Galvanické zinkování kovu: technologie, zařízení

Galvanické zinkování je efektivní a nenákladné a proto je běžným způsobem ochrany železných kovů před korozí. Nejčastěji se používá při výrobě kovového a spojovacího materiálu, stejně jako ocelových pletiv.

Metody zinkování

Antikorozní galvanizace se provádí různými způsoby a životnost povlaku závisí na tloušťce ochranné vrstvy.

Způsob potahování závisí na požadovaných vlastnostech, rozměrech výrobku a podmínkách jeho dalšího provozu.

Nejjednodušší a nejvíce technologicky, ale nedostatečně odolné vůči mechanickým vlivům ochranné vrstvy je galvanizace za studena s pomocí půdy, ve které je obsažen vysoký obsah vysoce dispergovaného prášku zinku.

Z hlediska objemu výroby zinku zaujímá druhé místo žárové zinkování. Takto získaný povlak je kvalitní a trvanlivý, ale není nebezpečný z hlediska životního prostředí, protože se používá tavenina zinku a dokonce i při teplotě pod 500 ° C je zapotřebí velké množství elektřiny, chemické metody přípravy povrchu.

Velmi podobný žárové zinkování více technologický, ale méně účinný způsob tepelné difúze aplikace ochranné vrstvy. Používá se při vysokých požadavcích na tloušťku a vzhled povlaku.

Dalším způsobem galvanizace je plynové tepelné stříkání, které se používá k ochraně objemných předmětů a konstrukcí, které nelze umístit do van.

Galvanizace nemá mnoho nevýhod jiných metod nanášení a má své pozitivní aspekty.

Výhody galvanického zinkování

Způsob nanášení zinkového povlaku elektrolýzou je nejběžnější.

Hlavní výhoda, kvůli které galvanický galvanizace kovu, je vysoký stupeň ochrany povrchu materiálu před korozí. Tenká vrstva zinku několikrát prodlužuje životnost produktů a tím snižuje náklady na jejich údržbu a výměnu.

Povlak je hladký, bez pruhů a kapek, zachovává se tvar a velikost produktu. Může být aplikován na objekty jakékoli, dokonce i nejsložitější formy.

Hladké a lesklé dekorativní povlaky ve většině případů nevyžadují dodatečnou úpravu.

Navíc samotný proces nanášení zinku vyžaduje nízké náklady a galvanické agregáty mají vysokou produktivitu.

Nevýhody galvanického zinkování

Způsob nanášení ochranného povlaku elektrolýzou není zbaven nedostatků.

Hlavní nevýhodou je nízká přilnavost zinku k kovu, kvůli němuž musí být povrch výrobku pečlivě vyčištěn.

Nevýhodou je také vznik toxického odpadu v procesu povlékání, který vyžaduje vážné čištění.

Nedodržení těchto režimů může vést k plnění základního kovu vodíkem, což vede k křehkosti samotného výrobku ak zhoršení kvality povlaku.

Princip činnosti

Galvanické zinkování je založeno na principu ochranného účinku, který je dán rozdílem v elektrochemickém potenciálu zinku a železa. Vzhledem k tomu, že zinek má menší elektrochemický potenciál, nátěr z něj představuje ochrannou ochranu železných kovů. To znamená, že ve vlhkém prostředí elektrochemické koroze je to on.

Oxidace železa vytváří oxidy, které mají větší objem než původní kov. Film oxidu uvolní a přejde do dosud oxidovaného kovu kyslík. A zinku v oxidační vrstvy je vytvořen tenký a kompaktní, že neprojde do kovové kyslík chránící nejen povlaku, ale také základní kov pod.

Typy galvanického pozinkování

Zinkování pokovování - technologii, která představuje elektrolýzy, tj elektrochemické redox procesy v elektrolytu pod vlivem konstantního elektrického proudu ...

Podle složení elektrolytu je galvanizace rozdělena na tři typy: kyselé, kyanidové a alkalické.

Nejčastěji používanou metodou je zinkování v slabých kyselých elektrolytech, zejména u litinových a ocelových součástí složité konfigurace. Výrobky z uhlíkových a legovaných ocelí s touto formou galvanizace jsou méně vystaveny vodíkovému křehnutí a vzhled je vynikající, s pozoruhodným dekorativním účinkem v širokém spektru barev.

Další ochrana proti pozinkování

Ochranný účinek zinkových povlaků závisí na tloušťce, která je při pozinkování pouhých 5 μm a na povaze elektrolytu.

V některých případech se ochranné vlastnosti zinkového povlaku zvyšují pasivací, fosfátováním nebo nátěrem.

Pasivace (chromátování) - chemická úprava produktů v roztocích kyseliny chromové nebo její soli, v důsledku které je povrch vytvořený chromátováním film. Tento proces nezvyšuje tolik ochranných vlastností jako dekorativní, protože v důsledku toho se lesk povlaku zvyšuje a může být zbarven v různých barvách.

Při fosfátování (zpracování solí kyseliny fosforečné) z pozinkovaných produktů se na povrchu filmu vytvoří fosfátový film. Po fosfátování se může stále aplikovat lak.

Stupně galvanického zinkování

V procesu galvanizace se pozinkování skládá z několika technologických procesů, z nichž každá je doplněna oplachem vodou v technologii proudění nebo mytí kartáčem.

Výrobky jsou nejdříve důkladně vyčištěny od hrdze, váhy, mazacího tuku, zbytků chladicího prostředku nebo nátěrových hmot a odmašťovány alkalickými roztoky. Potom probíhá elektrolytické odmašťování.

Poté vyrytý ve vodném roztoku kyseliny chlorovodíkové, ve které je konečné povrchové čištění bez narušení povrchové vrstvy a moření se vyskytuje - aktivace před aplikací povlaku zinku. Pouze tehdy je skutečné zincifikování.

Poté se produkty v případě potřeby vyčistí a čistí z oxidového filmu ve vodném roztoku kyseliny dusičné, poté fosfátováním, pasivací a sušením.

Při galvanizování různých výrobků lze provést další operace. Například, pásy před galvanizací odvíjení, svařování končí, řídit, a po něm olej a cívka.

Galvanizační zařízení

Galvanická linka - jedná se o určitou sekvenci pracích a procesních lázní, ve kterých je vytvořen jeden nebo vícevrstvý zinkový povlak s požadovanými funkčními vlastnostmi.

V závislosti na objemu výroby se používá zařízení s různým stupněm mechanizace. U velkých podniků jsou instalovány mechanizované linky s automatickým řízením. K dispozici jsou linky s částečným nebo úplným ručním ovládáním, stejně jako mini-linky.

Pozinkovaná galvanizační linka se skládá nejen z lázní. Zahrnuje dopravní systémy různých konstrukcí, nezbytně zařízení pro čištění odpadních vod, pomocná zařízení, která zahrnují zařízení pro galvanizaci, ohřívače, výměníky tepla, katodové a anodové tyče.

V dodatečné vybavení zahrnuje ventilační systémy, sušicí komory a skříně, chladicí zařízení, filtrační jednotky, zařízení pro získávání demovodů, čerpadla.

Elektrolyty pro galvanizaci

Pro galvanické zinkování, v závislosti na účelu výrobku, se používají elektrolyty, které jsou rozděleny do dvou hlavních skupin.

Elektrolyty, ve kterých je zinek ve formě jednoduchých hydratovaných iontů, se nazývají jednoduše kyselé. Tento borftoristovodorodnye, síran a chloridové roztoky.

Komplexní komplexní kyselé a alkalické elektrolyty obsahují zinek v komplexních iontech s kladnými a zápornými náboji. Jedná se o amoniak, pyrofosfát, kyanid a další roztoky.

Na základě kterého se používá elektrolyt, nejprve závisí rychlost srážení a pak kvalita srážek zinku na produktu (katoda).

Z komplexních elektrolytů se zinek usazuje na katodě s vysokým rozptylem iontů. Jak se zvyšuje proudová hustota, snižuje se výtěžek kovu a zvyšuje se výtěžek vodíku.

Proto zinkování v komplexních elektrolytech prováděných při nízké proudové hustotě, a povlak je velmi kvalitní, jemnozrnné a homogenní.

U slabě kyselých jednoduchých elektrolytů prochází galvanické zinkování, včetně doma, při vysoké hustotě proudu, s vyšší rychlostí než u komplexních roztoků. Vzhled výrobků je dobrý, ale povlak není velmi kvalitní a je vhodný pouze pro výrobky poměrně jednoduchého tvaru.

Galvanické zinkování

Technologický proces přímého galvanizování probíhá v lázni s elektrolytem. Do něho spadají černé kovové výrobky, do kterých se přivádí elektrický proud (katoda) přes speciální elektrody a čistý zinek ve formě koulí nebo desek položených ve speciálních sítových úsecích (anodách).

V procesu elektrochemické reakce pod vlivem hustoty elektrického proudu od 1 do 5 A / dm se zinek v elektrolytu rozpustí a jeho ionty se usazují na katodě a vytvářejí galvanický povlak o tloušťce 4-25 mikronů.

Použitím této technologie se získávají spojovací prvky (šrouby a matice) s rovnoměrným a lesklým povrchem.

Automatizovaná galvanizační linka pro galvanizaci

Moderní galvanizační linka pro galvanizaci je plně automatizovaná linka, na níž jsou prováděny všechny stupně povlaku, včetně svařování a vysoce kvalitní odmašťování výrobků pro různé účely a konfigurace.

Automatická linka se obvykle skládá ze sady technologických pokovovacích lázní, modulární usměrňovače, nakládání / vykládání budky, dopravní zařízení, zařízení pro větrání, zásobování vodou a odvádění odpadních vod, kovový rám s údržbou žebříku.

Galvanické koupele mohou být vyrobeny z nerezová ocel, ocel, lemované polymerními materiály nebo kaučukem. Moderní koupelny, svařované z fóliových polymerů, stále více nahrazují kovové nádoby. Výběr materiálu lázně závisí na složení a koncentraci elektrolytu a provozní teplotě.

Komunikace vodovodních a kanalizačních systémů a ve většině případů ventilace jsou umístěny pod vanou a jsou také vyrobeny z polypropylenu.

Rozměry čáry jsou určeny jejich výkonem a rozměry galvanické vany.

Galvanické zinkování dochází při tvorbě odpadních vod s vysokou koncentrací iontů těžkých kovů. Proto jsou chráněny, filtrovány, neutralizovány, chemické srážení, sorpce a další procesy jsou používány v nádržích z technických polymerů.

Elektrolytické zinkování v domácnosti

Galvanické zinkování, vyráběné ručně, začíná výběrem materiálů. Elektrolytem může být roztok chloridu zinečnatého a kyseliny chlorovodíkové v destilované vodě. Jedná se o tzv. Spájkovací kyselinu, která se nejčastěji používá doma. Řemeslníci naplnili zinku v kyselině sírové, aby získali elektrolyt ZnSO₄, ale tento proces je nebezpečný, protože během reakce se uvolňuje výbušný vodík a teplo. V elektrolytu by v žádném případě nemělo docházet k vysrážení nerozpuštěných krystalů soli.

Čistý zinek lze zakoupit v chemickém obchodě nebo na rozhlasovém trhu, ale lze ho získat ze solných baterií nebo pojistek, které přežily od Sovětského svazu.

Galvanickou lázní může být skleněná nebo plastová nádoba. Podporuje stativy pro anodu a katodu. Anoda je zinková deska, na kterou je připojen plus ze zdroje energie. Čím větší je anoda, tím je rovnoměrnější povlak na katodě, což je produkt, na který bude aplikován ochranný povlak. Anody mohou být několik, mohou být umístěny kolem katody ve stejné vzdálenosti, takže její povrch je pokrytý zinkem rovnoměrně a současně ze všech stran. "Mínus" napájecího zdroje je připojena k katodě.

Dokonce i když se provádí galvanizace doma, technologie nutně zahrnuje důkladné čištění a odmaštění části a také její aktivaci v kyselém roztoku.

Skutečné zincifikace nastane, když anody a katody Elektrolyt je uzavřen a elektrický okruh je uzavřen. Čím delší proces trvá, tím silnější je vrstva zinku na produktu.

Prostřednictvím galvanického pozinkování se ochranný povlak na výrobcích stává přesným, rovnoměrným a hladkým, s dekorativním účinkem. Používá se jak v průmyslu, tak i v domácnosti, a to i přesto, že je potřeba zpracovávat odpadní vody z odpadu, který je nebezpečný pro životní prostředí.