編者按:華能是磷化設(shè)備行業(yè)的企業(yè),我們?yōu)橹袊?guó)地區(qū)以及海外客戶提供了數(shù)條磷化設(shè)備生產(chǎn)線,產(chǎn)品技術(shù)含量和產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到了水準(zhǔn),現(xiàn)發(fā)布下列磷化設(shè)備技術(shù)特點(diǎn),僅供參考!
磷化設(shè)備的選擇需要考慮處理工件的批量、工件的形狀、尺寸,廠房空間的大小,需要形成磷化膜的質(zhì)量要求以及涂裝質(zhì)量要求等。
1.浸漬磷化設(shè)備
浸漬式設(shè)備一般由以下六個(gè)部分組成:
①各種處理槽;
②溫度和液面控制裝置;
③溢流與排水系統(tǒng);
④蒸氣和通風(fēng)系統(tǒng);
⑤工件裝卸裝置;
⑥除渣裝置等。
其中主要的設(shè)備如下。
(1)槽體 槽體是設(shè)備的主體,基本上由主槽和溢流槽面部分組成。
① 主槽 主槽是完成工件涂裝前處理過(guò)程的部分。在滿足工件涂裝前處理工藝條件的前提下,設(shè)計(jì)時(shí)盡量考慮減少主梢的容積。對(duì)于酸洗除銹槽為便于襯里,應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,減少開(kāi)口。主槽按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為船形槽和矩形槽兩種。船形槽用于連續(xù)生產(chǎn),矩形梢用于間歇式生產(chǎn)。
對(duì)于連續(xù)生產(chǎn)的船形磷化槽,其長(zhǎng)度決定于工件的長(zhǎng)度,涂裝前處理工藝時(shí)間,懸掛輸送機(jī)速度和軌道升角以及軌道彎曲半徑。為了便于集渣,常常作成帶錐斗得形式。錐斗得數(shù)量可滿布于底部,也可在局部設(shè)計(jì)。底部應(yīng)設(shè)計(jì)噴管,使渣按要求流至錐斗內(nèi)。主槽還應(yīng)有底座,有利于空氣流動(dòng),以減輕槽底的腐蝕。
主槽材料可由鋼板、塑料、玻璃鋼、耐酸水泥等制作。材料的要求是:所用的材料必須能承受槽液的腐蝕和溫度,要有足夠的強(qiáng)度能承受槽掖的載荷而不變形,能承受化學(xué)清洗和除污處理。使用鋼板做主槽時(shí),可采用4~8mm厚的鋼板,一般用6mm厚的,鋅系和鐵系磷化糟可用低碳鋼制造,錳系磷化由于操作溫度高,溶液酸性強(qiáng),一般用不銹鋼。使用塑料做主槽時(shí),可采用8~14mm厚的塑料板。槽壁襯里可根據(jù)槽液成分選擇,堿洗槽和水洗槽一般無(wú)需襯里,酸洗槽、磷化槽及其后的水洗槽必須先襯上一層防腐層或直接采用不銹鋼。
為了減少熱量損失,加熱槽應(yīng)設(shè)保溫層,其厚度為50~100mm,保溫材料可選用礦渣柏、玻璃絲棉、珍珠巖和蛙石粉等。
②溢流漕 溢流槽的作用是控制主槽中槽掖的高度,排除漂浮物以及保證槽液的不斷循環(huán),沒(méi)有循環(huán)攪拌的浸漬式設(shè)備的溢流槽僅起控制槽液高度和排除漂浮物之用。
溢流槽的容積不宜過(guò)大,滿足溢流誹污即可,但對(duì)于有循環(huán)攪拌的溢流槽應(yīng)滿足循環(huán)量的需求,其容量一般為循環(huán)泵的3min流量。為了便于排除漂浮物,溢流槽的長(zhǎng)度可以等于與之相應(yīng)的主槽一側(cè)的長(zhǎng)度。溢流時(shí)應(yīng)設(shè)置過(guò)濾網(wǎng),以防油泥直接排人下水道。
為了使有循環(huán)攪拌的溢流槽中的漂浮物能及時(shí)排至槽外,可在溢流格外側(cè)的上部設(shè)置排污口,梢底應(yīng)沿長(zhǎng)度方向傾斜,其傾斜坡度為3%~6%,在槽體傾斜的*低位置應(yīng)設(shè)置放水管。
