Penggalvanis logam galvanis: teknologi, peralatan

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-02 13:57

Galvanizing adalah cara yang efektif dan murah, oleh karena itu cara yang umum untuk melindungi logam besi dari korosi. Paling sering digunakan dalam produksi perangkat keras dan pengencang, serta jaring baja.

Metode Pelapisan Seng

Galvanisasi anti-korosi dilakukan dengan berbagai cara, dan masa pakai lapisan tergantung pada ketebalan lapisan pelindung.

Metode pelapisan tergantung pada sifat yang diperlukan, ukuran produk, kondisi untuk operasi lebih lanjut.

Yang paling sederhana dan paling berteknologi maju, tetapi tidak cukup memberikan ketahanan terhadap tekanan mekanis dari lapisan pelindung, adalah galvanisasi dingin menggunakan primer, yang mengandung sejumlah besar bubuk seng yang sangat tersebar.

Dalam hal volume produksi galvanizing, hot-dip galvanizing menempati urutan kedua. Lapisan yang diperoleh dengan cara ini berkualitas tinggi dan tahan lama, tetapi tidak aman bagi lingkungan, karena lelehan seng digunakan, dan sejumlah besar listrik diperlukan untuk mempertahankan suhunya sedikit kurang dari 500 ° C, metode kimia persiapan permukaan.

Sangat mirip dengan hot dip galvanizing moreteknologi, tetapi metode deposisi difusi termal yang kurang produktif dari lapisan pelindung. Ini digunakan ketika tuntutan tinggi ditempatkan pada ketebalan dan penampilan lapisan.

Metode galvanisasi lainnya adalah penyemprotan termal-gas, yang digunakan untuk melindungi produk dan struktur berukuran besar yang tidak dapat ditempatkan di bak mandi.

Galvanisasi galvanis tidak memiliki banyak kelemahan dari metode pelapisan lain dan memiliki aspek positifnya.

Keuntungan pelapisan seng

Pelapisan seng dengan elektrolisis adalah metode yang paling umum.

Keuntungan utama, karena galvanisasi logam yang digunakan, adalah tingkat perlindungan permukaan material yang tinggi dari korosi. Lapisan tipis seng meningkatkan masa pakai produk beberapa kali, dan karenanya mengurangi biaya pemeliharaan dan penggantiannya.

Lapisan rata, tanpa goresan dan tetesan, dan bentuk serta ukuran produk tetap terjaga. Anda dapat menerapkannya ke objek apa pun, bahkan bentuk yang paling rumit sekalipun.

Pelapis dekoratif yang halus dan mengkilap tidak memerlukan pemrosesan tambahan dalam banyak kasus.

Selain itu, proses pelapisan seng itu sendiri membutuhkan sedikit biaya, dan unit galvanis sangat produktif.

Kekurangan pelapisan seng

Metode penerapan lapisan pelindung dengan elektrolisis bukannya tanpa kekurangan.

Kelemahan utama adalahdaya rekat rendah seng ke logam, karena itu permukaan produk harus dibersihkan dengan hati-hati.

Kelemahannya juga pembentukan limbah beracun selama proses pelapisan, membutuhkan pembersihan yang serius.

Kegagalan mematuhi aturan dapat menyebabkan pengisian hidrogen pada logam dasar, yang menyebabkan kerapuhan produk itu sendiri dan pelanggaran kualitas lapisan.

Prinsip operasi

Galvanisasi didasarkan pada prinsip efek perlindungan, yang ditentukan oleh perbedaan potensial elektrokimia seng dan besi. Karena seng memiliki potensi elektrokimia yang lebih rendah, lapisannya merupakan perlindungan yang mengorbankan logam besi. Artinya, di lingkungan yang lembab, dialah yang mengalami korosi elektrokimia.

Saat besi dioksidasi, terbentuk oksida yang memiliki volume lebih besar dari logam aslinya. Film oksida menjadi longgar dan melewatkan oksigen ke logam yang masih belum teroksidasi. Dan pada seng, selama oksidasi, film tersebut membentuk tipis dan padat, tidak membiarkan oksigen masuk jauh ke dalam logam, tidak hanya melindungi lapisan, tetapi juga logam dasar di bawahnya.

Jenis pelapisan seng

Galvanis adalah teknologi elektrolisis, yaitu proses redoks elektrokimia dalam elektrolit di bawah aksi arus listrik searah.

Menurut komposisi elektrolit, pelapisan seng dibagi menjadi tiga jenis: asam, sianida dan basa.

