Машины и агрегаты трубного производства

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Способы цинкования труб в расплаве цинка. В настоящее время наибох распространен жидкофазный способ нанесения цинкового покрытия на craj ные трубы (в расплаве цинка).

Достоинство данного способа - быстрота нанесения цинкового покрыт (относительная простота применяемого при этом оборудования, возможное широкой механизации и автоматизации, что, в свою очередь, позволяет сс дать поточное производство большой мощности.

По этому способу обычно цинкуют сварные (реже бесшовные) трубы т метром 9,5...350 мм, длиной до 7 м, которые применяют в судостроении, ж лищном и промышленном строительстве и в других областях.

В мировой практике цинкование труб по жидкофазному способу осущест ляют различными путями. -

При цинковании так называемым "мокрым" способом трубы, прошедш подготовительные операции (обезжиривание, травление, декапирование, пр мывку), поступают в ванну с жидким цинком через слой расплавленного флюс который находится на поверхности расплава цинка в месте задачи труб в ванну

Температура расплавленного флюса составляет от 100 до 350...400 °С, тр вильное его действие значительно сильнее, поэтому при мокром цинкован] достигается высокая степень очистки стальной поверхности труб.

При мокром способе цинкования не рекомендуется вводить в распл, цинка более 0,02...0,05 % А1, так как алюминий реагирует с солями флюса испаряется в виде соединения А1С13, в результате чего происходит быстрая п теря алюминия из расплава цинка.

Вследствие испарения аммиака и хлоридов происходит постоянн истощение флюса и трудно следить за постоянством его состава - это недост

ток мокрого способа. Кроме того, при применении указанного способа образуется большое количество (до 12... 17%) железоцинковых соединений (гартцинка).

При цинковании сухим способом трубы после подготовительных операций поступают в специальную ванну с водным раствором флюса на флюсование. После флюсования трубы поштучно направляют в сушильную печь, где при температурах 150...200°С происходит предварительный нагрев их и высушивание флюса, находящегося на их поверхности. Слабощелочной водный флюс обладает более слабой травящей способностью, чем флюс при мокром цинковании, поэтому поверхность труб при сухом цинковании должна быть хорошо обезжирена и протравлена. Из сушильной печи трубы поступают в ванну с расплавленным цинком, где и происходит их цинкование. Таким образом, на поверхности каждой поступающей на цинкование трубы всегда есть определенное количество подсушенного флюса постоянного состава.

При сухом цинковании в расплав цинка добавляют примерно 0,1...0,2 % А1, что предотвращает окисление цинка вследствие образования на его поверхности тончайшей (около 0,1 мкм) защитной окисной пленки А1203. Добавка алюминия в расплав цинка также способствует получению более пластичных цинковых покрытий с тонким слоем промежуточных железоцинковых соединений. Трубы с таким покрытием легче подвергаются различным технологическим операциям (гибке, развальцовке, раздаче и т.п.) без нарушения слоя покрытия.

При сухом цинковании образуется значительно меньшее количество (примерно 5... 10 %) гартцинка, чем при мокром.

Определенное количество алюминия теряется и при сухом цинковании вследствие взаимодействия алюминия с освобождающейся из подсушенного флюса водой, поэтому необходимо, чтобы расплав цинка содержал алюминия несколько больше чем 0,2%. Для получения на изделиях тонкого цинкового

покрытия их цинкуют по так называемому свинцовому способу. При этом ванна цинкования заполнена свинцом, и лишь в верхней ее части на поверхности свинца находится слой расплава цинка.

В последнее время у нас в стране и за рубежом этот способ используют для цинкования электросварных тонкостенных труб, которые погружают и извлекают через слой расплава цинка.

Цинкование труб по мокрому, сухому или свинцовому способам обязательно предусматривает применение флюса или в виде расплава солей. Однако в настоящее время существуют способы цинкования труб, исклю чающие использование не только флюсования, но и обезжиривания и травле ния (подобно способу Сендзимира при цинковании полосы и проволоки) - это достигается путем окислительно-восстановительной подготовки труб перецинкованием.

