Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Каскадная промывка

Каскадная промывка предусматривает использование смеси ультрафильтрата с обессоленной водой или чистой обессоленной воды, которая подается в контуры последней зоны промьшки и далее последовательно перетекает из одной зоны промывки в другую навстречу движению изделия, обогащаясь смытой краской. Количество воды и ультрафильтрата рассчитывается так, чтобы компенсировать убыль воды на испарение. Часть промывной воды и ультрафильтрата сбрасывается в очистные сооружения с целью вывода из системы вредных веществ и солей. [2]

Каскадная промывка позволяет в три-пять раз уменьшить расход воды и улучшить качество промывки деталей, так как после двухкратной промывки с использованием более чистой воды при вторичном погружении происходит более полное удаление следов электролитов. [3]

Каскадная промывка улучшает использование промывных вод в циркуляционных системах, так как сокращает количество продувочных вод для поддержания солевого состава оборотной воды на заданном уровне ( см. гл. Каскадная промывка позволяет также применять на последней ступени воду хорошего качества вплоть до конденсата. В отдельных случаях каскадное использование воды позволяет довести концентрацию примесей в ПВ до величин, соизмеримых с концентрациями тех же компонентов в ОТР, и обрабатывать их совместно. При этом в некоторых случаях целесообразно под-упаривать промывные воды после каскадного использования для повышения в них концентрации кислот и солей металлов до уровня ОТР. [4]

Ванны каскадной промывки могут быть снабжены футеровкой нз пластика, барботером, змеевиком для нагрева в одном [ is отсеков ванны. [5]

Расход воды в ваннах каскадной промывки значительно меньше, однако он зависит не только от способов промывки, но и от предельно допустимой концентрации компонентов растворов в ваннах промывки, а также от масштабов промывки и конфигурации деталей. [6]

Это достигается применением бессточной регенерации и многоступенчатой каскадной промывки в противоточ-ной воде, течение которой регулируется автоматически в зависимости от степени ее загрязненности. [10]

Источник

Организация эффективной системы циркуляции растворов в гальванической линии

Развитие отечественной промышленности в условиях ее интеграции в мировую экономику диктует необходимость обеспечения высокого качества продукции гальванических предприятий и цехов при одновременном повышении экономической эффективности технологических процессов.

Для того, чтобы сделать гальванический процесс современным: обеспечить постоянство качества покрытий, не допуская остановок процесса и получения брака, и, при этом удешевить стоимость нанесения покрытия, необходимо правильно подобрать весь комплекс вспомогательного оборудования для процесса: насосы, фильтры, нагреватели. В данной статье освящается вопросы организации эффективной системы перемешивания растворов на основании моделирования потоков жидкости в гальванической ванне.

Работая на рынке вспомогательного оборудования для гальваники уже более 10 лет компания ТД «Элма» занимается не только поставкой современного оборудования, но и оказывает инжиниринговые услуги в области подбора и консультирования заказчиков по применению того или другого типа насосов для организации перемешивания гальванических растворов.

Основная цель перемешивания раствора – доставка действующего вещества к поверхности детали. Эффективная система перемешивания обеспечивает:

Для получения качественного покрытия систему циркуляции раствора необходимо предусмотреть в каждой ванне гальванической линии. На сегодняшний момент на практике распространены основные методы организации перемешивания в гальванической ванне:

В таблице 1 представлены основные преимущества и недостатки вышеприведенных методов:

Выбор той или иной системы обусловлен в первую очередь сложностью профиля поверхности обрабатываемых деталей, а также объемами ванн, экономической целесообразностью и пр. факторами.

Формально имея все необходимые элементы системы перемешивания (насосы, эжекторы, трубы и тд), часто на практике не удается получить ожидаемый эффект от ее работы. Поэтому правильная разработка оптимальных схем расположения эжекторов, подбор их размеров и материала, из которого они изготовлены, а также общее понимание процессов гидродинамики часто играет определяющую роль в работе системы перемешивания.

Для моделирования трехмерных течений жидкости в ванне, а также визуализации этих течений методами компьютерной графики специалисты компании ТД «Элма» используют программный комплекс FlowVision. FlowVision основан на конечно-объемном методе решения уравнений гидродинамики и использует прямоугольную адаптивную сетку с локальным измельчением. Для аппроксимации криволинейной геометрии с повышенной точностью FlowVision использует технологию подсеточного разрешения геометрии. Эта технология позволяет импортировать геометрию из систем САПР и обмениваться информацией с системами конечно-элементного анализа. Использование этой технологии позволило решить проблему автоматической генерации сетки – чтобы сгенерировать сетку, достаточно задать всего лишь несколько параметров, после чего сетка автоматически генерируется для расчетной области, имеющей геометрию любой степени сложности.

