3 Приготовление электролитов
При электрохимической обработке работы, связанные с приготовлением электролитов, производят для полной или частичной их замены. Полную за-мену электролита выполняют при переходе на обработку других металлов или при изменении качественных показателей обрабатываемых деталей, нап-ример требований к шероховатости поверхности. При частичной замене вос-полняют потери, образующиеся, в частности, при выносе электролита вместе с продуктами растворения за счет его испарения. В обоих случаях замены электролита концентрацию входящих в него компонентов доводят до значе-ний, указанных в технологической документации.
Для приготовления электролита используют компоненты как в сухом, так и в жидком состоянии. При полной замене электролита приготовление его из «сухого» компонента осуществляется в такой последовательности: значение концентрации электролита, указанное в технологической документации (в г/л), умножают на количество электролита, которое необходимо приготовить, тем самым определяют массу «сухого» компонента (в г), затем эту массу за-сыпают в бак, наливают в него необходимое количество воды и все это тща-тельно перемешивают. Для приготовления многокомпонентных электролитов количество каждого компонента определяют аналогично.
Для приготовления электролита с использованием «жидкого» компонента применяют удобное и простое правило «креста» (рис. 6, а, б). На пересечени-ях диагональных (крестообразных) линий указывают число, соответствую-щее требуемой концентрации электролита. У верхних левых концов «креста» проставляют цифры, показывающие исходную концентрацию растворяемого вещества, а у верхних правых – число его массовых частей в этом электроли-те. В нижней левой части «креста» указывают в виде цифр исходную кон-центрацию растворителя, а нижней правой – необходимое число его массо-вых частей в электролите.
Приготовление электролита для восполнения его потерь состоит из двух стадий: восстановления оставшегося электролита до требуемой концентра-ции и восполнения недостающего его объема электролитом требуемого сос-тава и концентрации. На второй стадии готовят электролит согласно указани-ям технологической документации или приготовление его осуществляют по правилу «креста» (см. рис. 6, б). При восстановлении оставшегося электроли-та в первую очередь необходимо определить его концентрацию, а затем до-вести ее до требуемых значений.
Рисунок 6 – Схемы для расчёта состава электролита по правилу «креста»: а) растворитель-вода, б) растворитель – 10 %-ный электролит
Очень важное значение придается своевременной и качественной очистке электролитов от продуктов электролиза. На практике существует несколько способов очистки электролитов: центрифугирование, фильтрование, отстаи-вание и флотация.
Центрифугирование – это процесс удаления из жидкости твердых частиц, т. е. шлама, под действием центробежных сил. Протекает этот процесс в спе-циальных агрегатах – центрифугах.
При фильтровании загрязненный шламом электролит пропускают через фильтрующую ткань с мельчайшими отверстиями. Для этого способа очист-ки применяют фильтры-прессы.
Отстаивание электролита производят в специальных отстойниках. Этот способ очистки имеет ограниченное применение из-за большой продолжи-тельности (5…8 ч) отстаивания и значительных потерь электролита вместе со шламом.
Флотационный способ очистки основан на способности частиц шлама всплывать на поверхность электролита вместе с пузырьками выделяющегося при электролизе водорода. Для ускорения и улучшения очистки в очистное устройство подают воздух. Всплывающие на поверхность очищаемого элект-ролита частицы шлама удерживаются от оседания пеной. Пенный слой созда-ётся за счёт добавления в электролит пенообразующего вещества — 0,4 г натриевого мыла на 1 л. Этот способ обеспечивает качественную очистку электролита при незначительном содержании шлама (до 5 %) в электролите. Недостатком флотационной очистки является, как и при отстаивании, значи-тельный расход электролита.