Так, в Германии разработан способ непрерывной окислительно-восста- новительной подготовки труб перед цинкованием. В качестве окислительной атмосферы используют сжатый воздух, восстановительной - водород. В окислительной печи поддерживается температура 730...535 °С. Восстановительная печь состоит из двух камер - в первой поддерживают температуру 730...760 °С, а во второй 535 °С. Температура труб, задаваемых в ванну цинкования, равна 440 °С.

В патенте США предложен непрерывный способ цинкования полос, листов труб, проволоки, по которому с изделий до поступления их в ванну цинкования в печи с восстановительной атмосферой снимают пленку оксидов, а затем через пространство с защитной атмосферой изделия транспортируют непосредственно в ванну с расплавом. Температура печи 1315 °С. Газообразные продукты сгорания топлива, образующие в печи, содержат 3...6 % СО, Н2 и не содержат кислорода.

Одним из наиболее прогрессивных способов цинкования труб с использованием окислительно-восстановительной подготовки - способ фирмы "Blew Knox", предусматривающий применение в линии цинкования труб окислительного и восстановительного нагрева. Трубы с помощью автоматических трубоподводящих шнеков транспортируют через окислительную, восстановительную и охлаждающую зоны печи и подают на цинкование нагретыми до температуры 440...460°С. В печи с восстановительной атмосферой (продукты разложения аммиака) поверхность труб хорошо очищается, что способствует улучшению условий цинкования. Температуру в печи с восстановительной атмосферой строго контролируют.

Использование окислительно-восстановительной подготовки труб перед цинкованием полностью исключает такие традиционные операции как обезжиривание, травление, промывка, флюсование.

Данный способ цинкования отличается еще и тем, что постоянная температура расплава цинка в процессе цинкования поддерживается за счет тепла от поступающих на цинкование предварительно нагретых труб. Считают, что при этом значительно уменьшаются напряжения в корпусе ванны цинкования, что увеличивает срок ее службы. Кроме того, введение нагретой трубы в расплав цинка уменьшает время пребывания трубы в расплаве, что способствует уменьшению образования гартцинка и сокращает число остановок ванны для его удаления - все это значительно снижает расходы на ремонт и простои.

Перемещение труб осуществляют с помощью подающих и погружающих шнеков, изготовленных из нержавеющей стали. Когда труба выходит из ванны ее поддерживают и транспортируют с помощью магнитных роликов.

принципиальная схема установки для непрерывного цинкования наружной поверхности труб, работающей по способу "цинк "Flo-Coat". Подвергаемая цинкованию труба через нагреватель попадает в цинковое устройство. Использование нагревателя сокращает продолжительность цинкования. В резервуар с расплавленным цинком и в подогреватель через трубопроводы подают защитный газ, предохраняющий поверхность трубы и расплав цинка от окисления. В ванну цинкования через трубопровод подают в избытке жидкий цинк, благодаря чему трубу непрерывно омывают свежие порции цинка.

Установки по способу "цинк "Flo-Coat" работают на заводах фирм "Allied Tube and Conduit" (США), "Monmore Tubes Ltd" (Великобритания), "Matsushita Electric Industrial" (Япония).

В последнее время производство труб с оцинкованной наружной поверхностью получило широкое распространение. Технология этого процесса была значительно усовершенствована, повышена его производительность, появились новые фирмы, производящие такую продукцию. Это прежде всего фирмы "Wakayama Steel Works" и "Daiwa Steel Industries Co. Ltd." (Япония). Следует особо рассмотреть производство оцинкованных стальных труб по технологии с фирменным названием "The Daiwa Z Process" (Япония).

В этом процессе в единой технологической линии осуществлено изготовление труб и их цинкование. Нетравленную горячекатаную стальную полосу очищают механическим способом между разматывателем и формовочным станом, подают в формовочный стан, где формуют в трубную заготовку, которую сваривают на установках высокочастотной индукционной сварк Затем непрерывную стальную трубу химически обрабатывают и цинкуют г наружной поверхности в жидком цинке. В конце системы горячего цинкован! труба проходит устройство точной регулировки массы цинкового покрыта Непрерывно оцинкованную стальную трубу охлаждают, калибруют, правят i стане, наносят тонкий слой органического покрытия. Порезку осуществлял устройством, отделку и покраску труб осуществляют автоматически на спещ альном оборудовании в процессе перемещения труб по конвейеру.

