Горячее цинкование или нанесение покрытий? До недавнего времени эти два процесса казались несовместимыми в рамках одного производства. Основанная в 1992 году в Италии компания Zimetal, занимающаяся горячим цинкованием, решила доказать, что продуманная интеграция в производственный поток позволяет комбинировать эти процессы для повышения коррозионной стойкости и эстетических характеристик.
«Нашей сильной стороной, — заявляет Уго Боттанелли, акционер и управляющий директор компании Zimetal (Солеро, Алессандрия, Италия), — всегда была наша способность быстро постигать технологические разработки на рынке и адаптировать оборудование и системы к требованиям наших клиентов. которые в основном работают в сфере строительства и архитектуры, транспорта, городского хозяйства, энергетики, сельского хозяйства и животноводства. Такая диверсификация позволила нам занять лидирующие позиции, чему, несомненно, способствовали необычные размеры нашего оцинковочного цеха, гарантирующие значительные производственные мощности и отвечающие растущим требованиям наших клиентов».
«В ответ на изменения, происходящие на рынке, в течение некоторого периода мы намеревались объединить цинкование с процессом нанесения покрытий. На самом деле эти процессы всегда считались взаимоусиливающими и взаимодополняющими, но редко выполнялись в одной и той же производственной среде. Очевидно, это связано с тем, что это два совершенно разных метода обработки поверхности, требующих определенных навыков и оборудования. Однако мы всегда были убеждены, что предложение клиентам обоих процессов не только даст нам конкурентное преимущество, но и обеспечит более эффективный контроль над нашими операциями и, следовательно, ускоренную поставку и улучшенные результаты. Теперь мы не только входим в число немногих компаний, которые объединили эти два процесса, но и наша новая линия нанесения покрытий также представляет собой определенную редкость в этой отрасли, поскольку она включает дробеструйную установку, интегрированную в технологический поток».
Одна из крупногабаритных конструкций с порошковым покрытием Zimetal.
Для реализации этого проекта компании Zimetal, в первую очередь, пришлось преодолеть ряд трудностей, связанных с получением разрешения на строительство нового здания. «Мы не хотели переносить штаб-квартиру, поскольку она стратегически расположена с точки зрения транспортного сообщения северо-запада Италии», — говорит Боттанелли. «Фактически она находится в центре «промышленного треугольника», образованного Миланом, Турином и Генуей, в месте, до которого легко добраться с автомагистралей, соединяющих эти три города с остальной частью Италии и Европой. Здесь в нашем распоряжении большая площадь 190000 м2, где мы также решили разместить новое подразделение по нанесению покрытий. Мы хотели, чтобы оно имело такие же размеры и производственные мощности, как и наш оцинковочный цех (11000 м2), и располагалось в непосредственной близости от него. Мы предполагали, что большая часть производства будет выделена под нанесение покрытий на оцинкованную сталь, а также другие материалы, например, железо и алюминий.
«С нами сотрудничали некоторые из крупных итальянских компаний сектора нанесения покрытий: Silvi Srl (Лесмо, Монца и Брианца) — система, которая затем была интегрирована с камерой нанесения порошковых покрытий, разработанной и установленной компанией Siver Srl (Таверне ди Корчано, Перуджа), Futura Convogliatori Aerei Srl (Робекко-Павезе, Павия) — конвейер и Cogeim Europe Srl (Казореццо, Милан) — дробеструйная установка. Благодаря этому сотрудничеству компания Zimetal смогла установить передовую линию нанесения покрытий, разработанную в соответствии с принципами четвертой промышленной революции и способную обрабатывать до 24 тонн стали в час».
—
Сверху вниз: механизм опускания станции загрузки, двухрельсовый конвейер с максимальной производительностью 3 тонны на стойку и туннельная дробеструйная установка от компании Cogeim Europe.
Снижение воздействия на окружающую среду
Цель проекта состояла не только в том, чтобы предоставить клиентам Zimetal комплексное обслуживание: одним из основных факторов было стремление сделать эти два процесса более экологически безопасными. «Вопрос экологически рационального производства с давних пор для нас приоритетным», — отмечает Боттанелли. «Однако быть ответственной компанией иногда означает идти на компромиссы с точки зрения производительности. В данном случае мы смогли разработать два процесса с нулевыми жидкими выбросами, обеспечивая при этом достаточную коррозионную стойкость обработанных поверхностей. В 2008 году мы стали первой компанией в Европе, которая выполняла операции горячего цинкования по технологии HAL-GA® для контроля реакционноспособных сталей и без использования свинца и никеля, теперь интегрированной с системой экологически чистого цинкования ZinCare®. Мы хотели, чтобы на нашем новом заводе также демонстрировалось стремление к снижению воздействия на окружающую среду. «В результате это дало нам один из основных предметов гордости и одну из причин, по которой мы довольны своим инвестированием в этот проект, который мы смогли завершить, несмотря на преграды: в то время отмечалось сокращение рынка, за которым последовал ограничительный режим, связанный с кризисом в области здравоохранения. Однако это последнее непредвиденное событие позволило нам спокойно завершить строительство нового завода и уделить время тщательному анализу, включая возможную реакцию клиентов на это значимое нововведение, что позволило нам самим обеспечить такой важный этап производства, вместо того, чтобы продолжать передавать его на аутсорсинг с последующими проблемами управления поставками, которые легко можно себе представить».
