Организация эффективной системы циркуляции, перемешивания и фильтрации растворов в гальванической линии
жүктеу/скачать 106.23 Kb.
|
| Организация эффективной системы циркуляции, перемешивания и фильтрации растворов в гальванической линии.
Григорьева А.Н, ТД «Элма», info@td-elma.ru Освещены вопросы организации эффективной системы перемешивания растворов на основании моделирования потоков жидкости в гальванической ванне. 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. 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 Таблица 1. Основные преимущества и недостатки методов перемешивания растворов
Выбор той или иной системы перемешивания обусловлен в первую очередь сложностью профиля поверхности обрабатываемых деталей, а также объемами ванн, экономической целесообразностью и прочими факторами. Формально имея все необходимые элементы системы перемешивания с помощью циркуляции жидкости (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 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. 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 более эффективен 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 Рисунках 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.  
Рис.5. Общий вид эжекторной системы 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. 
Рис 6. Пример моделирования потока жидкости эжекторной системы перемешивания раствора. В гальваническом производстве при нанесении покрытий детали обрабатываются поочередно в нескольких растворах, имеющих, 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 попадая в следующую по ходу техпроцесса технологическую ванну загрязняет ее, что в большинстве случаев приводит к 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 конденсирующейся на поверхности деталей влаге и образуют раствор, способствующий коррозии покрытия и нарушению 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. Таблица 2
Таким образом, проектирование эффективной системы промывки и подбор соответствующего вспомогательного оборудования будет зависеть от выбранного метода. Виды центробежных насосов, используемые при организации циркуляции растворов:
Рис 8. Вертикальный насос.  
Рис 9. Насос с торцевым Рис 10. Насос с магнитной муфтой уплотнением Таблица 4 Основные преимущества и недостатки использования различных типов насосного оборудования
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. 
Рис.11. Рис.12. Фильтровальная установка с вертикальным насосом Фильтровальная установка с горизонтальным насосом 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 (разновидность 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. В Типы дисков
Типы картриджей:
Литература:
жүктеу/скачать 106.23 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|
Рис 1. Эскиз ванны при устройстве циркуляции с возвратом раствора сверху
Рис2. Эскиз ванны при устройстве циркуляции с возвратом раствора на дно
ертикальные центробежные (рис 8)
ыбор 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.)