Навигация
Методы контроля прочности сцепления покрытий
62932
знака
21
таблица
10
изображений
2. Методы контроля прочности сцепления покрытий.
Метод нанесения сетки царапин применяют для определения прочности сцепления покрытий, толщиной не более 20 мкм. На поверхности контролируемого покрытия стальным острием наносят 4-6 параллельных линий глубиной до основания металла на расстоянии от 2.0 до 3.0 мм друг от друга и 4-6 параллельных линий, перпендикулярных к ним.
Линии проводят в одном направлении. На контролируемой поверхности не должно наблюдаться отслаивания покрытия.
Методы контроля защитных свойств неметаллических неорганических покрытий.
При применении метода погружения детали погружают в испытательный раствор.
Фосфатные покрытия на стали, предназначенные для наполнения маслами и смазками, контролируют погружением детали в раствор № 47.
№ раствора –47;
Вид покрытия – фосфатное;
Основной металл – сталь, чугун;
Компоненты: натрий хлористый;
Концентрация: 30 г/л;
Время выдержки – 15 мин.
Признак неудовлетворительного покрытия: Появление точек коррозии основного металла.
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ
ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ОСНОВНЫХ ОПЕРАЦИЙ
Обезжиривание 7-10 мин
Промывка 2-3 мин
Травление 0.5-3 мин
Фосфатирование 20 мин
2.2. РАБОЧИЕ ПАРАМЕТРЫ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 2.2.1. ГАБАРИТЫ ВАННДлина ванны Lвн = 630мм
Внутренняя ширина ванны:
Wвн = n W1 + (n —1)W2 + 2W3, м, где:
n — количество подвесок, завешивающих на одной штанги, шт;
W1— размер подвески по ширине ванны, м;
W2— расстояние между подвесками в ванне, м;
W3— расстояние между внутренней стенкой продольного борта ванны и краем подвески, м;
W = 0,1—0,15 м.
Внутренняя ширина ванны фосфатирования
Wвн =1 х 0.26 + 2 х 0.15 = 0.56мм = 560м.
Высота ванны:
Hвн = h1 + h2 = h1 + h2 + h3 + h4, м,
где:
h1 —высота уровня электролита, м;
h2 —высота подвески без подвесного крюка, м;
h1 —расстояние от дна ванны до нижнего края подвески, м, h = 0,15 —0,3м;
h2 —высота электролита над верхним краем подвески, м, h = 0,02 —0,05м;
h3—расстояние от поверхности зеркала электролита до верхнего края бортов ванны, м, h = 0,1 —0,15м;
Hвн = 0,8 + 0,1 + 0,02 + 0,1 = 1,02 м = 1020мм.
По ГОСТ 23738-75 выбераем ванну размерами:
Wвн = 560мм;
Lвн = 630мм;
Hвн = 1020мм.
Полная вместимость ванны 1000 кг.
2.5.ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ПРОЦЕССА| Наименование оборудования | Электрохими –ческая ванна | ФОСФАТИРОВАНИЕ |
| Внутренние размеры, мм | Lвн,Wвн,Hвн | 560х630х1020 |
| Общий объем покрытия, м2 | V | 545.8 |
| Величина загрузки еденицы оборудования, м | Y | 0.9 |
| Количество за грузок , шт | | 606.4 |
| Время отработки одной загрузки мин | T | 76 |
| Суммарное время отработки всех загрузок, час. | | 768.1 |
В процессе задействовано 21ванна (ванна химического обезжиривания –3шт, ванна горячей промывки – 4шт, ванна теплой промывки – 4, ванна холодной промывки – 4шт, ванна травления – 1 шт, ванна нейтрализации в растворе соды – 1шт, ванна обработки в активирующем составе АФ–13 - 1шт, ванна фосфатирования - 1шт, ванна сущки обдутым воздухом – 1шт, ванна сушки – 1шт).
Время затраченное на выполнение заказа будет складываться из времени пошедшего на каждую операцию, умноженное на количество загрузок, и времени на выполнение подготовительных и заключительных операций в ваннах ( принято 3 мин.) Т= 3 х 21 = 62 мин
Общее время складывается
Тобщ.= (10+11+10+3+1+3+1+1+1+1+3+1+20+1+1+1+1+1+2+3) х 606.4 +62=46148.4 мин = 763 час.
(время на операции см. в технологической карте)
2.4. ГАБАРИТЫ ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ ЛИНИИДлина автомата определяется количеством ванн в технологическом процессе +1,6 —2,0м для загрузочно-разгрузочных площадок и расстоянием между ваннами = 0,1 —0,4м.