Внутри туннельной камеры дробеструйной обработки.
Горячее цинкование: основной вид деятельности компании Zimetal в давних лет
Каждый вид сырья, поставляемый на завод, идентифицируется, контролируется и отслеживается, начиная с приемки и на протяжении всего цикла обработки, вплоть до испытания и поставки. «Мы используем только сертифицированные материалы, высокотехнологичные сплавы и высококачественный цинк (99,995%)», — говорит Боттанелли. «Детали, подлежащие цинкованию, подвешиваются на крюки на загрузочных рамах и направляются на различные стадии процесса. Они по большей части автоматизированы и контролируются центральной системой управления, что гарантирует высокую гибкость и точность в соответствии с растущими требованиями рынка с точки зрения, как качества, так и обслуживания. Все этапы производства постоянно контролируются и регистрируются системой управления, и каждый параметр производственного цикла контролируется также с помощью внутренних и внешних лабораторных анализов».
Компания Zimetal использует современную установку цинкования, которая благодаря своей большой площади может обрабатывать компоненты значительных размеров. «Процесс предварительной обработки перед цинкованием выполняется в разделенном на сегменты туннеле с полностью автоматической системой управления, которая также регистрирует параметры, применяемые на различных стадиях обезжиривания, травления, очистки, промывки и предварительного нагрева. Нагрев осуществляется с помощью автоматизированного устройства для нагревания до 110 °C и рекуперации тепла из печи установки цинкования. Цинкование выполняется в резервуаре размером 14×1,8×3,3 м, за которым следуют 7 станций воздушного охлаждения и 1 ванна для водяного охлаждения, 1 станция для нанесения пассивирующего раствора и 5 станций сушки с автоматическим нагревом при комнатной температуре». По завершении процесса оцинкованные материалы выгружают, испытывают и упаковывают, если согласно заказу требовалось только цинкование, или направляются в наш цех нанесения покрытий.
Полный контроль над новой линией нанесения покрытий.
Вот как Уго Боттанелли описывает завод по нанесению покрытий, один из самых крупных в Италии: «Наша новая линия нанесения покрытий занимает площадь 11000 м2 и позволяет обрабатывать подложки из различных материалов, таких как железо, цинк, нержавеющая сталь и алюминий. Мы выбрали лучшие технологии, гарантирующие высочайшие стандарты качества, сокращение времени обработки и возможность мониторинга и записи каждого шага, чтобы обеспечить соответствие параметров ранее заданных циклов обработки». Мы ставили задачу — достигать высокой производительности в любых условиях и с любыми материалами. «Вот почему мы сначала определили идеальную скорость двухрельсового конвейера, а затем, исходя из этого, установили параметры для других систем. Конвейер, установленный компанией Futura Convogliatori Aerei, — это одно из передовых устройств, которые продвигают Zimetal в будущее».
Он перемещает детали по линиям пескоструйной обработки и нанесения покрытий, что составляет почти 2 км. «Он оснащен 50 стойками грузоподъемностью 3 тонны каждая и способен перемещать детали размером до 10×1,2×2,5 м. Это элемент, который с помощью сложной системы управления 4.0 обеспечивает связь всех сегментов завода с центральной системой управления компании, что позволяет отслеживать и контролировать все технологические стадии, начиная с подготовки материала, автоматической пескоструйной обработки низкого и высокого давления и 12-стадийной химической обработки и заканчивая сушкой, нанесением порошкового покрытия, отверждением, упаковкой и сортировкой. Каждый этап, включая подачу порошка и обработку сточных вод ZLD, подлежит точному контролю для достижения наилучших возможных результатов».
На выходе из дробеструйной установки двухрельсовый конвейер распределяет рамы для дальнейшей обработки.
Камера нанесения порошковых покрытий.
Встроенная дробеструйная установка для обеспечения защиты от коррозии 5 уровня
“Еще одним преимуществом внутреннего управления процессами цинкования и нанесения покрытий является возможность проектирования и разработки специальных циклов обработки для каждого продукта. Например, для наружных металлических конструкций и деталей компания Zimetal разработала систему VERNIX®, включающую 5 стадий: горячее цинкование подложки с использованием системы ZinCare® и технологии HAL-GA®, тонкая пескоструйная обработка, 12-стадийная химическая обработка, нанокерамический конверсионный процесс, который завершает химическую обработку материалов, улучшая адгезию и стойкость краски благодаря использованию нанотехнологий и порошковых покрытий, одобренных Qualicoat. Интеграция дробеструйной установки в линию нанесения покрытий еще больше повышает производительность всей нашей противокоррозионной системы благодаря добавлению в производственную линию пятого элемента, направленного на обеспечение более высокой защиты, чем позволяют обычные системы порошковых покрытий. Это идеальное техническое сочетание различных стадий процесса позволяет получить покрытия с превосходными свойствами».
«В нашей отрасли редко можно встретить интегрированную дробеструйную установку», — подтверждает Алессандро Николис, менеджер по продажам в компании Cogeim. «Это дробеструйная установка типа GTU, состоящая из туннеля непрерывного действия длиной 56 м с возможностью подвешивания груза, который включает камеры ручной подкраски, продувки и пескоструйной обработки, причем последняя располагается после автоматической пескоструйной обработки. На стойки, которые используются для автоматической дробеструйной обработки, можно размещать детали с максимальной площадью поперечного сечения 1500×2500 мм, длиной до 16 м и весом 3000 кг каждая. Камера оснащена моторизованной тележкой, которая также позволяет вручную обрабатывать большие детали размером до 3000×2500 мм и длиной до 16 м при максимальном суммарном весе 7000 кг».
«На первой стадии автоматической пескоструйной обработки используется 16 однодисковых турбин диаметром 380 мм и мощностью 15 кВт каждая, которые обрабатывают детали до степени чистоты SA 2,5 со скоростью 0,6-4 м/мин, регулируемой с помощью регуляторов скорости. Это гарантирует эффективное действие абразивной смеси, содержащей слегка угловатую металлическую дробь.
Для рециркуляции дроби, подаваемой турбинами, используется просеивающая установка с двумя подъемниками. Таким образом, среда, используемая в рабочем цикле, всегда остается чистой и не содержит отходов, которые могут негативно повлиять на работу турбин. Установка также оснащена автоматическими пневматическими дверцами для предотвращения утечки абразива во время обработки. Наконец, вокруг камеры пескоструйной обработки был установлен звукоизоляционный кожух, чтобы свести к минимуму шум от турбин и процесса пескоструйной обработки в целом». Система разработана в соответствии с принципами четвертой промышленной революции, что гарантирует полный контроль процесса, более эффективное управление производством и мониторинг.
Стадия ручного подкрашивания после автоматического нанесения порошкового покрытия.
От предварительной обработки до порошкового покрытия
«На стадии химической обработки, — объясняет Даниэле Фумагалли, владелец компании Silvi Srl, специалисты которой разработали и установили новую систему нанесения покрытий, — используются распылительные форсунки в туннеле с ваннами, содержащими около 700 м3 химических растворов, специально разработанных для идеальной очистки и подготовки всех поверхностей. Цикл обработки состоит из 12 стадий, заканчивающихся нанотехнологической конверсией металлической подложки. Сточные воды направляются в выпарную установку замкнутого цикла, которая обеспечивает регенерацию воды для рециркуляции в цикле обработки».
Покрытие наносят в камере Silver Booth, установленной компанией Siver и оснащенной автоматической системой предварительного считывания стоек с подвесками, 12 автоматическими пистолетами-распылителями Nordson Encore HD и 3 пистолетами для предварительного и дополнительного подкрашивания вручную. Особенностью этой камеры является автоматическая система восстановления порошка с 2 контейнерами, которая позволяет быстро менять цвет практически без простоя оборудования с минимальным временем ожидания на очистку пистолета.
После окрасочной камеры установлена печь отверждения объемом 1500 м3, работающая при температуре 190 °C и оснащенная горелками непрямого нагрева пламени, которые предотвращают любое изменение цвета даже при толщине покрытия до 50 мм. Выходя из печи, детали направляются непосредственно в камеру охлаждения, оборудованную вытяжными вентиляторами для забора горячего воздуха и принудительной подачей свежего воздуха. Наконец, они выгружаются для окончательного испытания и проверки перед упаковкой и отгрузкой.
Механизм опускания на станции разгрузки
Слева направо: Алессия Вентура из компании ipcm®, Алессандро Николис из компании Cogeim, Габриэле Брамбилла и Лука Томассини из компании Siver, Маргарита Рубиоло и Уго Боттанелли из компании Zimetal и Даниэле Фумагалли из компании Silvi.
Перспективы Zimetal
«Благодаря отличной координации между подразделениями цинкования и нанесения покрытий, всестороннему подходу к обоим процессам и, что не менее важно, нашему сотрудничеству с ведущими компаниями в секторе промышленных покрытий, — заключает Боттанелли, — теперь мы можем уложиться в установленные сроки поставки в одну неделю даже для крупных партий, более ответственно относиться к окружающей среде и здоровью наших сотрудников, а также обеспечить высокое качество и коррозионную стойкость, требуемые нашими клиентами. Одно из наших исторических заявлений определило горячее цинкование как мост в будущее, поскольку оно необходимо для создания различных конструкций, таких как самые футуристические архитектурные здания. Теперь мост в будущее Zimetal также включает порошковое покрытие изделий из различных материалов без ограничений по размерам и всегда с прицелом на инновации в отрасли: без этого мы никогда не стали бы эталоном в области инновационного и экологически безопасного цинкования и нанесения покрытий».