При моделировании систем циркуляции учитываются плотность и температура циркулирующей жидкости, диаметры и материал изготовления трубопровода, величина производительности и напора насоса и д.р факторы, имеющее непосредственное влияние на поток.

На рисунках выше представлены эскизы ванн, а также моделирование потока жидкостей, при различной организации забора электролита из ванны, а также возврата его обратно. Исходя из них видно, что долее эффективна возврат раствора на дно ванны как на рис.2, т.к. перемешивание в объеме более равномерно, а также исключается «поднятие» шлама со дна.

При достижении максимально положительного эффекта циркуляции ванны важно рассчитать нужные параметры насоса: напор и производительность.

На рис. 3 и 4 смоделированы потоки в ваннах одинаковых размеров, но при различных характеристиках насоса. Циркуляция при использовании насоса на рис 4 — более эффективна, отсутствуют «глухие зоны».

При обработке деталей сложного профиля в последнее десятилетие все более широкое применение находят системы эжекторного перемешивания.

Система основана на возникновении эффекта Вентури (разность давления при прохождении жидкости по трубам различного диаметра увлекает за собой дополнительный поток). При использовании эжекторов возникает возможность направлять потоки на сложный профиль, а также существенно экономить на мощности насоса (снижение стоимости насоса, энергопотребления всей гальванической линии).

При проектировании эжекторной системы важно подобрать правильный напор насоса. При анализе системы перемешивания одного из наших партнеров при помощи моделирования потоков было выявлено, что последние эжекторы вообще не были задействованы из-за низкого напора подобранного насоса (см. рис. 6).

Рис. 6. Моделирования эжекторной системы циркуляции раствора.

В гальваническом производстве при нанесении покрытий детали обрабатываются поочередно в нескольких растворах, имеющие, как правило, отличающиеся друг от друга составы с четкими границами интервалов концентраций веществ. При вынимании деталей из технологической ванны вместе с деталью на ее поверхности выносится тонкая пленка раствора, который (если бы не было промывки) попадая в следующую по ходу техпроцесса технологическую ванну загрязняет ее, что в большинстве случаев приводит в появлению брака. В то же время вынесенный деталями раствор из последней технологической ванны при их сушке образует тонкий налет сухих веществ, которые при эксплуатации изделия растворяются в конденсирующей на поверхности деталей влаге и образует раствор способствующий коррозии покрытия и нарушение функциональных характеристик покрытия. Поэтому промывка деталей предназначена для предотвращения загрязнения технологических растворов и обеспечению чистоты поверхности готовых деталей.

Таким образом, хотелось бы отметить особое внимание организации эффективного перемешивания в ваннах промывки, которым часто не уделяют должного внимания.

В соответствии с ГОСТ 9.314-90 «Вода для гальванического производства и схемы промывок. Общие требования» существуют несколько методов промывки деталей:

Рис. 7 Методы промывки деталей

Обработка на подвесках, имеющих пазы, углубления и т.п.

Обработка деталей насыпью

Условное обозначение метода промывки	Наименование метода	Область применения	Дополнительные указания
П	Погружной – промывка в ваннах с проточной и непроточной водой	Минимальная продолжительность промывки 20 с
С, ИС	Струйный или импульсноструйный – промывка из душирующих устройств	Обработка на подвесках деталей преимущественно простой конфигурации	Минимальная продолжительность промывки 10 с
К	Комбинированный – последовательно струйный и погружной	Промывка деталей после обработки в трудно смываемых растворах и деталей сложной конфигурации	Минимальная продолжительность промывки 20 с

Температурный режим воды

Условное обозначение	Температурный режим воды	Температура, °C	Область применения	Дополнительные указания
Х	Холодная	15-39	Во всех случаях, кроме перечисленных для Т и Г	Допускается использовать воду с температурой ниже 15 С, если это не влияет на качество промывки
Т	Теплая	40-60	После операции обезжиривания, хроматирования, травления легких сплавов, снятия шлама, анодного окисления, перед и после химического оксидирования черных и цветных металлов	—
Г	Горячая	Св. 60	После операции обезжиривания, травления и снятия травильного шлама в щелочных растворах, при наличии на поверхности значительного количества масел и смазок, перед химическим обезжириванием – травление, перед операциями нанесения покрытий в теплых и горячих растворах, перед сушкой	Не применяется после операции хроматирования по цинковому и кадмиевому покрытиям и химического оксидирования по алюминию и алюминиевым сплавам

Примечание. Если при каскадной промывке в одной из ступеней предусматривается теплая или горячая вода, то в другой ступени температура воды не нормируется.

