КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра ТЭП

Специальность 2503

Курсовой проект

Тема: “Производство гальванических фосфатных покрытий

стальных деталей на базе гальванического

цеха завода «Точмаш»”.

Главный консультант Андреев И. Н.

Консультанты:

1. Раздел автоматизации производства Фафурина Е. А.

2. Раздел производственных затрат Барышев Ю. Н.

3. Охрана труда Назмутдинова Ф.Г

Студент Кушмина Г.Ш.

Казань

2001

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Утверждаю

Зав.кафедрой ТЭП

________________

“___”_________ 2001 г.

ЗАДАНИЕ

на курсовое проектирование

студентке Кушминой Г.Ш.

1. Тема КП:

“Производство гальванических фосфатных покрытий стальных деталей (20 т. комплектов ) на базе гальванического цеха завода «Точмаш» ” 

2. Срок представления к защите законченного проекта: 2001г.

3. Цель и краткое содержание работы:

разработка технологической части проекта прозводства гальванических фосфатных покрытий стальных деталей.

4. Консультанты по разделам работы:

Автоматизация производства Фафурина Е. А.

Производственные затраты Барышев Ю. Н.

Охрана труда Назмутдинова Ф. Г.

Дата выдачи задания 2001 г.

Задание принял к исполнению Кушмина Г. Ш.

Задание выдал Андреев И. Н.

Казань

2001

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 5

1.1. ХАРАКТЕРИСТИКА ДЕТАЛЕЙ 5

1.2. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ОБРАБОТКУ ДЕТАЛЕЙ 5

1.2.1. НАЗНАЧЕНИЕ ПОКРЫТИЯ 5

1.2.2. ТРЕБОВАНИЯ К ВНЕШНЕМУ ВИДУ ДЕТАЛЕЙ ПОСЛЕ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ 5

1.3. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ЗАГОТОВКИ 6

1.4. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ГОТОВУЮ ПРОДУКЦИЮ 7

1.5. ТРЕБОВАНИЯ К ФОСФАТНОМУ ПОКРЫТИЮ 7

1.6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС  7

1.7. СОСТАВЛЕНИЕ И КОРРЕКТИРОВАНИЕ РАСТВОРОВ И ЭЛЕКТРОЛИТОВ 8

1.7.1. ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРА ОБЕЗЖИРИВАНИЯ 8

ЧИСТКА ВАНН 9

ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРА ТРАВЛЕНИЯ. 9

ЧИСТКА ВАНН. 9

ПРИГОТОВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТА ФОСФАТИРОВАНИЯ. 9

ПОРЯДОК ПОДДЕРЖАНИЯ ВАНН В РАБОЧЕМ СОСТОЯНИИ 10

ЧИСТКА ВАНН И ЭЛЕКТРОЛИТОВ 10

НЕПОЛАДКИ В РАБОТЕ ВАННЫ ФОСФАТИРОВАНИЯ 11

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПОКРЫТИЙ. ПЕРЕДЕЛ БРАКА 11

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ 13

ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ОСНОВНЫХ ОПЕРАЦИЙ 13

2.2.  РАБОЧИЕ ПАРАМЕТРЫ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 13

2.2.1. ГАБАРИТЫ ВАНН 13

2.5.ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ПРОЦЕССА 14

2.4. ГАБАРИТЫ ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ ЛИНИИ 15

2.5. КОЛИЧЕСТВО ЛИНИЙ 15

В производстве используется 1 линия. 15

2.6. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ 15

2.7. РАСХОД МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВНОЙ ПРОЦЕСС 16

4. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА 19

4.1. КОНЦЕПЦИЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 19

4.2. КРАТКАЯ ОПЕРАЦИОННАЯ СХЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 19

Аппарат 20

Уровень 20

Вид автоматизации 20

4.3. КОНТУР РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ 21

4.4. КОНТРОЛЬ рH 22

4.5. КОНТРОЛЬ РАСХОДА ВОДЫ 22

4.6. КОНТУР КОНТРОЛЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ 23

5. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА 29

5.2.2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЖАРООПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ,ОБРАЗУЮЩИХСЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ 30