Все операции по обработке непрерывной трубы на этой линии выполняй автоматически в закрытых агрегатах, что предотвращает загрязнение окр; жающей среды. При этом скорость цинкования трубы при максимальной прс изводительности составляют 2,5 м/с.

Цинкование на агрегатах горизонтального и вертикального типов. В ш стоящее время наиболее распространен сухой способ цинкования труб.

Цинкование труб сухим способом осуществляют на автоматизированны агрегатах с машиной цинкования, работающей по непрерывному способу бе применения ручного труда. Трубы автоматически загружают в ванну с рас плавленным цинком, где поштучно перемещают с помощью специальных шш ков, расположенных вертикально или вертикально с последующим горизоь тальным перемещением труб ( 18.4).

Производительность установок цинкования труб сухим способом довольн высока и составляет для труб диаметром 25 мм примерно 18...22 т/ч, а для тру' диаметром 38...40 мм может составлять 25...27 т/ч.

В последние годы у нас в стране и за рубежом широко применяют способ су хого цинкования бесшовных и сварных труб. Так, например, на заводе фиpм^ "Mannesmann" (Германия) цинкованию подвергают трубы печной сварки диаметром 12,7... 101,6 мм и длиной до 7 м. Максимальная производительность установки составляет 25 т/ч. Высокопроизводительные установки цинкования труб диаметром 9,52... 101,6 мм работают на заводе фирмы "Cotimpi" (Италия) и на заводе фирмы "British Steel Corp." (Великобритания), где цинкуют трубы диаметром 12,7... 165,1 мм.

Обычно трубы таких размеров цинкуют на агрегатах горизонтального типа. Принципиальная схема расположения такого агрегата на участке цинкования труб по сухому способу. После прохождения технологических операций подготовки поверхности, которые выполняются последовательно в ваннах 7, трубы с помощью подающего устройства 2 поступают в сушильную печь 5, выход которой примыкает к боковой стороне ванны цинкования 4. Из печи подогретые с высушенным флюсом трубы с помощью транспортера и загрузочного устройства наклонно погружают в ванну с расплавом цинка, при этом цинк заливают в трубу с одной стороны, что способствует улучшению цинкования внутренней поверхности, а также исключает возможность хлопков. После цинкования трубы автоматически извлекают из ванны цинкования, удаляют с их поверхности излишки цинка на специальном устройстве 5, охлаждают в ванне с водой 6.

Рассмотренное расположение оборудования и маршрут движения труб являются характерными для большиства участков горячего цинкования труб. При этом предусмотрена задача всей трубы под определенным углом в ванну цинкования с ее боковой стороны. Выдачу оцинкованных труб производят с торцевой стороны ванны.

Существуют агрегаты горячего цинкования труб горизонтального типа ( 18.6), которые позволяют цинковать трубы, изготовленные из стали, не содержащей кремний, и трубы из спокойной и полуспокойной стали. Цинковое покрытие на наружной и внутренней поверхностях трубы равномерно и имеет удельную массу не более 400 г/м2 (примерно 57 мкм), что соответствует Евро- стандартам. Общий расход цинка составляет примерно 80 кг/т труб.

Отмечая достоинства агрегата горячего цинкования с торцевой задачей тр в ванну, следует иметь в виду, что в этом случае повышается опасность повр ждения слоя высушенного флюса при транспортировании по роликам труб < сушильной печи к ванне цинкования.

Технология подготовки и цинкования труб в порошковых смесях. Диффуз онному цинкованию подвергают стальные горячедеформированные, холодн деформированные и электросварные трубы из углеродистой стали.

Процесс диффузионного цинкования труб в порошковых смесях включая следующие технологические операции: 1) подготовку труб к покрытию; упаковку в муфели; 3) химико-термическую обработку; 4) распаковку муфеле 5) извлечение оцинкованных труб, их очистку и контроль.

Каждую трубу, предназначенную для диффузионного цинкования, подве] гают тщательному осмотру. На наружной и внутренней поверхности труб i должно быть плен, расслоений, рванин, подрезов, трещин, закатов, шлаковь включений и других дефектов. Следует отметить, что закаты, трещины и т., можно удалить с помощью шлифования специальными машинками.

Годные для покрытия трубы набирают в пакеты (с подкладками между р: дами) и обезжиривают в водных щелочных растворах. Например, использук водный раствор, содержащий 30...50 г/л едкого натра, 30...50 г/л тринатрш фосфата и 20...30 г/л жидкого стекла. Температура раствора 80...90°С; врем выдержки труб в растворе 20...25 мин.

Обезжиренные трубы промывают в горячей (70...80 °С) воде в течение 5...1 мин, а затем в холодной проточной воде (3...5 мин), после чего их направляю на травление. Травление обычно ведут в водном растворе, содержаще] 15...20% серной или соляной кислоты. С повышением температуры скорост травления значительно возрастает. Однако соляную кислоту вследствие ее ле тучести нагревать выше 40 °С не рекомендуется; растворы серной кислот] можно нагревать до 60...80 °С.

Качество поверхности изделий из углеродистых сталей после травления соляной кислоте лучше, чем после травления в серной. На некоторых завода хорошие результаты получены при травлении труб в растворе соляной кисло ты с последующей обработкой в течении 5... 10 мин в растворе хромового ан гидрида. Во избежании перетравления металла для сокращения расхода кисло ты, уменьшения травильной хрупкости и улучшения условий труда к травиль ным растворам добавляют специальные присадки - ингибиторы. Травление ведут до полного удаления окалины (обычно в течении 20...30 мин). Часто используют ванны, оборудованные механизмами для покачивания труб. После травления пакет труб промывают в ванне с проточной водой (20...30 °С) в течение 5 мин, а затем в ванне с горячей (70...80 °С) водой. Для лучшего удаления шлама с поверхности труб, после травления трубы промывают струей воды из брандсбойта. Эту операцию выполняют в специальной кабине с наклонным подом. Затем трубы осматривают, различные дефекты удаляют шлифованием (при этом в результате зачистки размеры труб не должны выходить за пределы допусков), подвергают декапированию в слабом водном растворе соляной кислоты, тщательно промывают и направляют на флюсование. Для защиты поверхности труб от окисления их подвергают флюсованию в 2 %-ном растворе смеси солей (70 % ВаС12 + 30 % NaCl) при температуре 80...90 °С в течение 5... 10 мин. Флюсованные трубы сушат сжатым воздухом при 80... 100 °С до полного удаления влаги с поверхности труб.

Упаковку труб в муфели и засыпку их диффузионной смесью осуществляют на специальных установках. Муфели должны быть длиннее труб, поступающих на цинкование, на 600...800 мм. В муфели укладывают по определенной схеме от 1 до 12 шт. труб (в зависимости от сортамента). На  18.7 приведена схема муфеля с кассетами для наборки труб, а на  18.8 - схемы расположения труб в муфелях. Расстояние между упакованными трубами и стенкой муфеля должно бьггь не менее 20...30 мм. Расстояние от дна муфеля до трубы должно составлять не менее 300 мм, а от крышки - не менее 500 мм. В процессе заполнения муфеля диффузионную смесь уплотняют вибрацией. После заполнения муфеля смесь накрывают листовым асбестом, муфель накрывают металлической крышкой, зазоры между муфелями и крышкой замазывают обмазкой, состоящей из шамота, асбеста и жидкого стекла. Упакованные муфели перед химико-термической обработкой выдерживают в течение некоторого време для затвердевания обмазки.

Муфели с упакованными в них трубами укладывают на чугунные подстаЕ (бугели) и с помощью загрузочной машины помещают в камерную печь, пр варительно нагретую до 600...700 °С.

Химико-термическую обработку проводят по специальному графику наг ва, характер которого зависит от требований, предъявляемых к цинково покрытию труб. Время нагрева и выдержка муфеля в печи в зависимости сортамента цинкуемых труб составляет 12...20 ч. Для интенсификации нагре муфелей их рекомендуют изготовлять с центровой трубой и применять прш дительную циркуляцию топочных газов через нее, что сокращает цикл нагре на 5...6 ч. Продолжительность выдержки составляет 5...6 ч, причем ее начал считают момент, когда температура в центровой трубе муфеля достиг* 440...460 °С. После выдержки муфель вынимают из печи и охлаждают на в< духе на специальных стеллажах.