L = 21 х 1,0 + 1,6 + 0,1 = 21,16м.
Ширина автомата складывается из ширины ванны и размеров
площадок обслуживания (1 —1,5м).
W = 3,15 + 1,5 = 4,65м.
Высота линии принимается 2 — 6м.
2.5. КОЛИЧЕСТВО ЛИНИЙ| Объем покрытия, м2 | 97.1 |
| Габариты подвески, м | 0,65 х 0,4 |
| Величина загрузки на одну катодную штангу, м2. | Y = 0.9 |
| Количество катодных штанг, шт | 1 |
Для нанесения фосфатного покрытия на стальные детали в данном проекте используется линия с ручным применением труда.
Линия состоит из сушильных агрегатов, ванн, загрузочно-разгрузочных стоек, площадок обслуживания, системы вентиляции. Линия оснащается фильтрационными установками.
Ванны предназначены для осуществления технологических операций. Они представляют собой емкости сваренные из углеродистой стали: они футерованы, снабжены теплоизоляцией. Все ванны снабжены сливными штуцерами и имеют уклон дна в направлении слива. Ванны с вредными выделениями имеют вентиляционные кожухи. Некоторые ванны снабжены барботером для перемешивания растворов сжатым воздухом. Ванны с подогревом имеют автоматическое регулирование и контроль температуры. В некоторых ваннах предусматривается автоматическое регулирование уровня. Ванны выбраны согласно ГОСТ 23738—85 “Ванны для химической, электрохимической обработки поверхности и получения покрытий. Основные параметры и размеры”.
Сушильные агрегаты предназначены для сушки деталей горячим воздухом и состоит из корпуса с теплоизолированными стенками, парового калорифера, вентилятора и заслонки для регулирования подачи и отсоса воздуха. Обогрев производится путем искусственной циркуляции горячего воздуха. Циркуляция осуществляется вентилятором, который нагнетает воздух, нагретый в калориферах, в нижнюю часть шкафа. Воздух проходя через противни вверх, просушивает детали, всасывается вентилятором и направляется вновь через калориферы вниз.
2.7. РАСХОД МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВНОЙ ПРОЦЕСС
Расчет расхода химикатов на первоначальный пуск оборудования
,
где:
Gn —расход каждого химиката, кг;
C —содержание каждого компонента в растворе, г/л;
V —рабочий объем ванны, л;
В —количество ванн.
G NaOH=60 х 250 х 3 = 45 кг
1000
G Na2СO3 =30 х 250 х 3 = 22.5 кг
1000
G Na3PO4 = 15 х 250 х 3 = 11.25кг
1000
G стекло=2 х 250 х 3 = 1.5кг
1000
G Na2CO3 =60 х 250 1 = 15 кг
1000
G HCL = 15 х 250 х 1 = 3.75кг
1000
G Аф-13 = 0.5 х 250 х 1 = 0.125 кг
1000
GКПМ-2= 65 х 250 х 1= 16.25 кг
1000
G КCr=15 х 250 х 1 =3.75кг
1000
Расход химикатов для ванн определяем исходя из суммарных потерь растворов (^ g), которые складываются из следующих элементов:
1. потери на унос раствора поверхностью деталей и подвесок;
2. потери на унос растворов в вентиляционные каналы;
3. потери при составлении и корректировании растворов, а также при замене их новыми.
Таким образом, расход химикатов будет равен:
G
пр =
где:
G пр — расход каждого компонента, кг;
^g — суммарные потери раствора, л/м2;
C — содержание каждого компонента в растворе,г/л;
S1 — покрываемая поверхность, м;
S2 — площадь поверхности контактов в неизолирированной части (3% , от S)
G NaOH = 0.5 х 60 х (545.8 + 16.38) = 16.86 кг
1000
G Na2СO3 = 0.5 х 30 х 0.562 = 8.43 кг
G Na3PO4= 0.5 х 15 х 0.562 = 4.215кг
Gстекло = 0.5 х 2 х 0.562 = 0.56 кг
G HCL= 0.8 х 15 х 0.562 = 6.744 кг
G Na2CO3 = 0.5 х 60 х 0.562 = 16.86кг
G Аф-13 = 0.5 х 0.5 х 0.562 = 0.14кг
GКПМ-2= 0.24 х 65 х 0.562 = 8.76 кг
G КCr=0.24 х 15 х 0.562 кг
4. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА
4.1. КОНЦЕПЦИЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Основной целью автоматизации технологических процессов является увеличение экономической эффективности производства, создание комфортных условий для работающих, делающих рабочие места привлекательными. Важное значение имеет автоматизация операций химической технологии с опасными условиями труда. При выборе средств механизации и автоматизации производственных процессов следует учесть, что на покрытии металлов это позволяет увеличить производительность труда обслуживающего персонала на 5 - 10%, увеличивает безопасность работы, а также позволяет использовать новые высокоинтенсивные процессы, недоступные при ручном управлении.
