Гальваническое покрытие хромом (стр. 5 из 9)
Ванна активации:
Определение кол-ва анодов в ванне хромирования, активации.
где n – кол-во анодных штанг (2) в ванне
0.6 – коэффициент, определяет отношение суммарной ширины анодов к длине анодной штанги
α – длина ванны – 1,6 м.
b – ширина одного анода – 0,25м.
l – длина анода 750мм.
р – непогруженная часть анода 50мм.
Площадь одного анода S =250*750=187500мм(кв.) = 18,75 дм(кв.). В ванне 8 анодов, тогта общ. S =18,75*8=150дм(кв.)=1,5м(кв.). При хромировании отношение Sa:Sk=2:1, у нас Sк.ср.= 0,87м(кв.), соотношение выдерживается, значит кол-во и размеры анодов рассчитаны правильно.
Кол-во анодов для выполнения программы.
Расход нерастворимых анодов на годовую программу рассчитывается по формуле:
где Mg – норма идеального расхода нерастворимых анодов, г/ м(кв.) (для ТВ. Хромирования анод с составом: свинец – 90%, сурьма – 8%, олово – 2 %, Mg=1.6 г/м(кв.) при толщине 1 мкм. Для электрохим. Обезжиривания анод – сталь никелирования, Mg=1.15 г/м(кв.).
а) Хромирование
кгб) Анодная активація
кгв) Электрохимическое обезжиривание
кгВедомость расхода анодов.
| Наимен операций | Наимен. Материала анодов. | Расход на 1 м(кв.) обрабат. Поверхности,г. | Обрабатывемая поверхн. | Расх. мат. на первонач. пуск, кг. | Расх. мат. На программу, кг. |
| Электрохим. обезж. | Сталь никелированная | 1.15 | 25250 | 75.84 | 24.4 |
| Анодная активац. | Сталь,Pb-90%Sb-8%Sn-2% | 1.6 | 25250 | 2.16 | 33.94 |
| Хромирование | Pb-90%Sb-8%Sn-2% | 1.6 | 25250 | 1512 | 407.2 |
5.5 РАСЧЕТ РАСХОДА ПАРА
где V – объем раствора – 1,4м(кв.)
n – кол-во ванн данного типаразмера - 6
P1 – удельный расход пара на разогрев до данной температуры – 105кг/м(куб.)ч
Tc – кол-во рабочих суток в году - 253
P2 – удельный расход пара при работе ванны – 13,6кг/м(куб.)ч
T – эффективный часовой фонд времени работы оборудования – 3807 час.
кг.Расход для ванн горячей прмывки:
кг.Суммарный расход:
∑Р = 769,1+656,3=1425,4 кг.
5.6 РАСХОД ВОДЫ НА ПРОМЫВКУ
Где q – удельный вынос раствора из ванны поверхностью детали л/м(кв.) –0,2
k – критерий окончательной промывки даталей
Fчас – часовая производительность линии – 5,57м (кв.)/час.
Где х – концентрация основного компонента г/л.
Хn – предельно допустимая концентрация в последней ванне промывки
Если перед промывкой электролит улавливают, то величину удельного выноса раствора уменьшают введением коэффициентов: 0,4 при одной ванне улевливания: 0,15 – при двух ваннах улавливания.
Промывка после ванны обезжиривания. Последовательная двуступенчатая каскадная промывка.
ХNaOH = 40г/л. Хn = 0.1г/л.
Промывка после ванны хромирования
CrO3 = 250г/л. Хn = 0.01г/л. Хcr =
= 
г/л.
∑Q = (22.28+6.84)3817.2=111160.8 л/год=111,15м(куб.)/год
Расход воды на составление растворов, восполнение испарения, промывку оборудования принимается в размере 15-20% от расхода на промывные воды
Общий расход воды составляет:
Qобщ =
6. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ
Электрический расчёт ЭХА сводится к составлению баланса напряжения для данного вида ЭХА. Для электрохимического аппарата, рассматриваемого в данной курсовой работе, баланс напряжения будет иметь вид[4]:
(4.1 )где U – напряжение между анодной и катодной штангами, В;
Epa – Epk – равновесные электродные потенциалы анодной и катодной реакции, соответственно, В;
ŋa и ŋk – абсолютные значения перенапряжения анодной и катодной реакции, соответственно, В;
ΔEэл-т – падение напряжения в электролите, В;
ΔЕэл-д – падение напряжения в электродах, В;
ΔЕтокоподвод – падение напряжения в ошиновке ванны, анодных и катодных штангах, анодных крючках, В;
ΔЕконт – падение напряжение в контактах, В.
6.1 РАСЧЁТ РАЗНОСТИ РАВНОВЕСНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ
Электролит электрохимического обезжиривания состава:
NaOH – 40г/л.
іа =ік =5,3 А/дм(кВ.) : t = 18-35 ºCаноды – никелированная сталь.
Катод:
Анод:
Суммарная:
Рассчитаем потенциалы анода и катода по формуле:
где ΔG – свобдная энергия Гиббса, Дж/моль;
Е – электродвижущая сила системы, В;
n – количество электронов, принимающих участие в реакции;
По справочнику находим величины энергии Гиббса всех участвующих в реакциях веществ:
ΔGH2=0 кДж/моль;
ΔGH+=0 кДж/моль;
ΔGO2=0 кДж/моль;
ΔGH2O=-237,23 кДж/моль.
ΔGОН=-157,35 кДж/моль.
, 
При изменении температуры (от 25 оС до 100 оС) можно пользоваться так называемым температурным коэффициентом стандартного электродного потенциала (напряжения разложения) dE/dT. Он показывает, на сколько вольт меняется потенциал при изменении температуры на один градус:
Величины температурного коэффициента стандартного электродного потенциала (напряжения разложения) приводятся в литературе или рассчитываются, как:
где ΔS – энтропия реакции, Дж/(моль·К); Е – электродвижущая сила системы, В; n – количество электронов, принимающих участие в реакции; F – число Фарадея.
Рассчитаем энтропию реакции:
Из справочных данных[16] находим величины энтропии всех участвующих в реакциях веществ:
Отсюда:
Если активность потенциалопределяющих компонентов в растворе отличается от 1, то потенциал анодной или катодной реакции можно рассчитать по уравнению Нернста:
где аox, аred – активность окисленной и восстановленной форм вещества, а=Сγ, γ – коэффициент активности; С – концентрация вещества; ν – стехиометрический коэффициент.
В большинстве случаев электролит в электрохимических производствах представляет собой смесь разных компонентов с различными концентрациями. При этом, на величину коэффициента активности потенциал-определяющих ионов оказывает влияние концентрация всех компонентов. Выражение для равновесного потенйиала катодной реакции при 30 град. Будет:
Активность воды определим по закону Рауля:
Запишем вырожение для
:
