Гальваническое покрытие медь никель широко применяется для защиты от коррозии стальных деталей.
Т.к. медь имеет более положительный потенциал, чем железо, то по отношению к железу и его сплавам является катодным покрытием. Т.е. может защищать лишь при отсутствии пор. Пористые медные покрытия, наоборот, приводят к ускорению коррозии железа и его сплавов. Никель также имеет более положительный потенциал, чем железо, т.е. защищает только механически. Никелевые покрытия должны быть беспористыми. Поэтому никелевые покрытия многослойны (у многослойных покрытий поры каждого слоя обычно не совпадают с порами соседних слоев). Для получения многослойных покрытий никель осаждают из нескольких электролитов или на другой металл (например, медь). Многослойность таких покрытий позволяет также снизить расход никеля в результате применения более дешевой меди.
Широкое применение медных покрытий в качестве промежуточных слоев в значительной мере обусловлено хорошим сцеплением меди с различными металлами. При электролитическом осаждении меди на сталь не образуется диффузионного слоя. Решающую роль для обеспечения прочного сцепления играет тщательная подготовка поверхности основного металла (обезжиривание, травление). Причем, при применении химического или электрохимического удаления деформированного слоя, часто наблюдается продолжение структуры основного металла в покрытии.
При защитно-декоративном никелировании роль медного слоя – максимальная экономия стратегического никеля из-за перекрытия пор, а также снижение трудоемкости операций механической подготовки поверхности деталей.
ЭЛЕКТРОЛИТЫ МЕДНЕНИЯ
Для меднения применяют как кислые (простые), так и щелочные (комплексные) электролиты. Из кислых электролитов невозможно получить осадки с прочным сцеплением на стальных и цинковых изделиях. Это объясняется контактным вытеснением железом и цинком меди, а также работой коротко замкнутых гальванических элементов Fe – Cu и Zn – Cu. Т.к. в этих системах анодами являются железо и цинк, то вне зависимости от продолжительности электролиза железо и цинк, находящиеся в контакте с медью в кислом электролите, растворяются, что обуславливает отслаивание покрытия. По этой причине предварительно наносят тонкий слой меди из щелочного электролита, затем медь наращивают до нужной толщины в кислом электролите.
К простым электролитам относится целый ряд кислых электролитов: сернокислые, борфтористоводородные, кремнийфтористоводородные, сульфамидные, нитратные и хлористые. Они просты по составу и допускают работу при высоких плотностях тока, особенно при условии перемешивания и повышенной температуре. Осаждение меди происходит, в основном, при разряде двухвалентных ионов меди. Простые электролиты отличаются малой катодной поляризацией (не превышает 50¸60 мВ). Поэтому осадки меди из таких электролитов имеют крупнозернистую, грубую, но вместе с тем плотную структуру. Электролиты отличаются высоким выходом меди по току (95¸100%) и значительной скоростью осаждения. Эти электролиты устойчивы и не токсичны, а также обладают хорошей выравнивающей способностью. К недостаткам кислых электролитов следует отнести их низкую рассеивающую способность, и невозможность непосредственного нанесения на изделия из железа и цинка. Но при введении в кислые электролиты некоторых органических добавок (столярного клея, сахаромицетов, и т.д.), тормозящих процесс контактного обмена, то можно получить медные осадки, прочно сцепленные со сталью.
Составы кислых электролитов:
Сульфатный электролит:
CuSO4
*5H2
O – 180 ¸ 220 г/л.
Н2
SO4
– 40 ¸ 60 г/л.
NaCl – 0,03 ¸ 0,06 г/л.
Блескообразователи Б-7211 или ЛТИ 3 ¸ 5 мг/л.
Электролиз ведется при температуре 18 ¸ 50°С, iк
– 1 ¸ 5 А/дм2
, iа
– до 5 А/дм2
. При работе с высокими плотностями тока следует перемешивать электролит сжатым очищенным воздухом. Анод – медь. Выход меди по току близок к 100%. Скорость осаждения меди при плотности тока 4,5 А/дм2
составляет 1 мкм/мин. Электролит отличаются относительно хорошей рассеивающей способностью. Осадки получаются с высоким блеском (до 95% по серебряному зеркалу), хорошей выравнивающей способностью (до 85% при толщине слоя 200 мкм), а также с относительно невысокими внутренними напряжениями (до 1100 мПа).
