Et galvaniseringsanlæg har tre hovedsystemer: forbehandling, galvanisering og efterbehandling. Disse systemer arbejder sammen for at rense, belægge og færdiggøre stål.
Forbehandlingssystemet renser stålet. Det fjerner snavs, fedt og rust. Dette trin hjælper zinken med at hæfte godt til stålet.
Degalvaniseringssystemlægger en zinkbelægning på stålet. Efterbehandlingssystemet køler stålet og tilføjer et sidste beskyttende lag. Dette gør stålet stærkt og holdbart.
System 1: Forbehandlingssystemet
Forbehandlingssystemet er det første og mest kritiske trin igalvaniseringsprocesDens primære opgave er at forberede en perfekt ren ståloverflade. En ren overflade gør det muligt for zinken at danne en stærk, ensartet binding med stålet. Dette system bruger en række kemiske dypninger til at fjerne alle forurenende stoffer.
Affedtningstanke
Affedtning er det første rengøringstrin. Ståldele ankommer til en fabrik med overfladeforurenende stoffer som olie, snavs og fedt. Affedtningstanke fjerner disse stoffer. Tankene indeholder kemiske opløsninger, der nedbryder snavset. Almindelige løsninger omfatter:
Alkaliske affedtningsopløsninger
Sure affedtningsopløsninger
Højtemperatur alkaliske affedtningsmidler
I Nordamerika bruger mange galvaniseringsvirksomheder opvarmede natriumhydroxidopløsninger. Operatører opvarmer typisk disse alkaliske tanke til mellem 80-85 °C (176-185 °F). Denne temperatur forbedrer rengøringseffektiviteten uden de høje energiomkostninger ved at koge vandet.
Skylletanke
Efter hver kemisk behandling flyttes stålet til en skylletank. Skylningen vasker eventuelle resterende kemikalier fra den foregående tank væk. Dette trin forhindrer kontaminering af det næste bad i sekvensen. Korrekt skylning er afgørende for en kvalitetsfinish.
Industristandard:Ifølge SSPC-SP 8-standarden for bejdsning skal skyllevandet være rent. Den samlede mængde syre eller opløste salte, der føres ind i skylletankene, må ikke overstige to gram pr. liter.
Syrebejdsningstanke
Derefter kommer stålet i en syrebejdsetank. Denne tank indeholder en fortyndet syreopløsning, normalt saltsyre. Syrens opgave er at fjerne rust og glødeskaller, som er jernoxider på stålets overflade. Bejdseprocessen afslører det bare, rene stål nedenunder og gør det klar til det sidste forberedelsestrin.
Fluxtanke
Flussmiddelbehandling er det sidste trin i forbehandlingen. Det rene stål dyppes ned i enfluxtankindeholder en zinkammoniumchloridopløsning. Denne opløsning påfører et beskyttende krystallinsk lag på stålet. Dette lag gør to ting: det udfører en afsluttende mikrorensning og beskytter stålet mod ilt i luften. Denne beskyttende film forhindrer dannelse af ny rust, før stålet kommer ind i den varme zinkkedel.
Efter forbehandlingen går stålet videre til galvaniseringssystemet. Dette systems formål er at påførebeskyttende zinkbelægningDen består af tre hovedkomponenter: en tørreovn, en galvaniseringsovn og en zinkkedel. Disse dele arbejder sammen for at skabe den metallurgiske binding mellem stål og zink.
Tørreovn
Tørreovnen er det første stop i dette system. Dens primære opgave er at tørre stålet fuldstændigt efter flussningsfasen. Operatører opvarmer typisk ovnen til omkring 200 °C (392 °F). Denne høje temperatur fordamper al resterende fugt. En grundig tørreproces er afgørende, fordi den forhindrer dampeksplosioner i den varme zink og undgår belægningsfejl som små huller.
Moderne tørreovne har energibesparende design. Disse funktioner reducerer brændstofforbruget og forbedrer anlæggets effektivitet.
De kan bruge udstødningsgasser fra ovnen til at forvarme stål.
De inkluderer ofte varmegenvindingssystemer.
De sikrer optimeret og ensartet varmefordeling.
Galvaniseringsovn
Galvaniseringsovnen leverer den intense varme, der er nødvendig for at smelte zinken. Disse kraftfulde enheder omgiver zinkkedlen og holder den smeltede zink ved en præcis temperatur. Ovne bruger flere avancerede varmeteknologier til at fungere effektivt. Almindelige typer omfatter:
Pulsfyrede højhastighedsbrændere
Indirekte opvarmningsovne
Elektriske ovne
Sikkerhed førstOvne fungerer ved ekstremt høje temperaturer, hvilket gør sikkerhed kritisk. De er bygget med højtemperaturisolering, digitale sensorer til at overvåge kedeltemperaturen og design, der muliggør nem inspektion af brændere og reguleringsventiler.
Zinkkedel
Zinkkedlen er den store, rektangulære beholder, der indeholder den smeltede zink. Den sidder direkte inde i galvaniseringsovnen, som opvarmer den. Kedlen skal være utrolig holdbar for at modstå konstant høje temperaturer og den korrosive natur af flydende zink. Af denne grund konstruerer producenter kedler af specielt stål med lavt kulstofindhold og lavt siliciumindhold. Nogle kan også have en indvendig foring af ildfaste mursten for øget levetid.