4.2. КРАТКАЯ ОПЕРАЦИОННАЯ СХЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
1 Химическое обезжиривание.
2.Горячая промывка.
3.Холодная промывка.
4.Травление.
5. Холодная промывка.
6. Нейтрализация в растворе соды.
7.Теплая промывка.
8. Обработка в активирующем составе АФ-13.
9. Теплая промывка.
10. Фосфатирование.
11 Холодная промывка.
12.Горячая промывка.
13.Пассивирование.
14.Теплая промывка.
15. Горячая промывка.
16. Сушка.
| Аппарат | Параметры | ||||
| Температура | РН | Расход | Уровень | Плотность тока | |
| Ванна химического обезжиривания | + | + | |||
| Ванна горячей промывки | + | + | |||
| Ванна холодной промывки | + | + | |||
| Ванна травления | + | + | |||
| Ванна холодной промывки | + | + | |||
| Ванна нейтрализации в растворе соды | + | ||||
| Ванна теплой промывки | + | ||||
| Ванна обработки в активирующем составе АФ-13 | + | ||||
| Ванна теплой промывки | + | + | |||
| Ванна фосфатирования | + | + | |||
| Ванна холодной промывки | + | + | |||
| Ванна горячей промывки | + | + | |||
| Ванна пассивирования | + | + | |||
| Ванна теплой промывки | + | + | |||
| Ванна горячей промывки | + | + | |||
| Ванна сушки | + | ||||
| Аппараты и параметры | Значение параметра | Вид автоматизации | ||
| Измерение | Регулирование | Сигнализация | ||
| Ванна химического обезжиривания температура р ра уровень р-ра | 60 — 90С max,min | + + | + + | + |
| Ванна травления Температура р-ра уровень раствора | 15-30С max,min | + + | + + | + |
| Ванна нейтрализации в растворе соды Температура р-ра | 60-90С | |||
| Ванна обработки в активирующем составе АФ-13 Уровень р-ра Температура р-ра | max,min 30-40С | + + | + + | + |
| Ванна фосфатирования Температура электролита рН электролита | 65-80С 4.5-5 | + + | + + | |
| Ванна пассивирования Уровень р-ра Температура р-ра | max,min 65-80 С | + + | + + | + |
| Ванна горячей промывки Температура Расход воды | 60-90С | + + | + + | |
| Ванна теплой Промывки Температура Расход воды | 40-60С | + + | + + | |
| Ванна холодной Промывки Температура Расход воды | 15-30С | + + | + + | |
| Ванна сушки Температура воздуха | 100-120С | + | + | |
4.3. КОНТУР РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
Согласно технологии обезжиривание, фосфатирование необходимо вести при температуре 65— С, однако в результате потерь тепла в окружающую среду или в результате потерь тепла на нагрев деталей, температура в ванне может изменяться. В связи с этим температура в ванне может поддерживаться автоматически, путем изменения подачи греющего пара с помощью системы автоматического регулирования.
Температура в ваннах измеряется манометрическим термометром ТПГ 4V (поз.1-1, 3-1, 5-1, 8-1, 10-1, 11-1, 14-1, 16-1, 17-1, 19-1, 20-1, 22-1, 23-1, 25-1, 27-1, 29-1, 31-1 33-1, 35-1, 36-1, 37-1). Чувствительный элемент —трубчатая пружина. Унифицированный пневматический сигнал 0,2 - 1,0 кгс/см подается на вторичный прибор ПВ 10.1П (поз.1-2; 3-2; 5-2; 8-2; 10-2; 11-2; 14-2; 16-2; 17-2; 19-2; 20-2; 22-2; 23-2; 25-2; 27-2; 29-2; 31-2; 33-2; 35-2; 36-2; 37-2) , который показывает и записывает температуру и одновременно на регулятор ПР3.31 (поз. 1-3; 3-3; 5-3; 8-3; 10-3; 11-3; 14-3; 16-3;17-3; 19-3; 20-3; 22-3; 23-3; 25-3; 27-3; 29-3; 31-3; 33-3; 35-3; 36-3; 37-3) системы “старт”для получения непрерывного воздействия на регулирующий клапан исполнительного механизма, установленного на линии подачи пара 25ч32нж (поз. 1-4; 3-4; 5-4; 8-4; 10-4; 11-4; 14-4; 16-4; 17-4; 19-4; 20-4; 22-4; 23-4; 25-4; 27-4; 29-4; 31-4; 33-4; 35-4; 36-4; 37-4).