5.10. СРЕДСТВА ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РАБОТАЮЩИХ. 34

5.11. ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ. 34

6. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗАТРАТЫ 37

6.1. ВЫБОР МЕСТА ПРИВЯЗКИ ПРОИЗВОДСТВА 37

6.2. КАПИТАЛЬНЫЕ ВЛОЖЕНИЯ И АМОРТИЗАЦИОННЫЕ ОТЧИСЛЕНИЯ 37

6.3. ЧИСЛЕННОСТЬ И ФОНД ЗАРАБОТНОЙ ПЛАТЫ РАБОТАЮЩИХ 38

6.4. ФОНД ЗАРАБОТНОЙ ПЛАТЫ ОСНОВНЫХ РАБОЧИХ  39

6.5. ЗАРПЛАТА ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ РАБОЧИХ 40

6.6. ФОНД ЗАРПЛАТЫ ИТР, МОП И СЛУЖАЩИХ 40

6.7. РАСХОД ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 41

6.8. РАСХОД ПАРА НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ НУЖДЫ 42

6.9. РАСХОД ВОДЫ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ НУЖДЫ 42

6.10. НОРМЫ РАСХОДА СЫРЬЯ И ОСНОВНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА КАЛЬКУЛЯЦИОННУЮ ЕДИНИЦУ 42

6.11. ЦЕХОВЫЕ РАСХОДЫ 43

6.12. КАЛЬКУЛЯЦИЯ ЗАТРАТ НА ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАКАЗА 43

6.13. СМЕТА РАСХОДОВ НА СОДЕРЖАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЮОБОРУДОВАНИЯ 44

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ НА ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЗАКАЗА 45

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Назначение проектируемого гальванического цеха состоит в производстве защитного покрытия деталей , используемых в в военной промышленности.

Общий объем гальванического покрытия 545.8 м² .

1.1. ХАРАКТЕРИСТИКА ДЕТАЛЕЙ

Материалом, из которого изготовлены детали, является сталь ГОСТ1050-74

Размеры деталей:

Корпус =1.52 дм²

Корпус =1.2дм²;

Чашечка=0,009дм²;

Согласно классификации по размерам и группам сложности, первая и вторая деталь относятся к группе средние, мелкие.

Согласно классификации, в зависимости от геометрических форм эти детали относятся к группе средней сложности.

1.2. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ОБРАБОТКУ ДЕТАЛЕЙ

Покрываемые детали во время эксплуатации контактируют с наружной стороны с закрытым атмосферным воздухом.

1.2.1. НАЗНАЧЕНИЕ ПОКРЫТИЯ

Фосфатное покрытие не имеет декоративного значения и может защищать сталь от коррозии после последующего нанесения слоя специальной смазки, краски или лака.

Обозначение покрытия по ГОСТ 9.302-84

1.2.2. ТРЕБОВАНИЯ К ВНЕШНЕМУ ВИДУ ДЕТАЛЕЙ ПОСЛЕ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ

На основе сертификационного соглашения с заказчиком требования к внешнему виду деталей после нанесения покрытия должны соответствовать ГОСТ 18242-72

1. Детали должны иметь защитную поверхность, без

2. вздутий, расслоений, точек, непокрытых зон.

3. Детали должны иметь коррозионную стойкость.

4. Покрытие должно иметь сплошной слой фосфатного покрытия, пористую, мелкокристаллическую структуру, может быть крупнокристаллическая структура покрытий, не предназначенных под окраску.

5. Цвет фосфатной пленки от светло серого до черного в зависимости от марки металла, предварительной механической и термической обработки и состава фосфатирующего раствора.

6. Цвет покрытия после пропитки от темно-серого до черного.