對(duì)于浮污不多的較小的水洗槽,可以在某適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置一豎立的溢流管來(lái)進(jìn)行溢流,這樣槽的結(jié)構(gòu)就比較簡(jiǎn)單了。溢流槽所采用的材料應(yīng)與主槽一致。
(2)槽液加熱裝置 槽液的加熱裝置是利用蒸汽、電或其他熱源將槽液加熱到規(guī)定的工作溫度,并在工作時(shí)維持槽液溫度在一定范圍內(nèi)。根據(jù)加熱方式及熱源分為以下幾種。
①直接蒸汽加熱 這是熱源與加熱液直接接觸的加熱形式。
優(yōu)點(diǎn)是熱效率高,簡(jiǎn)單省事,但是由于蒸汽的溫度較高,特別不適合于磷化液的加熱。此外,蒸汽直接加熱還會(huì)因蒸汽冷凝使液位上升,使?jié)舛认♂專踔烈绯霾弁?,加熱噪聲較大,需要采用特別的無(wú)聲加熱結(jié)構(gòu)。 “
②間接蒸汽加熱 采用蛇管式或列管式的蒸汽加熱,是用蛇管和列管將蒸汽和被加熱溶液隔開(kāi),它避免了蒸汽直接加熱冷凝水增加濃位降低濃度的問(wèn)題,熱效率較高,但多了一套管路,也增加了管路的密封、耐腐蝕問(wèn)題。且蒸汽排管表面溫度較高,加熱磷化液時(shí)要產(chǎn)生結(jié)垢,很難清理。
③電熱管加熱 電熱管直接插入槽液中加熱,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。熱效率高,但電熱管的外殼應(yīng)適應(yīng)腐蝕性的槽液要求。此外,電熱管直接加熱磷化在管壁上結(jié)上很硬的磷酸鹽垢,效率大為下降。
④格外加熱 對(duì)磷化液加熱大多采用格外加熱,即在磷化槽外設(shè)熱交換器,使磷化槽液和熱水在換熱器里作相對(duì)運(yùn)動(dòng)達(dá)到換熱。常用的是板式熱交換器,它效率高,并可小型化;占地面積小,容易進(jìn)行化學(xué)清洗陳垢。若采用槽內(nèi)熱水加熱,熱水與磷化液的溫度差控制在20℃以下。控制溫差在*小范圍的目的是盡量減少磷化結(jié)垢,一方面保證理論熱效率,另一方面也保證管路暢通。加熱器使用后,當(dāng)發(fā)現(xiàn)進(jìn)出口壓力差變大,表明加熱器管壁有結(jié)垢阻塞。此時(shí)應(yīng)關(guān)閉加熱系統(tǒng)并通入酸液,進(jìn)行去垢沖洗。
(3)通風(fēng)裝置 在涂裝前表面處理過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生有害的蒸汽,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮通風(fēng)裝置。通過(guò)式的噴射磷化設(shè)備和浸漬式設(shè)備的通風(fēng)方式用頂部抽風(fēng),間歇用的小型浸槽可用槽邊抽風(fēng)。
頂部通風(fēng)裝置是在工作槽的上方,通過(guò)抽風(fēng)而使浸槽內(nèi)的有害蒸汽排出室外。
側(cè)抽風(fēng)是從浸槽側(cè)面抽風(fēng),而排除有害蒸汽。
(4)槽液的攪拌裝置 槽液的攪拌裝置是用來(lái)攪拌槽液,以不斷更新與工件表面相接觸的槽液,保證槽液溫度和濃度的均勻,加速工件表面的化學(xué)反應(yīng)速度,縮短工藝時(shí)間,提高前處理質(zhì)量。攪拌裝置是前處理設(shè)備中不可缺少的組成部分。根據(jù)不同的攪拌方式,有機(jī)械槽液循環(huán)和壓縮空氣等形式的攪拌裝置。
攪拌是通過(guò)水泵使槽液不斷循環(huán)而達(dá)到攪拌的目的。它由水泵、管道和噴射管等組成。一般脫脂槽液循環(huán)量應(yīng)不小于5次/h,表面調(diào)整槽液循環(huán)量1次/h即可,磷化液的循環(huán)量也不小于5次兒。磷化循環(huán)液的人槽部位很有考究,一部分噴嘴排布在人槽入口的液表下附近,作用是產(chǎn)生表面流層,用于控制磷化初期的成膜。一部分噴嘴排布在槽底部,使底部帶渣液向集渣口流動(dòng),防止沉淀在底部積累。槽底部液體的流速控制在2m/m左右。對(duì)于底部較大的大型磷化槽,底部槽液的流動(dòng)狀態(tài)非常重要,它將關(guān)系到連續(xù)除渣是否真正成功。
2.噴淋磷化設(shè)備
噴淋磷化設(shè)備在汽車工業(yè)和電冰箱、產(chǎn)的行業(yè),應(yīng)用較廣泛。洗衣機(jī)、空調(diào)等大規(guī)模生產(chǎn)的行業(yè),應(yīng)用較廣泛。
噴淋式前處理設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)包括貯液槽、泵、噴射系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)及包覆噴射系統(tǒng)的殼體等。噴射式前處理設(shè)備的形式,根據(jù)設(shè)備本身結(jié)構(gòu)的不同,可分為單室多工序前處理設(shè)備、垂直封閉式前處理設(shè)備、垂直輸送式前處理設(shè)備和通道式前處理設(shè)備等。
(1)單室多工序前處理設(shè)備 該設(shè)備只有一個(gè)噴淋室,可以依次在該室完成數(shù)道工序。在設(shè)備的噴淋室內(nèi),裝有兩套獨(dú)立的噴射系統(tǒng),一套供含化學(xué)藥品的糟液,供噴淋脫脂劑和噴琳磷化液等使用;另一套供兩次清水沖洗噴射用。各道工序都有獨(dú)立的盛液槽,用閥門控制,各道工序的工作液流回各自的槽中。其工作程序可手動(dòng),也可自動(dòng)控制。
該設(shè)備特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小,輸送設(shè)備簡(jiǎn)單,噴射時(shí)間可靈活調(diào)整。缺點(diǎn)是由于管道設(shè)計(jì)不當(dāng)及閥門失靈現(xiàn)象的存在,槽液互竄問(wèn)題多。一膠適用于工件較少的間歇式生產(chǎn)場(chǎng)合。
(2)垂直封閉式前處理設(shè)備 該設(shè)備類似幾個(gè)單室設(shè)備組合,不同的是每個(gè)噴射室置于槽中。在第一室處理完后,由自行葫蘆提起,工件自動(dòng)輸送移動(dòng)一個(gè)節(jié)拍,送人第二室固定的位置,然后工件下降,在第二室進(jìn)行封閉噴射處理。每個(gè)室可完成1~2道工序,這樣4~5個(gè)室可完成脫脂→水洗(或表面調(diào)整)→磷化→水洗→水洗等磷化工序。
該設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是較緊湊,占地面積小,適合中小批量生產(chǎn)。其設(shè)備朗外罩能將各噴琳區(qū)完全封閉,有效地防止槽液飛濺和各區(qū)槽液的互相竄水混合。
(3)垂直輸送式前處理設(shè)備 這類設(shè)備沒(méi)有瀝水過(guò)渡段,而是由完全隔開(kāi)的數(shù)個(gè)噴淋區(qū)所組成。處理的工件懸掛在雙排運(yùn)輸鏈的掛桿上,隨著鏈條垂直彎曲進(jìn)出設(shè)備。
該類設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是可以有效地利用車間的高度和面積。缺點(diǎn)是輸送裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,另外,在工作過(guò)程中,槽液容易滴落。該類設(shè)備適用于生產(chǎn)批量較大的中小型工件。
(4)通道式前處理設(shè)備 此類設(shè)備是噴淋處理方法中員常用的設(shè)備。通道式前處理設(shè)備的形狀為一封閉隧道。根據(jù)工藝流程及參數(shù),將隧道分隔成若干處理區(qū)和若干瀝水過(guò)波段。每個(gè)處理區(qū)僅完成一道處理工序。
該類設(shè)備結(jié)構(gòu)主要包括貯液沼、泵、噴射系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)和包覆噴射系統(tǒng)的殼體等。
