Линия хромирования по индивидуальному проекту

Линия хромирования по индивидуальному проекту

Описание проекта:

Проектом предусмотрена полностью автоматизированная производственная линия для нанесения декоративного хромового покрытия на стальные детали.

1. Технологический процесс:

·        Шлифовка вне линии (офлайн)-> Навешивание на подвеску -> Промывка водой -> Травление (кислотная обработка) -> Промывка водой -> Промывка водой -> Хромирование (4 стадии: ①, ②, ③, ④) -> Осаждение (2 стадии) -> Промывка водой -> Промывка водой -> Промывка горячей водой -> Снятие с подвески

Примечание по хромированию:

·        Плотность тока: 40 А на квадратный дециметр

·        Скорость осаждения: 0.05 мм (5 "волосин", 1丝 = 0.01мм) в час

Пояснение:
На основании размеров изделий, предоставленных заказчиком, разработано три типоразмера гальванических ванн:

·        Ванна хромирования 1, размер: 800 x 1200 x 1200 мм (подходит для изделий длиной до 800 мм)

·        Ванна хромирования 2, размер: 800 x 1200 x 2000 мм (подходит для изделий длиной до 1600 мм)

·        Ванна хромирования 3, размер: 800 x 1200 x 3000 мм (подходит для изделий длиной до 2500 мм). Количество: 2 ванны.

Выбор типа производственной линии и основных компонентов:

1.     Подъемный механизм: Мостовой кран двухкрюкового типа, 1 шт., с частотным регулированием скорости, плавным пуском и опусканием; Грузоподъемность: 500 кг.

2.     Несущая конструкция: Рама среднерельсового типа.

3.     Система нагрева: Паровой или электрический нагрев (способ нагрева предоставляется производителем).

4.     Охлаждение ванн хромирования: Холодильная машина (чиллер).

5.     Оборудование для очистки дыма/тумана: Установка очистки вытяжных газов.

6.     Система управления: Полностью автоматическая система управления (с возможностью переключения на ручной режим).

7.     Выпрямители: Выпрямительные агрегаты.

8.     Фильтровальные установки.

9.     Полная герметизация линии (опция по выбору заказчика).

Часть 2: Оборудование (позиции 1-5)

I. Описание функций и структуры оборудования производственной линии

Данная производственная линия является полностью автоматической. В ней используется мостовой кран, перемещающийся по среднерельсовой конструкции. Компоновка линии выполнена по прямолинейному портальному типу.

·        Рабочая зона обслуживания расположена с одной стороны линии.

·        Со стороны оператора установлены смотровые площадки/трапы, проложены трубопроводы водоснабжения и водоотведения для удобства обслуживания и эксплуатации.

·        С противоположной (не рабочей) стороны размещены система вентиляции, силовые кабели крана, а также прочее вспомогательное оборудование.

1. Несущая рама (Каркас линии)

1.1. Конструкция и компоновка:

·        Выполнена по среднерельсовой сборной конструкции.

·        Ванны установлены на высоте 500 мм от уровня пола.

·        Под ваннами размещен поддон для сбора проливов из полипропилена (PP) толщиной 8 мм.

·        Со стороны оператора проложены:

o   Магистрали и ответвления водопровода.

o   Магистрали и ответвления труб деионизированной воды.

o   Магистрали и ответвления пневмолиний сжатого воздуха.

·        С противоположной (не рабочей) стороны размещены:

o   Главная магистраль вытяжной вентиляции.

o   Направляющие для гибкого плоского кабеля (кабельная тяга) крана.

o   Направляющие для позиционирующих пластин.

o   Кабельные лотки (кабельные трапы).

·        Со стороны оператора также установлен протяжный тросовый аварийный выключатель (грибковой тип) по всей длине линии и смотровые трапы.

1.2. Материалы и исполнение:

·        Материал рамы — углеродистая сталь.

·        Основная рама выполнена из двутавровой стальной балки размером 150*150*5.

·        Рельсовые пути крана — из квадратной трубы 150*150*5.

