Если корректированием и фильтрацией не достигается получение доброкачественного покрытия, то электролит заменяют. Для этого насосом электролит перекачивают в ванну промывки, а из нее через нижний сливной штуцер спускают в канализацию. Из ванны извлекают упавшие детали, моют ее, перекачивают приготовленный электролит из запасной емкости.
Расчет потребности в химикатах, катодах, ан6одах и других материалах складывается из потребности на первоначальный пуск ванн и оборудования, и расхода на выполнение годовой программы.
А. Расчет потребности химикатов (кг) на первоначальный пуск ванны производится по формуле
Gп=СVn/1000
где С - концентрация компонента в растворе, г/л;
V - объем ванны, л;
n - количество ванн.
На обезжиривание
натр едкий:
Gп = 15 2,6/1000=0,039
сода кальцинированная:
Gп =25 2,6/1000=0,065
тринатрий фосфат:
Gп =40 2,6/1000=0,104
стекло натриевое:
Gп =4 2,6/1000=0,01
ТМС "Элона":
Gп =2 2,6/1000
На активацию кислота соляная:
Gп =50 2,6/1000=0,13
На цинкование окись цинка:
Gп =20 2,6/1000=0,05
аммоний хлористый:
Gп =270 2,6/1000=0,7
кислота борная:
Gп =30 2,6/1000=0,078
клей мездровый:
Gп =2 2,6/1000=0,005
Б. Расчет потребности химикатов (кг) на выполнение годовой программы ведется по формуле
GГ=Sq/1000
где S - годовая производственная программа цеха, м2;
q - удельная норма расхода химикатов рассчитывается по формуле
q=Р х С
здесь С - концентрация химического компонента в растворе, г/л;
Р - технические неизбежные потери раствора на корректировку, фильтрацию, с воздухом в вентиляцию, с деталями и приспособлениями, л/м2
Следовательно,
GГ=SРС/1000
Активация
GГ=13500 0,5 50/1000=337,5
Обезжиривание натр едкий:
GГ=13500 0,5 15/1000=101,25
сода кальцинированная:
GГ=13500 0,5 25/1000=168,75
тринатрий фосфат:
GГ=13500 0,5 40/1000=270
стекло:
GГ=13500 0,5 4/1000=27
ТМС:
GГ=13500 0,5 2/1000=13,5
Цинкование окись цинка:
GГ=13500 0,2 20/1000=54
аммоний хлористый:
GГ=13500 0,2 270/1000=729
кислота борная:
GГ=13500 0,2 30/1000=81
клей:
GГ=13500 0,2 2/1000=5,4
В. Удельная норма расхода окиси цинка рассчитывается по формуле
q=t ([ZnO] + РВСХА) +СХА (Р Д + Р К),
где [ZnO] - теоретический расход окиси цинка на получение покрытия толщиной 1 мкм, г/м2 мкм;
РВ, РД, РК - потери электролита в вентиляции, с деталями и на корректировку;
СХА - концентрация окиси цинка в электролите, г/л.
Теоретический расход окиси цинка рассчитывают по формуле
[ZnO] =dMХА/МХА,
где d - плотность цинка, г/см3;
МХА и МХ - молекулярный вес окиси цинка и цинка.
[ZnO] =7,14 81,4/65,4=8,9
q=9 (8,9+0,25 20) +20 (0,25+0,25) =135
Г. Расход растворимых анодов (кг) определяется потребностью металла, идущего на получение покрытия на деталях, неизбежным расходом на покрытие подвесок и рассчитывается по формуле
G=1,05 Si td/1000,
где Si - площадь покрываемой поверхности с учетом подвесок, м2;
d - плотность металла, г/см3;
t - толщина покрытия, мкм.
Коэффициент 1,05 учитывает неизбежные потери анодного материала при механическом изготовлении анодов.
G=1,5 1,71 9 7,14/1000=0,12
Д. Расход нерастворимых электродов определяется их механическим и химическим износом в процессе работы ванны по следующей формуле:
САН= (КLHtd) /1000,где К - коэффициент сменяемости анодов (катодов), (раз/год),
L,H,t - длина, ширина (принимается 0,6 от общей длины ванны за вычетом размеров змеевиков) и толщина анода, см;
d - плотность металла анода (катода), г/см3.
L=224 0,6=134,4
H=80 0,6=48
t=20
d=7,8 г/см3
Обезжиривание:
САН= (0,1 134,4 48 20) /1000=13
Активация:
САН= (0,2 134,4 48 20) /1000=25,8
Цинкование:
САН= (2 134,4 48 20) /1000=258
Е. Расход материалов на шлифование и полирование определяют по нормам, приведенным в таблице.
Таблица 3.1
| Наименование операции | Обрабатываемый материал | Расходуемый материал | Норма расхода на 1 м2 |
| Шлифование | СальМедь и ее сплавы, цинковые и алюминиевые сплавы | Круги войлочныеАбразивные материалыСекции х/бПастаКруги войлочныеАбразивные материалыСекции х/бПаста | 0,015 шт.0,4 кг0,04 шт.0,15 кг0,015 шт0,3 кг0,04 шт.0,1 кг |
| Полирование | СтальМедь и ее сплавыСплавы на основе алюминияМедные и никелевые покрытияХромовые покрытия | Секции х/бПастаСекции х/бПастаСекции х/бПастаСекции х/бПастаСекции х/бПаста | 0,04 шт.0,15 кг0,03 шт.0,1 кг0,03 шт.0,12 кг0,03 шт.0,07 кг0,01 шт.0,03 кг |
Ж. Расход материалов на изготовление подвесочных приспособлений составляет 5-8 кг на 1 м2 покрываемой поверхности.
З. Данные по расходу химикатов и электродов сводятся в таблице 3.2
Таблица 3.2
Сводная ведомость расхода химикатов и электродов
| Наиме-нованиеоперации | Наиме-нование электродаили химиката | ГОСТ или ТУ | Расход на 1 м2 поверхности | Обраба-тываемая поверх-ность, м2/год | Расход материала на первона-чальную загрузку, кг | Расход материала на годовую программу, кг | Общая годовая потреб-ность, кг |
| Электрохимическое обезжириваниеАктивацияЦинко-вание | натр едкийсода кальци-нирован-наятринатрий фосфатстекло натриевоеТМС "Элона"кислота солянаяокись цинкааммоний хлористыйкислота борнаяклей мездровый | 152540425020270302 | 13500 | 0,0390,0650,1040,010,0050,130,050,70,0780,005 | 101,25168,752702713,5337,554729815,4 | 1787,4 |
При нанесении гальванических покрытий потребуется большое количество воды, которая расходуется на составление электролитов, растворов, на промывку деталей, охлаждение ванн и источников тока. На промывку деталей расходуется основная масса воды. В целях экономии воды необходимо использовать многоступенчатую промывку и обязательно повторно использовать воду, применяемую на охлаждение оборудования.
Расход воды на приготовление электролита рассчитывается на основании объема и количества соответствующих ванн нанесения покрытия, предварительной подготовки и окончательной обработки поверхности деталей. Расход воды на корректировку растворов и промывку оборудования принимают 20 - 40% от расхода воды на приготовление растворов.
При выборе схем промывки необходимо соблюдать следующие условия:
одноступенчатая схема промывки применяется в автоматических линиях при малом удельном выносе раствора, низком критерии промывки, небольшой производительности линии, для предварительных и заключительных операций по нанесению покрытия на подвесках, а также если расчетный расход воды меньше объема воды в промывной ванне;
двухступенчатая схема промывки применяется при большой производительности оборудования, высоком критерии промывки, большом удельном выносе раствора, при промывке в барабанах, насыпью в корзинах, а также если расчетный часовой расход воды больше объема воды в промывной ванне.
Расчет расхода воды на промывные операции до достижения в ванне улавливания 40% -ой концентрации основного компонента в рабочей ванне производится по следующим формулам:
при одноступенчатой промывке
QЦ=0,11kV;
где V - объем ванны улавливания;
k - критерий окончательной промывки, показывающий во сколько раз следует снизить концентрацию основного компонента электролита, выносимого поверхностью деталей, до допустимого значения, и определяемый согласно следующей формуле:
k=C0/CД;
где C0 - концентрация основного компонента в рабочей ванне, г/дм2;
CД - допустимая концентрация основного компонента в последней ванне промывки.
k=500;
QЦ=0,11 500 2,6 1,5=215
при двухступенчатой прямоточной промывке
QЦ=0,24 (1+m) V k/m, где m=QЦ/Q (как правило, m=3);
QЦ=0,24 (1+3) 2,6 1000/3 1,5=70
при двухступенчатой противоточной промывке
QЦ=0,24V k
QЦ=0,24 2,6 2000 1,5=42
После достижения в ванне улавливания 40% концентрации основного компонента в рабочей ванне в ней производится замена воды. Продолжительность цикла до достижения указанной концентрации в ванне улавливания находится по формуле:
t=0,5V/qS
где q - удельный вынос раствора из ванны деталями и подвеской.
t=0,5 2,6/1,71 0,2=4
Данные по расчету потребности в воде с указанием характера сточной воды заносится в таблицу 3.3
Таблица 3.3
Ведомость расхода воды
| Наименования оборудования | Количество ванн | Промываемая поверхность,м2/ч | Удельный вынос растворал/дм2 | Критерий промывки | Расход воды на ванну,м3/ч | Расход воды общий,м3/ч | Годовой расход воды,м3 | Характер сточной воды |
| Промыв-ка односту-пенчатаяДвух-ступен-чатая Прямо-точная промывкаДвух-ступен-чатая противо-точная | 211 | 3,43,43,4 | 0,30,30,2 | 50010002000 | 2157042 | 542 | 2176130 | щелоч-нойщелочнойкислый |
Давление 0,5 МПа на перемешивание 1 м3 раствора приближенно составляет 12 - 15 м3/ч.
Таблица 3.4.
Перечень операций, при выполнении которых требуется перемешивание сжатым воздухом
| Наименование операции | Характер растворов |
| Обезжиривание и травление одновременноХимическое обезжириваниеПромывка холоднаяКадмирование кислое (4А/дм2)Меднение кислоеНикелированиеЦинкование кислое (2А/дм2)Нейтрализация | КислыйЩелочнойЩелочнойКислыйКислыйКислыйКислыйКислый |
В данном разделе следует разработать эффективные мероприятия по защите окружающей среды, используя новейшую отечественную и зарубежную информацию в этой области. Действующие стандарты по охране природы и опыт промышленных предприятий.