①貯液槽 貯液槽的作用是貯存和凈化槽濃,保證槽液的正常工作循環(huán)。貯液槽通常設(shè)置在噴淋處理段下部,可以和設(shè)備殼體設(shè)計(jì)成整體結(jié)構(gòu),也可以作為單獨(dú)部件,再與設(shè)備殼體連接。通常在貯液槽上設(shè)置有溢流槽、擋渣板、排渣口、放水管、過(guò)濾板及水泵吸口等。
貯濃槽的容量,一般選取下列三種情況中*大容量的一種:a.每分鐘噴射量的3倍;b.停止加料時(shí),每小時(shí)槽液濃度下降不超過(guò)1/4;c.停止加熱時(shí),每分鐘槽液溫度下降不超過(guò)0.3℃。
貯濃槽的長(zhǎng)度一般等于噴淋處理段的長(zhǎng)度,可以使噴洗后的槽液直接流回水槽。附槽設(shè)在槽體的寬度方向上一端應(yīng)伸出設(shè)備的外殼,以便補(bǔ)充槽液和安裝水泵吸口,伸出端的寬度一般為600~800mm,其長(zhǎng)度一般為600~1000mm。槽體的有效容積決定于水泵的流量。對(duì)于水洗槽,有效容積不小于水泵每分鐘流量的1.5倍,對(duì)于磷化槽,有效容積不小于泵每分鐘流量的2.5倍。附槽應(yīng)密封,以防止蒸汽酸霧外溢和蒸發(fā)降溫。主槽底應(yīng)有一定的淌水斜度,便于排空清理,其*小坡度為3%~6%。放水管應(yīng)設(shè)在磷化槽的*低位置。磷化工作時(shí)有較多的沉渣產(chǎn)生,為了收集沉渣并將之排出體系外,磷化槽多為錐底,錐角為60°槽體材質(zhì)除磷化槽和鈍化槽要考慮耐酸性腐蝕外,其余槽可用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼。但普通碳素結(jié)構(gòu)鋼槽體對(duì)表面調(diào)整劑的使用壽命有影響,應(yīng)加襯里。
②設(shè)備殼體 設(shè)備殼體是連接設(shè)備各部件的主體,通常設(shè)計(jì)成整體結(jié)構(gòu),其形狀如一封閉隧道,用地腳螺栓固定在設(shè)有排水溝的設(shè)備基礎(chǔ)上。殼體兩端留有門洞,供工件出入設(shè)備之用。設(shè)備殼體上可開(kāi)設(shè)若干玻璃宙,供內(nèi)部檢修時(shí)采光,也供日常管理觀察。在脫脂和磷化工序之后,開(kāi)有門洞,以便進(jìn)入檢查脫脂質(zhì)量和磷化質(zhì)量及進(jìn)行維修,但要注意門的密封與防漏。設(shè)備殼體一般由型鋼和鋼板焊接而成,若采用懸鏈輸送機(jī)運(yùn)送工件,不論設(shè)備大小均需采用骨架結(jié)構(gòu),便于安裝懸鏈軌道。殼體內(nèi)側(cè)應(yīng)有柵格通道以供更換噴嘴之用。設(shè)備較小時(shí),也可在各槽上直接鋪上柵格板。壁板材料應(yīng)考慮防腐蝕需求,含磷酸的槽壁,可采用不銹鋼或采用玻璃鋼襯里;含硫酸或鹽酸類的槽壁應(yīng)用玻璃鋼做防腐層,對(duì)含堿性或清清水類的槽壁可采用普通鋼板。
相鄰噴射段之間的距離稱為瀝水過(guò)渡段,其長(zhǎng)度應(yīng)能防止槽液竄水混合。增大過(guò)渡段的長(zhǎng)度雖能防止竄水,但會(huì)增大設(shè)備的長(zhǎng)度,同時(shí)也可能造成工件處理過(guò)程中的表面干結(jié)、生銹。因此只能取不竄水的下限長(zhǎng)度。灑水過(guò)渡段兩端設(shè)有擋水板,它是焊接在過(guò)波段下部的兩塊斜板,分別向兩噴射區(qū)傾斜,*小傾角為8°~12°。其作用是將工件帶出及格飛濺的槽液引流回原槽之中。擋水板的長(zhǎng)度在兩相鄰噴淋過(guò)渡段之間,不一定平均分配。例如在脫脂與水洗、磷化與水洗間、脫脂、磷化一端可設(shè)置長(zhǎng)些,便于減少磷化液、脫脂液的損失,減少對(duì)水洗槽的污染。在表面調(diào)整槽和磷化槽之間,磷化槽一端長(zhǎng)些,因?yàn)榱谆喝舾Z入表面調(diào)整槽中,會(huì)嚴(yán)重影響處理質(zhì)量。所以,總是容易將過(guò)渡段的磷化液引向磷化楷,盡量避免流入表面調(diào)整榜中。各噴射區(qū)之后設(shè)置有方形擋水板,減少噴液的飛濺量。為提高擋水效果,可以在擋水板上安裝膠條、尼龍絲刷,有的還在中間裝一噴環(huán),特制的扁噴嘴噴出一環(huán)水幕,防止兩相鄰槽液的互竄。