·        Верхние поперечные связи каркаса — из квадратной трубы 80*80*5.

·        Вся рама обработана антикоррозионной покраской для защиты и эстетичности.

·        Остальные соединительные элементы и кронштейны выполнены из квадратной трубы 80×80×4 мм.

·        Направляющие для плоского кабеля — оцинкованные, специального профиля.

·        Направляющие для позиционирующих пластин — из гнутой оцинкованной листовой стали.

·        Все крепежные элементы — из нержавеющей стали.

·        Соединения выполнены по фланцевой технологии.

1.3. Требования к подготовке площадки:

·        Заказчик должен обеспечить подвод источников воды и электропитания к оборудованию в соответствии с монтажной схемой для соединения с соответствующими трубопроводами на линии.

1.4. Требования к точности монтажа:

·        Непараллельность двух рельсовых путей: менее 2 мм на погонный метр.

·        Общая непараллельность по всей линии: менее 5 мм.

1.5. Кабельная система крана:

·        Для питания крана используется плоский кабель.

·        Применена подвесная кабельная тяга (фestoon system), обладающая долговечностью, практичностью и аккуратным внешним видом.

1.6. Система безопасности:

·        Со стороны оператора на раме установлен тросовый аварийный останов, позволяющий выполнить экстренную остановку крановой системы из любой точки линии и с участков загрузки/выгрузки.

1.7. Экологичность и безопасность

Конструкция рамы предусматривает полный подъем ванн, что обеспечивает визуальный контроль возможных протечек, предотвращает риски для окружающей среды и соответствует требованиям чистого производства.

2.  Комплект полностью автоматического портального крана
 

Материал: Углеродистая сталь, покрытая эпоксидной краской. Сварка из стального листа толщиной 5 мм.

Тип: Портал, с одно-крюковой подъемной системой

Подъемный механизм:

·        Тормоз: магнитный (производитель: Taiwan Dongyuan Mechanical&Electrical)

·        Питание: трехфазное, 380 В перем. тока, 50 Гц

·        Редуктор: передаточное отношение 1:40

Механизм перемещения (ходовая часть):

·        Тормоз: магнитный (производитель: Taiwan Dongyuan Mechanical&Electrical)

·        Питание: трехфазное, 380 В перем. тока, 50 Гц

·        Редуктор: передаточное отношение 1:30

Подъемное устройство: Используется импортный прочный нейлоновый строп и барабанный механизм.

Система контроля положения: На верхней и нижней части направляющей подъемного механизма крана установлена группа бесконтактных датчиков (OMRON, модель TL-N10ME1) для контроля верхнего и нижнего предельных положений. После подключения датчиков обеспечивается защита от перехода конечных положений.

Колеса и направляющие:

·        Ходовые колеса (ведущие и ведомые): изготовлены из полиуретана со стальной сердцевиной.

·        Направляющая подъемного механизма: из нержавеющей стали (SS).

·        Прижимные ролики (для подъема и перемещения): из полипропилена (PP).

·        Главный подъемный вал: из углеродистой стали, с внешним покрытием из термоусадочной ПВХ-трубки.

Оповещение: На тележке привода установлена предупреждающая сигнальная лампа, которая мигает во время движения.

Скорости (с частотным регулированием):

·        Горизонтальное перемещение крана: 5–25 м/мин

·        Скорость подъема: 5–15 м/мин

Грузоподъемность: 500 кг

Конструкция крана: Цельносварная конструкция из гнутых стальных листов, обладающая малым весом и высокой жесткостью. После сборки окрашена антикоррозионной краской, имеет эстетичный внешний вид и устойчива к коррозии.

Точность изготовления:

·        Сборка крана выполнена на стенде-платформе, что обеспечивает нахождение всех горизонтальных ходовых роликов в одной плоскости с погрешностью ≤ 2 мм.

·        После сборки рамы крана и её выверки, рельсовые балки с обеих сторон смонтированы с обеспечением параллельности хода ≤ 1,5 мм.