Основные преимущества и недостатки использования различных типов насосного оборудования

Таким образом, проектирование эффективной системы промывки и подбор соответствующего вспомогательного оборудования будет зависеть от выбранного метода.

Виды центробежных насосов, используемые при организации циркуляции растворов

Для обеспечения чистоты электролитов в гальваническом производстве используются установки фильтрации с использованием вертикальных или горизонтальных насосов. При выборе систем фильтрации необходимо иметь в виду, что фильтрация только основной процессной ванны не решит проблему качества покрытий. Фильтровать надо и ванны обезжиривания, и другие вспомогательные ванны (травления, хроматирования и т.д.) Для каждого процесса рекомендуется своя кратность обмена электролита при фильтрации.

Фильтрация предназначена для удаления механических или органических примесей, а также масла с поверхности ванн обезжиривания. Включение в состав системы перемешивания фильтра снижает производительность насоса на 20% — данный факт необходимо учитывать при проектировании системы.

Общий принцип действия для фильтровальных установок: электролит закачивается насосом внутрь фильтровальной установки (фильтрующей колбы), где находятся фильтрующие элементы в соответствии с очищаемой ванной. Колбы выполнены из PP (полипропилен) или полностью из PVDF (аналог фторопласта), система навесных тяг гарантирует полную герметизацию колбы. Определение уровня засорения фильтра контролируется при помощи манометра. После прохождения раствора сквозь фильтрующий элемент жидкость возвращается в ванну.

Степень фильтрации установок – различная и зависит от выбора типа фильтрующего элемента – картриджи, диски, маслофильтры и от количества фильтрующих элементов.

Выбор типа фильтрующих дисков или картриджей для фильтрации гальванических ванн должен производиться с учетом типа ванны (химического состава ванны), рабочей температуры и типа фильтрации (механическая, угольная и т.д.)

Литература:

Статья подготовлена специалистами ООО ТД «Элма» г. Санкт-Петербург. Тел./факс: +7(812)490-75-03

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Каскадная промывка

Таким образом, промывка бунтов и прутков струями с большим расходом воды должна уступить каскадной промывке погружением с незначительным расходом воды. [17]

В США первая вакуум-выпарная установка для регенерации хромовой кислоты из стоков участка хромирования была пущена в эксплуатацию в 1949 г. На ней проводится очистка и регенерация сбросов из первой ступени каскадной промывки и отработанного раствора рабочей ванны. Этот способ окупается за счет высокой стоимости возвращаемой хромовой кислоты и экономии химикатов для обезвреживания хромсодержащих стоков. [20]

При этом надо иметь в виду, что внедрение новой технологии нанесения гальванических покрытий или проведение вспомогательных процессов приводит к очень заметным изменениям в структуре сточных вод. В гальваническом отделении целесообразно внедрять многоступенчатую каскадную промывку или полную регенерацию составляющих, содержащихся в гальванических ваннах. [21]

Каскадная промывка улучшает использование промывных вод в циркуляционных системах, так как сокращает количество продувочных вод для поддержания солевого состава оборотной воды на заданном уровне ( см. гл. Каскадная промывка позволяет также применять на последней ступени воду хорошего качества вплоть до конденсата. В отдельных случаях каскадное использование воды позволяет довести концентрацию примесей в ПВ до величин, соизмеримых с концентрациями тех же компонентов в ОТР, и обрабатывать их совместно. При этом в некоторых случаях целесообразно под-упаривать промывные воды после каскадного использования для повышения в них концентрации кислот и солей металлов до уровня ОТР. [22]