После химико-термической обработки муфели извлекают из печи, охлажд ют на воздухе до 60...80 °С и подают на распаковку. Распаковку муфелей пр водят на агрегатах разборки муфелей. Специальным механизмом снимаз крышку с муфеля, высыпают диффузионную смесь и извлекают оцинкованн трубы. Диффузионную порошковую смесь, извлеченную из муфелей, с nov щью транспортеров подают в систему циркуляции смеси, где в нее добавля] свежий цинковый порошок и направляют для повторного применения. Мус] ли подают для упаковки следующих партий труб или на ремонт. Оцинкова ные трубы передают в отделение отделки, где путем промывки горячей вод или продувки сжатым воздухом с их поверхности удаляют остатки диффузис ной смеси. Промытые трубы сушат на стеллажах, правят, затем транспортир ют в отделение контроля труб. Осмотру подвергают каждую оцинкованн) трубу. Цинковое покрытие на трубах должно быть сплошным, равномерным прочно сцепленным с основным металлом; толщина покрытия должна соста лять 80... 100 мкм. Для контроля толщины покрытия используют образц свидетели, которые загружают в муфель одновременно с трубами. Кроме тог толщину покрытия на наружной поверхности труб проверяют магнитнь толщиномером. Трубы, имеющие непокрытые участки или другие дефект поверхности, бракуют и возвращают на повторную обработку. Трубы, пр шедшие контроль, маркируют и отправляют на склад готовой продукции.

В настоящее время выпускают диффузионно-оцинкованные трубы диаме ром 20...529 мм и длиной 6... 12 м.

Оборудование для подготовки труб под цинкование. Оборудование для по готовки поверхности труб (обезжиривания, травления, декалирования и др.) составе трубопрокатных комплексов должно обеспечивать высокую произв дитсльность и поточность. Если создавать такое оборудование только д] цинкования наружной поверхности трубг особенно малых диаметров (6...1 мм), то решить такую задачу можно сравнительно просто, применив многой точные поточные линии. Создание подобного оборудования для нанесен! покрытия на внутреннюю или одновременно на внутреннюю и наружную п верхности труб - задача весьма сложная и до настоящего времени еще полн стыо не решенная.

В зависимости от степени разработки оборудования для нанесения гальв иических покрытий на трубы, цинкование их можно осуществлять или в едном технологическом потоке, включающем все операции от подготовки труб под покрытие до выхода готовых труб, или с разрывом этого потока, когда отдельные операции или группы операций выполняют на оборудовании, не связанном в единую поточную линию.

В настоящее время на трубных заводах применяют обезжиривание, промывку и травление пакетов труб в стационарных ваннах. Однако такой способ неприемлем для подготовки труб под покрытия из-за низкой степени механизации операций подготовки и не обеспечивает необходимого качества подготовки поверхности. Наиболее пригодны для этой цели агрегаты поштучной и пакетной циркуляционной химической обработки труб. схема опытной установки струйно-циркуляционного обезжиривания, промывки и травления труб диаметром 10...6 мм и длиной до 6 м.

Установка представляет собой систему баков, кранов, вентилей и трубопроводов, смонтированных на станине и предназначенных для подачи рабочих растворов и воды к обрабатываемым трубам. Она состоит из следующих основных узлов: станины 2, системы питания б, зажимов 1 и 4, желоба 5, а также механизма управления горловиной и краном 5. На установке последовательно осуществляют обработку труб щелочным и кислым растворами, а также промывку их водой. Обрабатываемую трубу обоими концами вставляют в зажимы и закрепляют таким образом, чтобы она представляла собой как бы часть трубопроводов питания. Рабочие растворы, нагретые в баках до требуемой температуры, насосами подаются к четырехходовому распределительному крану, а через некоторое время в определенной последовательности - к обрабатываемым трубам.

Прошедшие через обрабатываемые трубы растворы стекают в желоб, а оттуда - в соответствующие баки. Сброс растворов по назначению обеспечивается вращающейся горловиной желоба причем она остается в положении слива до тех пор, пока весь раствор из желоба не вытечет, т. е. при всяком повороте крана из открытого положения в закрытое, горловина остается неподвижной и поворачивается одновременно с пробкой крана только при переводе его в новое рабочее положение.

