powloki ochronne 1.doc

Wydział: TECHNOLOGIA CHEMICZNA

Kierunek: INŻYNIERIA CHEMICZNA I PROCESOWA

POWŁOKI OCHRONNE STOSOWANE

W APARATURZE CHEMICZNEJ

2009/2010
 

SPIS TRESCI

Temat projektu ........................................................................................... 1

Spis treści ....................................................................................................2

Wstęp……………………………………………………………………………………………..4

Rozdział I………………………………………..…………………………………………..…..5

1.1. co to jest powłoka ochronna?...................................................... 5                           

1.2. rodzaje powłok ochronnych........................................................ 5

1.3. zasada doboru powłoki ochronnej………………………………………. 6

1.4. przygotowanie powierzchni metalu przed nakładaniem powłok ochronnych………….………………………………………..………………………..7

Rozdział II……………………………………………………………………………………….9

              2.1. Powłoki metalowe………………………………………………………………9

              2.2. Powłoki ogniowe (zanurzeniowe)……………………………………….12

                            2.2.1. Cynkowanie…………………………………………………………..13

                            2.2.2. Cynowanie……………………………………………………………13

                            2.2.3. Aluminiowanie……………………………………………………..14

                            2.2.4. Ołowiowanie…………………………………………………………16

              2.3. Powłoki elektrolityczne – galwaniczne……………………………….16

                            2.3.1. Klasyfikacja powłok galwanicznych…………………………16

                            2.3.2. Jak wybrać  powłokę galwaniczną…………………………..18

                            2.3.3. Omówienie poszczególnych powłok galwanicznych….22

                                          a. Powłoki cynkowe……………………………………………….22

                                          b. Powłoki chromowe…………………………………………….23

                                          c. Powłoki niklowe…………………………………………………24

                                          d. Powłoki stopowe………………………………………………..25

                                          e. Powłoki żelazne………………………………………………….26

                                          f. Powłoki kompozytowe…………………………………….…..27

              2.4. Powłoki konwersyjne……………………………………………………….28

                            2.4.1. Co to jest powłoka konwersyjna……………………………..28

                            2.4.2. Podział i zastosowanie powłok konwersyjnych………..28

                            2.4.3. Fosforanowanie i chromianowanie…………………………28

              2.5. Emalie szkliste…………………………………………………………………30

              2.6. Powłoki organiczne…………………………………………………………..31

                            2.6.1.Powłoki z tworzyw sztucznych…………………………………32

                            2.6.2. Farba…………………………………………………………………..34

                            2.6.3. Smary………………………………………………………………….34

                                          a. Rodzaje smarów…………………………………………………34

                                          b. Zastosowanie…………………………………………………….37

              2.7. Inhibitory korozji…………………………………………………………….38

Rozdział III……………………………………………………………………………………39

                            Galwanotechnika w normach………………………………………….39

Bibliografia……………………………………………………………………………………40

Wstep

Korozja metali wg normy PN-EN ISO 8044 jest to oddziaływanie fizykochemiczne między metalem i środowiskiem, w wyniku którego powstają zmiany we właściwościach metalu, które mogą prowadzić do znacznego pogorszenia funkcji metalu, środowiska lub układu technicznego, którego są częściami.

Najczęściej stosowanym sposobem zapobiegania korozji są powłoki ochronne.

Rozdział I

1.1            Co to jest powłoka ochronna?

Powłoka ochronna jest to warstwa różnych materiałów nakładanych na powierzchnię wyrobów metalowych w celach ochronnych, regeneracyjnych lub dekoracyjnych, a zwłaszcza w celu ochrony przed korozją, zwiększenia twardości powierzchniowej, polepszenia odporności na ścieranie, żaroodporności.

1.2           Rodzaje powłok ochronnych:

Zależnie od rodzaju materiału osadzanego na podłożu metalowym, powłoki ochronne dzieli się na dwie grupy:

1)      Powłoki nieorganiczne

A.     powłoki metalowe dzielimy:

a)     ze względu na skalę przemysłową

·  anodowa

·  katodowa

b)     ze względu na sposób nakładania

·         ogniowe

·         galwaniczne

B.     powłoki niemetalowe:

·         konwersyjne

·         emalie szkliste

2)     Powłoki organiczne

·         Farby

·         Lakiery

·         Tworzywa sztuczne

·         Smoła i smary

1.3           Zasada doboru powłok ochronnych:

Dobór powłoki zależy nie tylko od rodzaju atmosfery otaczającej i jej agresywności (Tabl.4.)

lecz także od tego, czy chroniona część jest narażona na działanie mechaniczne (ścieranie, uderzenie, itp.). O rodzaju powłoki decydować będzie także wielkość i kształt części, jak również wymagany efekt estetyczny. Na przykład drogie i precyzyjne części pokrywa się powłokami galwanicznymi, a tańsze i większe pokrywa się powłokami malarskimi, z tworzyw sztucznych lub metalizuje natryskowo. Dobór powłok w zależności od ich odporności na działanie czynników mechanicznych, chemicznych i fizycznych podczas eksploatacji przedstawiono w tabl. 1.