Борфтористоводородный электролит:
Cu(BF4
)2
– 450 г/л.
НBF4
– 30 г/л.
Н3
BO3
– 15 ¸ 20 г/л.
Электролиз ведется при температуре 20 ¸ 40°С, iк
– до 40 А/дм2
, iа
– 5 ¸20 А/дм2
. Анод – медь. Выход меди по току 95 ¸ 100%. К достоинствам электролита относятся: высокая устойчивость раствора, нетоксичность, плотная мелкокристаллическая структура осадков при плотностях тока, значительно превосходящих обычные. Концентрационная поляризация и склонность к шламообразованию у борфтористоводородного электролита меньше, чем у слабокислого, он дороже, однако, этот электролит обладает большой производительностью. Поэтому рекомендуется его применение для нанесения меди на движущуюся проволоку, ленту, а также для восстановления изношенных деталей.
Кремнефтористый электролит:
CuSiF6
– 250 ¸ 300 г/л
H2
SiF6
– 10 ¸ 15 г/л
Электролиз ведется при температуре 20 ¸ 60°С, iк
– до 40 А/дм2
, iа
– 10 ¸20 А/дм2
. Анод – медь. Электролит готовят, растворяя кремнефтористую медь небольшими порциями в кремнефтористой кислоте, затем раствор фильтруют.
Хлоридный электролит:
CuCl2
*2H2
O – 20 ¸ 30 г/л.
НCl – 400 ¸ 550 г/л.
HCOOH – 5 ¸ 10 г/л.
Электролиз ведется при температуре 18 ¸ 25°С, iк
– 1 ¸ 1,5 А/дм2
. Анод – медь.
При работе с кислыми электролитами важно использовать специальные, не дающие шлама медные аноды, содержащие 0,03 ¸ 0,06 % фосфора. Рекомендуется также использовать анодные чехлы из кислотостойкого материала (например, из полипропиленового волокна) и вести электролиз при непрерывной фильтрации.
В комплексных электролитах разряжается комплексный ион меди ([Cu(CN3
)]2-
; [CuNH2
CH2
CH2
NH2
]2+
; [Cu(C4
H4
O6
)]2-
; [Cu(NH3
)4
]2+
; [Cu(P2
O7
) 2
]6-
; [Cu(P3
O10
) 2
]8-
). Степень диссоциации этих ионов мала, поэтому потенциал становится электроотрицательнее (в цианидных электролитах на 0,9 ¸ 1,2 В). Из-за этого не происходит контактного осаждения меди. Щелочные электролиты обладают очень высокой катодной поляризацией. Поэтому осадки получаются мелкозернистыми. Из комплексных электролитов применяют: цианистые, пирофосфатные, аммиакатные, этилендиамидовые, полиэтиленполиаминовые, гексаметафосфатные, триполифосфатные и т.д. Наиболее широко используются цианидные и пирофосфатные электролиты.
Составы щелочных электролитов:
Цианидный электролит:
CuCN – 90 г/л.
NaCNсвоб.
– 5 ¸ 7 г/л.
КCNS – 40 г/л.
Фурфуриловый спирт – 0,3 ¸ 0,6 г/л
Электролиз ведется при температуре 60 ¸ 70°С, iк
– 2 ¸ 4 А/дм2
. Анод – медь. Выход меди по току 92%. Перемешивание проводят качанием штанг. Цианидные электролиты дают мелкозернистые осадки с хорошим сцеплением со сталью и цинком, обладают очень хорошей рассеивающей способностью. Основные недостатки цианидных электролитов – это токсичность, большие затраты на очистку сточных вод, низкий выход по току, а также относительно низкая устойчивость состава электролита при эксплуатации. Преимуществом цианидных электролитов является также то, что медь восстанавливается из одновалентных ионов, т.е. за 1 А*ч выделяется гораздо больше меди, чем в простых электролитах.
Пирофосфатный электролит:
CuSO4
*5H2
O – 70 ¸ 90 г/л.
K4
P2
O7
– 350 г/л.