Источник

Межоперационная промывка в гальванике

Вы здесь

Межоперационная промывка в гальванике
Межоперационная промывка деталей едва ли не самая важная операция во всяком гальваническом процессе. Хотя она и не участвует в образовании гальванического покрытия, но плохое ее выполнение может не только свести на нет все усилия по получению доброкачественного и красивого покрытия, но и испортить все рабочие растворы и даже оборудование. Дело в том, что при извлечении детален из какого-либо раствора после стекания его излишка на них остается тонкая, но вполне ощутимая пленка раствора. Если детали с такой пленкой погрузить в другой раствор, то пленка в нем растворится и загрязнит его компонентами предыдущего раствора, которые для второго будут посторонними, а, следовательно, вредными. Поэтому после каждой операции должна производиться тщательная промывка в большом количестве чистой про¬точной перемешиваемой воды. Очень редко применяется перенос в следующую ванну без промывки — только в тех специальных случаях, когда следы первого раствора нужны для работы второго. Когда деталь с оставшейся пленкой раствора попадает в чистую воду, то компоненты раствора пленки начинают переходить (диффундировать) в прилегающий слой воды. Скорость этой диффузии снижается по мере того, как концентрация вещества в пленке будет убывать, а в прилегающем слое воды возрастать, т. е. по мере того, как разница концентраций будет уменьшаться. Когда эти концентрации сравняются, дальнейшее вымывание вещества из пленки прекратится и на деталях останется слой жидкости с этой сравнявшейся концентрацией.
При большом объеме воды растворенные компоненты будут диффундировать вглубь воды, снижая тем самым концентрацию в прилегающем к деталям слое, но это процесс медленный. Он ускоряется при подогреве воды, при ее перемешивании и, еще лучше, при непрерывном подводе свежей воды вместо прилегающего слоя. И все-таки процесс диффузии идет медленно, поэтому промывка, даже при всех ускоряющих факторах, требует небольшого, но существенного времени. Каскадная (многоступенчатая) противоточная промывка. С теоретической точки зрения подводить к промываемой детали абсолютно чистую (не содержащую1 смываемых веществ) воду невозможно, ибо при первом же соприкосновении с деталью в нее перейдет какое-то количество этих веществ, но практически это в достаточной степени осуществимо при промывке сильной струей воды, не используемой повторно. Однако этот’ способ, помимо некоторых технических неудобств (например, плохой промывки углублений), обладает существенным недостатком — колоссальным расходом воды, что при теперешней ее нехватке в большинстве промышленных городов всего мира является недопустимым расточительством, а необходимость после использования очищать эту воду перед спуском в водоемы вызывает дополнительные расходы и технические затруднения. Вот почему сейчас все шире входит в обиход метод каскадной противоточной промывки, основанный на давно применяемом в химической промышленности принципе встречного движения растворяемого вещества и растворителя, в нашем случае — адсорбированного деталью слоя раствора и воды. Осуществляется это так: устанавливается две (редко три); промывные ванны, свежая вода поступает сначала в первую ванну, из нее переливается во вторую, затем — в третью и оттуда уходит в канализацию, а детали с пленкой адсорбированного раствора промываются сначала в третьей ванне, затем во второй и, наконец, в первой. Следовательно, детали, несущие» пленку концентрированного раствора, сначала промываются более загрязненной водой, а по мере разбавления этой пленки встречаются с более чистой водой, что позволяет поддерживать все время достаточно большую разность концентраций загрязнений между пленкой на детали и подаваемой водой и очень существенно уменьшить расход воды. Правда, две ванны (третья требуется очень редко) занимают, казалось бы, больше места, чем одна, но зато их можно делать меньшего размера. Объем воды, окружающий подвесочное приспособление с деталями, играет в этом случае меньшую роль, а чем меньше объем ванны, тем при данном расходе вода в ней быстрее обновляется, что положительно влияет на качество промывки.

Расход воды (л) на промывку 1 ма деталей
где v — унос раствора 1 ма деталей, л/м2; N — количество ступеней промывки (количество ванн, соединенных в противоточный каскад); С0 — начальная концентрация основного загрязняющего компонента* в пленке на детали, т. е. концентрация его в ванне гальванической обработки, г/л; Сп — предельно допустимая концентрация загрязняющего компонента в последней ванне каскада, следовательно, и его концентрация в пленке, оставшейся на промытой детали, г1л\

Отношение К = С0/Са, показывающее, во сколько раз должна быть снижена в результате промывки концентрация основного компонента в пленке жидкости, удерживаемой на поверхности детали, называется критерием окончательной промывки.
Основной компонент (применительно к данному расчету) — это тот из компонентов раствора предыдущей перед промывкой операции, для которого критерий окончательной промывки больше, чем для всех прочих. Концентрация С0 этого компонента в пленке жидкости, унесенной деталью, равна его концентрации в предыдущем растворе, а оставшаяся после промывки его концентрация в пленке на деталях Сп равна его концентрации в последней промывочной ванне каскада. Величину Сп для расчета расхода воды можно брать из табл. 1, где она приведена в зависимости от назначения предыдущей перед промывкой операции и последующей, которую промывка должна защитить от загрязнения.