Схема автоматической стабилизации температуры работает таким образом, что при понижении температуры в ванне система регулирования увеличивает степень открытия клапана линии подачи пара, что приводит к увеличению расхода его, в следствии чего температура в реакторе повышается.
4.4. КОНТРОЛЬ рH
Измерение рН электролита фосфатирования осуществляется с помощью чувствительного элемента ДП-ЧМ (поз.38-1), работающего в комплекте с преобразователем рН 261,который преобразует переменное напряжение в напряжение постоянного тока. Затем напряжение подается на потенциометр типа КСУ (поз.38-2) и одновременно на байпасную панель управления для получения непрерывного воздействия на регулирующий клапан исполнительного механизма
4.5. КОНТРОЛЬ РАСХОДА ВОДЫДля измерения и регулирования расхода воды в ваннах промывки применяют ротаметр с пневматической дистанционной передачей и местной шкалой показывания РП 1ЖУЗ (поз.7—1; 9—1; 13—1; 15—1; 18—1; 21-1; 24-1; 26-1; 28-1; 30-1; 32-1; 34-1), вырабатывающий выходной сигнал пневматический, соответствующий данному расходу воды. Этот сигнал поступает на вторичный прибор ПВ.10.1П (поз. 7—2; 9—2; 13—2; 15—2; 18—2; 21-2; 24-2; 26-2; 28-2; 30-2; 32-2; 34-2) и одновременно на вход ПИ-регулятора типа ПР3—31 (поз7—3; 9—3; 13—3; 15—3; 18—3; 21-3; 24-3; 26-3; 28-3; 30-3; 32-3; 34-3) для получения непрерывного воздействия на регулирующий клапан исполнительного механизма, установленного на линии подачи воды 25ч32нж (поз. 7—4; 9—4; 13—4; 15—4; 18—4; 21-4; 24-4; 26-4; 28-4; 30-4; 32-4; 34-4).
Схема работает следующим образом: при повышении расхода воды система регулирования уменьшает степень открытия клапана на линии подачи воды, что приводит к уменьшению расхода.
4.6. КОНТУР КОНТРОЛЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯРегулирование уровня производится в ваннах травления, химического обезжиривания. Уровень измеряется с помощью буйкового уровнемера типа УБ П (поз.2—1; 4—1; 6—1). Сигнал соответствующий уровню в ванне поступает на вторичный прибор ЭКМ-2у (поз.2—2; 4—2; 6—2)
Эта схема автоматической стабилизации работает следующим образом. При повышении уровня в ванне система регулирования уменьшает степень открытия клапана линии подачи жидкости, что приводит к уменьшению ее расхода, в следствии чего уровень понижается и наоборот.
СПЕЦИФИКАЦИЯ ПРИБОРОВ И СРЕДСТВ
АВТОМАТИЗАЦИИ
| Номер пози- ции | Наименование параметра среды | Пред. рабо-чее зна- чение, С0. | Место уста- новки | Наименование и характеристика | Тип мо-дели | Кол-во на ванне | Завод изготови-теля |
| 1-1 3-1 5-1 8-1 10-1 11-1 14-1 16-1 17-1 19-1 20-1 22-1 23-1 25-1 27-1 29-1 31-1 33-1 35-1 36-1 37-1 | Температура в ваннах химического обезжирива-ния , травления, обработки в активирующем составе АФ-13, фосфатирования, пассивирования, горячей промывки, теплой промывки, холодной промывки, сушки | 60-90 15-30 30-40 65-80 65-80 60-90 40-60 15-30 100-120 | На ванне | Манометрический термометр, предел измерения 0-100С, класс точности 1,5 показывающий с пневматическим датчиком . Длина дистанционного капиляра L=2,5м, длина погружения термобаллона 500мм,d=20мм | ТПГЧ-V | 1 | “Тепло-контроль” г. Казань |