1.4             Przygotowanie powierzchni metalu przed nakładaniem powłok ochronnych:

Przed nałożeniem na powierzchnię metalu powłok ochronnych różnych typów niezbędne jest staranne usunięcie z tej powierzchni wszelkiego rodzaju zanieczyszczeń, zarówno organicznych-oleje i smary-jak i nieorganicznych-sole pozostające np. po procesie hartowania oraz tlenki występujące w postaci zgorzeliny lub rdzy. Ponadto oczyszczana powierzchnia jest poddawana dodatkowo obróbce powierzchniowej odpowiedniej do rodzaju zastosowanej powłoki ochronnej. Ten ostatni rodzaj obróbki dodatkowej jest szczególnie ważny w przypadku nakładania na powierzchnię metalu powłok galwanicznych lub emalii szklistych. Chociaż szczególnie ostre wymagania przy oczyszczaniu i obróbce powierzchniowej są stawiane w przypadku osadzania powłok galwanicznych z kąpieli kwaśnych, również w przypadku nakładania powłok malarskich przygotowanie powierzchni jest często uważane za najbardziej odpowiedzialny etap całego procesu zabezpieczania przeciwkorozyjnego.

           Przygotowanie powierzchni przed nałożeniem powłok ochronnych składa się zwykle z dwóch procesów. Pierwszy z nich ma za zadanie usunięcie z powierzchni metalu zanieczyszczeń pochodzenia organicznego, takich jak oleje i smary. W czasie drugiego procesu z powierzchni metalu są usuwane substancje nieorganiczne: zgorzelina, rdza i inne produkty korozji. Obydwa procesy mogą być powtarzane po kilka razy w zależności od potrzeb.

           Mycie i odtłuszczanie jest niezbędne przed nałożeniem powłok wszelkich typów, a także zwykle przed trawieniem i niekiedy także przed piaskowaniem. Dobór metody odtłuszczania powinien uwzględniać chemiczny charakter zanieczyszczeń znajdujących się na powierzchni. Odtłuszczanie z olejów i smarów mineralnych (węglowodorów np. wazeliny) może odbywać się przy użyciu rozpuszczalników organicznych, natomiast dla skutecznego usunięcia z powierzchni metalu kwasów tłuszczowych (np. lanoliny), a także niektórych gatunków wosków lepsze wyniki uzyskuje się przy odtłuszczaniu alkalicznym; kąpiele alkaliczne powodują zmydlenie estrów kwasów tłuszczowych znajdujących się w tych zanieczyszczeniach, co ułatwia proces odtłuszczania. Kontrolę dokładności odtłuszczenia powierzchni metalu przeprowadza się przez obserwację zwilżania powierzchni metalu przez wodę, przy czym brak przerw w warstewce wody świadczy o dobrym odtłuszczeniu powierzchni. Omówiona metoda kontroli efektywności odtłuszczania powierzchni metalu nosi nazwę metody zwilżania przez wodę.

           Przygotowanie powierzchni metodami mechanicznymi prowadzi zwykle do zmian jej gładkości, co jest związane z usunięciem pewnej ilości metalu. Szlifowanie prowadzi się w celu nadania części metalowej pożądanego kształtu lub wykonania określonej obróbki wykończeniowej. W przypadku gdy wymagana jest szczególnie dokładna obróbka powierzchni, po szlifowaniu wykonuje się dodatkowo polerowanie. Najczęściej stosuje się polerowanie mechaniczne, lecz w niektórych przypadkach uzyskanie pożądanej gładkości powierzchni metalicznej może być osiągnięte przez zastosowanie trawienia rozjaśniającego lub polerowania anodowego, które jest zwykle stosowane po wstępnym wytrawianiu. Szlifowanie i polerowanie niekiedy wykonuje się (w ograniczonym zastosowaniu) w procesie zwanym bębnowaniem.

            Oczyszczanie ścierne (luźnym ścierniwem) jest najbardziej skuteczną metodą usuwania zgorzeliny walcowniczej lub obfitych produktów korozji. Stan powierzchni metalu po tej obróbce jest odpowiedni do nakładania powłok metalowych, malarskich lub do fosforanowania. W celu usuwania zgorzeliny walcowniczej oraz rdzy z powierzchni metali jest stosowane także trawienie w

roztworach kwasów nieorganicznych.
 

Rozdział II

Omówimy poszczególne powłoki ochronne stosowne w aparaturze chemicznej.

2.1           Powłoki metalowe - powłoka z metalu na powierzchni chronionego tworzywa; w zależności od sposobu nakładania powłoki rozróżnia się powłoki: elektrolityczne, metalizacyjne, platerowe, kontaktowe.

a)    powłoki anodowe -  powłoka z metalu, który w określonym środowisku korozyjnym jest mniej szlachetny niż metal podłoża, a więc jego potencjał elektrochemiczny jest bardziej ujemny niż potencjał chronionego metalu. Powłoka chroni metal podłoża nie tylko w sposób mechaniczny, lecz i elektrochemiczny. Dla żelaza w normalnych warunkach pracy w roztworach obojętnych lub lekko kwaśnych powłokami anodowymi są cynk, aluminium i kadm.

ZASTOSOWANIE:

Najważniejszym, praktycznym zastosowaniem powłok anodowych jest pokrywanie stali powłoką cynkową (blachy ocynkowane).

·         Pojazdy lądowe i morskie - elementy silnika, maszty, barierki

·         Architektura i budownictwo - elementy elewacyjne i wykończeniowe, elementy dekoracyjne do zabudów szaf

·         Automotive - relingi dachowe, elementy silnika, układów wspomagania, systemy hamulcowe ABS

·         Przemysł maszynowy - formy wtryskowe, części maszyn

·         Przemysł lotniczy i kosmiczny - elementy do samolotów, zawory

·         Przemysł elektroniczny - elementy, które muszą być zabezpieczone warstwą izolującą prąd

·         Przemysł spożywczy - haki, półki na żywność

·         Przemysł chemiczny - elementy pomp i uszczelnienie

·         Odlewnie - detale i formy kokilowe

Pompy krzywkowe z serii  S i M firmy Ekohelp:

...