NH4
OH (25% раствор) – 1 ¸ 2 г/л.
Кислота лимонная 20 г/л.
Na2
SeO3
– 0,002 г/л.
Электролиз ведется при температуре 35 ¸ 40°С, iк
– 0,8 ¸ 1,7 А/дм2
, рН – 8,3 ¸8,5. Анод – медь. При нанесении покрытий на сталь следует загружать детали в электролит под током. Кроме того, в начале электролиза необходима повышенная плотность тока (1,0 ¸ 1,5 А/дм2
) в течение 20 ¸ 50 сек. Пирофосфатные электролиты не уступают цианидным по рассеивающей способности, однако, неустойчивы и недостаточна адгезия со сталью полученных из них покрытий.
Этилендиаминовый электролит:
CuSO4
*5H2
O – 100 ¸ 125 г/л.
ZnSO4
*7H2
O – 15 ¸ 25 г/л.
(NH4
)2
SO4
– 45 ¸ 60 г/л.
Этилендиамин – 55 ¸ 60 г/л.
Na2
SO4
*10H2
O – 45 ¸ 60 г/л.
Электролиз ведется при температуре 15 ¸ 25°С, iк
– 0,5 ¸ 2 А/дм2
, рН – 7,8 ¸ 8,3. Анод – медь. Особенностью этилендиаминовых электролитов является то, что детали загружаются в ванну под током плотностью, в 3-5 раз превышающую рабочую. Длительность «толчка тока» составляет 30-60 сек. Из этилендиаминовых электролитов осаждаются плотные мелкозернистые и блестящие осадки меди. Для улучшения сцепления осадков со стальной основой рекомендуется производить осаждение из двух ванн (первый слой осаждается из электролита с более низкой концентрации меди).
Аммиакатный электролит:
CuSO4
*5H2
O – 90 г/л.
(NH4
)2
SO4
– 80 г/л.
NH4
NO3
– 40 г/л.
NH4
OH– 180 г/л.
Электролиз ведется при температуре 20°С, iк
– 1,5 ¸ 8 А/дм2
, рН – 9,0 ¸ 9,5. Анод – медь. Одними из достоинств электролита являются высокая рабочая плотность тока и достаточно большая производительность. Осадки из аммиакатных электролитов обладают прочным сцеплением со стальной основой. Однако для них характерна низкая устойчивость состава вследствие сильного испарения, а также наличие мощной вытяжной системы вентиляции. Аммиакатные электролиты обладают несколько худшей рассеивающей способностью по сравнению с пирофосфатными электролитами.
ЭЛЕКТРОЛИТЫ НИКЕЛИРОВАНИЯ.
Электролиты никелирования очень чувствительны к органическим и неорганическим примесям. Правильное приготовление электролита обеспечивает надежную работу в течение длительного времени. При соответствующей очистке и корректировке этот электролит можно использовать несколько лет. В роли буферного соединения в сульфатных электролитах обычно используют борную кислоту. Возможно также использования солей уксусной кислоты.
Сернокислые электролиты.
NiSO4
*7H2
O – 240 ¸ 340 г/л.
NiCl2
*6H2
O – 30 ¸ 40 г/л.
Н3
ВО3
– 30 ¸ 40 г/л.
Электролиз ведется при температуре 45 ¸ 60 °С, iк
– 2,5 ¸ 10 А/дм2
. Анод – никель. Выход никеля по току 95%. Перемешивание проводят сжатым воздухом. рН электролита 4,5 ¸ 5,2.
Для скоростного осаждения никеля используются фторборатные или кремнийфтористоводородные электролиты. Они позволяют вести осаждение при высоких плотностях тока. Осадки получаются светлые и элластичные.
Фторборатный электролит.
Ni(BF4
)2
– 300 ¸ 400 г/л.
NiCl2
*6H2
O – 10 ¸ 15 г/л.
Н3
BO3
– 10 ¸ 15 г/л.
Кроме того, электролит содержит некоторое количество НBF4
.
Электролиз ведется при температуре 45 ¸ 55 °С, iк
– 10 ¸ 20 А/дм2
. Анод – никель. Выход никеля по току до 100. рН электролита 3 ¸ 3,5.