Metode pelapisan seng yang paling umum digunakan dalam sedikit asamelektrolit, terutama untuk bagian besi tuang dan baja dengan konfigurasi kompleks. Produk yang terbuat dari baja karbon dan baja paduan dengan jenis galvanisasi ini kurang rentan terhadap terjadinya penggetasan hidrogen, dan penampilannya sangat bagus, dengan efek dekoratif yang indah dalam berbagai warna.

Perlindungan galvanis tambahan

Efek perlindungan lapisan seng tergantung pada ketebalannya, yang hanya 5 mikron saat disepuh, dan sifat elektrolitnya.

Dalam beberapa kasus, sifat pelindung lapisan seng ditingkatkan dengan pasivasi, fosfat, atau pengecatan.

Passivation (chromating) - perawatan kimia produk dalam larutan dengan asam kromat atau garamnya, sebagai akibatnya film kromat terbentuk di permukaan. Proses ini tidak begitu meningkatkan sifat protektifnya seperti halnya proses dekoratif, karena sebagai hasilnya kilap lapisan ditingkatkan, dan dapat dicat dalam berbagai warna.

Saat fosfat (pengolahan dalam garam asam fosfat) dari produk galvanis, lapisan fosfat terbentuk di permukaan. Setelah fosfat, cat masih bisa diaplikasikan.

Tahapan pelapisan seng

Dalam produksi, galvanizing terdiri dari beberapa proses teknologi, yang masing-masing diselesaikan dengan mencuci dengan air di bak mengalir atau metode sikat-cuci.

Pertama, produk dibersihkan secara menyeluruh dari karat, kerak, pelumas proses, residu cairan pendingincairan atau cat dan dihilangkan lemaknya dalam larutan basa. Kemudian degreasing elektrolitik terjadi.

Setelah itu, mereka diasamkan dalam larutan asam klorida, di mana permukaan akhirnya dibersihkan tanpa mengganggu lapisan permukaan dan dipenggal - diaktifkan sebelum menerapkan lapisan seng. Baru kemudian galvanisasi yang sebenarnya.

Setelah itu, jika perlu, produk diklarifikasi dan dibersihkan dari film oksida dalam larutan asam nitrat berair, kemudian difosfat, dipasifkan dan dikeringkan.

Saat menggembleng berbagai produk, operasi tambahan dapat dilakukan. Misalnya, strip dilepas sebelum digalvanis, ujungnya dilas, diluruskan, dan setelah itu diminyaki dan digulung.

Peralatan untuk pelapisan seng

Galvanizing line adalah urutan spesifik dari pembilasan dan rendaman teknologi di mana lapisan seng tunggal atau multi-lapisan dengan sifat fungsional yang diperlukan dibuat.

Sesuai dengan volume produksi, peralatan dengan berbagai tingkat mekanisasi digunakan. Di perusahaan besar, saluran mekanis dengan kontrol otomatis dipasang. Ada jalur dengan kontrol manual sebagian atau penuh, serta jalur mini.

Garis galvanis terdiri dari lebih dari sekedar bak mandi. Ini mencakup sistem transportasi dari berbagai desain, peralatan untuk pengolahan air limbah,peralatan bantu, yang meliputi perangkat untuk menggembleng, elemen pemanas, penukar panas, batang katoda dan anoda.

Peralatan tambahan termasuk sistem ventilasi, ruang pengering dan lemari, peralatan pendingin, unit penyaringan, peralatan produksi demi-air, pompa.

Elektrolit untuk pelapisan seng

Untuk galvanisasi, tergantung pada tujuan produk, elektrolit digunakan, yang dibagi menjadi dua kelompok utama.

Elektrolit, di mana seng dalam bentuk ion terhidrasi sederhana, disebut asam sederhana. Ini adalah larutan hidroborik, sulfat dan klorida.

Elektrolit asam dan basa kompleks kompleks mengandung seng dalam ion kompleks dengan muatan positif dan negatif. Ini adalah amonia, pirofosfat, sianida dan larutan lainnya.

Jenis elektrolit yang digunakan terutama menentukan laju pengendapan dan kemudian kualitas endapan seng pada produk (katoda).

Dari elektrolit kompleks, seng mengendap di katoda dengan hamburan ion yang tinggi. Saat rapat arus meningkat, hasil logam menurun dan hasil hidrogen meningkat.

Oleh karena itu, pelapisan seng dalam elektrolit kompleks dilakukan pada rapat arus rendah, dan pelapisannya sangat berkualitas tinggi, berbutir halus dan seragam.

Dalam elektrolit sederhana yang sedikit asam, galvanisasi, termasuk di rumah, berlangsung pada rapat arus tinggi, dengan kecepatan lebih tinggi daripada saat menggunakan larutan kompleks. Penampilan produknya bagus, tapilapisannya tidak berkualitas tinggi dan hanya cocok untuk produk dengan bentuk yang cukup sederhana.

Pelapisan seng galvanis

Proses teknologi galvanisasi langsung berlangsung di bak dengan elektrolit. Produk yang terbuat dari logam besi diturunkan ke dalamnya, di mana arus listrik (katoda) disuplai melalui elektroda khusus, dan seng murni dalam bentuk bola atau pelat yang diletakkan di bagian jala khusus (anoda).

Selama reaksi elektrokimia, di bawah pengaruh arus listrik dengan kerapatan 1 hingga 5 A/dm, seng larut dalam elektrolit, kemudian ion-ionnya mengendap di katoda, membentuk galvanik setebal 4-25 mikron pelapis.

Dengan penggunaan teknologi inilah pengencang (baut dan mur) diperoleh dengan lapisan yang seragam dan mengkilap.

Jalur Galvanisasi Otomatis

Galvanizing line modern adalah line yang sepenuhnya otomatis, yang melakukan semua tahap pelapisan, termasuk pengelasan dan degreasing produk berkualitas tinggi untuk berbagai keperluan dan konfigurasi.

Jalur otomatis umumnya terdiri dari satu set bak elektroplating teknologi, penyearah modular, dudukan bongkar / muat, peralatan transportasi, peralatan untuk ventilasi pembuangan, pasokan air dan pembuangan limbah, kerangka logam dengan tangga servis.

Pemandian elektroplating dapat dibuat dari baja tahan karat, baja berlapis plastik atau karet. Mandi modern, dilas dari polimer lembaran, semakin menggantikan wadah logam. Pilihan bahan mandi tergantung pada komposisi dan konsentrasi elektrolit dan suhu operasi.

Komunikasi sistem pasokan air dan saluran pembuangan, dan dalam banyak kasus ventilasi terletak di bawah bak mandi dan juga terbuat dari polipropilen.

Dimensi garis ditentukan oleh produktivitasnya dan dimensi bak elektroplating.

Galvanisasi galvanis terjadi dengan pembentukan air limbah dengan konsentrasi ion logam berat yang tinggi. Oleh karena itu, mereka dipertahankan, disaring, dinetralkan, pengendapan kimia, penyerapan dan proses lainnya digunakan dalam wadah yang terbuat dari polimer rekayasa.

Pelapisan seng elektrolitik di rumah

Galvanis galvanis, diproduksi oleh tangan sendiri, dimulai dengan pemilihan bahan. Elektrolit dapat berupa larutan seng klorida dan asam klorida dalam air suling. Inilah yang disebut asam solder, yang paling sering digunakan di rumah. Pengrajin mengasinkan seng dalam asam sulfat baterai dan mendapatkan elektrolit ZnSO_{4, tetapi proses ini berbahaya, karena hidrogen yang meledak dan panas dilepaskan selama reaksi. Dalam kasus apa pun tidak boleh ada endapan kristal garam yang tidak larut dalam elektrolit.}

Seng murni dapat dibeli di toko kimia atau pasar radio, atau dapat diperoleh dari baterai garam atau sekering dari Uni Soviet.

Galvanikbak mandi bisa berupa wadah kaca atau plastik. Singkatan dari anoda dan katoda dipasang di dalamnya. Anoda adalah pelat seng yang "plus" terhubung dari sumber listrik. Semakin besar anoda, semakin seragam lapisan pada katoda, produk di mana lapisan pelindung akan diterapkan. Ada beberapa anoda, mereka dapat ditempatkan di sekitar katoda pada jarak yang sama sehingga permukaannya ditutupi dengan seng secara merata dan serentak dari semua sisi. "Minus" dari sumber listrik terhubung ke katoda.

Bahkan ketika menggembleng dilakukan di rumah, teknologinya harus mencakup pembersihan menyeluruh dan penghilangan lemak bagian, serta pengaktifannya dalam larutan asam.

Sumber listrik adalah aki mobil dengan lampu pijar berdaya rendah atau konsumen lain dalam rangkaian sehingga arus pada rangkaian lebih rendah, atau catu daya dengan tegangan keluaran konstan. Hal utama adalah bahwa elektrolit tidak boleh mendidih dengan cepat selama proses galvanisasi.

Sebenarnya, menggembleng terjadi ketika anoda dan katoda diturunkan ke dalam elektrolit dan rangkaian listrik ditutup. Semakin lama prosesnya, semakin tebal lapisan seng pada produk.

Dengan bantuan galvanis, lapisan pelindung pada produk menjadi presisi, seragam dan halus, dengan efek dekoratif. Ini digunakan baik di industri maupun di rumah, meskipun pengolahan air limbah dari limbah berbahaya lingkungan diperlukan.