Проектирование гальванического участка (стр. 5 из 6)

w_нар = w_вн + 100 (3.14)

Для ванн с односторонним бортотсосом

w_нар = w_вн + 300 (3.15)

Для ванн с двусторонним бортотсосом

w_нар = w_вн + 500 (3.16)

Результаты расчета стандартного оборудования сводятся в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 Ведомость стандартного оборудования

Наименованиеоборудования	Количество единиц	Объем электролита, л	Внутренние размеры ванн, мм			Наружные размеры ванн, мм
			длина	ширина	высота	длина	ширина
Ванна химического обезжиривания	1	1070	2000	630	11000	2100	1130
Ванна горячей промывки	1	1070	2000	630	11000	2100	930
Ванна элекрохимическогообезжиривания	1	1070	2000	630	11000	2100	1130

Ванна каскадной горячей и холоднойпромывки	2	2000	2000	2000	1000	2100	1300
Ванна травления	1	2000	2000	1000	1000	2100	1500

Наименованиеоборудования	Количество единиц	Объем электролита, л	Внутренние размеры ванн, мм			Наружные размеры ванн, мм
			длина	ширина	высота	длина	ширина
Ванна каскадной холодной промывки	1	2000	2000	1000	1000	2100	1100
Ванна активирования	1	1070	2000	630	1000	2100	1130
Ванна холодной промывки	2	1070	2000	630	1000	2100	730
Ванна улавливания	2	1070	2000	630	1000	2100	730
Ванна никелирования	1	1070	2000	630	1000	2100	1130
Ванна покрытия сплавом олово-висмут	1	1070	2000	630	1000	2100	1130
Ваннасушки	1	-	2000	630	1000	2100	1130
Ванна снятия брака никелирования	1	60	400	320	500	500	420
Ванна снятия брака сплава	1	60	400	320	500	500	420

4. Расчётно-экономическая часть

4.1 Определение загрузки и тока для ванн электрохимических процессов, выбор источников тока

4.1.1 Расчёт поверхности и тока для ванн производится по формуле

S_y = (S₁ + S₂) ∙ у, (4.1)

где S₁ – рабочая поверхность, т.е. поверхность деталей на подвеске, дм²;

S₂ – нерабочая поверхность, т.е. поверхность изолированной части подвески, дм². S₂ = 0,03S₁;

у – количество подвесок в ванне.

S_y= (7, 56+7, 56·0, 03) ·8= 62, 29 дм².

4.1.2Ток на ванне рассчитывается по формуле

Y_y = D_к ∙ Sy, (4.2)

где D_к – максимально допустимая плотность тока для данного процесса,

А/ дм²;

Для электрохимического обезжиривания

Y_y= 62, 29 ∙ 10 = 623 А;

Для никелирования

Y_y= 62, 29 ∙2 = 125 А;

Для нанесения сплава олово-висмут

Y_y= 62, 29 ∙3 = 187 А.

В соответствии с рассчитанной силой тока и напряжением на ванне выбираются выпрямители для питания ванн, технические характеристики которых представлены в таблице 4.1

Таблица 4.1

Потребитель постоянного тока		Поверхность одновременной загрузки, дм2	Плотность тока, А/дм2	Сила токана единицу оборудования		Напряжение,в	Источник постоянноготока
наименование	Количетво			расчётная	принятая		наименование	тип	сила тока, А	КПД,%
Ванна электрохимическогообезжиривания	1	7,56	10	623	800	12	Выпрямитель	ТВ1-800 12Т-0	800	92
Ванна никелирования	1	7,56	2	125	800	12		ТЕ1 -80012Т-0	800	92
Ванна покрытия сплавом олово-висмут	1	7,56	3	187	800	12		ТЕ1 -80012Т-0	800	92

4.2 Расчёт общего расхода электроэнергии на участке

4.2.1 Суточный расход технологической энергии на участке определяется по формуле

(4.3)

где Z– число часов работы оборудования в сутки, ч;

N_нагрев – мощность сушильной ванны;

ΣN_{эл дв} – суммарная мощность электродвигателей, кВт;

ΣI– суммарная сила токов на ваннах, А;

N_кач – мощность устройства для качания штанг, кВт;

U– среднее рабочее напряжение на ваннах, В;

η₀ – КПД выпрямителя;

K₁–коэффициент загрузки оборудования (K_{1 =}K_з);

K₂– коэффициент загрузки источника тока, равный отношению потреблённого для электролиза тока к току, указанному в паспорте выпрямителя.

W_сут = 16 · (3, 6 + 2, 36+

) · 0, 85 · 0, 39 = 85, 52 кВт·ч

4.2.2 Годовой расход технологической электроэнергии на участке определяется по формуле

(4.4)

где T– число рабочих суток в году. T= 260.

W_год =85, 52 · 260 = 22235 кВт∙ч

4.3 Расчёт расхода анодов

4.3.1 Расчёт анодов на пуск участка, т.е. на первоначальную загрузку оборудования производится по формуле

кг (4.5)

где Q_п – расход анодов на пуск участка, кг;

l– длинна анодов, м. Принимается равной высоте столба электролита, т.е. около 80% высоты ванны;

b– суммарная ширина анодов, м. Составляет 60% длинны ванны;

c– толщина анодов, м. c= 0, 01 м;

ρ– плотность металла анодов, кг/м³;

n₁– количество анодных штанг в ванне;

n₂– количество ванн.

Q_{п Ni} = 0, 8 ·1 ·0, 6 · 2· 0, 01 · 8900 · 3 ·2 = 513 кг;

Q_{п Sn}= 0, 8 · 1 · 0, 6 · 2· 0, 01 · 7280 · 3 ·2 = 420 кг;

Q_{п сталь}= 0,8 · 1 · 0,6 · 2· 0,01 · 7800 · 3 ·2 = 450 кг.

4.3.2 Расчет анодов на выполнение программы

Расход растворимых анодов на выполнение годовой программы рассчитывается по формуле

Q_год = N ∙ P_год ∙ a ∙10^-3, (4.6)

где

- годовой расход растворимых анодов, кг;

– норма расхода растворимых анодов, ;

P_год – производственная годовая программа с учетом брака, допускающего переделку, м²;

а – толщина покрытия, мкм.

Q_{год Ni}= 9, 4 · 18360 · 3 · 10^-3 = 517, 75 кг

Q_{год Sn} = 7, 7 · 18360 · 6 · 10^-3 = 848, 23 кг

Расход нерастворимых анодов выражают в процентах от первоначального расхода анодов, т.е. расхода анодов на пуск участка.

Расход стальных нерастворимых анодов в ванне электрохимического обезжиривания составляет 100%.

Результаты расчётов расхода анодов представлены в таблице 4.2

Таблица 4.2 Ведомость расхода анодов

Операция	Материал,марка,ГОСТ	Толщина покрытия, мкм	Норма расхода на 1 мкм, г/м2	Годовая программа с учётом процента брака	Расход анодов, кг
					На выполнениеПрограммы	На первоначальнуюзагрузку
Электрохимическоеобезжиривание	Сталь12Х18Н9ТГОСТ 7350-77	-	-	18360	450	450
Никелирование	НПА1 ГОСТ 2132-75	3	9,4	18360	518	513
Покрытие сплавомолово-висмут	О1ГОСТ 860-75	6	7,7	18360	849	420

4.4 Расчёт расхода химикатов

4.4.1 Расчёт расхода химикатов на пуск участка производится по формуле

, (4.7)

где Q_п – расход химикатов на пуск участка, кг;

C– рецептурное содержание компонента, г/л;

V– объём ванны, л;

n– количество однотипных ванн;

K– массовая доля основного вещества в химикате.

4.4.2 Годовой расход химикатов определяется по формуле

Q_год = N· P_год · 10^-3; (4.8)

где Q_год – годовой расход химикатов, кг;

N– норма расхода химиката на покрытие 1м² , г;

P_год – годовая программа с учётом % брака, м².

Годовой расход химикатов для ванны снятия брака определяется исходя из её сменяемости (2-4 раза в год).

Результаты расчёта расхода химикатов предоставлены в таблице 4.3

Таблица 4.3 Ведомость расхода химикатов

Операция		Компоненты,входящие всостав растворов	ГОСТ, ТУ, ОСТ	Концентрация, г/л	Расход компонента на 1м2, г	Годовая программа, м2	Объёмванны, л	Расход химикатов, кг
								на пуск	на программу
Химическое обезжиривание		МЛ-51	ОСТ 38.10738-80	30-50	40	18360	1260	60,8	735
Электрохимическое обезжиривание		Na2CO3	ГОСТ 5100-73	25 -30	12			32	221
		Na3PO4	ГОСТ 9337-70	25 -30	20			32	368
		Синтанол ДС10	ТУ 6-14-577-77	1-2	1			2,7	19
Травление		NaNO3	ГОСТ 828-77	600- 800	160		1000	963	2938
		H2SO4	ГОСТ 4204-77	500- 900	100			963	1836
Активирование		H2SO4	ГОСТ 4207-77	50 -100	35		1260	53,5	643
Операция	Компоненты,входящие всоставрастворов		ГОСТ, ТУ, ОСТ	Концентрация, г/л	Расходкомпонента на 1м2, г	Годовая программа, м2	Объёмванн, л	Расход химикатов, кг
								на пуск	на пуск
Никелирование	NiSO4		ГОСТ 4465-74	60- 80	70	18360	1260	374,5	1286
	NaCl		ГОСТ 4233-77	0,5	4			64	74
	H3BO3		ГОСТ 9656-75	30- 40	8			43	147
Покрытие сплавом олово- висмут	SnSO4		ТУ 6-09-1502-75	45 - 50	40			53,5	734,4
	Bi2(SO4)3		ТУ 6-03-1971-54	1,5 -2	0,4			2,67	7,34
	H2SO4		ГОСТ 4207-77	100	70			107	1285,2
	NaCl		ГОСТ 4233-77	0,1 - 1	0,5			1,07	9,18
	Формалин		ГОСТ 1685-89	5	5			14,5	91,8
	ДДДМ		ГОСТ	5- 10	5			10,7	55,08
Снятие Брака (никелирования)	H2SO4		ГОСТ 4207-77	100	-	-	60	6	32,4
	Нитробензойная кислота		ГОСТ 1581-34	40- 75	-			15	3,6
Снятие Брака(покрытия сплавом)	NaOH		ГОСТ 2263-19	120	-			0,72	360

4.5 Расчет расхода пара