Мткротвердость осадков, полученных из электролита, достигает 3,5 гПа. Электролит используют как в стационарных ваннах, так и в барабанах и колоколах.
Кремнийфтористоводородный электролит.
Ni(НBF6
)2
– 400 ¸ 700 г/л.
NiCl2
*6H2
O – 25 ¸ 50 г/л.
Н3
BO3
– 30 ¸ 40 г/л.
Кроме того, электролит содержит некоторое количество H2
SiF6
.
Электролиз ведется при температуре 20 ¸ 50 °С, iк
– до 15 А/дм2
. Анод – никель. Выход никеля по току до 100. рН электролита 0,5 ¸ 1.
В качестве буферных добавок для таких электролитов иногда используют фториды.
Для получения покрытий с минимальными внутренними напряжениями используются сульфаминовые электролиты. Эти электролиты применяются для нанесения толстых слоев никеля, при покрытии неметаллов по проводящему слою или металлов по разделительному слою, а также для осаждения специальных (например, магнитных) покрытий. Сульфаминовые электролиты также позволяют получить пластичные осадки с очень большой степенью сцепления с основой.
Ni(Н2
NSO3
)2
– 280 ¸ 300 г/л.
NaCl – 12 ¸ 15 г/л.
Н3
BO3
– 25 ¸ 30 г/л.
Моющее средство «Прогресс» или ОС-20 – 2 ¸ 3 мл/л.
Паратолуолсульфамид – 1,5 ¸ 2 г/л.
Электролиз ведется при температуре 50 ¸ 60 °С, iк
– 5 ¸ 12 А/дм2
. Анод – никель. Выход никеля по току до 100. рН электролита 3,6 ¸ 4,2.
Химическое обезжиривание поверхности деталей применяется перед нанесением гальванических покрытий, как правило, предшествует электрохимическому обезжириванию. Применяется при наличии на деталях толстых жирных пленок.
Химический способ удаления жиров основывается на взаимодействии с органическими растворителями и щелочами. Это взаимодействие приводит к растворению жиров, их омылению или образованию эмульсий.
Для обезжиривания используется следующий состав:
NaOH – 30 мг/л;
Na3
PO4
– 20 мг/л;
Na2
SiO3
– 15 мг/л;
Синтанол ДС-10 – 10 мг/л;
Обезжиривание ведется при температуре 60 – 80 ˚С в течение 5 – 20 минут.
2. Электрохимическое обезжиривание.
Электрохимическое обезжиривание более эффективно, чем химическое, но применяется только для тонких жировых пленок. При проведении электрохимического обезжиривания на детали образуются пузырьки газа, которые способствуют отрыву загрязнений.
Электрохимическое обезжиривание бывает катодным и анодным. Катодное обезжиривание быстрее, но возникает опасность наводораживания поверхности. Анодное обезжиривание более медленное, нет наводораживания поверхности, но возникает опасность подтравливания поверхности деталей.
В данной работе предлагается сначала провести катодное обезжиривание, затем поменять полярность и короткое время проводить анодное обезжиривание для того, чтобы удалить водород из детали.
Состав электролита:
NaOH – 20 мг/л;
Na3
PO4
– 30 мг/л;
Na2
SiO3
– 30 мг/л;
Синтанол ДС-10 – 2 мг/л;
Обезжиривание ведется при температуре 60 – 70 ˚С. В течение 8 минут проводится катодное обезжиривание при iк
– 2 – 10 А/дм2
. В течение 2 минут проводится катодное обезжиривание при iа
– 2 – 10 А/дм2
.
3. Активирование.
Операция предназначена для удаления тончайших оксидных пленок с поверхности деталей. Ее проводят между процессами обезжиривания и нанесения покрытий. Лучше, когда в процессе активации исключается промежуточная промывка. Тогда в ванну активации включаются те элементы, перенос которых в гальваническую ванну не приводит к ухудшению процесса.
Раствор для активации содержит H2
SO4
- 120 мл/л.
4. Промывка.
Цель промывки – не только тщательно удалить с поверхности изделий растворы и продукты от предыдущих операций, ни и при экономном расходе воды обеспечить их минимальное попадание в сточные воды.