Источник

Гальванические ванны

Ванны, т.е. ёмкости, содержащие рабочие растворы, в которых выполняются подготовительные, основные (процессы покрытия) и заключительные операции химической или гальванической (электрохимической) обработки поверхности деталей, являются основным видом оборудования гальванических цехов и участков. Несмотря на чрезвычайное разнообразие применяемых ванн, к ним предъявляется ряд общих требований: герметичность, химическая инертность материала ванны к содержащемуся в ней раствору, возможность создания и поддержания заданного теплового режима; удобство и безопасность обслуживания. Различие в конструкции ванн определяется прежде всего особенностями технологического процесса, требующими подогрева или охлаждения электролита, перемешивания, качания штанг, непрерывной фильтрации, наложения различных физических факторов (ультразвука, магнитного поля, протока электролита и т.п.). Кроме того, для электрохимических ванн необходим также подвод электрического тока требуемой полярности и силы с возможно большей равномерностью распределения тока по поверхности деталей и меньшими потерями электрического напряжения.

Применяемые в гальванических цехах ванны по способу загрузки принято разделять на две группы: ванны ручной загрузки (стационарные) и ванны с механизированной загрузкой.

1.1. Основные параметры и размеры ванн

Рис. 1.1. Основные размеры ванн ручного обслуживания	Рис. 1.2. Расположение подвесочных приспособлений и змеевика по длине ванны

Расстояние между центрами соседних анодной и катодной штанг выбирают в пределах 150–300 мм в зависимости от размеров и формы покрываемых деталей (рис. 1.1). Чем меньше расстояние между катодом и анодом, тем хуже первичное распределение тока и тем больше разница в свойствах и толщине покрытия на различных участках поверхности деталей.

Для ванн ручного обслуживания при наличии одностороннего доступа к ванне их ширина ограничена возможностью человека протянуть руку для работы примерно на 800 мм. При наличии рабочих проходов с обеих сторон ванны, допускающих её двустороннее обслуживание, ширина ванны может быть больше (не более, чем вдвое). При наличии устройства для механизированного подъёма любой катодной или анодной штанги вместе с подвесками ширина ванны эргономическими критериями не лимитируется.

Длина ванны (обычно по длиной стороне ванны располагают аноды) должна быть кратной ширине подвесочного приспособления с небольшим припуском на интервалы между подвесками. Дополнительно длина ванны увеличивается на припуски для труб змеевиков и барботёров и на повышенные зазоры между крайними подвесками и торцовыми стенками ванны или трубами (в случае, если они металлические) для снижения эффекта биполярного электрода. Длина всех ванн, в которых проводятся длительные операции, одной линии должна быть одинаковой.

1.2. Конструкция ванн и материалы для их изготовления

В зависимости от назначения ванн применяются различные типы корпусов. Показанный на рис. 1.3 корпус ванны без кармана применяется для следующих технологических операций: электролитического нанесения покрытий, травления, улавливания, активирования (декапирования), пассивирования, осветления, оксидирования, окрашивания алюминия, нейтрализации, химического и электрохимического полирования, удаления некачественных покрытий, снятия шлама.

Рис. 1.3. Корпус ванны без кармана	Рис. 1.4. Корпус ванны с карманом

Корпуса ванн, показанных на рис. 1.5 и 1.6, предназначены для двух- и трёхступенчатой противоточной (двух- и трёхкаскадной) промывки. Детали начинают промывать в крайней правой «грязной» секции с карманом, из которого вода сливается в канализацию, а заканчивают в левой «чистой» секции, куда поступает чистая вода для промывки из цехового водопровода.

Из «чистой» секции вода равномерно переливается через специальные перегородки в нижние части следующих секций, вытесняя в канализацию через карманы верхние более грязные слои воды. Эти перегородки устанавливаются на расстоянии 50 мм от разделительных стенок секций и несколько выше их.

В гальваническом производстве встречаются ванны, имеющие более трёх ступеней промывки. Эти ванны применяют, например, при покрытии деталей драгоценными металлами. Объясняется это тем, что при большем числе ступеней промывки в канализацию выносится (теряется) меньше драгоценного металла.

Рис. 1.5. Корпус ванны двухкаскадной промывки	Рис. 1.6. Корпус ванны трёхкаскадной промывки

В ваннах многоступенчатой противоточной промывки чистая вода поступает сначала в секцию, наиболее удалённую от кармана, переливается в следующую секцию и так до тех пор, пока не попадает в карман, а из него – на очистку. Промываемые детали движутся навстречу потоку воды, т.е. сначала попадают в наиболее «грязную» секцию с карманом, потом – в следующую и так до тех пор, пока не попадут в последнюю «чистую» секцию. Эффективность применения противоточной каскадной промывки рассмотрена в главе 9.

Кроме показанных выше корпусов ванн на практике встречается целый ряд корпусов ванн другой конструкции, предназначенных в основном для промывки.

Рис. 1.7. Корпус трёхсекционной ванны двухкаскадной промывки

На рис. 1.7 показан корпус трёхсекционной ванны двухкаскадной промывки для случая, когда в одном корпусе размещены две ванны двухкаскадной промывки в холодной воде после двух технологических операций. Общей для обеих ванн в таком корпусе является средняя «чистая» секция, в которую подается вода из цехового водопровода. Из средней секции вода равномерно переливается через перегородки в нижние части крайних секций, вытесняя в канализацию через карманы верхние более грязные слои воды. Трёхсекционная ванна двухкаскадной промывки устанавливается между технологическими ваннами, после обработки в которых детали промываются в этой промывной ванне. Детали из технологических ванн, расположенных слева и справа от трёхсекционной ванны двухкаскадной промывки поступают сначала в крайние секции с более грязной водой, а затем – в среднюю секцию. Применение таких ванн промывки экономит производственную площадь, сокращает расход конструкционных материалов, упрощает схемы подвода воды и сжатого воздуха.

Рис. 1.8. Схема соединения корпусов ванн промывки

Недостатком таких корпусов ванн является их громоздкость. Это вызывает ряд проблем при их изготовлении, монтаже или демонтаже. Для устранения этого недостатка корпус трёхсекционной ванны двухкаскадной промывки изготавливают составным. На рис.1.8 показана такая система, состоящая из двух ванн промывки, соединённых собой трубами. При установке справа или слева ещё одной ванны промывки с карманом можно получить трёхсекционную ванну противоточной каскадной промывки. Перелив воды из правой «чистой» секции в левые с более грязной водой осуществляется через карманы по трубам аналогично схеме сообщающихся сосудов. Такие ванны занимают в линии больше места, так как в этом случае между секциями размещается верхняя отбортовка и карманы, однако преимущества таких корпусов очевидны.

Если слив промывной воды из ванны осуществляется сверху ванны, то залив воды должен производиться в нижнюю часть ванны. В этом случае наливную трубу для подачи воды опускают в ванну так, чтобы нижний конец трубы не доходил до дна ванны примерно на 50-100 мм, а верхняя часть трубы выше уровня воды заканчивалась воронкой, в которую вода должна течь из водопроводного крана свободной струей (рис. 1.9 а, б).

Рис. 1.9. Способы наполнения и слива воды в промывных ваннах

Опускать трубу водопровода без разрыва струи над воронкой нельзя из опасения засасывания промывной воды в общий водопровод в случае падения в нём напора. Если промывная вода сливается из нижней части ванны, то наливают воду сверху свободной струей из водопроводного крана (рис. 1.9 в, г).

Корпуса электролитических ванн, подключенных к источникам питания постоянного тока, во избежание утечки тока, а также для защиты от блуждающих токов следует устанавливать на изолирующие опоры из фарфора. Марка изолятора – СН-6 (изоляторы опорные внутренней установки). Корпуса остальных ванн устанавливают на металлические опоры.

Дно корпуса должно иметь уклон 1:100 или 1:50 в сторону патрубка донного слива. Для уменьшения потери полезной высоты в ваннах длиной 2 м и более дно корпуса делают с уклоном 1:100.

Для увеличения жёсткости верхних краев боковых стенок ванн производят обвязку их по периметру уголком размером от 50х50х5 до 100х100х10 мм или швеллером высотой от 80 до 120 мм. Полученная таким образом отбортовка может служить для установки на них барботёров, нагревателей, бортовых отсосов, опор для штанг и т.п.

Рис. 1.10. Общий вид ванны из полипропилена

Высокая химическая стойкость полипропилена в электролитах для нанесения покрытий дополняется тем, что он не оказывает влияния на электропроводимость растворов и обладает высокой прочностью. Ванны из полипропилена, как правило, изготавливаются из блочных конструкций, уже имеющих ребра жёсткости, и поэтому не требуют дополнительной обвязки (рис. 1.10).

1.3. Защита корпусов ванн

Рис. 1.11. Схема распределения силовых линий в ванне с непроводящими стенками	Рис. 1.12. Схема распределения силовых линий в ванне с проводящими стенками

В каждом конкретном случае материал для футеровки выбирается в зависимости от агрессивности раствора, его температуры, размеров ванны и других эксплуатационных условий. Для футеровки применяют пластмассовые, металлические материалы, резину или керамические плитки. В настоящее время керамические плитки практически не применяются. Объясняется это трудоёмкой и главным образом ручной технологией нанесения футеровочного покрытия, строгими требованиями к жёсткости корпуса ванны и невозможностью защищать оборудование, имеющее не только плоские внутренние поверхности.

Из металлических футеровочных материалов для зашиты ванн применяют листовой свинец марок С1 или С2. Свинец стоек в растворах концентрированной серной кислоты и её солей, в концентрированных щавелевой, уксусной и винной кислотах, в сернистой, хромовой, плавиковой (холодной) и фосфорной кислотах. Свинец нестоек в азотной и соляной кислотах, а также в очёнь мягкой водопроводной воде, ограниченно стоек в едких щелочах, сильно растворяется в известковой воде, содержащей 0,1 % Са(ОН) 2 при доступе кислорода.

Свинец применяли в основном для футеровки ванн хромирования, электрополирования и глубокого анодирования алюминия. В настоящее время из-за недостаточной стойкости свинца при эксплуатации электролитов хромирования и их загрязнения соединениями свинца свинцовую футеровку заменяют на другие материалы.

Для антикоррозионной защиты ванн широко применяются полимерные материалы как в виде свободного вкладыша, так и футеровки, жёстко прикреплённой к стенкам ванн. Практика показала, что при длине ванны 6 и более метров наблюдается растрескивание жёсткого полимера при защите ванны свободным вкладышем. В этом случае наиболее приемлема конструкция футеровки с приклеенной или другим путём плотно закреплённой футеровкой на стенках ванны. Механическая прочность обеспечивается металлическим корпусом ванны, а футеровка выполняет лишь функцию защитного слоя.

Ванны длиной до 1 м можно не только футеровать свободным вкладышем, но и изготавливать целиком из полимерных материалов. При этом необходимо учитывать возможность возникновения в них температурных напряжений, а также напряжений от набухания и гидростатических нагрузок, значение которых возрастает с увеличением габаритов ванн. Особую опасность для ванн из полимерных материалов представляют случайные удары как с наружной, так и с внутренней стороны стенок и дна ванн.

Кроме несколько большей термостойкости и химической стойкости пластиката его существенным преимуществом по сравнению с винипластом является гибкость, благодаря которой устраняется нетеплопроводная воздушная прослойка между футеровкой и ванной. Эта прослойка делает неприменимой винипластовую футеровку в ваннах с обогревом пароводяной рубашкой. Кроме того, гибкость, пластичность и хорошая стойкость к истиранию позволяют применять пластикат толщиной 2 мм (против 5-7 мм винипласта), что при одинаковой стоимости единицы массы дает существенную экономию.

Футеровку из пентапласта применяют для защиты ванн хромирования, химического никелирования, травления, пассивирования. На ряде предприятий для химического никелирования используют ванны, изготовленные из листового пентапласта толщиной 2-3 мм и помещённые вместе с обрешеткой из полос нержавеющей стали в пароводяную рубашку.

Внедрение футеровок из пентапластовых листов ограничивается их высокой стоимостью и низкой ударопрочностью.

Ванны без слива достаточно просто и удобно футеровать полиэтиленовой плёнкой, предварительно сварив из неё мешок по размеру ванны. Полиэтиленовую футеровку желательно делать многослойной.

Фторопласт (политетрафторэтилен) превосходит другие пластмассы по химическим, механическим свойствам, физическим, в том числе по теплостойкости. В последние годы масштабы его применения и качественные показатели значительно повысились за счёт освоения выпуска новых типов фторопластов, которые в отличие от фторопласта широко известной марки Ф-4 обладают свойствами плавких металлов: они могут экструдироваться, отливаться под давлением, подвергаться сварке плавлением. К таким фторопластам следует отнести Ф-4МБ, Ф-10, Ф-2М, Ф-3М, Ф-26, Ф-40ЛД и др.

Для химического никелирования и электрополирования рекомендуется использовать фторопласты Ф-4МБ в виде плёночного вкладыша.

Высокие химическая стойкость и термостойкость фторопластов позволяют изготавливать из них теплообменники для нагрева и охлаждения очень агрессивных растворов: травления нержавеющих сталей, электрополирования, электролитов хромирования, содержащих фториды, и т.д. Футерование листовым фторопластом позволяет отказаться от применения нержавеющих сталей, дорогостоящих сплавов, а также от малотехнологичных футеровок из свинца и керамических плиток.

Гуммирование – защита внутренних поверхностей стенок ванны с помощью резины – осуществляется мягкой кислотощёлочестойкой резиной. Резиновая футеровка обладает высокой химической стойкостью в растворах серной (до 60%), соляной (до 10%) и практически любой концентрации уксусной и фосфорной кислот. Химическая стойкость резины в указанных растворах до температуры 100 °С весьма высока.

Одним из недостатков гуммирования является необходимость применения клеёв, содержащих токсичные и огнеопасные растворители.

Этого недостатка лишены гуммировочные эбонитовые составы ГЭС-1 и ЭС-100Т, которые не содержат каких-либо растворителей, не требуют применения клеёв и адгезивов и позволяют получать бесшовные эбонитовые покрытия, однородные по физико-механическим и антикоррозионным свойствам. Составы представляют собой различной вязкости композиции, которые можно наносить кистью, штапелем, обливом или окунанием. Срок их хранения при комнатной температуре практически не ограничен. Покрытия гуммировочными эбонитовыми составами характеризуются низкой степенью набухания в кислотах и щелочах.

Фирма SERFILCO для выбора материала конструкций аппаратуры и ванн, контактирующих с электролитами, рекомендует пользоваться табл. 1.1.

Коррозионная стойкость некоторых материалов в контакте с электролитами

нержавеющая сталь 316	титан	ПВХ	поли-пропилен	тефлон
HCl 25%	?	?	до 21°С	до 85°С	до 93°С
HCl 25-37%	н/р	?	до 21°С	до 21°С	до 93°С
H 2 SO 4 0-10 %	?	до 21°С	до 21°С	до 85°С	до 93°С
H 2 SO 4 10-75 %	н/р	?	?	до 60°С	до 93°С
H 2 SO 4 конц.	?	н/р	н/р	?	до 93°С
HNO 3 10 %	до 93°С	до 93°С	до 60°С	до 21°С	до 93°С
HNO 3 20 %	до 85°С	до 93°С	до 60°С	до 21°С	до 93°С
HNO 3 50 %	до 60°С	до 93°С	?	н/р	до 93°С
HNO 3 конц.	до 60°С	до 93°С	н/р	н/р	до 93°С
HF 10%	н/р	н/р	до 60°С	до 85°С	до 93°С
HF 20%	н/р	н/р	до 60°С	до 60°С	до 93°С
HF 50%	н/р	н/р	?	?	до 93°С
H 3 РО 4 0-50 %	до 60°С	до 21°С	до 21°С	до 85°С	до 93°С
H 3 РО 4 50-100 %	?	?	до 21°С	до 85°С	до 93°С
Хромовая к-та до 30%	н/р	до 93°С	до 21°С	до 85°С	до 93°С
Хромовая к-та до 50%	н/р	до 93°С	н/р	до 60°С	до 93°С
NaOH 20%	до 93°С	до 93°С	до 60°С	до 85°С	до 93°С
NaOH 50%	до 60°С	до 93°С	?	до 85°С	до 93°С

Короткий комментарий. «Ванны для хромирования ни в коем случае нельзя ни изготавливать, ни футеровать свинцом ». Кудрявцев В.Н.

Источник