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        一種芯棒鍍鉻機(jī)組及特點(diǎn)

        2013-12-04 01:50:04王希軍郭瑞興
        設(shè)備管理與維修 2013年12期

        王希軍 郭瑞興

        中國石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司 天津市

        隨著無縫鋼管行業(yè)發(fā)展迅速,軋管生產(chǎn)的必備工具——芯棒的需求量日益增加,為滿足市場需求,天津賽瑞機(jī)器設(shè)備有限公司自2007年開始進(jìn)行芯棒和優(yōu)質(zhì)高合金鋼鍛件項(xiàng)目,包括電渣重熔、鍛造、熱處理、機(jī)加工及表面處理5大車間,形成以生產(chǎn)芯棒為主,具有制作風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸、水力發(fā)電機(jī)軸、冶金設(shè)備軸類及化工類鍛件能力的加工生產(chǎn)線。

        一、芯棒鍍鉻機(jī)組設(shè)計(jì)要點(diǎn)

        表面處理車間主要包括拋光、鍍鉻及磷化等工序。芯棒表面鍍鉻是其中最重要的環(huán)節(jié),鍍鉻質(zhì)量的好壞直接影響芯棒的使用壽命。賽瑞公司對國內(nèi)幾家芯棒維修廠進(jìn)行調(diào)研,發(fā)現(xiàn)芯棒鍍鉻設(shè)備主要存在以下幾個主要問題:鍍層厚度不均勻;鍍鉻設(shè)備密封效果不好,鍍槽進(jìn)出口處存在鍍液外漏現(xiàn)象;設(shè)備絕緣性不好等。因此機(jī)組研發(fā)重點(diǎn)如下:改善密封效果;控制鍍液溫度,使鍍層厚度均勻;改善絕緣和防酸效果。

        1.密封系統(tǒng)

        現(xiàn)有鍍鉻設(shè)備中,鍍槽進(jìn)出口處的密封多采用一道軟的PVC密封圈,密封效果不理想。改進(jìn)設(shè)計(jì)中,密封結(jié)構(gòu)采用五組特制的軟PVC密封片構(gòu)成,流過每組密封片的鍍液逐漸減少,鍍液可通過密封裝置上的圓孔流入電鍍箱法蘭盤,再經(jīng)法蘭盤回流管流回鍍槽,解決了鍍槽漏液問題。

        2.電鍍時鍍液溫度控制

        溫度控制系統(tǒng)包括加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。在鍍槽中裝有溫度傳感器,能夠?qū)崟r檢測鍍液溫度,并將檢測信號輸送給電控系統(tǒng),控制加熱或冷卻系統(tǒng)的工作,使鍍液溫度保持在54℃左右。

        3.絕緣與耐酸

        在鍍鉻機(jī)組中,芯棒、鍍液及陽極圈均帶電,與其接觸的設(shè)備必須保證良好絕緣。設(shè)計(jì)將陽極圈支架安裝在鍍槽上并采用硬PVC實(shí)現(xiàn)鍍槽鋼結(jié)構(gòu)的絕緣;在鍍槽內(nèi)部箱體表面粘接一層軟PVC,與帶電液體接觸時鋼結(jié)構(gòu)則不帶電;溫度控制管線從母槽接出的部分接有耐熱耐酸膠管,在鍍槽與地面之間墊有硬PVC,實(shí)現(xiàn)良好絕緣。

        在母槽和鍍槽內(nèi)均襯有耐酸的PVC板,鍍槽支架外也包裹一層PVC板,防止鈦板被鉻酸腐蝕。所有和鉻酸接觸的管路均使用鈦材管或PVC管,實(shí)現(xiàn)設(shè)備整體防酸。

        二、機(jī)組設(shè)備構(gòu)成及特點(diǎn)

        該機(jī)組由許多單臺設(shè)備構(gòu)成(圖1)。前、后輥道都由蝸輪蝸桿減速電機(jī)串聯(lián)5個換向器,同時帶動5個包膠的輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動。整套機(jī)組有6臺單輥道,與前、后輥道一樣具有運(yùn)送芯棒和調(diào)整芯棒中心標(biāo)高的作用,它的輥?zhàn)油獠堪柘鹉z,能夠承受320℃的高溫,且不會熔化粘在芯棒表面上。

        圖1 芯棒鍍鉻機(jī)組構(gòu)成

        機(jī)組有兩套陰極夾鉗(圖2),布置在鍍鉻設(shè)備的兩側(cè),用于傳導(dǎo)電鍍電流。修整裝置用于修整芯棒表面,去除芯棒表面氧化斑及空氣中落到芯棒表面的粉塵,裝置的底座上有兩條軌道,裝有4個車輪的支架能在軌道上行走,芯棒從支架中間的大孔中穿過。鍍鉻設(shè)備主要包括母槽、母槽上罩、集氣罩、鍍槽、鍍槽支架、陽極裝置、密封裝置、沖洗裝置等。

        鍍鉻設(shè)備左右兩側(cè)各有1套芯棒沖洗裝置,結(jié)構(gòu)基本相同,都是由1臺耐酸泵、1個沖洗槽和1套水路管線組成。但作用完全不同,左側(cè)(芯棒入口處)的用于沖掉芯棒表面的粉塵及前一道工序修磨下來的氧化物,沖洗液通過修整裝置的導(dǎo)流槽流回沖洗槽;右側(cè)(芯棒出口處)的用于沖掉芯棒表面附著的鍍液,水通過母槽上罩上的漏斗流回沖洗槽。

        圖2 陰極夾鉗結(jié)構(gòu)

        回收槽用來收集沖洗裝置、供水箱及沖洗密封裝置產(chǎn)生的廢水,槽上裝有1臺耐酸泵和1個液位開關(guān),槽里的酸液通過耐酸泵打回母槽中,用于鍍鉻,液位開關(guān)用來防止酸液過多溢出回收槽。

        該機(jī)組加工范圍廣,能夠?qū)崿F(xiàn)Φ108.4~Φ438.8mm的芯棒鍍鉻。所有管路均為閉式循環(huán)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)廢水零排放。廢水和廢氣的循環(huán)使用,不但解決了環(huán)境污染問題,而且節(jié)約了成本。

        鉻酸循環(huán)裝置由3個裝在鍍鉻裝置外的立式浸沒泵組成。在鍍鉻過程中,鉻酸經(jīng)泵供給到鍍槽,再經(jīng)排放管回到母槽。鍍槽和母槽中分別設(shè)有浮動的液位計(jì),用來檢查兩個槽中的鉻酸液面。當(dāng)需要補(bǔ)充鉻酸時,回收槽中的鉻酸經(jīng)泵補(bǔ)充到母槽中。鍍槽的給水管接在鍍槽底部,防止鉻酸進(jìn)入鍍槽時產(chǎn)生氣泡附著在芯棒上,影響鍍鉻質(zhì)量。

        芯棒進(jìn)入鍍槽前,其溫度低于最佳鍍鉻溫度54℃,對鍍鉻質(zhì)量有一定影響。此鍍鉻裝置在鍍槽進(jìn)口處設(shè)置一段預(yù)熱管,且正常工作時鍍液液位高于預(yù)熱管。鍍液從預(yù)熱管流出,經(jīng)管線流向芯棒,使芯棒溫度升至鍍液溫度,實(shí)現(xiàn)芯棒預(yù)熱。流下來的鍍液通過密封裝置回到母槽中,實(shí)現(xiàn)再利用。此結(jié)構(gòu)能有效避免芯棒溫度過低而造成電鍍質(zhì)量差的缺點(diǎn)。冬季效果尤其明顯。

        將回收槽放在低于供水箱和沖洗裝置水槽的地面上,利用水位差將水通過管路輸送到回收槽中,減少動力源。

        該機(jī)組已申報(bào)兩項(xiàng)國家實(shí)用新型專利,分別為芯棒鍍鉻設(shè)備及其密封系統(tǒng)。 W13.12-26

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