Существует 2 смены промывки деталей: одноступенчатая (промывка в одной ванне с проточной водой) и многоступенчатая (промывка в нескольких последовательно установленных ваннах с проточной водой). Многоступенчатая промывка может быть прямоточной и противоточной (каскадной 2-х и 3-х ступенчатой).
Каждая из схем промывки может быть дополнена ванной улавливания (ванна с непроточной водой).
В гальваническом производстве различают 3 вида промывок: холодную (температура не нормируется), теплую (температура 40 – 50 ˚С), горячую (температура 70 – 90 ˚С).
5. Осаждение покрытия.
Для осаждения подслоя меди на стальные детали используется пирофосфатный электролит.
CuSO4
*5H2
O – 70 ¸ 90 г/л.
K4
P2
O7
– 350 г/л.
NH4
OH (25% раствор) – 1 ¸ 2 г/л.
Кислота лимонная 20 г/л.
Электролиз ведется при температуре 35 ¸ 40°С, iк
– 0,8 ¸ 1,7 А/дм2
, рН – 8,3 ¸8,5. Анод – медь. При нанесении покрытий на сталь следует загружать детали в электролит под током. Кроме того, в начале электролиза необходима повышенная плотность тока (1,0 ¸ 1,5 А/дм2
) в течение 20 ¸ 50 сек.
С увеличением концентрации свободных ионов P2
O74-
уменьшается склонность анодов к пассивации. И улучшается сцепление медных осадков с основой.
Для приготовления электролита сначала к теплому (температура 30 – 40 ˚С) раствору CuSO4
добавляют раствор K4
P2
O7
в количестве, необходимом для образования Cu2
P2
O7
по реакции:
2CuSO4
+ K4
P2
O7
= Cu2
P2
O7
+ 2 K2
SO4
.
Полученный осадок фильтруют и промывают до полного удаления ионов SO42-
, после чего в избытке добавляют K4
P2
O7
. В результате образуются комплексные ионы [Cu(P2
O7
)] 2-
и [Cu(P2
O7
) 2
] 6-
, которые существуют при рН 7,5 – 9,5.
Введение в электролит лимонной кислоты, NH4
OH и других добавок улучшает работу анодов и способствует повышению допустимой плотности тока при относительно высоком выходе меди по току (близок к 100%).
Для осаждения никеля используется простой сернокислый электролит.
Электроосаждение никеля проходит при повышенной катодной и анодной поляризации. При пассивации анодов уменьшается концентрация ионов никеля в прикатодном пространстве. Это приводит к снижению выхода по току. Введение ионов Cl-
снижают анодную поляризацию, т.к. Cl-
разряжаясь на аноде, растворяют пассивную пленку и снижают анодную поляризацию. Но, повышенное содержание ионов Cl-
увеличивают растворимость анодов, что приводит к нестабильности работы ванны и повышению рН катодного пространства. Поэтому необходимо контролировать содержан хлорид-аниона в электролите.
При осаждении никеля из кислых электролитов на катоде выделяется водород. Из-за этого в прикатодном пространстве повышается рН, что приводит к образованию хрупких и шероховатых осадков.
Увеличение кислотности также приводит, также, к снижению выхода по току (из-за расхода энергии на разряд Н+
). Выделение водорода приводит к образованию пористого шероховатого осадка с питтингом. Поэтому никелирование проводят при рН 4,0 – 5,5.
Для приготовления электролита необходимо в течение 2 – 4 часов промывать ванну 3 – 5% раствором кислоты при t – 50 – 60˚С. затем слить раствор и промыть ванну дистиллированной водой. Залить ванну наполовину водой и подогреть до 70˚С. Засыпать ванну необходимое количество борной кислоты, растворить перемешивая. Затем засыпать NiSO4
*7H2
O и NaCl и растворить. Долить воду до рабочего уровня и засыпать блескообразующие добавки. Откорректировать рН, добавляя кислоту или карбонат никеля.
6. Сушка.
Проводится после окончательной промывки деталей (после осаждения покрытия). Представляет собой обдувку теплым (t – 60 – 70˚С) воздухом. Проводится в сушильном шкафу.
Участок металлопокрытия работает, в основном, в две смены при пятидневной рабочей неделе с двумя выходными днями. Продолжительность рабочей недели в одну смену 41 час. В некоторых случаях работа ведется в одну или три смены.