Необходимость очистки электролита от шлама определяется особенностя-ми процессов ЭХО и зависит во многом от их технологических параметров, например от межэлектродного промежутка. Для различных процессов ЭХО минимально допустимое количество шлама в электролите различно и указы-вается в технологической документации в граммах на литр. Качество очистки электролитов проверяют с помощью специальных приборов — мутномеров. При отсутствии таких приборов или при необходимости проверки правиль-ной их работы качество очистки электролита оценивают по контрольной до-зе, которую отстаивают в течение 1…3 ч. Качество очистки электролита оп-ределяют соотношением (рис. 7) высоты «а» осевшего шлама к высоте «б» контрольной дозы; чем меньше значение l, тем выше качество очистки. Зная l и имея график, представленный на рис. 7, можно определить содержание шлама в электролите, выраженное в граммах на литр. Очищенный электро-лит обогащают по мере необходимости компонентами или разбавляют водой и вновь используют по назначению.
Рисунок 7 – Определение количества шлама в электролите после двухчасового отстаивания: 1 – при ЭХО жаропрочного сплава, 2 – при ЭХО титанового сплава.
Растворяемые вещества поступают на производственные участки ЭХО в твёрдом (порошкообразном) и жидком состояниях. В порошкообразном сос-тоянии доставляют соли, в жидком — концентрированные или разбавленные водой кислоты. Иногда в виде растворов поступают и соли. Концентрирован-ные кислоты доставляют на участки ЭХО в стеклянных бутылях различной ёмкости (10…20 л), а растворяемые вещества в разбавленном виде — по тру-бопроводам из отделений централизованного их приготовления.
Прежде чем приступить к выполнению определенной технологической операции, необходимо внимательно изучить правила безопасного проведения работ с данным электролитом. Такие правила изложены в специальных раз-делах технологических инструкций, которые охватывают все работы по при-готовлению электролитов [10].
3.1 Примеры приготовления электролитов в различных цехах завода «Салют»
В цехе № 5 для деталей 99.04.34.150 «Венец сопловой» и 99.04.89.030 «Опора турбины» из титанового сплава ВТ-22 электролит приготовляется следующим образом:
- залить в бак 1000 л воды,
- засыпать 150 кг калиевой селитры (KNO3) с добавлением 3 кг нитрата натрия (NaNO3) в качестве антикоррозионной добавки, размешать.
В цехе № 8 производят прошивку контровочных отверстий в деталях наи-менования «гайка самоконтрящаяся»:
1. для детали 99.01.24.334 из стали 15Х16К5Н2МВФАБ – Ш используется электролит, состоящий из следующих компонентов:
- азотнокислый натрий NaNO3 ГОСТ 828 – 77 концентрацией 60 г/л,
- нитрит натрия NaNO2 ГОСТ 19906 – 74 концентрацией 15…20 г/л,
- натрий углеродистый Na2CO3 ГОСТ 5100 – 85 концентрацией 5 г/л,
- глицерин C3H3O3 ГОСТ 6259 – 75;
2. для детали № 091.1752, выполненной из того же материала, электролит состоит из следующих компонентов:
- азотнокислый натрий NaNO3 ГОСТ 828 – 77 концентрацией 60 г/л,
- нитрит натрия NaNO2 ГОСТ 19906 – 74 концентрацией 15…20 г/л,
- натрий углекислый NO2CO3 концентрацией 5 г/л,
- глицерин C3H8O3 концентрацией 2 г/л.
В цехе № 38 производят электрохимическую обработку лопаток рабочих ТВД. Для деталей с номерами 99.04.02.325 (выполненной из материала ЖСУ-ВИ) и 99.04.02.970 (материал – ЖС 32) состав электролита выглядит следую-щим образом:
- селитра NaNO3 ГОСТ 828 концентрацией 14…20 %,
- нитрит натрия NaNO2 ГОСТ 19906 концентрацией 0,5…1 %,
- вода H2O – остальное.
В цехе № 23 используется один электролит: 8 % NaNO3 + 2 % NaCl.
Цехи № 3 и № 26 не занимаются ЭХО.