Привод:

·        Двигатель перемещения, редуктор и передаточный вал соединены напрямую. Это уменьшает мертвый ход в передаче, обеспечивает точность позиционирования крана при частых реверсах, снижает уровень шума и повышает общую устойчивость работы.

Управление и функциональность:

·        Кран спроектирован для работы в автоматическом режиме в соответствии с требованиями технологического процесса. Он точно выполняет позиционирование и перемещение по горизонтали и вертикали.

·        При необходимости или в особых circumstances возможен переход на ручное управление, что реализует принцип "автоматический/ручной" дубль-режима.

·        Для позиционирования используются бесконтактные датчики.

Система защиты:

·        Кран оснащен множеством защитных функций, включая защиту от выхода за пределы рабочей зоны, противостолкновительную защиту, защиту двигателей от перегрузки и другие устройства.

·        В случае возникновения неисправности система управления немедленно останавливает кран и включает сигнализацию.

Система электрического управления

3.1 Электрошкаф

·        Линия укомплектована независимым шкафом управления.

·        Габариты шкафа: 1000 × 600 × 2000 мм.

·        Дверцы шкафа снабжены уплотнительными полосами.

·        Конструкция специально разработана для работы в условиях гальванического производства.

3.2.1 Принципиальная схема системы управления

·        Модель/Производитель системы управления: JuDingGK

3.3 Комплектация электрокомпонентов
Для обеспечения надежной работы всей системы управления используются электрокомпоненты только высококачественных брендов:

·        Автоматические выключатели: Delixi, Chint

·        Контакторы: Delixi, Chint

·        Реле: Omron

·        Бесконтактные датчики: Omron

·        ПЛК (контроллер): Mitsubishi

·        Частотные преобразователи: Mitsubishi

·        ПО для HMI (человеко-машинный интерфейс): KingView

·        Кнопки: Schneider Electric

3.4 Гибкость управления процессом
ПЛК может сохранять несколько наборов технологических процессов и выбирать нужный в зависимости от обрабатываемой детали.

3.5 Защита и восстановление работы
Производственная линия обладает функциями автоматической защиты и сигнализации. В случае возникновения неисправности, после ее устранения или восстановления питания, кран может продолжить работу по исходной программе с точки останова.

3.6 Конструкция и исполнение шкафа управления

·        Шкаф управления изготовлен на специализированном предприятии.

·        Имеет рациональную конструкцию и эстетичный внешний вид.

·        Внутренняя разводка выполнена в соответствии со стандартами, маркировка проводов четкая и точная, что облегчает техническое обслуживание.

·        Шкаф оснащен устройствами теплоотвода и внутренним освещением.

4. Блок ванн

Материалы для всех ванн подбираются в соответствии с технологическими требованиями каждого процесса. Допуски при изготовлении ванн:

·        Отклонение по диагонали: не более 3 мм.

·        Непараллельность кромок: не более 3 мм.
Готовые ванны проходят испытание на герметичность и отсутствие деформации путем заполнения водой.

4.1 Ванна травления (кислотная)

·        Размер: 800мм x 1200мм x 3000мм — 1 шт.

·        A. Конструкция и материал:

o   Основные стенки и дно сварены из листового полипропилена (PP) толщиной 15 мм бежевого цвета.

o   Снаружи каждая сторона усилена 8 поперечными ребрами жесткости (сверху, посередине, снизу).

o   По периметру установлено 8 продольных ребер из стального швеллера №8 или выше.

o   Внешняя облицовка выполнена из PP толщиной 4 мм.

·        B. Вентиляция: Установлен двухсторонний боковой отсос из PP.

4.2 Ванны хромирования

·        A. Конструкция и материал:

o   Ванна сварена из листов PP толщиной 15 мм.

o   Внутренняя облицовка из мягкого ПВХ толщиной 5 мм.

o   Усилена внешним каркасом из квадратных труб.

o   Защита от коррозии — облицовка PP.

·        B. Вентиляция: Все гальванические ванны имеют двухсторонние боковые отсосы из ПВХ.

