-7 или ОП-10.
Температура раствора 40—50° С, продолжительность флюсования 1—2 мин.
Трубы можно флюсовать поштучно или пакетом. Во втором случае время флюсования увеличивают до 5—10 мин.
Для поштучного перемещения труб ванны оборудованы специальным механизмом.
После флюсования трубы поштучно направляют в сушильную печь, где при 150—200° С они предварительно нагреваются, а флюс, находящийся на их поверхности, высыхает. Из сушильной печи трубы автоматически попадают в ванну с расплавом цинка, где происходит образование слоя цинкового покрытия на их поверхности.
Цинкование обычно проводят при 450—460° С. После этого трубы специальными устройствами извлекаются из расплава, после чего для удаления излишков цинка их с наружной поверхности обдувают сжатым воздухом, а с внутренней — перегретым (300° С) паром. В случае цинкования труб «сухим» способом на автоматизированных агрегатах производят только обдувку их наружной поверхности. Далее трубы поступают на конвейер для охлаждения и на контроль.
Обычно жидким методом цинкуют трубы диаметром 17—160 мм (в США — до 350 мм) и длиной 6—12 м из низкоуглеродистой стали. В нашей стране этим методом наносят покрытия на водогазопроводные трубы, изготовляемые на станах непрерывной печной и индукционной сварки, а также на цепных станах печной сварки.
Длительность травления труб, получаемых на цепных станах, значительно больше, чем труб, изготовляемых на непрерывных, так как в отличие от последних они покрыты более толстым слоем окалины и имеют шлам на внутренней поверхности. Длительное травление неизбежно приводит к перетраву поверхности, а шероховатая поверхность вызывает увеличение расхода цинка при цинковании и ухудшение качества оцинкованных труб.
Следовательно, целесообразно цинковать водогазопроводные трубы, изготовляемые на станах непрерывной печной и индукционной сварки, предварительно подвергая их правке на правильных станах.
При использовании жидкого метода можно получить слой цинкового покрытия толщиной от 50—70 до 80—100 мкм соответственно на наружной и внутренней поверхностях.
Цинкование труб жидким методом

Один из недостатков данного метода цинкования — относительная неравномерность слоя цинкового покрытия по длине и периметру трубы. Иногда имеются места с повышенной толщиной цинкового слоя (наплывы цинка), что отрицательно сказывается на механических свойствах покрытия и на расходе цинка.
Отходами при цинковании труб жидким методом являются гартцинк, цинковая пыль, зола, нашатырный шлак. Для уменьшения общего количества гартцинка необходимо тщательно промывать цинкуемые изделия для удаления солей железа после травления, правильно выбирать состав флюсовочного раствора и флюса на зеркале ванны, сокращать продолжительность пребывания труб в расплаве цинка, обеспечивать равномерный обогрев ванны цинкования и поддерживать необходимую температуру цинкования.
В табл. 20 приведен баланс расхода цинка при цинковании водогазопроводных труб «мокрым» способом, а в табл. 21 сопоставлены экономические показатели производства оцинкованных труб на ряде заводов.
Цинкование труб жидким методом