| 1-2 3-2 5-2 8-2 10-2 11-2 14-2 16-2 17-2 19-2 20-2 22-2 23-2 25-2 27-2 29-2 31-2 33-2 35-2 36-2 37-2 | На щите | Пневматический показывающий прибор.Длина шкалы и ширина поля записи диаграммы 100мм Класс точности 1 Скорость движения диаграммы 40-60мм / час. | ПВ.10 1П | 1 | “Тизпри-бор” г.Москва | ||
| 1-3 3-3 5-3 8-3 10-3 11-3 14-3 16-3 17-3 19-3 20-3 22-3 23-3 25-3 27-3 29-3 31-3 33-3 35-3 36-3 37-3 | На щите | Пропорционально- интегральный регулятор, предел пропорционально- сти 10-300%, вре- мя изодрома от3-10 мин, исполнение обык-новенное. | ПРЗ 31 | 1 | “Тизпри- бор” г.Москва | ||
| 1-4 3-4 5-4 8-4 10-4 11-4 14-4 16-4 17-4 19-4 20-4 22-4 23-4 25-4 27-4 29-4 31-4 33-4 35-4 36-4 37-4 | На трубо- прово-де | Исполнительный механизм . Клапан с мембранным устройством . Условное давле-ние 16кгс/см предельная темпе- ратура 300 С | 25Ч 32НЖ | 1 | “Красный профин- терн” г.Гусь- Хрустальный | ||
| 7-1 9-1 13-1 15-1 18-1 21-1 24-1 26-1 28-1 30-1 32-1 34-1 | Расход воды в ваннах горячей и холодной промывки | 0,25 м/ч | Трубо-про-вод пода- чи на ванну про-мывки | Ротаметр с пнев-матической дистанционной передачей и мест- ной шкалой пока- заний . Верхний предел измерений 0,25м / час, диаметр условного прохода 15мм рабочее давление 64кгс / см Погрешность изме- Рения + 1,5% | РП- 0,25 ЖСЗ | 1 | Приборо- Рострои-тельный Завод г.Арза-мас |
| 7-2 9-2 13-2 15-2 18-2 21-2 24-2 26-2 28-2 30-2 32-2 34-2 | На щите | Пневматический показывающий прибор. Длина шкалы и ширина поля записи диаг- раммы 1000мм, Класс точности 1. Скорость движения диаграммы 40мм/ч | ПВ.10 1П | 1 | “Тизпри- бор” г.Москва | ||
| 7-3 9-3 13-3 15-3 18-3 21-3 24-3 26-3 28-3 30-3 32-3 34-3 | На щите | Пропорционально интегральный регулятор,предел пропорционально-сти 10-300%, вре- мя изодрома 3-10мин.,исполнение обыкновенное | ПРЗ. 31 | 1 | “Тизпри- бор” г.Москва | ||
| 7-4 9-4 13-4 15-4 18-4 21-4 24-4 26-4 28-4 30-4 32-4 34-4 | На трубо- про- воде | Исполнительный механизм. Клапан с мембранным устройством.Усло- вное давление 16кгс/см.Предель- ная температура 300 град. С, dy=20мм | “Красный профин- тер” г.Гусь- Хрустальный | ||||
| рН в ванне фосфатирования | 4,5-5,0 | На ванне | Чуствительный элемент погруж-ной. Длина погру- женной части 1200мм. Комплек-туется измеритель-ными электродами ЭСП-0014 и вспо- могательными хлосеребрянными электродами ЭХСВ-1 | ДП-ЧМ | 1 | Завод измери-тельных прибо-ров Г.Гомель | |
| На щите | Преобразователь рН 261.Может ра- ботать с любым чувствительным элементом элект- рической с-мы, которые имеют внутрение сопро- тивление до 100мОМ.Относи- тельная влажность 30-80%.Напряже-ние220В.Потреб- ляемая мощность 20Вт | рН- 261 | 1 | Завод измери-тельных прибо-ров Г.Гомель | |||
| На щите | Показывающий миллиамперметр постоянного тока отградуирован в единицах измеря- емой величины. Предел измерения 0-5мА. | КСП4 | 1 | “Мано-метр” г.Москва | |||
| 2-1 4-1 6-1 | Уровень в ваннах | max- min | По месту | Уравнемер буйко-вый ГСП.Допусти- мое избыточное давление 100, 1600кгс/см2Температура измерения среды (-40+100С). Условный проход 25мм. Класс точ-ности 1,5. | УБ-П | 1 | “Тепло-прибор” г.Рязань |
| 2-2 4-2 6-2 | На щите | Манометр показы-вающий сигнализи-рующий .Рабочее напряжение220В. Разрывная мощ- ность 10Вт.Погре- шность включения контактов в сигна-лизирующее уст-ройство 2,5% Класс точности 1,5. | ЭКМ- 2у | 2 | “Тизпри-бор” г.Москва |
5. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА
0 комментариев