System 3: Efterbehandlingssystemet
Efterbehandlingssystemet er den sidste fase igalvaniseringsprocesDens formål er at afkøle det nyligt belagte stål og påføre et sidste beskyttende lag. Dette system sikrer, at produktet har det ønskede udseende og langsigtede holdbarhed. Hovedkomponenterne er bratkølingstanke og passiveringsstationer.
Slukningstanke
Efter at stålet har forladt zinkkedlen, er det stadig ekstremt varmt, omkring 450 °C (840 °F). Hærdningstanke afkøler stålet hurtigt. Denne hurtige afkøling stopper den metallurgiske reaktion mellem zink og jern. Hvis stål afkøles langsomt i luften, kan denne reaktion fortsætte og forårsage en mat, marmoreret finish. Hærdning hjælper med at opretholde et lysere og mere ensartet udseende. Nogle ståldesigns er dog ikke egnede til hærdning, fordi den hurtige temperaturændring kan forårsage vridning.
Operatører bruger forskellige væsker eller medier til bratkøling baseret på det ønskede resultat:
Vand:Giver den hurtigste afkøling, men kan danne aftagelige zinksalte på overfladen.
Olier:Køl stålet mindre kraftigt ned end vand, hvilket reducerer risikoen for revner og samtidig forbedrer duktiliteten.
Smeltede salte:Tilbyder en langsommere, mere kontrolleret kølehastighed, hvilket minimerer forvrængning.
Passivering og efterbehandling
Passivering er den sidste kemiske behandling. Denne proces påfører et tyndt, usynligt lag på den galvaniserede overflade. Dette lag beskytter den nye zinkbelægning mod for tidlig oxidation og dannelse af "hvid rust" under opbevaring og transport.
Sikkerheds- og miljøbemærkning:Historisk set anvendte passiveringsmidler ofte stoffer, der indeholdt hexavalent krom (Cr6). Dette kemikalie er dog giftigt og kræftfremkaldende. Regeringsorganer som den amerikanske arbejdsmiljøstyrelse (OSHA) regulerer brugen af det strengt. På grund af disse sundheds- og miljømæssige bekymringer bruger industrien nu i vid udstrækning sikrere alternativer, såsom trivalent krom (Cr3+) og kromfri passiveringsmidler.
Dette sidste trin sikrer, atgalvaniseret produktankommer til sin destination ren, beskyttet og klar til brug.
Essentielle anlægsomfattende supportsystemer
De tre hovedsystemer i et galvaniseringsanlæg er afhængige af essentielle støttesystemer for at fungere sikkert og effektivt. Disse anlægsomfattende systemer håndterer materialebevægelse, specialiserede belægningsopgaver og miljøsikkerhed. De forbinder hele processen fra start til slut.
Materialehåndteringssystem
Materialehåndteringssystemet flytter tunge stålkonstruktioner gennem hele anlægget. Moderne galvaniseringsanlæg kræver højkvalitetskraner og andet udstyr til at styre arbejdsgangen. Dette udstyr skal kunne håndtere emnernes vægt og modstå høj varme- og kemikaliepåvirkning.
Kraner
Taljer
Transportbånd
Løfte
Operatører skal overveje den maksimale lastekapacitet for dette udstyr. Ved ekstremt tunge fabrikationer er det bedst at konsultere galvaniseringsfirmaet for at sikre, at deres system kan håndtere vægten. Denne planlægning forhindrer forsinkelser og sikrer sikker håndtering.
Udstyr til galvanisering af strukturelle komponenter
Planter brugerUdstyr til galvanisering af strukturelle komponenterfor at opnå en ensartet zinkbelægning på store eller komplekse emner. Standard dypning er muligvis ikke nok til emner med uregelmæssige former eller indvendige overflader. Dette specialiserede udstyr bruger avancerede teknikker, såsom kontrolleret emnebevægelse eller automatiserede sprøjtesystemer, for at sikre, at den smeltede zink når alle overflader jævnt. Brug af det rigtige galvaniseringsudstyr til strukturelle komponenter er afgørende for at opfylde kvalitetsstandarder på emner som store bjælker eller komplicerede samlinger. Korrekt brug af galvaniseringsudstyr til strukturelle komponenter garanterer en ensartet og beskyttende finish.
Røgudsugning og -behandling
Galvaniseringsprocessen skaber dampe, især fra syrebejdsetankene ogvarm zinkkedelEt røgudsugnings- og behandlingssystem er afgørende for medarbejdernes sikkerhed og miljøbeskyttelse. Dette system opfanger skadelige dampe ved kilden, renser luften gennem skrubbere eller filtre og frigiver dem derefter sikkert.
Sikkerhed og miljø:Effektiv røgudsugning beskytter medarbejderne mod at indånde kemiske dampe og forhindrer udledning af forurenende stoffer i atmosfæren, hvilket sikrer, at anlægget overholder miljøforskrifterne.
Et nøglefærdigt galvaniseringsanlæg integrerer tre kernesystemer. Forbehandling renser stål for zinkafhæftning. Galvaniseringssystemet påfører belægningen, og efterbehandlingen færdiggør produktet. Støttesystemer, herunder galvaniseringsudstyr til strukturelle komponenter, forener hele processen. Moderne anlæg bruger automatisering og nøgleindikatorer for at forbedre effektivitet og bæredygtighed.