Номинальный годовой фонд времени Тн
, исходя из 112 нерабочих дней в году (104 выходных и 8 праздничных), составляет:
Тн
= 365 – 112 = 253 суток ( 6210 ч. при 3-х сменной работе).
Для определения действительного фонда времени Тд
из Тн
вычитают продолжительность основного и дополнительного отпусков, время неизбежных простоев оборудования, включая время, потребное для ремонта:
Тд
= Тн
– То
– Тп
Где:
То
- время основного и дополнительного отпусков;
Тп
- время неизбежных простоев оборудования.
Потери времени Тп
в зависимости от вида оборудования и условий работы цеха составляют 2 – 12% номинального годового фонда времени. Действительные годовые фонды времени рабочих и оборудования, обязательные при проектировании цехов металлопокрытий приведены в табл. 1 и 2.
Таблица 1.
Действительный годовой фонд времени рабочих.
Продолжительность рабочей недели, ч.
Номинальный годовой фонд времени, ч.
Продолжительность отпуска, дни.
% потерь номинального фонда времени.
Действительный годовой фонд времени, ч.
41
2070
155
10
1860
41
2070
18
11
1840
41
2070
24
12
1820
Таблица 2.
Действительный годовой фонд времени работы оборудования гальванических цехов.
Производственная программа на предприятии устанавливается несколько выше заданной, что связано с выпуском некачественной продукции (браком), ввиду сложности гальванического производства. Брак может получиться ввиду несоответствия рецептуры состава раствора или электролита в одной из технологических операций, а также из-за загрязнения электролита, плохого контакта с деталей с барабаном, барабана с контактами, анода со штангой и т.д. брак, в основном, подлежит переделке. Процент переделки зависит от вида покрытия, принятой технологии, типа оборудования, условий работы цеха, поэтому принимается условно 0,5 – 3% по заданному типу детали.
Годовая производственная программа определяется:
Где:
Ргод
– годовая программа цеха, м2
/год;
Рзад
– годовая программа цеха, соответствующая заданию, м2
/год;
а
– брак продукции, допускающий переделку, % (принимаем 3%).
Время обработки деталей τ, одновременно загружаемых в ванну, складывается из технологического времени τ1
и вспомогательного времени τ2
.
τ = τ1
+ τ2
.
Технологическое время определяется временем продолжительности гальванического процесса (времени нахождения по током). Т.к. в данном процессе осаждается два вида покрытия, то в качестве технологического времени выбирается самый продолжительный процесс. Вспомогательное время включает в себя продолжительность загрузки и выгрузки деталей из ванны.
Продолжительность электроосаждения металла (в мин.) рассчитывается по закону Фарадея:
Процессом, определяющим технологическое время является меднение, т.к. он самый продолжительный. Вспомогательное время принимаем равным 7 минутам. Поэтому время обработки деталей:
Введем загрузочный коэффициент Кз
, который учитывает затраты времени на организацию и проведение первоначальной загрузки и выгрузки деталей, незапланированные простои. Принимаем Кз
= 0,8.
Реальная часовая программа с учетом коэффициента загрузки:
Т.к. в данном проекте 1 загрузка происходит в 45 мин., то рассчитаем реальную программу загрузки:
m 1дет
= V1дет
* ρ = 0.002 *7.85=0.017 кг. = 17 гр.
Т.к. в час производится 1,33 загрузки, то загрузка в час:
Размеры барабана определяются исходя из насыпного объема Vнас
загружаемых деталей. Насыпной объем принимается равным 25 – 35% от геометрического объема барабана V. Насыпной объем больше, чем объем загружаемых деталей в Vдет
3 – 10 раз.
;
Насыпная масса mнас
: 9,8 кг/л.
Насыпная площадь Sнас
: 65 дм2
.
Объем шестигранного барабана рассчитывается по формуле:
Где:
r
– радиус описанной окружности, дм;
l
– длина барабана, дм.
Длину барабана принимают равной 1,5 – 3 внутреннего диаметра барабана.
