特高压输变电线路塔制件热锌方法

申请号 CN202311472095.2 申请日 2023-11-07 公开(公告)号 CN117448727A 公开(公告)日 2024-01-26
申请人 江苏翔宇电力装备制造有限公司; 发明人 苗立贤; 周登雄; 张兴明; 江亮;
摘要 本 发明 公开了一种特高压输变电线路 铁 塔制件热 镀 锌 方法,选用Q420C 角 钢 ,将角钢构件分别吊挂于挂具上,将吊挂于挂具上的角钢构件依次进行 酸洗 和 水 漂洗,完成水漂洗后的角钢构件浸入助镀剂溶液中浸泡4min以上,完成助镀剂浸泡的角钢构件在锌锅上方85~125℃的 温度 范围内进行烘干预热5~8min,随后将烘干后的角钢构件在锌液中进行热镀锌;热镀锌完成后的角钢构件水冷却至50~70℃的温度范围内,将水冷却后的角钢构件浸入无铬 钝化 液钝化后并进行干燥,最后将角钢构件表面的毛刺、锌灰、和锌瘤进行修整。从上述方法可知,本发明的一种特高压输变电线路铁塔制件热镀锌的方法,通过能够对具有高含量磷元素和 硅 元素的钢材进行热镀锌,保证了钢材的热镀锌后的技术要求效果。
权利要求

1.特高压输变电线路塔制件热锌方法,其特征在于包括以下步骤:
1)选用Q420C,将角钢构件(8)表面的毛刺、飞边、焊渣药皮清除清除干净;
2)将角钢构件(8)分别吊挂于挂具上,所述挂具包括吊挂钩(6)和镀锌用框支架(7);当角钢构件(8)长度小于等于2.5米时,将角钢构件(8)的一端与吊挂钩(6)连接、使角钢构件(8)竖直吊挂;当角钢构件(8)长度大于2.5米时,将角钢构件(8)的两端分别穿挂于镀锌用框支架(7)上;所述镀锌用框支架(7)挂设于吊挂钩(6);
3)将吊挂于挂具上的角钢构件(8)依次进行酸洗漂洗,酸洗角钢构件(8)所用的酸洗液中包括HCl、酸雾抑制剂和酸洗缓蚀剂,其余为水,其中HCl的质量分数在18% 22%的范~
围内,酸雾抑制剂的含量和酸洗缓蚀剂的含量均在0.2 g/L 0.4 g/L的范围内;酸洗和水漂~
洗的温度均为室温;
4)完成水漂洗的角钢构件(8)浸入助镀剂溶液中浸泡5min以上,所用的助镀剂溶液包括ZnCl2、KCl、NH4Cl、缓蚀剂和浸润分散剂,其余为水,其中ZnCl2的含量在150g/L~160g/L的范围内,KCl的含量在60g/L~80g/L的范围内,NH4Cl的含量在50g/L~70g/L的范围内,缓蚀剂的含量在1.2g/L 1.7g/L的范围内,浸润分散剂的含量在0.15g/L 0.18g/L的范围内,所述~ ~
助镀剂溶液的pH值在3.0 3.5的范围内,所述助镀剂溶液的温度在55℃ 60℃的范围内;
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5)完成助镀剂浸泡的角钢构件在烘干室进行烘干处理,烘干温度控制在180 ℃ 230℃~
之间,烘干时间为8min 10min;当角钢构件运输到锌锅上方后,在进行热镀锌之前,利用锌~
锅上方的热量,再次进行预热5min 8min;
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6)将烘干后的角钢构件(8)在熔融锌液(9)中进行热镀锌,所述熔融锌液(9)中包括锌—合金和锌—镍合金,其余为锌;其中锌—铝合金质量分数在0.0026% 0.0065%范围~
内,锌—镍合金质量分数在0.035% 0.040%的范围内;熔融锌液(9)的温度在435℃ 436℃的~ ~
范围内;
7)热镀锌完成后的角钢构件(8)在冷却水中冷却至40℃ 50℃的温度范围内;
~
8)将水冷却后的角钢构件(8)浸入无铬钝化液钝化后并进行干燥,所述无铬钝化液中包括主成膜剂Zn3(PO4)2、CeCl3、络合剂NaKC4H4O6和水溶性C3H4O2,其余为水,所述Zn3(PO4)2的含量在30g/L~50g/L的范围内, CeCl3的含量在6g/L~10g/L的范围内,NaKC4H4O6的含量在
2g/L~4g/L的范围内,水溶性C3H4O2的含量15g/L~25g/L的范围内;无铬钝化液的pH值在1.5~
2.8的范围内,无铬钝化液的温度在25℃ 40℃的范围内;角钢构件(8)从开始进入无铬钝化~
液到完全离开无铬钝化液的钝化时间在15s 20s的范围内;热烘干温度在40℃ 60℃的范~ ~
围内;热风烘干时间在15min 25min的范围内;
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9)最后将角钢构件(8)表面的锌灰、锌刺和锌瘤进行修整。
2.如权利要求1所述的特高压输变电线路铁塔制件热镀锌方法,其特征在于:所述步骤
1)中的Q420C角钢构件(8)中的磷元素的质量分数在0.01% 0.22%的范围内,元素的质量~
分数在0.27% 0.31%的范围内。
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3.如权利要求1所述的特高压输变电线路铁塔制件热镀锌方法,其特征在于:所述步骤
2)中,当角钢构件(8)的两端均通过挂具挂起时,角钢构件(8)的横截面形成“V”型结构,角钢构件(8)的其中一端高于另一端,高度差在80cm 100cm的范围内。
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4.如权利要求1所述的特高压输变电线路铁塔制件热镀锌方法,其特征在于:所述步骤
3)中,所述酸洗液经过一段时间的使用HCl浓度下降、FeCl2的浓度增加,每天要对酸洗液进行一次化验分析,保证酸液中FeCl2的含量小于250g/L;根据化验结果及时进行补充新的盐酸,保持盐酸的浓度范围。
5.如权利要求1所述的特高压输变电线路铁塔制件热镀锌方法,其特征在于:所述步骤
3)中,所述酸洗后的角钢构件(8)经过两道水漂洗,控制漂洗水中的FeCl2的含量小于10g/L、pH值小于4,当漂洗水中的FeCl2的含量大于等于10g/L以上时,更换漂洗水。
6.如权利要求1所述的特高压输变电线路铁塔制件热镀锌方法,其特征在于:所述步骤
3)中的酸雾抑制剂为聚乙二醇辛基苯基醚,酸洗缓蚀剂为改性若丁;所述步骤4)中的缓蚀剂为改性若丁,浸润分散剂为硬脂酸乙烯酯。
7.如权利要求1所述的特高压输变电线路铁塔制件热镀锌方法,其特征在于:所述步骤
4)中,根据对助镀剂溶液的化验、定期进行去除二价铁离子并进行过滤,需要保持助镀剂溶
2+
液中Fe 的含量小于等于0.2g/L。
8.如权利要求1所述的特高压输变电线路铁塔制件热镀锌方法,其特征在于:所述步骤
5)中,所述热镀锌的锌锅(10)上方的温度在85℃ 125℃的范围内。
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9.如权利要求1所述的特高压输变电线路铁塔制件热镀锌方法,其特征在于:所述步骤
6)中,角钢构件(8)浸入熔融锌液(9)的时间在3min 6min的范围内,每小时镀锌重量占锌锅~
(10)内熔融锌液(9)重量的1/45 1/40的范围内;当角钢构件(8)热镀锌结束并离开熔融锌~
液(9)面后,先通过脉冲振动器(2)的作用使角钢构件(8)的镀锌层表面无锌瘤,然后通过吊具将角钢构件(8)吊起至距离熔融锌液(9)表面30cm 40cm的位置处时、通过吊具的调节使~
角钢构件(8)保持水平,角钢构件(8)水平状态下停留的时间在4min 5min的范围内,利用锌~
锅(10)内熔融锌液(9)上方的余热对尚未完全凝固的镀锌层进行微流平,从而使镀锌层表面更加平整光滑。
10.如权利要求1所述的特高压输变电线路铁塔制件热镀锌方法,其特征在于:所述步骤6)中的锌—铝合金为Zn—5% 10%Al—RE,锌—镍合金为Zn‑10% 15%Ni。
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说明书全文

特高压输变电线路塔制件热锌方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种制件热镀锌的技术领域,具体涉及一种特高压输变电线路铁塔制件热镀锌方法。

背景技术

[0002] 特高压输电系指交流电压等级超过1000kV以上的输电线路或者直流电压等级超过±800kV的输电线路。国内电系统一直在开发和完善特高压输电系统建设,而且越来越高的输电容量以及远距离输电在持续提升;未来全球亦将持续推进特高压系统的建设进程,目前不少国家追求特高压输电技术并被列为输电发展方向;对于特高压线路技术本身来说,特高压输电具备更安全、更经济的等优点。
[0003] 特高压输电中使用到大量的特高压铁塔,特高压铁塔在制造方面结构复杂、加工难度大,同时要有耐腐蚀寿命长的优点,延长特高压输电铁塔的使用寿命,目前一般都是采用在钢构件表面进行热镀锌涂覆工艺。通过在钢构件表面热镀锌,从而既可以保证钢材性能能够完全保持的情况下,又能起到防锈作用,有效的延长了钢构件的使用寿命。
[0004] 但是由于特高压铁塔所需要使用的钢材具有很高的强度和硬度,所以钢材中的磷元素和元素含量相对普通钢而言较高,而钢基体中的高含量的磷元素和硅元素,会导致热镀锌层在镀锌过程中表面出现乌色后将影响美观,同时镀锌层与钢基体结合力差达不到国家电网规定的技术要求。因此如何针对钢构件中自身含有较高含量磷元素和硅元素进行热镀锌,达到国家电网对特高压输电线路铁塔的技术要求是本申请所要解决的技术问题。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于:克服现有技术的不足,提供一种特高压输变电线路铁塔制件热镀锌方法,采用适合具有对高含量磷元素和硅元素的钢材进行热镀锌方法,保证了铁塔构件的热镀锌质量效果。
[0006] 本发明所采取的技术方案是:特高压输变电线路铁塔制件热镀锌方法,包括以下步骤:
1)选用Q420C角钢,将角钢构件表面的毛刺、飞边、焊渣药皮清除清除干净;
2)将角钢构件分别吊挂于挂具上,所述挂具包括吊挂钩和镀锌用框支架;当角钢构件长度小于等于2.5米时,将角钢构件的一端与吊挂钩连接、使角钢构件竖直吊挂;当角钢构件长度大于2.5米且小于等于3.5米时,将角钢构件的一端与吊挂钩连接、另一端穿挂于镀锌用框支架;当角钢构件长度大于3.5米时,将角钢构件的两端分别穿挂于镀锌用框支架上;所述镀锌用框支架挂设于吊挂钩;
3)将吊挂于挂具上的角钢构件依次进行酸洗漂洗,酸洗角钢构件所用的酸洗液中包括HCl、酸雾抑制剂和酸洗缓蚀剂,其余为水,其中HCl的质量分数在18% 22%的范围~
内,酸雾抑制剂的含量和酸洗缓蚀剂的含量均在0.2 g/L 0.4 g/L的范围内;酸洗和水漂洗~
温度均为室温;
4)完成水漂洗的角钢构件浸入助镀剂溶液中浸泡5min以上,所用的助镀剂溶液包括ZnCl2、KCl、NH4Cl、缓蚀剂和浸润分散剂,其余为水,其中ZnCl2的含量在150g/L~160g/L的范围内,KCl的含量在60g/L~80g/L的范围内,NH4Cl的含量在50g/L~70g/L的范围内,缓蚀剂的含量在1.2g/L 1.7g/L的范围内,浸润分散剂的含量在0.15g/L 0.18g/L的范围内,所述~ ~
助镀剂溶液的pH值在3.0 3.5的范围内,所述助镀剂溶液的温度在55℃ 60℃的范围内;
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5)完成助镀剂浸泡的角钢构件在烘干室进行烘干处理,烘干温度控制在180 ℃~
230℃之间,烘干时间为8min 10min;当角钢构件运输到锌锅上方后,在进行热镀锌之前,利~
用锌锅上方的热量,再次进行预热5min 8min;
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6)将烘干后的角钢构件在熔融锌液中进行热镀锌,所述熔融锌液中包括锌—合金和锌—镍合金,其余为锌;其中锌—铝合金质量分数在0.0026% 0.0065%范围内,锌—镍~
合金质量分数在0.035% 0.040%的范围内;熔融锌液的温度在435℃ 436℃的范围内;
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7)热镀锌完成后的角钢构件在冷却水中冷却至40℃ 50℃的温度范围内;
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8)将水冷却后的角钢构件浸入无铬钝化液钝化后并进行干燥,所述无铬钝化液中包括主成膜剂Zn3(PO4)2、CeCl3、络合剂NaKC4H4O6和水溶性C3H4O2,其余为水,所述Zn3(PO4)2的含量在30g/L~50g/L的范围内,CeCl3的含量在6g/L~10g/L的范围内,NaKC4H4O6的含量在
2g/L~4g/L的范围内,水溶性C3H4O2的含量15g/L~25g/L的范围内;无铬钝化液的pH值在1.5~
2.8的范围内,无铬钝化液的温度在25℃ 40℃的范围内;角钢构件从开始进入无铬钝化液~
到完全离开无铬钝化液的钝化时间在15s 20s的范围内;热烘干温度在40℃ 60℃的范围~ ~
内;热风烘干时间在15min 25min的范围内;
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9)最后将角钢构件表面的锌灰、锌刺和锌瘤进行修整。
[0007] 本发明进一步改进方案是,所述步骤1)中的Q420C角钢构件中的磷元素的质量分数在0.01% 0.22%的范围内,硅元素的质量分数在0.27% 0.31%的范围内。~ ~
[0008] 本发明更进一步改进方案是,所述步骤2)中,当角钢构件的两端均通过挂具挂起时,角钢构件的横截面形成“V”型结构,角钢构件的其中一端高于另一端,高度差在80cm~100cm的范围内。
[0009] 本发明更进一步改进方案是,所述步骤3)中,所述酸洗液经过一段时间的使用HCl浓度下降、FeCl2的浓度增加,每天要对酸洗液进行一次化验分析,保证酸液中FeCl2的含量小于250g/L。
[0010] 本发明更进一步改进方案是,所述步骤3)中,所述酸洗后的角钢构件经过两道水漂洗,控制漂洗水中的FeCl2的含量小于10g/L、pH值小于4,当漂洗水中的FeCl2的含量大于等于10g/L以上时,更换漂洗水。
[0011] 本发明更进一步改进方案是,所述步骤3)中的酸雾抑制剂为聚乙二醇辛基苯基醚,缓蚀剂为改性若丁;所述步骤4)中的缓蚀剂为改性若丁,浸润分散剂为硬脂酸乙烯酯。
[0012] 本发明更进一步改进方案是,所述步骤4)中,根据对助镀剂溶液的化验、定期进行2+
去除二价铁离子并进行过滤,需要保持助镀剂溶液中Fe 的含量小于等于0.2g/L。
[0013] 本发明更进一步改进方案是,所述步骤5)中,所述热镀锌的锌锅(10)上方的温度在85℃ 125℃的范围内。~
[0014] 本发明更进一步改进方案是,所述步骤6)中,角钢构件浸入熔融锌液的时间在3min 6min的范围内,每小时镀锌重量占锌锅内熔融锌液重量的1/45 1/40的范围内。
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[0015] 本发明更进一步改进方案是,所述步骤6)中,当角钢构件热镀锌结束并离开熔融锌液面后,先通过脉冲振动器的作用使角钢构件的镀锌层表面无锌瘤,然后通过吊具将角钢构件吊起至距离熔融锌液表面30cm 40cm的位置处时、通过吊具的调节使角钢构件保持~水平,角钢构件水平状态下停留的时间在4min 5min的范围内,利用锌锅内熔融锌液上方的~
余热对尚未完全凝固的镀锌层进行微流平,从而使镀锌层表面更加平整光滑。
[0016] 本发明更进一步改进方案是,所述步骤6)中的锌—铝合金为Zn—5% 10%Al—RE,~锌—镍合金为Zn‑10% 15%Ni。
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[0017] 本发明更进一步改进方案是,所述挂具的吊挂钩和镀锌用框支架加工成型后均进行渗热处理
[0018] 本发明的有益效果在于:第一、本发明的特高压输变电线路铁塔制件热镀锌方法,通过能够对高含量磷元素和硅元素的角钢构件进行热镀锌,保证了角钢构件的热镀锌质量。
[0019] 第二、本发明的特高压输变电线路铁塔制件热镀锌方法,热镀锌前通过控制挂具所挂置的角钢构件数量、重量,从而控制锌锅每小时热镀锌重量,在保证热镀锌效率的同时,而且能避免热镀锌生产速度过快所导致热镀锌质量差甚至引起掉锌皮的问题。
[0020] 第三、本发明的特高压输变电线路铁塔制件热镀锌方法,当角钢构件的两端均通过挂具挂起时,角钢构件的直角处应位于下部、使其截面形成“V”型结构,从而便于角钢构件浸入熔融锌液时更容易浸入;角钢构件沿长度方向的其中一端应高于另一端,高度差控制在80cm 100cm的范围内,从而不仅更加便于角钢构件浸入熔融锌液中,而且便于角钢构~件镀锌结束离开熔融锌液面时、便于角钢工件内外表面的熔融锌液流淌、避免出现角钢构件表面熔融锌液的流挂形成的锌瘤缺陷
[0021] 第四、本发明的特高压输变电线路铁塔制件热镀锌方法,定期需要更换一次漂洗水,更换下来的漂洗水还可以直接用来配置酸洗液,不但节约成本,而且降低污水排放量,做到废水利用。
[0022] 第五、本发明的特高压输变电线路铁塔制件热镀锌方法,通过助镀剂的作用可以使整个热镀锌反应更快、角钢构件表面无漏镀、镀锌层厚度均匀、产生的锌灰减少、对角钢构件也能起到预热后降低角钢构件自身温度与熔融锌液温度之差,起到了节约加热熔融锌液的能耗。
[0023] 第六、本发明的特高压输变电线路铁塔制件热镀锌方法,通过对助镀剂中添加改性若丁和浸润分散剂,降低了助镀剂中的铁离子含量和提高助镀剂浸润性,使附着在角钢构件表面的膜层更加均匀无微小空隙,使与熔融锌液反应的更充分、排出锌灰更快,镀锌层更光滑明亮,锌层与钢基体结合效果更佳。
[0024] 第七、本发明的特高压输变电线路铁塔制件热镀锌方法,通过助镀剂的温度设置和角钢构件浸入助镀剂的时间控制,从而可以使角钢构件表面与助镀剂结合效果更好,而且当角钢构件从助镀剂中取出后,角钢构件的温度与助镀剂的温度相同,从而可以使角钢构件表面的助镀剂快速干燥,进而使角钢构件表面形成均匀细密的盐膜层。
[0025] 第八、本发明的特高压输变电线路铁塔制件热镀锌方法,助镀完成后的角钢构件通过锌锅上方的热量进行烘干处理后,不仅能够提高角钢构件的温度,实现热镀锌前的预热,保证了烘干预热效率,另外也不会导致角钢构件表面在热镀锌之前形成的助镀盐膜失去活性,进而影响后续的镀锌效率和镀锌效果。
[0026] 第九、本发明的特高压输变电线路铁塔制件热镀锌方法,熔融锌液的工作温度相对于一般钢材镀锌时熔融锌液所需温度(445℃ 450℃)较低,不仅进一步降低了能耗,而且~还能避免硅元素和磷元素在高温下发生反应、进而导致角钢构件的镀锌层表面发乌、甚至产生容易脱锌的“龟裂纹”而影响镀锌质量。
[0027] 第十、本发明的特高压输变电线路铁塔制件热镀锌方法,通过在角钢构件热镀锌离开锌液面,镀锌层表面无锌瘤后,采取将角钢构件水平置于锌液面以上30cm 40cm高度的~位置,利用高温锌液的热量对尚未完全凝固的镀锌层进行微流平时间4min 5min ,促使镀~
锌层表面更加平整光滑。
[0028] 第十一、本发明的特高压输变电线路铁塔制件热镀锌方法,通过无铬钝化液的钝化作用,使得镀锌层表面形成保护膜,进一步提高了镀锌层防腐防锈的效果,而且对环境不会造成污染。
[0029] 第十二、本发明的特高压输变电线路铁塔制件热镀锌方法,本发明挂具的吊挂钩和镀锌用框支架均为采用渗硼热处理工艺进行处理的钢制品,有效的延长了挂具的使用寿命,同时还避免了吊挂钩和镀锌用框支架的铁质熔入锌液中而使锌液流动性变差的缺陷。
[0030] 第十三、本发明的特高压输变电线路铁塔制件热镀锌方法,采用了2个微型振动器分别安装在吊挂大梁顶部的二端,当角钢构件刚开始全部进入熔融锌液的1 2min后启动振~动器,可以将角钢构件表面的助镀溶剂与熔融锌液反应所产生的锌灰迅速的冒出熔融锌液表面,减少角钢构件浸锌的时间,起到降低锌层厚度的作用;其次,当角钢构件离开熔融锌液表面后在振动器振动下,角钢构件表面上的锌瘤将被震下落到锌锅里面,不但有效去除镀锌件表面的锌瘤,使镀锌件表面光滑,而且还能起到节约锌的作用。
附图说明
[0031] 图1为本申请吊挂角钢构件用的挂具立体的示意图。
[0032] 图2为图1中的吊挂支架的示意图。
[0033] 图3为图1中吊挂钩和镀锌用框支架连接状态下的示意图。
[0034] 图4为本申请吊挂角钢构件进行热镀锌时的主视剖视示意图。
[0035] 附图中各附图标记所表示的部件名称如下:1‑吊挂钢丝绳;2‑脉冲振动器;3‑吊挂大梁;4‑吊挂支架;5‑吊挂孔眼;6‑吊挂钩;
7‑镀锌用框支架;8‑角钢构件;9‑熔融锌液;10‑锌锅。

具体实施方式

[0036] 因特高压输电铁塔能够满足输电走廊传输功率大的要求,特高压铁塔在制造方面结构复杂、加工难度大,同时要具有耐腐蚀寿命长的优点,为确保特高压输电铁塔的使用寿命,现对特高压输变电线路铁塔制件热镀锌生产方法作具体说明。
[0037] 1. 热镀锌前对待镀来料的检验。
[0038] 1.1 对特高压输电铁塔的角钢构件8性能的要求。
[0039] 其材质应选用鞍山紫竹公司产Q420C高强度角钢(热轧等边角钢)。为了满足热镀锌技术的要求,特别是对化学成分硅(Si)和磷(P)含量区间控制为:硅(Si)元素质量分数在0.27% 0.31%的范围内。磷(P)元素质量分数在0.010% 0.022%的范围内,其它要求应符合~ ~
GB/T1591‑2018。
[0040] 1.2 热镀锌前角钢构件8表面的锈蚀要求。
[0041] 不允许有锈蚀严重所产生的大面积明显的凹凸现象(俗称“麻点”),在机加工后没有毛刺、飞边等;焊接焊缝周围不允许有焊渣、药皮未清除等缺陷。
[0042] 1.3 热镀锌前角钢构件8表面的其它要求。
[0043] 不允许有大面积的油渍存在,标签和用油漆标注的编码等应及时清除干净(特别是清除掉不干胶),应符合热镀锌工艺要求。
[0044] 2. 对镀锌前角钢构件8的穿挂用吊具说明。
[0045] 2.1 结合图1对镀锌前角钢构件8的穿挂用吊具说明如下。
[0046] 如图1所示,吊具是用来对铁塔用钢制件经过穿挂以后,才能对钢制件进行热镀锌;该吊具包括焊接固定的吊挂大梁3与吊挂支架4,所述吊挂支架4下方挂置有挂具,所述挂具包括吊挂钩6和镀锌用框支架7;所述吊挂支架4的长度方向与吊挂大梁3的长度方向垂直设置,所述吊挂支架4为对称固定于吊挂大梁3底部两端,所述吊挂大梁3的长度比锌锅10的长度小0.5m;如图2所示,所述吊挂支架4上沿着吊挂支架4的长度方向等间距分布有4个直径为30mm的吊挂孔眼5,用于穿设吊挂钩6;镀锌用框支架7通过吊挂钩6与吊挂支架4相连接;实现如图3所示的对角钢构件8的穿挂,以便进行对角钢构件8的热镀锌。
[0047] 所述吊挂大梁3为工型钢,所述吊挂大梁3顶部两端对称固定有用于连接脉冲振动器2的连接体,所述连接体为半圆形结构。
[0048] 所述脉冲振动器2通过吊挂钢丝绳1吊起,从而实现将角钢构件8在锌锅10中熔融锌液9中的热镀锌生产过程。
[0049] 如图4所示,角钢构件8穿挂时,先将角钢构件8穿进镀锌用框支架7中,并按照工艺技术要求使角钢构件8呈“V”形结构放置,便于热镀锌后其上面的熔融锌液9集中到V形的直角处后,顺利的流淌回锌锅10的熔融锌液9里面。穿挂完毕后通过吊挂钩6钩挂在吊挂支架4的吊挂孔眼5内。
[0050] 为了延长镀锌用框支架7的使用寿命,减少熔融锌液9对镀锌用框支架7以及吊挂钩6的腐蚀,吊挂钩6和镀锌用框支架7为采用渗硼热处理工艺处理的钢制品。
[0051] 本发明为了解决角钢构件8在锌锅10内热镀锌之后,在提出的过程中迅速的减少角钢构件8表面上流挂锌瘤,采用了2个脉冲振动器2分别安装在吊挂大梁3顶面的二端,当角钢构件8全部浸入熔融锌液9的1 2min后启动脉冲振动器2,可以将角钢构件8表面的助镀~溶剂与熔融锌液9反应产生的锌灰迅速的冒出熔融锌液9的液面,减少角钢构件8浸锌的时间,起到降低锌层厚度的作用;其次,当角钢构件8离开熔融锌液9的液面后,在脉冲振动器2的振动作用下,角钢构件8表面上的锌瘤将被振下落到锌锅10里面,不但保证镀锌件表面没有锌瘤,使镀锌件表面光滑,而且起到节约锌的作用。
[0052] 2.2 角钢构件8的穿挂要求。
[0053] 待角钢构件8在酸洗除锈前的穿挂数量、重量符合锌锅10的长、宽、深度对镀锌件的要求,每小时镀锌重量更要符合总熔锌量的1/40 45的要求,确保角钢构件热镀锌的镀锌~层质量。
[0054] 2.3 按照锌锅10的几何尺寸情况,对角钢构件8的穿挂要求。
[0055] 对于长度不超过2.5m范围的角钢构件8,采用吊挂钩6进行竖直吊挂热镀锌;对于长度在2.5m以上的角钢构件8在长度方向的两端分别采用镀锌用框支架7吊挂进行热镀锌;所述镀锌用框支架7挂设于吊挂钩6;如图4所示,所吊起来后角钢构件8的直角应位于底部、横截面形成“V”形结构,便于镀锌后锌液的流淌,避免出现角钢构件8一端因流挂产生锌瘤的问题。
[0056] 2.4 对于角钢构件8热镀锌前的穿挂。
[0057] 如图1和图3所示,本实施例采用两端均通过镀锌用框支架7吊挂的形式,吊挂起来后镀锌后锌液流动的快,角钢构件8的直角处不出现积锌问题;如图3所示根据锌锅10的熔融锌液9的深度来确定起吊的高度;如图3所示,(面对方向)吊挂大梁3一端的吊挂钩6长度比另一端的吊挂钩6长度长1m,使角钢构件8的倾斜度保持在25°45°的范围内,便于镀锌结~束后流淌锌液。同时较高一端的吊挂钩6连同角钢构件8进入熔融锌液9的液面以下60cm 位置处,方可防止角钢构件8的漏镀等缺陷的发生。
[0058] 结合图1 图4所示,进一步说明角钢构件8从酸洗直至到热镀锌过程中所用的镀锌~吊具穿挂,注意挂钩的方式和牢固性,防止角钢构件8掉在锌锅10里面,对于挂具腐蚀严重的要及时更换。
[0059] 穿挂角钢构件8时,调整好角钢构件8的角度不得使其闷(窝)气,以免导致局部酸洗不到位;酸洗过程中,要观察角钢构件8的吊起情况,便于将角钢构件8的酸洗完全,除锈干净彻底。
[0060] 2.5 角钢构件8表面其它问题的处理。
[0061] 对有油漆、油脂、喷码标识等,要先进行脱漆、去油渍、打磨等处理,在进酸池酸洗前发现角钢构件8有损坏的部位或无工艺孔(排气孔)的,要及时通知有关人员进行处理。保证在热镀锌时,角钢构件8在锌锅10里面反应后的锌灰能顺利的漂浮出熔融锌液9的液面,防止因为夹灰而出现漏镀的问题;保证角钢构件8离开熔融锌液9的液面后,熔融锌液9能完全流淌干净。
[0062] 3 角钢构件8的预处理工序。
[0063] 3.1 酸洗除锈。
[0064] 为使铁基材料在洁净的条件下进行热镀锌,在预处理酸洗时必须完全去除铁基体表面的氧化铁皮和硫化铁层等杂质;生产时根据先后顺序要求,安排好酸洗顺序,同时要根据角钢构件8的锈蚀程度掌握、设定好酸洗时间,保证酸洗的质量和不出现因酸洗质量差出现的漏镀锌缺陷。
[0065] 3.1.1 酸洗液的配制方法(生产线初次配制新酸洗液)。
[0066] 酸洗液的配方如下: HCl (ρ=1.15g/mL) 的质量分数在18%~22%的范围内,聚乙二醇辛基苯基醚的含量在0.2 0.4g/L的范围内,改性若丁的含量在0.2 0.4g/L的范围内,~ ~其余为水。
[0067] 3.1.2 酸洗液的温度。
[0068] 酸洗液的温度为室温,极端严寒季节可以适当采取加热的方法对盐酸加热到35℃40℃。
~
[0069] 3.1.3 添加剂的作用。
[0070] 在酸洗液里面添加酸雾抑制剂(聚乙二醇辛基苯基醚)和酸洗缓释剂(改性若丁)的作用,防止盐酸的过度挥发和过酸洗后出现氢脆问题。
[0071] 3.1.4 酸洗液使用一段时间后的操作。
[0072] 酸洗液经过一段时间的使用后盐酸浓度下降后,每天要对酸洗液进行一次化验分析,根据化验结果及时进行补充新的盐酸;在生产过中要把酸洗液上面的黑白色漂浮物清理干净。捞锌渣或停产时,要及时清除酸洗槽底部四周池壁的污物,并用水清理干净。
[0073] 3.2角钢构件8采用两道水漂洗工艺。
[0074] 通过两道水漂洗可以将角钢构件8表面的HCl和铁盐(FeCl2)漂洗掉;从而可以避免HCl被带进后续的助镀剂中;另外还可以增加镀层的附着力,减少锌渣、锌灰的产生。定期更换漂洗水。将铁盐(FeCl2)的含量控制在10g/L以下,并使pH<4。更换下来的漂洗水可用于配制新酸洗液。
[0075] 4 角钢构件8浸粘助镀剂。
[0076] 助镀剂实际上是一种催化剂,也是一种络合剂,在热镀锌过程中起到媒介作用,即提供了锌金属离子并使锌与铁很快地发生化合作用,使锌牢固地与铁融合在一起,并在铁基体上附着一层金属锌化合物,在热镀锌时起到有利于金属锌与铁基体的结合作用。
[0077] 4.1 所述助镀剂溶液的配方参数。
[0078] 所用的助镀剂溶液包括ZnCl2、KCl、NH4Cl、缓蚀剂和浸润分散剂,其余为水,其中ZnCl2的含量在150g/L~160g/L的范围内,KCl的含量在60g/L~80g/L、NH4Cl的含量在50g/L~70g/L的范围内,缓蚀剂的含量在1.2g/L 1.7g/L的范围内,浸润分散剂的含量在0.15g/L~ ~
0.18g/L的范围内,所述助镀剂溶液的pH值在3.5 4.0的范围内,所述助镀剂的温度在55℃~ ~
60℃的范围内。
[0079] 4.2 助镀剂中的Fe2+的含量。
[0080] 为了保持助镀剂中的Fe2+的含量小于等于1g/L,根据化验定期做好除铁过滤工作,过滤设备为压力为0.8 1.0MPa;根据过滤机的压力显示要定期清除滤芯的含铁污泥,保证~过滤效果。
[0081] 4.3 角钢构件8进入和离开助镀剂的要求。
[0082] 角钢构件8进入助镀剂中后,需要5min 6min的浸泡时间,以保证角钢构件8的表面~活化作用,避免出现针孔漏镀和附着力差的缺陷。角钢构件8离开助镀剂后,要控净助镀剂到助镀剂槽中。角钢构件8进入锌锅10中的熔融锌液9之前一定是非常的干燥,否则要发生熔融锌液9的飞溅。
[0083] 4.4 助镀盐膜应呈现的形态。
[0084] 角钢构件8的表面助镀处理后的粘附的盐膜层必须是光洁和均匀的,其颜色为淡淡的灰白色的覆盖层,角钢构件8表面有一层极薄的白色盐膜,其好处一是防止在热镀锌前出现二次微氧化现象,二是这种盐膜在熔融锌液9里反应速度快,产生的锌灰薄而少,可以减少锌的消耗。
[0085] 4.5 角钢构件8的烘干处理。
[0086] 角钢构件8在完成助镀处理后,要立即进行烘干处理,在烘干室对角钢构件进行烘干处理的温度控制在180  230℃之间;烘干时间为8 10min;当角钢构件运输到锌锅10上方~ ~后,在没有进行热镀锌之前,利用锌锅10上方的余热85 125℃的温度,再次进行预热的时间~
为5 8min;从而能够起到缩小角钢构件8与熔融锌液9的温度差,可以防止漏镀锌的出现,降~
低锌灰、降低锌渣,同时增加镀锌层光滑作用。
[0087] 4.6 角钢构件8镀锌后,将角钢构件水平置于锌液面以上30cm 40cm高度的位置,~利用高温锌液的热量对尚未完全凝固的镀锌层进行微流平时间4min 5min ,促使镀锌层表~
面更加平整光滑。
[0088] 5 镀锌角钢构件8的质量要求。
[0089] 5.1全铁塔的角钢构件8均采用热镀锌防腐。
[0090] 热镀锌其他质量应符合GB/T 2694‑2018《输电线路铁塔制造技术条件》的质量要求。对沿海高湿度腐蚀区的镀锌产品,应进行镀锌工艺验证,验证合格后才能批量镀锌生产。
[0091] 5.2镀锌层表面要求。
[0092] 镀锌层表面应连续完整,并具有实用性光滑。镀锌件上不得残留有锌渣,也不应有多余的锌棱、锌液等残留物。不得有过酸洗、漏镀、锌层脱落、结瘤、积锌(如安装贴合面及孔内积锌)和锐点等使用上有害的缺陷。镀锌件上的气泡、疙瘩、斑纹等缺陷超过规定的标准时,应重新镀锌。
[0093] 5.3 镀锌层的厚度要求。
[0094] 镀锌层的厚度为平均附着量即厚度和面密度,通常以金属镀层测厚仪直接测量锌层厚度。锌层厚度符合GB/T 2694‑2018标准规定的要求。
[0095] 5.4 镀锌层与金属基体结合度要求。
[0096] 镀锌层与金属基体结合牢固,应保证在无外力作用下没有剥落或起皮现象,经落锤试验镀锌层不凸起、不剥离。试验方法按GB/T 2694‑2018 附录B规定进行。试验时必须注意试验底座钢板的上平面应于与锤击试验钢制件的表面平行。
[0097] 5.5 镀锌后的角钢构件8的镀锌层要求。
[0098] 对漏镀面的修复面积不应超过每个镀件总面积的0.5%,若漏镀面积较大,这些镀层应进行返镀锌处理。
[0099] 镀锌层应进行钝化防锈腐蚀处理,其技术要求应符合有关规范,避免镀锌层出现白锈(粉)。
[0100] 镀锌后的角钢构件8的弯曲变形不应超过L/1500(L为角钢构件8的长度),且不大于5mm。
[0101] 6 角钢构件8的热镀锌 。
[0102] 在整个热镀锌生产工艺过程中和给定的热镀锌条件下,选择和控制较为适宜的镀锌温度、浸锌时间及提升速度和熔融锌液9中的合金含量,保证产品质量、提高工作效率、降低生产成本。
[0103] 6.1熔融锌液9的配置。
[0104] 熔融锌液9用的锌锭为0#锌‑‑99.995%,锌液包括锌—铝合金 (Zn‑5%‑10%Al‑RE) 的含量在0.0026% 0.0065%的范围内,锌—镍合金(Zn‑10%‑15%Ni)的含量在0.035% 0.040%~ ~的范围内。
[0105] 6.2 熔融锌液9的工作温度在434℃ 436℃的范围内。~
[0106] 6.3对镀锌工艺的附加说明。
[0107] (1)向锌锅10中添加的锌铝合金和锌镍合金主要作用是降低锌液黏度、增加熔融锌液9的流动性和镀锌层的光亮度,并能增加锌与钢铁表面的附着力。
[0108] (2)根据角钢构件8的厚度、长度及数量(重量)的多少,在锌锅10中的熔融锌液9的温度范围内采用适当的温度。本申请人的锌锅10的熔融锌液9每小时可热镀锌角钢构件8的重量约为12t 16t。~
[0109] (3)根据角钢构件8的厚度、长度及数量(重量)的多少,热镀锌时间在3mim 6min的~范围内。
[0110] 6.4 镀锌操作规范与要领。
[0111] (1)角钢构件8浸锌时应平稳、稍慢、在穿挂的位置上,避免产生“窝锌渣”和因无排气孔出现“憋气爆锌”的不安全的问题。角钢构件8进入熔融锌液9的速度为1.0m/min,浸入熔融锌液9速度过快,会导致出现“爆锌”问题。
[0112] (2)对采取两端穿挂的角钢构件8,无论进入熔融锌液9或从熔融锌液9出来都要保持倾斜角度,离开熔融锌液9的速度在0.8 1.0m/min的范围内,防止因为角度很小且速度过~慢而致使热镀锌后的角钢构件8出现一端积锌的问题,进而造成附着力差,在锤击试验时锌层脱落或“鼓泡”。
[0113] (3)在对角钢构件8镀锌时,应适当地将角钢构件8在熔融锌液9中上下和左右摆动或移动。
[0114] (4)镀锌角钢构件8离开熔融锌液9后,及时用刮锌瘤的工具立即刮掉工件表面上锌瘤、锌皮避免出现锌的结瘤,在后道水冷却工序时出现“锌的水泡”。
[0115] (5)角钢构件8镀锌后在熔融锌液9表面上方停留一段时间,通过锌锅10上方的热量,避免熔融锌液9凝固速度过快,从而提高镀锌层表面的流平性、均匀性和色泽的一致性;当角钢构件8热镀锌结束并离开熔融锌液9后,先通过脉冲振动器2的作用使角钢构件8的镀锌层表面无锌瘤,然后通过吊具将角钢构件8吊起至距离熔融锌液9表面30cm 40cm的位置~
处时、通过吊具的调节使角钢构件8保持水平,角钢构件8水平状态下停留的时间在4min~
5min的范围内,利用锌锅10内熔融锌液9上方的余热对尚未完全凝固的镀锌层进行微流平,从而使镀锌层表面更加平整光滑。
[0116] (6)停产期间锌锅10应该采取保温措施,锌锅10的温度要求在425 428℃。~
[0117] (7)当每班镀锌产量高时,每班应在休息间隙时加入一定的锌锭补充熔融锌液9的液面高度;同时按照工艺要求补充一定量的锌铝合金和锌镍合金,添加合金时一定要用耐锌液腐蚀金属材料框进行添加,在锌锅10里缓慢的熔化完毕的30min后才能再次进行热镀锌生产。
[0118] 7 镀锌层的冷却处理。
[0119] 镀锌层的冷却处理包括空气(风冷)和水冷却,其目的是为了减缓镀锌后的铁锌合金层的速度,防止出现镀锌层表面的色差,有效的避免附着力差的问题等,在炎热的夏季更应该注意风冷和自然空气对刚离开锌锅10的角钢构件8表面的冷却问题。
[0120] 7.1利用风机吹风冷却。
[0121] 厚壁较厚的角钢构件8应通过锌锅10一端的轴流风机及时对镀锌的角钢构件8进行风吹,可以有效的防止镀锌层表面出现灰色镀层的现象;必要时还可采用在锌锅10的二边用可移动式的轴流风机倾斜地对刚离开熔融锌液9的角钢构件8及时的风吹。当镀锌后的角钢构件8离开熔融锌液9之后,在空气中停留2min 3min,把处于高温的锌层表面基本上稳~定凝固了,再去进行水冷,还可以防止锌层出现“色差”现象,同时也不会出现“爆皮”问题(将影响镀锌层的附着力强度)。
[0122] 7.2水冷却的条件和一般要求。
[0123] 水质:应为无离子水,或、镁、钠离子硬度小于10mmol/L的水。
[0124] pH值:6 7;水冷却槽中的水必须保持清澈。~
[0125] 冷却水的温度:55 70℃;冬季水温不能低于40℃。~
[0126] 水冷却的时间:40 90s。~
[0127] 8 防白锈的钝化工艺。
[0128] 8.1无铬钝化液及配制工艺参数。
[0129] 8.1.1 无铬钝化液组分。
[0130] 将冷却后的角钢构件8浸入无铬钝化液钝化后并进行干燥,所述无铬钝化液中包括主成膜剂磷酸锌Zn3(PO4)2和氯化铈CeCl3、络合剂酒石酸钠NaKC4H4O6和水溶性丙烯酸C3H4O2,其余为水。
[0131] 所述的Zn3(PO4)2的含量在30g/L~50g/L的范围内,氯化铈CeCl3的含量在6g/L~10g/L的范围内。
[0132] 酒石酸钾钠NaKC4H4O6的含量在2g/L~4g/L的范围内。
[0133] 水溶性丙烯酸C3H4O2的含量在15g/L~25g/L的范围内。
[0134] 无铬钝化液的pH值在1.5 2.8的范围内。~
[0135] 无铬钝化液的温度在25℃ 40℃的范围内。~
[0136] 角钢构件8的钝化时间在15s 20s的范围内(从开始进入无铬钝化液到完全离开无~铬钝化液的时间)。
[0137] 8.1.2 钝化后的干燥。
[0138] 钝化后从无铬钝化液池内提出的角钢构件8控净无铬钝化液残液;必要时对钝化后的角钢构件8进行热风吹干,热风烘干温度在40℃ 60℃的范围内;热风烘干时间在15~ ~25min的范围内。不能立即叠放在一起,或立即对镀锌的角钢构件8的表面进行修整,防止损坏钝化膜层而降低防白锈的目的。
[0139] 9 修整工序要点与具体操作。
[0140] 该工序的目的,就是要去除角钢构件8上面的毛刺、锌灰、锌渣和锌瘤等影响安装的缺陷。镀锌后的角钢构件8要尽量少打磨、对镀层表面的缺陷可以用富锌漆对局部微处理,避免打磨过度,破坏镀锌层,要避免用防腐漆大面积喷涂,克服人为造成的色差现象。
[0141] 对于角钢构件8端部的锌瘤,应用刨光机轻轻锴掉或刨掉,不允许使用外力敲击以防止过度露铁问题。修整好的角钢构件8摆放整齐,进行打包后入库存放。
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