1.3. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ЗАГОТОВКИ

Детали поступающие на покрытия с механических цехов должны соответствовать ГОСТ9.301.-86:

1. На поверхности деталей не допускаются:

-неоднородность проката, закатанная окалина, заусенцы;

-расслоения и трещины, выявившиеся после травления, полирования и шлифования;

-поры и раковины, выводящие размеры детали после контрольной зачистки за предельные отклонения.

2. Поверхность деталей после механической обработки должна быть без видимого слоя смазки или эмульсии, металлической стружки, заусенцов, пыли и продуктов коррозии.

3. Поверхность шлифованных и полированных деталей должна быть без забоин, вмятин, прижогов, рисок, заусенцов, дефектов от рихтовочного инструмента.

4. Поверхность деталей после абразивной обработки, напр., гидропескоструйной, галтования и др. должна быть без травильного шлама, шлака, продуктов коррозии и заусенцов.

Детали на покрытие должны подаваться в таре , предусмотренной техпроцессом.

Остальные требования по ГОСТ 9.302-88

1.4. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ГОТОВУЮ ПРОДУКЦИЮ

Качество гальванопокрытия проверяется внешним осмотром на выходных операциях —100%, на промежуточных —выборочно.

Гальванопокрытие на основных поверхностях должно быть сплошным и иметь хорошее сцепление с основным металлом, не должно иметь вздутий, трещин, забоин, царапин и других дефектов, снижающих защитную способность покрытия и ухудшающих внешний вид изделий. На невидимых после сборки изделия внешних поверхностях деталей допускаются незаделанные мелкие раковины и дефекты покрытия, не понижающие антикоррозионную стойкость изделия в целом. Проверка толщины гальванических покрытий производится в соответствии с требованиями ГОСТ 9.302—88.

1.5. ТРЕБОВАНИЯ К ФОСФАТНОМУ ПОКРЫТИЮ

1. Цвет фосфатного покрытия, полученного из электролитов, от светло-серого до черного .

2. Не допускаются дефекты покрытия, снижающие прочность сцепления с основным металлом. 

1.6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС 

Для обеспечения согласованных с заказчиком сертификационных требований к качеству гальванически обработанных изделий необходимо обеспечить соответствующую чистоту поверхности обработанных изделий перед покрытием. Для этого поступающие на гальванический участок детали могут иметь на своей поверхности загрязнения растительными и минеральными маслами, пылью,а также механические дефекты: царапины, забоины и другие неровности поверхности, должны быть очищены и механически обработаны. Для осуществления этих операций предусматриваются подготовительные операции, включающие —шлифование и полирование, химическое обезжиривание.

Шлифование применяется для устранения царапин, забоин, рисок и других дефектов поверхности. В качестве обрабатывающего инструмента используются войлочные или деревянные круги с наклеенным на их рабочую поверхность абразивным порошком различной зернистости. В качестве абразивного материала используется карбид кремния, корунд, наждак, кварц и т.д. Для деталей из латуни применяется абразив зернистостью № 3, 5, 8. При шлифовании достигается шероховатость, соответствующая R2 = 25 — 0,160 мкм по ГОСТ 2789 - 73. Наряду с шлифовальными лентами используются абразивные ленты.

При полировании достигается шероховатость R2 = 0,1мкм. Полировальные круги изготавливают и матерчатых дисков, сшитых в секции и закрепленных на валу. Для полирования применяется паста ПХВ (типа ТОН) по ТУ 6 18 176, в ее состав входят окись хрома и органическая основа. В качестве органической основы используется стеариновая кислота по ГОСТ 6484-73. В состав полировочных паст может вводится селикагель, олеиновая кислота, керосин и др. Шлифование и полирование осуществляется на универсальных шлифовально-полировальных станках. Часть деталей может полироваться в барабанах.

Травление — процесс удаления с поверхности деталей различных окислов, и продуктов коррозии. Травление производится в соляной кислоте. После травления проводится промывка в проточной холодной воде.

Фосфатирование проводится в препарате КПМ-2 при температуре 65-80С. Толщина покрытия 7-8 мкм. Покрытие ведется в ванне с подогревом. После фосфатирования предусмотрена промывка подвесок в холодной воде, а затем — в горячей.

Подробное описание перечисленных операций приведено в таблице .

1.7. СОСТАВЛЕНИЕ И КОРРЕКТИРОВАНИЕ РАСТВОРОВ И ЭЛЕКТРОЛИТОВ

1.7.1. ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРА ОБЕЗЖИРИВАНИЯ

Приготовление раствора обезжиривания проводится в запасной емкости оттуда насосом подается в рабочую ванну на линию.

Емкость наполняется на 1/2 часть объема теплой водой, затем вводится рассчитанное количество едкого натра, тринатрийфосфата, кальцинированной соды и жидкого стекла. Раствор перемешивается до полного растворения всех компонентов и насосом подается в рабочую ванну линии, затем доводится водой до рабочего уровня, подогревается и снова перемешивается.

Корректирование растворов производится не реже 1 раза в смену по данным химического анализа на содержание едкого натра, тринатрийфосфата. Смена раствора производится по мере загрязнения.

ЧИСТКА ВАНН

Чистка ванны производится 1 раз в месяц согласно разработанному графику. Раствор сливается через сливной вентиль и направляется на станцию нейтрализации. Стенки, анод и дно ванны промываются водой из шланга. Упавшие детали складываются в спецсетку, промываются в ванне промывки и отправляются на тележке в склад для разбраковки. Стенки ванны чистят капроновой щеткой. Проверяют пригодность анодов. Очищают анодные штанги шлифовальной шкуркой. После проведения всех работ промывают водой все элементы ванны.

ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРА ТРАВЛЕНИЯ.

Приготовление раствора проводят в запасной емкости. Емкость наполняется на 1/3 часть объема водой, вводится рассчитанное количество соляной кислоты. Раствор затем дополняют водой до рабочего уровня, тщательно перемешивают и насосом перекачивают в рабочую ванну линии.

Корректирование раствора производят добавлением кислоты согласно анализу.

ЧИСТКА ВАНН.

Чистка ванны производится 1 раз в месяц согласно графику. Раствор сливается через сливной патрубок и направляется на нейтрализацию. Чистка ванны травления аналогична чистке ванны обезжиривания.

ПРИГОТОВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТА ФОСФАТИРОВАНИЯ.

Применяемые материалы:

Концентрат КПМ-2-ТУ 113-07-45-10-88;

Натрий едкий-ГОСТ2263-79.

-взять расчетное количество КПМ-2,

-залить в ванну фосфатирования и довести до рабочего уровня конденсатом или дистиллированной водой,

-перемешать.

-нагреть до температуры 65-80С, но не выше, иначе выпадет в осадок цинк,

-приступить к фосфатированию. Первая, а возможно и вторая загрузка деталей пойдет на проработку ванны.

ПОРЯДОК ПОДДЕРЖАНИЯ ВАНН В РАБОЧЕМ СОСТОЯНИИ

1. Добавку химикатов в ванну производить по мере необходимости расчетным количеством согласно данным анализа.

2. Корректирование pH и поддержание его в технологических пределах производить добавлением в ванну небольших количеств серной кислоты, если требуется понизить pH; или растворенного в воде каустика если требуется повысить pH. При нормальной работе ванны pH электролита стремится к увеличению.

3. По мере срабатывания анодов необходимо заменить их новыми или подвешивать дополнительные аноды.

4. Аноды завешивать в чехлах из ткани “бельтинг”. Чехлы из “бельтинга”бывшие в употреблении подвергаются обработке в 10% растворе серной кислоты при температуре 40С⁰ с последующей промывкой.

5. Аноды в ванну завешивать так. чтобы их подвесные крючки не касались электролита даже при перемешивании.

6. Анодные штанги и анодные крючки промывать водой из шланга 1 раз в смену. Катодные штанги по мере загрязнения чистить наждаком и смывать водой. Анализ ванн фосфатирования на вредные примеси производить 1 раз в месяц.

ЧИСТКА ВАНН И ЭЛЕКТРОЛИТОВ

1. На всех ваннах не реже одного раза в неделю чистят штанги и аноды железной щеткой и водой.

2. Промывные воды чистят по мере загрязнения , но не реже 1-го раза в месяц.

3. Электролиты фильтруют через бязь по мере загрязнения, но не реже 1-го раза в месяц.

4. Электролиты не подлежащие корректировке, заменять по мере загрязнения и истощения.

4.1 Электролит обезжиривания заменять но не реже 1-го раза в месяц

ания заменять но не реже 1-го раза в месяц.

НЕПОЛАДКИ В РАБОТЕ ВАННЫ ФОСФАТИРОВАНИЯ

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПОКРЫТИЙ. ПЕРЕДЕЛ БРАКА

1. Метод контроля внешнего вида покрытий.

Метод основан на выявлении дефектов поверхности покрытия внешним осмотром и применении для деталей любой формы и габаритных размеров.

Контроль проводят осмотром деталей невооруженным глазом в помещении с освещенностью не менее 300 лк на расстоянии 25 см от контролируемой поверхности.

Необходимость применения оптических приборов с указанием кратности увеличения должна быть оговорена в технической документации на изделие.

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.

2. 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 ВАНН

Длина 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;

h_3—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

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 ЛИНИИ

Длина 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

В производстве используется 1 линия.

2.6. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ

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.

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 ВОДЫ

Для 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 УРОВНЯ

Регулирование 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

5. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА

5.1 ВСЕ ОПАСНОСТИ

Гальванический цех характеризуется наличием значительного количества вредных веществ для человеческого организма, газов и паров. Кроме того, обилие промывных ванн в помещении создает повышенную влажность. Нормальные для работы условия обеспечиваются хорошим освещением, приточно-вытяжной вентиляцией и поддержанием нормальной температуры воздуха в цехе.

5.2.1. ХАРАКТЕРИСТИКА ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ

В проектируемом цехе осуществляется покрытие деталей фосфатом.

Наиболее вредными и опасными в обращении веществами являются:

НАТР ЕДКИЙ (NaOH)

При попадании раствора или пыли на кожу образуется мягкий струп. Возникают язвы, экземы, особенно в суставных складках пальцев. Опасно попадание даже самых малых количеств NaOH в глаза; поражается не только роговица, но и в следствии быстрого проникновения NaOH в глубь страдают и глубокие части глаза. Исходом может быть слепота. При попадании на кожу —обмывание пораженного участка струей воды в течении 10мин, затем примочки из 5% раствора уксусной или лимонной кислоты. При попадании в глаза —тщательное немедленное промывание струей воды или физиологическим раствором в течении 10— мин.

ПДК —0,5 мг/м³.

Индивидуальная защита: спецодежда из плотной ткани, резиновые перчатки, нарукавники, фартуки, обувь.

Класс опасности — 2.

СОДА КАЛЬЦИНИРОВАННАЯ (Na₂CO₄)

При работе с содой кальцинированной наблюдаются изъявления слизистой носа, подобно возникающим при действии соединений хрома. Вдыхание пыли может вызывать раздражение дыхательных путей, коньюктивит. При длительной работе с растворами возможны: экземы, раздражение кожи. Концентрированный раствор Na₂ CO₄ вызывает ожог, некроз, а в последующем помутнение роговицы. ПДК —2мг/м³, класс опасности — 2.

Индивидуальная защита: спецодежда из плотной ткани, резиновые перчатки, нарукавники, фартук, обувь.

СОЛЯНАЯ КИСЛОТА —(HCL)

При высоких концентрациях —раздражение слизистых, в особенности носа, коньюктивит, помутнение роговицы, покалывание в груди, насморк, кашель, хроническое отравление вызывает катары дыхательных путей, разрушение зубов, изменение слизистой носа и даже пропадение носовой перегородки; желудочно-кишечные расстройства, возможны воспалительные заболевания кожи.

Обычно причина отравлений не газообразный HCL, а туман HCL, образующийся при взаимодействии газа с водяными парами воздуха.

При отравлении, немедленно вывести пострадавшего на свежий воздух, освободить от стесняющей дыхание одежды. Ингаляция кислородом. Промывание глаз, носа, полоскание 2% раствором соды. При поражении глаз после промывания впустить в глаза по 1 капле 2% раствора новокаина.

При попадании крепкой кислоты на кожу — немедленное обмывание ее водой в течении 5 — мин. ПДК — 5 мг/м³. Класс опасности — 2.

Меры предупреждения: фильтрующий промышленный противогаз марки В, защитные герметичные очки. Спецодежда из кислотоупорной ткани. Рукавицы, перчатки из стойкой резины. Сапоги из противокислотной резины.

5.2.2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЖАРООПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ,ОБРАЗУЮЩИХСЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ

СОЛЯНАЯ КИСЛОТА(HCL)

Бесцветная негорючая едкая жидкость. Концентрированная кислота имеет плотность 1183,7 кг/м³. Кислота реагирует с металлами с выделением водорода. Под действием сильных окислителей выделяется хлор.

5.3. КАТЕГОРИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ПО СТЕПЕНИ ПОЖАРООПАСНОСТИ И ВЗРЫВООПАСНОСТИ.

Проектируемый цех относится к категории «Д»,так как связан с обработкой негорючих веществ и материалов в холодном состоянии. В соответствии со СН и П 2.01.02.-85.Здание относится ко II степени огнестойкости, так как несущие и ограждающие конструкции из естественных или искусственных каменных материалов.

5.4. ШУМ И ВИБРАЦИЯ

Шум в цехе получается в результате работы двигателей, насосов, мешалок. Шум и вибрация вредно действует на человеческий организм. При длительном воздействии шума не только снижается острота слуха, но и изменяется кровяное давление, ослабляется внимание, ухудшается зрение.При одновременной работе двигатели, насосы, мешалки не превышают допустимый уровень звука на рабочих местах 80 дб, согласно СН 3223-85, поэтому нет необходимости применять меры для звукоизоляции. Чтобы ослабить распростронение вибрации по конструкции здания, вызываемых работой вентиляторов и насосов, под их основание закладывают упругие материалы.

5.5.1. БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ОБОРУДОВАНИЯ.

Общая система мероприятий при нанесении гальванических покрытий установлено ГОСТом 12.3.008-75 и ССБТ “ Производство покрытий металлических и неметаллических. Общие требования безопасности “. Основными требованиями являются автоматизация и герметизация процессов – источников опасных и вредных производственных факторов.

Мероприятия, предусмотренные в проекте для безопасности ведения процесса:

-механизированы процессы подготовки и нанесения покрытий, для выполнения этих операций применяются автооператорные линии;

-каждый гальванический участок, на котором распологаются ванны, обеспечивается площадкой обслуживания;

-ванны, где происходит выделение газов и паров оборудованы бортовыми отсосами;

-автоматизированы контроль и регулирование основных технологических параметров.

5.5.2. ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ ОБОРУДОВАНИЯ.

Оборудование выбрано в соответствии с ПУЭ в зависимости от характеристики помещения. По применению электрооборудования помещения относятся к классу П 1. Так как в цехе стационарно установленные машины, не искрящие и без искрящих частей, то степень защиты оболочки электромашин для пожароопасной зоны класса JP-44.

В цехе находятся силовые электрические установки постоянного и переменного тока. Постоянный ток применяется для питания гальванических ванн, напряжение 6В, а переменный ток применяется при освещении ,а также для работы некоторого подъемно-транспортного оборудования: 110В, 220В. Наиболее опасным для человека является переменный ток частотой 50-60 Гц, силой тока 0.1А, напряжением свыше 250В. Все корпуса электрооборудования заземлены при помощи нулевого провода. При поражении электрическим током персонал цеха должен уметь оказывать помощь: устранить очаг поражения, отключить ток. При потере сознания пострадавшего необходимо вынести на свежий воздух, освободить от стесняющей одежды и, при необходимости, применить искусственное дыхание.