Более производительными являются линии и агрегаты, в которых осуществляют химическую обработку пакета труб только в одной ванне при пропускании всех растворов последовательно через эту ванну.

Основные трудности, которые необходимо преодолеть при разработке конструкции установки связаны с циркуляцией растворов, быстротой заполнения ванны и слива раствора, устранением смешивания растворов. В рассматриваемой установке слив растворов при их циркуляции осуществляют с помощью сифонов.

В напорных линиях I—III автоматически поддерживают постоянное давлен соответствующих растворов. Через безнапорные коллекторы IV-VI раств поступает в обогреваемый бак и затем для повторного использования. В ъ мент заполнения ванны раствором открываются клапаны 1 и 6; остальные ю паны закрыты. Одновременно с заполнением ванны заполняются сифоны А а. К концу заполнения открываются клапаны 7 и 8 и раствор поступает в б напорные коллекторы. Через некоторое время после открытия клапанов 71 перекрывается клапан б. Раствор, поступающий из трубопровода /, через ю пан 1 уходит через сифоны А,а и клапаны 7,8 в коллектор IV.

Для аварийного слива предусмотрена сливная труба Б. По окончании щ цесса обработки раствором клапан 1 перекрывают и раствор сливают че{ сифоны в бак. Для более полного удаления раствора из ванны большой и N лый сифоны работают параллельно.

По такому же принципу заменяют и другие растворы, заливая их через ю паны 2, 3, 4, 5, выпуская их через клапаны 9 и 10 в коллекторы V и VI.

Заполнение растворами ванны объемом 10 м3, оборудованной насосом пр изводительностью 200 м3/ч, продолжается 3 мин. Слив раствора из ванны чер один сифон диаметром 150 мм продолжается 4,5...6 мин.

Установки подобной конструкции целесообразно использовать только д химической обработки труб без последующего нанесения на них покрытия, т когда продолжительность пауз между отдельными технологическими опер циями не играет столь существенной роли, как при нанесении покрытий.

Цинкование труб - оцинковка труб

Горячая оцинковка является наиболее экономичным и простым способом защиты от коррозии.Гальваническое цинкование. ТРУБЫ. Оцинкованная стальная труба.

...листового проката. Цинкование, производство оцинкованной листовой...

В СССР производство оцинкованной листовой стали осуществляется на непрерывных агрегатах горячего цинкования на металлургических заводах.

ТРУБЫ СТАЛЬНЫЕ бесшовные, сварные, биметаллические. Стальные...

ТРУБЫ. Оцинкованная стальная труба. Соединительные части для стальных труб фитинги.Трубы стальные и соединительные части к ним. Цинкование труб - оцинковка труб.

Оцинкованная сталь. Кровли из неоцинкованной листовой стали...

Оцинкованную сталь получают, как правило, по технологии горячего цинкования, тонкий слойДымовая труба может быть расположена на крыше как в поперечном, так и в продольном...

Гальваническое цинкование

Гальваническое цинкование. Технология гальванического цинкования применяется, как правило, для защиты тонкостенных труб, мелких деталейОцинкованная сталь.

Горячее цинкование

Горячее цинкование - один из способов цинкования, который позволяет минимизировать производство и дает возможность цинковать от 1 шт, что считаетсяОцинкованная сталь.

Оцинкованная арматура

Если цемент не содержит хроматов, тогда их добавляют в ванны горячего цинкования.Оцинкованная стальная труба. Медные трубы.

ПРОИЗВОДСТВО ТРУБ. Классификация труб

По продольному сечению различают трубы конические, ступенчатые с высаженными концами и др.Цинкование труб (оцинковка труб).

МЕТАЛЛОИЗДЕЛИЯ. Металлические материалы и конструкции

Цинкование труб (оцинковка труб). Классификация труб. Медные трубы. Чистая медь. Добыча меди.

АСБЕСТОЦЕМЕНТНЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ. Монтаж стыковых соединений...

Монтаж трубопроводов из труб на двухбуртных муфтах с применением колец круглого сечения.Применяемые стальные болты должны иметь антикоррозионную защиту в виде оцинковки и...