·        D. Токоподводы (катодные/анодные):

o   Медные шины (красная медь) различных сечений в зависимости от размера ванны.

·        E. Контактные узлы (кронштейны): Изготовлены из литой красной меди и оснащены охлаждаемыми водяными jackets.

Спецификация ванн хромирования:

Размер ванны (ДxШxВ)	Количество	Сечение медных шин	Выпрямитель
800x1200x3000 мм	2 шт.	150 x 15 x 2 мм	10000A / 15V
800x1200x2000 мм	1 шт.	120 x 15 мм	6000A / 15V
800x1200x1200 мм	1 шт.	100 x 10 мм	3000A / 15V

4.3 Ванны осаждения, промывки и горячей промывки

·        Размер: 800мм x 1200мм x 3000мм — 8 шт.

·        A. Конструкция и материал:

o   Основные стенки и дно сварены из листового ПВХ толщиной 15 мм бежевого цвета.

o   Снаружи каждая сторона усилена 4 поперечными ребрами жесткости (сверху, посередине, снизу).

o   Две продольные стороны усилены 3 ребрами из стального швеллера №8 или выше.

o   Защита от коррозии — внешняя облицовка из PP толщиной 4 мм.

 

5. Трубопроводная система

5.1. Трубопроводы подачи и слива воды

·        Трубопроводы выполнены из UPVC.

·        Подводящая труба подводится к самому дальнему переливному патрубку вдоль стенки ванны для повышения эффективности использования воды.

·        Используются шаровые краны с двумя накидными гайками и расходомеры для удобства замены.

·        Все трубопроводы монтируются в соответствии со стандартами.

·        Все запорные клапаны расположены со стороны оператора и выше уровня рабочей площадки для удобства обслуживания.

·        Высота монтажа трубопроводов унифицирована, прокладка выполнена строго горизонтально и вертикально.

·        На каждой магистрали установлен главный отсечной клапан для аварийного отключения. Тип клапанов — шаровые.

5.2. Характеристики и компоновка трубопроводов

·        Трубопроводы подачи и слива выполнены из высокопрочных коррозионностойких UPVC-труб.

·        Трубопроводы смонтированы аккуратно, клапаны работают легко и плавно.

·        Подводящие магистрали подключены к источникам водопроводной и деионизированной воды на торце линии.

·        Распределение клапанов и трубопроводов внутри линии рациональное, клапаны надежные и легко управляются, компоновка эстетична и удобна для технического обслуживания.

·        Все производственные трубопроводы проложены в соответствии со стандартами, научно обоснованно и рационально.

Диаметры трубопроводов:

·        Магистраль подачи воды внутри линии: Ø40 мм

·        Отвод к каждой ванне: Ø25 мм

·        Магистраль слива кислото-щелочных стоков: Ø75 мм

·        Магистраль слива хромсодержащих стоков: Ø75 мм

·        Переливная труба каждой ванны: Ø40 мм

·        Все магистральные трубопроводы расположены над уровнем пола, но ниже рабочей площадки.

6. Система постоянного тока (катодная шина)

·        Количество: 7 шт.

Преимущества конструкции токоподвода и контактов по сравнению с аналогами:

1.     V-образный медный контакт ("монолит"):

o   Контактная поверхность расположена вертикально под углом 60° для соединения с токосъемом катодной штанги.

o   Обеспечивает отличный контакт и достаточную площадь для проведения тока.

o   Крепится болтами к вспомогательной направляющей, что обеспечивает гибкость монтажа, регулировку положения, простоту демонтажа и обслуживания.

2.     Водяное охлаждение контакта:

o   Для отвода тепла от больших токов используется V-образный медный контакт с водяным охлаждением.

o   Вход охлаждающей воды расположен в верхней точке контактной поверхности.

o   Вода равномерно покрывает всю контактную поверхность в виде "водяной завесы".

o   Выход воды расположен в основании контакта.

o   Конструкция отличается малыми габаритами, компактностью, высокой проводимостью и эффективным охлаждением.