Статическое электричество и молниезащита: Для обеспечения безопасности людей и сохранности здания в проекте предусматриваются мероприятия по защите от статического электричества и молниезащита. Все металлические и электропроводные части технологического оборудования подлежат заземлению. Сопротивление заземляющего устройства, предназначенного для защиты от статического электричества допускается до 100 Ом.

Защита от разрядов атмосферного электричества — от прямых ударов молний — молниеотводы, состоящие из приемника, токоотвода, заземления. 3аземлению подлежит металлическая крыша, металлические провода заземляются перед вводом в здание. 

5.6. ОБЕСПЕЧЕНИЕ САНИТАРНО ГИГИЕНИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ТРУДА.

Для обеспечения санитарно-гигиенических условий труда на производстве предусмотрены следующие санитарно-бытовые помещения: гардеробные, душевые, умывальные, курительные места для размещения полудушей, устройства питьевого водоснабжения, помещения для обогрева или охлаждения, обработки, хранения и выдачи спецодежды.

Категории работ в цехе средней тяжести. При повышенной влажности воздуха и температуры в цехе нарушается терморегуляция, производительность труда снижается. Поэтому температура в цехе должна поддерживаться в холодный и переходный период 18-20⁰С, в теплый период 21-23 ⁰С, относительная влажность 50%, скорость движения воздуха не более 0.2 м/с. Допустимые нормы параметров микроклимата: температура 17-23⁰С, а относительная влажность 75 %, скорость движения до 0.3 м/с.

5.7. ВЕНТИЛЯЦИОННЫЕ УСТРОЙСТВА.

Во всех отделениях гальванического цеха должны осуществляться механическая приточная и местная вытяжная вентиляции. Минимальная кратность воздухообмена в помещениях должна быть не менее 5ч-1, а в помещениях для вспомогательного оборудования не менее 4ч-1. В помещениях для хранения и расфасовки химикатов необходимо предусматривать вытяжную вентиляцию. Вытяжная вентиляция служит для удаления из помещения загрязненного воздуха, приточная-для подачи в помещение чистого воздуха. Свежий воздух через неподвижные решетки, устанавливаемые в наружных стенах, поступает в камеры, где расположены калориферы. Калориферы предназначены для нагрева воздуха в зимнее время. Из камеры воздух распределяется по помещению при помощи центробежных вентиляторов по воздуховодам.

5.8. ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ.

В цехе система отопления, в зимнее время, калориферная. Температура в цехе должна быть 18 град.С.

5.9. ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМ ОСВЕЩЕНИЯ.

В дневное время цех освещается естественным освещением, осуществляемое через окна(т.е) боковое. Выбираем IV разряд зрительных работ, характеризующийся средней степенью точности. Наименьший размер объекта различия 0.5-1.0 мм (СН и П 23-05-95.). В вечернее время в цехе предусмотрено общее искусственное освещение. Согласно СН и П 23-05-95 для IV разряда работ норма освещения равна 250 люкс.(КЕО е^III_н при естественном освещении при верхнем или при верхнем и боковом освещении= 4%)

В цехе предусмотрено аварийное освещение, так как отключение по каким – либо причинам рабочего освещения может вызвать нарушение технологического процесса. Аварийное освещение включается автоматически. Наименьшая освещенность рабочих поверхностей при аварийном режиме должна составлять не менее 2 люкс внутри здания. Аварийное освещение для эвакуации людей применяется в основных проходах и на лестницах.

5.10. СРЕДСТВА ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РАБОТАЮЩИХ.

Рабочие гальванического цеха обеспечиваются специальной одеждой халатами, фартуками, сапогами. В цехе предусмотрена аптечка, содержащая бинт,вату, раствор йода, борную кислоту, вазелин, марганцево-кислый калий, питьевую соду. В цехе предусмотрены краны с горячей и холодной водой для промывания глаз, лица, рук при попадании на них кислот и щелочей.

Халат тип А


29-04-2015, 04:10