③噴射系統(tǒng) 噴射系統(tǒng)是完成工件噴淋的主要工作部分,包括噴管、噴嘴、水泵。整個(gè)噴射區(qū)的工作液的噴射圖樣應(yīng)連續(xù)、完整、無(wú)空當(dāng),保證工件的表面部能均勻地接觸到處理液。為此,噴射的噴管與噴嘴布置要合理。噴管與噴嘴之間的距離約為250~300mm,交叉排布,噴嘴與工件之間的距離*好不低于250mm。為了便于安裝及清理,噴管不宜采用整體焊接,應(yīng)做成可拆結(jié)構(gòu)。管徑大于70mm的噴管,宜用法蘭連接;直徑小于70mm的噴管,可采用普通管接頭連接。由于磷化沉渣極易堵塞噴嘴和噴管,需要安裝拆卸簡(jiǎn)便的噴管。
噴管的種類很多,可選擇的范圍較大。一般脫脂水銑工序的噴嘴,可選用沖擊力較強(qiáng)的噴管形噴嘴,而磷化工序則要選用霧化好、水粗細(xì)密均勻、沖擊力較弱的離心噴嘴。
任何噴淋處理的目的都是要維持不斷更新液膜與工件接觸,流量這個(gè)因素極為重要。磷化液貯槽的容積一般為泵輸出量(L/min)的2.5~3倍,對(duì)某一平均產(chǎn)量,磷化液槽的容積有一*佳值。
噴嘴和噴管的材料,根據(jù)槽液的化學(xué)性質(zhì)確定。由于磷化液、鈍化液為酸性腐蝕液,需要考慮耐酸問(wèn)題,可選用不銹鋼噴嘴、塑料管、尼龍噴哨。磷化后的去離子水洗噴嘴,為防止銹蝕,污染水質(zhì),宜選用不銹鋼或尼龍材質(zhì)。其余噴嘴、噴管均可用碳素結(jié)構(gòu)鋼制造。
④加熱裝置 基本與浸漬設(shè)備相同。只是在工作前預(yù)熱槽液時(shí),在熱交換器和主槽間設(shè)有管道通路,使預(yù)熱糟液不經(jīng)噴管而流回工作槽,避免不必要的熱量損失,以及因脫脂槽液低溫噴射而引起起泡。
⑤通風(fēng)裝置 噴射式前處理設(shè)備的通風(fēng)裝置的作用有兩點(diǎn)。第一是在設(shè)備進(jìn)出口設(shè)置抽風(fēng),以防止噴淋區(qū)的槽液蒸汽擴(kuò)散至車間內(nèi);第二是在表面調(diào)整和磷化工序送風(fēng),在磷化后抽風(fēng),以抑制磷化酸霧的不良影響。過(guò)去的設(shè)備設(shè)計(jì)資料中,對(duì)噴射式前處理設(shè)備均沒(méi)有考慮第二點(diǎn),隨著前處理材料的改進(jìn),對(duì)設(shè)備提出了一些新的要求。近年來(lái)的新型處理線,都設(shè)置有表面調(diào)整,表面調(diào)整劑中的肽膠體須在弱堿性下才穩(wěn)定,加之近代的新型磷化酸度較低,磷化第一階段酸蝕較以往的磷化弱得多,特別是低鋅磷化,對(duì)鋼材表面比較敏感。如果按照以往的做法,在噴射設(shè)備的進(jìn)出口處抽風(fēng),勢(shì)必會(huì)加速磷化槽上由亞硝酸鈉分解產(chǎn)生的酸氣與脫脂干凈的鋼材表面的接觸,其結(jié)果只能生成泛彩色的氧化膜或銹跡。為避免這種情況產(chǎn)生,在表面調(diào)整與磷化工序的中間,設(shè)置一送風(fēng)機(jī),將前移的有害酸霧強(qiáng)行壓向磷化槽后端,再由油風(fēng)口抽走排至設(shè)備外。
華能是磷化設(shè)備行業(yè)的企業(yè),我們?yōu)橹袊?guó)地區(qū)以及海外客戶提供了數(shù)條磷化設(shè)備生產(chǎn)線,產(chǎn)品技術(shù)含量和產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到了水準(zhǔn),現(xiàn)發(fā)布下列磷化設(shè)備技術(shù)特點(diǎn),僅供參考!