3.     Катодная штанга:

o   Изготовлена из квадратной медной трубы и профильной углеродистой стали.

o   Стальная поверхность покрыта стойкой антикоррозионной краской.

o   Сочетает высокую электропроводность, прочность и коррозионную стойкость.

o   Предотвращает попадание продуктов коррозии в технологический раствор, что дополнительно гарантирует высокое качество гальванического покрытия.

7. Система токоподвода (Общие принципы)

7.1 Выпрямители размещаются рядом с ваннами для сокращения длины медных шин.

7.2 Медные шины имеют достаточное поперечное сечение, чтобы плотность тока в них не превышала 2.5 А/мм², что снижает нагрев шин и падение напряжения.

7.3 Количество соединений в шинах сведено к минимуму. Контактные поверхности соединений выравниваются, полируются, лудятся оловом и затем плотно стягиваются винтами для обеспечения оптимальной проводимости.

7.4 Между всеми катодными и анодными узлами (кронштейнами) и их точками опоры установлены изоляционные прокладки для предотвращения утечек тока.

7.5 Токосъемы на кронштейнах и штангах изготавливаются литьем с последующей механической обработкой для обеспечения плотного прилегания контактных поверхностей.

8. Рабочая платформа

·        Конструкция: Опорный каркас из углеродистой стали с антикоррозионным лакокрасочным покрытием. Настил из стеклопластиковых (FRP) решетчатых плит, оборудованный защитными ограждениями и поручнями.

·        Расположение и назначение: С рабочей стороны линии спроектирована пешеходная зона из FRP-решетки. Она обеспечивает доступ для управления запорной арматурой ванн, визуального контроля технологических процессов, добавления химических реагентов, а также для технического обслуживания и ремонта.

·        Характеристики настила: Рабочая платформа выполнена из прочных, противоскользящих и коррозионностойких пластиково-стальных решетчатых плит.

·        Каркас платформы: Изготовлен из прямоугольной трубы Q235, с внутренними приваренными уголками для усиления. Это обеспечивает жесткость конструкции, исключая вибрации при ходьбе. После изготовления каркас покрыт антикоррозионной грунтовкой.

·        Монтаж: Решетчатые плиты свободно уложены на раму, что обеспечивает легкий демонтаж.

·        Дополнительно: Часть трубопроводов и комплектующих может быть размещена под платформой для экономии пространства.

9. Система очистки отходящих газов (скруббер)

·        Локальные отсосы: На ваннах с выделением летучих паров (кислотных, таких как хромовая или серная, и щелочных, от операций обезжиривания) устанавливаются боковые укрытия-бортовые отсосы, улавливающие большую часть вредных выделений. Оставшиеся пары, поднимающиеся вверх, удаляются через верхние зонты.

·        Магистраль: Главный вытяжной воздуховод расположен с нерабочей стороны линии.

·        Конструкция боковых отсосов: Используется конструкция типа "крыша по длине ванны". Отсосы устанавливаются под брызгозащитными экранами. Для обеспечения равномерности воздухозабора каждая сторона отсоса имеет несколько всасывающих отверстий. Отсосы изготовлены из листового PP и PVC толщиной 6 мм.

·        Балансировка системы: Для длинных воздуховодов характерны высокие потери давления, что ухудшает эффективность вентиляции в конце сети. Для обеспечения равномерной вытяжки со всех ванн, помимо рациональной компоновки воздуховодов, на каждом ответвлении устанавливается регулятор расхода воздуха, позволяющий настраивать производительность отсоса и гарантировать равномерную эффективность по всей линии.

·        Монтаж воздуховодов: Воздуховоды монтируются с уклоном для стока конденсата.

·        Выброс: Общая высота выхлопной трубы на улице составляет 15 метров от уровня земли.

·        Материалы воздуховодов: Магистральные и ответвительные воздуховоды выполнены из жестких PP-труб.