Цеха металлопокрытий расходуют много воды. В основном вода расходуется на промывку деталей после различных технологических операций (до 80%). Кроме того, вода затрачивается на составление и пополнение растворов ванн, нагрев электролитов и отдельного оборудования. вода, идущая на нагрев, может использоваться вторично.
Расход воды Qр
, затрачиваемый на промывку деталей рассчитывается по формуле:
Где:
q – унос раствора поверхностью деталей, л/дм2
;
N – количество ступеней (ванн) промывки;
К0
– критерий промывки, т.е. отношение концентрации основного компонента в электролите к предельно допустимой концентрации этого компонента в воде после промывки;
S – поверхность промываемых деталей, м2
/год.
Величина q при обработке россыпью в барабанах принимается равной 0,3 л/м2
. Значения критерия К0
свои для каждой операции. Если перед промывкой проводится улавливание электролита, то К0
уменьшают введением коэффициента 0,4 при одной ванне улавливания.
Расход воды на промывку после обезжиривания:
К0
= 600;
Количество ступеней промывки – 2 (1-я горячая, 2-я холодная)
2
Qобезж
=
0,3
600
*
6180
=
45 413,54
л/год
Количество горячей воды составляет 0,5 от общего количества воды и равно :
Qобезж.гор.
=
Qобезж.хол.
=
22 706,77
л/год
Расход воды на промывку после активирования:
К0
= 700;
Количество ступеней промывки – 2 (2-е ступени холодные)
2
Qакт
=
0,3
700
*
6180
=
49 052,23
л/год
Qакт.хол.
=
49 052,23
л/год
Промывка после меднения:
К0
= 6000;
Количество ступеней промывки – 2 (1-я холодная, 2-я горячая);
После осаждения меди проводится улавливание электролита.
2
Qмедь
=
0,3
6000
*
0,40
*
6180
=
90 827,08
л/год
Количество горячей воды принимается равной 1/3 от общего количества.
1/3
Qмедь.общ.
=
Qмедь.гор.
=
30 275,69
л/год
Промывка после никелирования:
К0
= 2500;
Количество ступеней промывки – 2 (1-я холодная, 2-я горячая);
После осаждения никеля проводится улавливание электролита.
2
Qник
=
0,3
2500
*
0,4
*
6180
=
58 628,63
л/год
Количество горячей воды принимается равной 1/3 от общего количества.
1/3
Qник.общ
=
Qник.гор.
=
19 542,88
л/год
Итого количество воды на промывку:
Qпром
=
Qобезж
+
Qакт
+
Qмедь
+
Qник
=
243 921,48
л/год
Из них горячее
Qпром.гор
=
Qобезж.гор.
+
Qмедь.гор.
+
Qник.гор.
=
72 525,34
л/год
Для определения общего количества воды необходимо также учитывать воду, идущую на приготовление растворов, корректировку электролитов, промывку ванн при чистке и т.д. расход такой воды принимается равной 20% от количества воды, идущей на промывку.
Расход химикатов в процессе эксплуатации ванн определяется суммарными потерями Dg в результате уноса раствора поверхностью деталей и барабаном, корректировании, чистке ванн, фильтрации растворов, уноса в вентиляционные каналы.
Расход химикатов на выполнении годовой программы:
D
g
C
(
S
+
Sn
)
Gпр
=
1000
Где:
S – годовая покрываемая поверхность изделия 6180 м2
/год;
Sn
– нерабочая площадь поверхности, 0,10S 618 м2
/год;
С – содержание каждого компонента в растворе г/л.
D
g
C
(
6180
+
618,00
)
Gпр
=
1000
=
D
g
C
6,8
Т.к. ванны обезжиривания и активации меняются один раз в месяц, то расход на годовую программу принимаем 12Gп
.
Расход химикатов на химическое обезжиривание:
NaOH
-
30
г/л
Gn
=
0,5
*
30
*
12
=
180,00
кг
Na3
PO4
-
20
г/л
Gn
=
0,5
*
20
*
12
=
120,00
кг
Na2
SiO3
-
15
г/л
Gn
=
0,5
*
15
*
12
=
90,00
кг
Синтанол ДС-10
-
10
г/л
Gn
=
0,5
*
10
*
12
=
60,00
кг
Расход химикатов на электрохимическое обезжиривание: