Производство по защите крупногабаритных металлоконструкций методом горячего цинкования

Проблема защиты металла от коррозии во всем мире является одной из важнейших технических задач. В условиях повышенной агрессивности окружающей среды, а также с ростом объема металла, используемого человечеством, растут и потери, вызванные коррозией, которые составляют около 12 % годовой выплавки металла. Коррозия металлов приводит не только к безвозвратным их потерям, но и к преждевременному выходу из строя дорогостоящих и ответственных изделий и сооружений, нарушению технологических процессов и простоям оборудования.

Республика Беларусь не является исключением, здесь данная проблема стоит не менее остро. Эффективность использования тракторов, автомобилей, сельскохозяйственных и мелиоративных машин, оборудования животноводческих ферм в большей мере обусловлена степенью их защищенности от коррозии, старения и биологических повреждений. Причем наибольший ущерб наносит именно коррозия. Так, при хранении сельскохозяйственной техники на открытых площадках скорость коррозии незащищенных деталей из малоуглеродистых сталей достигает 200 г/м2 и более в год, в закрытых помещениях – до 100 г/м2 в год. Источники загрязнений бывают различные: отходы химических веществ, отходы химических, металлургических и других производств, сжигание топлива, применение минеральных удобрений, выбросы двигателей внутреннего сгорания. Наиболее интенсивно коррозия протекает при контакте металлов с минеральными удобрениями. Коррозионные потери незащищенной стали в аммиачной селитре, карбамиде и суперфосфате в течение 500 часов достигают 100–120 г/м2. Износостойкость поверхностей с коррозионными повреждениями снижается в 1,5–2 раза.

Не менее востребованы защищенные металлоконструкции в энергетике, сфере связи, а особенно – в строительстве и дорожном обслуживании, где в защите от коррозии нуждаются преимущественно длинномерные конструкции – ограждения дорог, столбы, светофоры, светильники, громоотводы, детали мостов и т. д.

В настоящее время при решении проблемы защиты металлов от коррозии приходится устранять противоречие между стремлением к экономии средств при осуществлении коррозионной защиты и постоянным ростом расхода на ее поддержание. В интересах длительного сохранения ценности и функциональных свойств изделий и конструкций, изготовленных из стали, защита их от коррозии приобретает все большее значение, тем более что за последние десятилетия наблюдается значительный рост коррозионной активности окружающей среды.

Этому способствуют следующие причины. В результате широкого развития промышленности повысилась агрессивность атмосферы из-за содержания в ней двуокиси серы, хлористого водорода, сероводорода, органических соединений серы, а также пыли и сажи. По тем же причинам повысилось загрязнение промышленных вод. В связи с этим возникла необходимость в получении защищенных от коррозии изделий и конструкций, почти не требующих ухода. Наряду с различными методами коррозионной защиты путем воздействия на поведение материала, конструктивного оформления деталей и изделий, защита от коррозии нанесением металлических покрытий, и в особенности горячих цинковых, получает все возрастающее развитие.

Горячее цинкование является наиболее распространенным способом защиты черных металлов от атмосферной, водной и поч­венной коррозии. Несмотря на двухсотлетнюю историю, процесс горячего цинкования не имеет серьезных конкурентов, как со стороны электролитического цинкования, так и со стороны технологий нанесения защитных покрытий на основе полимеров.

Цинк, благодаря своим уникальным физико-химическим особенностям – глубокой диффузии в структуру основного металла, высокой коррозионной стойкости и низкой стоимости по сравнению с другими цветными металлами, используемыми для создания покрытий, захватил и прочно удерживает позиции наиболее экономичного способа защиты металлических изделий. В Европе 5 % всех стальных конструкций защищено от коррозии цинком горячим методом. Голландия имеет 18 заводов по оцинкованию на 16 млн. населения, Германия – 180 заводов на 90 млн. населения, Италия – 64 завода на 50 млн. человек, Испания – 48 заводов на 46 млн. населения. В Индии порядка 500 предприятий занимаются оцинкованием.

В Республике Беларусь можно оцинковать лишь малогабаритные изделия – цинкованием горячим методом занимаются ОАО «Агропромстроймаш» (г. Барановичи), РУПП «Речицкий метизный завод».

Проблема защиты металла от коррозии межотраслевая, рынок оказания услуг по цинкованию в Республике Беларусь находится на стадии становления, а в отношении длинномерных изделий вообще отсутствует.

Из-за того что в Республике Беларусь производств по защите от коррозии стальных крупногабаритных изделий и конструкций методом горячего цинкования нет, изделия оцинковываются за рубежом.

Указ Президента Республики Беларусь от 9 апреля 2010 г. № 178 гласит: «В целях организации импортозамещающего производства по защите крупногабаритных металлоконструкций методом горячего цинкования на основе передовых технологий и оборудования, постановляю осуществить в Лидском районе Гродненской области в 2010–2011 годах создание республиканским дочерним унитарным предприятием «Конус» республиканского унитарного предприятия «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по механизации сельского хозяйства» производства по защите крупногабаритных металлоконструкций методом горячего оцинкования».

Инициатор проекта – Республиканское унитарное предприятие «Научно-практический центр Национальной академии наук по механизации сельского хозяйства» (генеральный директор – Самосюк Владимир Георгиевич).

Потребность в продукции нового предприятия по отраслям экономики республики составляет:

• строительство – 42 %;
• энергетика – 21 %;
• сельское хозяйство – 19 %;
• дорожное строительство – 11 %;
• связь – 4 %;
• сельскохозяйственное и общее машиностроение – 3 %.

Таким образом, потребность в защите от коррозии методом горячего оцинкования в Республике Беларусь составляет более 100 тыс. тонн в год.

Срок окупаемости произведенных капитальных вложений составит 6,2 года. Создано 117 рабочих мест.

Структурная схема технологического процесса горячего цинкования:

1. Получение материалов.

2. Обезжиривание.

3. Травление.

4. Промывка.

5. Флюсование.

6. Сушка.

7. Оцинкование.

8. Охлаждение.

9. Инспектирование.

Завод компактный, он сможет обеспечивать объемы работ в размере 30 тысяч тонн оцинкованного металла в год. Металлоконструкции поступают в цех, прикрепляются на специальные устройства – траверсы – вручную, дальше – автоматика. Заданная компьютерная программа отправляет металлоконструкции в разные ванны, где они проходят стадии обработки, а затем опять же в автоматическом режиме опускаются в ванну, наполненную горячим цинком. Ванны закрыты защитными стенками, мощная система вентиляции поглощает все пары, дымы и вредные вещества.

Отработка технологических режимов показала, что завод производит оцинковку следующих металлоконструкций:

• металлические мосты (от пешеходных до автомобильных и железнодорожных);
• опоры ЛЭП, вышки сотовой связи, опоры канатных дорог, металлические опоры уличного освещения;
• металлоконструкции каркасов ответственных зданий и зданий с повышенной влажностью в помещениях;
• водопроводные и канализационные трубы;
• опоры рекламных щитов, перильные и дорожные ограждения, металлические лестницы;
• конструкции кранов и различного оборудования, используемого на речных и морских судах;
• различные металлические конструкции, эксплуатируемые на железной дороге, в том числе элементы контактной сети и многое другое;
• различные металлические конструкции, используемые в машиностроении и сельскохозяйственном машиностроении;
• бункера для хранения силоса, зерносушилки, а также для проведения реконструкции молочнотоварных ферм и свиноводческих комплексов в соответствии с Государственной программой до 2020 года.

Реализация настоящего проекта позволила построить завод с современной технологией горячего цинкования металлоконструкций размерами до 15 метров и стойкостью покрытия 25–30 лет, удовлетворить растущий спрос на данные услуги в республике, а также решить проблему импортозамещения.