Результат: Описанная система очистки отходящих газов не только обеспечивает соответствие требованиям к выбросам, но и эффективно повышает стабильность качества продукции, предотвращая его ухудшение из-за неблагоприятных условий производственной среды.

9.1 Расчет производительности вентиляции ведется исходя из нормы 30 м³/мин на квадратный метр поверхности жидкости. Ванны оборудованы двусторонним боковым отсосом.

9.2 Вентиляционный кожух (бортовой отсос) изготовлен из полипропилена (PP). Вдоль всей длины ванны выполнено несколько всасывающих щелей/отверстий. Кожух имеет переменное сечение для равномерного забора воздуха.

9.3 Соединение кожуха с главным воздуховодом выполнено с помощью гибкой ПВХ-трубы, закрепленной нержавеющими хомутами.

9.4 Главный воздуховод изготовлен из ПП, имеет переменное сечение и собирается из нескольких секций на фланцевых соединениях.

9.5 Главный воздуховод расположен с нерабочей (нелицевой) стороны линии. Выходное отверстие соединено с воздуховодом, проложенным за пределами линии.

9.6 Линия укомплектована центробежным вентилятором, изготовленным из стеклопластика (FRP).

9.7 Воздуховод на улице должен возвышаться на 1.2 м выше уровня крыши цеха и быть изготовлен из ПП.

9.8 Для вентиляции ванн хромирования используется уловитель хромового тумана (рекуператор).

Требования к процессу очистки отходящих газов от хромового тумана:

Технологическая цепочка: Цеховой бортовой отсос для хромового тумана -> Воздуховоды -> Сетчатый уловитель хромового тумана (рекуператор) -> Двухступенчатая промывка (двухбашенная система) -> Дымосос (вытяжной вентилятор) -> Дымовая труба -> Выброс в атмосферу на высоте после достижения нормативных показателей.

Ключевые требования:

·        Сбор газов: Способ улавливания отходящих газов должен быть верхним (зонтичным) или боковым (бортовым).

·        Рециклинг: Уловленная хромовая кислота должна быть пригодна для повторного использования.

Принцип работы:
В процессе хромирования в основном выделяется водород, который при контакте с воздухом образует кислотные и щелочные туманы. В скруббере (промывной башне) происходит нейтрализация кислот и щелочей, а также адсорбционная обработка.

Конструкция скруббера:

·        Двухступенчатая система орошения (две линии подачи раствора).

·        Два слоя насадки (наполнителя).

·        Один ярус каплеуловителя.

Соответствие стандартам:
После очистки выбросы должны полностью соответствовать второму классу стандарта "Комплексный стандарт выбросов загрязняющих веществ в атмосферу" (GB16297-1996) по следующим параметрам:

·        Концентрация хромового тумана.

·        Концентрация NOx.

·        Концентрация HCl.

·        Интенсивность выбросов (скорость эмиссии).

Обслуживание:
Нейтрализованные продукты, образующиеся в скруббере, подлежат удалению и утилизации один раз в полгода.

Параметры системы улавливания хромового тумана:

A. Главный блок (вентилятор):

·        Тип: Стеклопластиковый (FRP) вентилятор, коррозионностойкий

·        Мощность: 22 кВт

·        Производительность: 18 000 м³/ч

·        Полное давление: 1100 Па

B. Сетчатый уловитель хромового тумана (рекуператор):

·        Размеры: Не менее 2000 (Д) × 800 (Ш) × 800 (В) мм

C. Абсорбционная колонна (скруббер) для хромового тумана:

·        Материал: Изготовлена из листового ПП толщиной 8 мм с облицовкой из ПВХ

·        Размеры: ⌀ 2000 × H 5000 мм

·        Насадка: Два слоя шаров из ПВХ (насадочные тела)

D. Дымовая труба (выбросная):

·        Материал: Изготовлена из листового ПП толщиной 6 мм с облицовкой из ПВХ

·        Диаметр: ⌀ 800 мм

·        Общая высота: 15 м

 

Башня (скруббер) для очистки отходящих газов.

В стоимость включены пуско-наладочные работы.