Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электротехнологические процессы электроэнергетики. В 2 частях. Ч. 2. Электротехнологические установки. Учебное пособие.pdf
61
Гальваностегией называют процесс электрохимического нанесения металлов на металлические изделия для повышения их механической прочности, коррозиеустойчивости и придания красивого внешнего вида. Процесс электролиза ведут с растворимыми анодами и лишь
в отдельных случаях при хромировании – с нерастворимыми.
Гальванопластикой называют процесс электрохимического нанесения металлов на шаблоны; применяемые при изготовлении штампов
патефонных пластинок, типографских клише, производстве металлических труб, лент и т.д. При нанесении металлов на изделия из гипса,
воска, дерева и пластмассы для придания электропроводности их поверхностям эти изделия предварительно покрывают слоем графита.
Надёжной защитой стали от коррозии служат анодные покрытия;
(нанесение на сталь цинка). Цинк защищает сталь электрохимически.
Если в цинке есть поры, то при наличии атмосферной влаги образуются гальванопары, в которых цинк является анодом и переходит в раствор, а сталь – катодом, на котором из раствора откладывается цинк,
предохраняя сталь от коррозии.
Металлопокрытия должны удовлетворять следующим требованиям:
а) иметь мелкокристаллическую структуру осаждённого металла;
б) равномерно распределяться по всей поверхности изделия;
в) иметь плотное строение (без пор);
г) прочно связываться с основным металлом;
д) иметь высокую коррозиеустойчивость, твёрдость и пластич-
ность.
Прочность сцепления металлопокрытия с основным металлом зависит от его природы и состояния поверхности. Поверхность изделия
должна быть очищена от жира, окислов и механических загрязнений.
62
Тщательную предварительную подготовку изделия к покрытию
производят механическим способом (шлифование, полирование),
электрохимическим способом (обезжиривание, травление) или ультразвуковой обработкой.
Вид гальванического покрытия выбирают в зависимости от условий эксплуатации изделия.
Ванны для металлопокрытий изготовляют обычно из стали
с внутренней футеровкой из пластмассы. По бортам ванны на изоляторах устанавливают анодные, катодные шины, присоединённые
к источнику постоянного тока. На катодные шины подвешиваются
изделия, а на анодные – пластины металла, которым надо покрыть
изделие. Ванны и шины устанавливают на фарфоровых или стеклянных изоляторах. Для подогрева электролита через змеевик, смонтированный на дне ванны, пропускают горячую воду. Иногда ванны делают с двойным кожухом (с пароводопроводящей рубашкой). Для
изоляции ванны от земли горячая вода в змеевик или рубашку подводится через резиновый шланг.
Ванны, требующие для электролиза одинаковый ток, могут быть
включены в цепь последовательно; ванны, работающие с переменной
нагрузкой, подключают к источнику питания параллельно. Эффективным способом интенсификации процесса является питание электролизных ванн в режиме реверсивного тока. Кроме этого, оно способствует получению гладких беспористых однородных покрытий с повышенными защитными свойствами. Длительность периода обратного
тока составляет 10…20% длительности периода прямого тока.
При разработке режима реверсирования необходимо правильно
выбрать частоту реверсов, длительность анодного
a
t
и катодного
к
t
периода. Это зависит от природы осаждаемого металла и состава высококачественные осадки или максимальную интенсивность процесса.
63
Для реверсирования тока применяются три способа:
1) прямое реверсирование полного тока ванны с помощью ком-
мутации вспомогательных цепей;
2) косвенное реверсирование полного тока ванны с помощью
коммутации вспомогательных цепей;
3) наложение переменного тока на постоянный.
Наиболее эффективным способом реверсирования является первый. Это объясняется тем, что прямое реверсирование обеспечивается
за минимальное время. Для бесконтактной коммутации применяют
тиристоры, мощные полупроводниковые триоды в ключевом режиме,
специальные схемы магнитных усилителей.
Анодирование (электрохимическое оксидирование) – это процесс
получения оксидных антикоррозийных плёнок на поверхности металлических изделий анодной обработкой их в соответствующих растворах. Анодирование широко применяется в промышленности для защиты от коррозийных изделий из алюминия, магния и их сплавов.
Анодированию подвергается алюминиевая лента, применяемая
в производстве конденсаторов, алюминиевые обмоточные провода
и детали различных изделий для нужд промышленности, транспорта
и быта. При анодировании на поверхности алюминия образуется двойная оксидная плёнка толщиной до 20 мкм, состоящая из верхнего толстого пористого слоя и нижнего тонкого (0,01…0,10 мкм) плотного
переходного слоя оксида А12О3, возникающего в результате взаимо-
действия ионов алюминия и кислорода. Алюминиевая оксидная плёнка
имеет высокую коррозиеустойчивость и высокую электроизолирующую способность.
Электрохимическое полирование является прогрессивным мето-
дом обработки поверхности металлов. Оно заключается в растворении
64
всех выступов, образующих микрорельеф металла, в результате чего
поверхность становится гладкой и получает зеркальный блеск.
Электрохимическое полирование используют для чистовой и
декоративной отделки поверхности изделий из стали, никеля, меди,
алюминия и других металлов и их сплавов. Его применяют также после гальваностегического покрытия рефлекторов автомобильных фар,
измерительного и режущего инструментов и металлографических
шлифов.
Полируемые изделия погружаются в электролит и являются анодом, а в качестве катода используется свинцовый лист. Погружение
изделий в ванну и выгрузка их производится без выключения тока.
В качестве источников питания гальванических ванн используют
кремниевые выпрямительные агрегаты. Они имеют большой ток, достигающий 12,5 кА и более, и низкое выпрямленное напряжение,
не превышающее в большинстве случаев 12 В. В некоторых установках, например, при анодном оксидировании алюминия в серной кислоте напряжение составляет 15 В и больше, а при оксидировании в хромовой кислоте достигает 60 В. Выпрямительные агрегаты выпускают
как нереверсивными, так и реверсивными.
65
4. ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ
ПО КУРСУ «ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЯ»
1. Какой способ нагрева применяют в электрокалориферах?
1) косвенный нагрев сопротивлением;
2) индукционный;
3) диэлектрический;
4) прямой нагрев сопротивлением;
5) СВЧ-нагрев.
2. Что означают цифры, отмеченные звёздочкой, в условном
обозначении трубчатого нагревателя ТЭН –
25
А10/0,5Р220?
1) мощность кВт;
2) развёрнутую длину, см;
3) длину контактного стержня в заделке, мм;
4) диаметр трубки, мм;
5) ток, А.
3. Что такое коронный разряд в межэлектронном промежутке?
1) неполный пробой газа;
2) полный пробой газа;
3) периодический искровой пробой газа;
4) постоянный искровой пробой газа;
5) свечение, вызванное ионизацией.
4. Как изменится мощность, потребляемая нагревателем, при
увеличении подводимого напряжения в 2 раза?
1) увеличится в 4 раза;
2) увеличится в 2 раза;
66
3) увеличится в 1,41 раза;
4) увеличится в 3 раза;
5) уменьшится в 1,41 раза.
5. Какие из перечисленных параметров определяют при электри-
ческом расчёте ЭНУ?
1) мощность установки;
2) мощность потерь;
3) геометрические размеры нагревателей;
4) КПД установки;
5) сosγ.
6. Какой способ нагрева используют в электродном водонагрева-
теле?
1) прямой нагрев сопротивлением;
2) диэлектрический;
3) косвенный нагрев сопротивлением;
4) индукционный;
5) СВЧ-нагрев.
7. Какой должна быть внешняя характеристика трансформатора
для ручной сварки открытой дугой?
1) возрастающая;
2) жёсткая;
3) слабопадающая;
4) крутопадающая;
5) мягкая.
8. У какого из перечисленных материалов коэффициент погло-
щения мощности при индукционном нагреве наибольший?
1) меди;
2) стали;
67
3) алюминия;
4) бронзы;
5) резины.
9. Что означают цифры, отмеченные звёздочкой, в условном
обозначении трубчатого нагревателя ТЭН – 25 А10/
1,0
Р220?
1) диаметр трубки, мм;
2) мощность, кВт;
3) длину контактного стержня в заделке, мм;
4) развёрнутую длину, м;
5) ток, А.
10. Каким свойством должен обладать материал нагревателей?
1) большим удельным электрическим сопротивлением;
2) большой электропроводимостью;
3) малой плотностью;
4) высокой теплопроводностью;
5) большой плотностью.
11. Какие значения имеет коэффициент монтажа?
1)
1мk
;
2)
1мk
;
3)
1мk
;
4)
1мk
;
5)
0мk
.
12. Как зависит мощность нагревателя от приложенного напря-
жения?
1) Р ≡ U;
2) P ≡ 1/U;
68
3) P ≡ U 2;
4) P ≡ 1/U 2;
5) P ≡ 1/U 3.
13. Каковы причины выхода из строя элементных водонагревате-
лей при их включении в сеть без воды?
1) увеличивается потребляемая мощность;
2) короткое замыкание;
3) увеличивается теплоотдача ТЭНов;
4) уменьшается теплоотдача ТЭНов;
5) разрыв цепи.
14. Сколько термических сопротивлений необходимо учитывать
при определении мощности потерь через двухслойную стенку?
1) два;
2) три;
3) четыре;
4) одно;
5) шесть.
15. Что означает буква, отмеченная звёздочкой, в условном обо-
значении трубчатого нагревателя ТЭН – 25 А10/1,0
Р
200?
1) развёрнутую длину, см;
2) условное обозначение нагреваемой среды;
3) длину контактного стержня в заделке, мм;
4) вид климатического исполнения;
5) материал корпуса.
16. Какой из перечисленных способов наиболее широко приме-
няют для обогрева почвы в парниках и теплицах?
1) элементный;
69
2) электродный;
3) электрокалориферный;
4) лучистый;
5) диэлектрический.
17. Как изменяется мощность шести нагревателей при переклю-
чении их с последовательной звезды в параллельную?
1) увеличится в 2 раза;
2) уменьшится в 4 раза;
3) уменьшится в 2 раза;
4) увеличится в 4 раза.
18. Из какого материала изготавливают спирали ТЭНов?
1) стали;
2) никелина;
3) манганина;
4) нихрома;
5) меди.
19. Как изменяется мощность нагревателя при увеличении его
диаметра в 2 раза и неизменном напряжении питания?
1) увеличится в 2 раза;
2) уменьшится в 2 раза;
3) увеличится в 4 раза;
4) уменьшится в 4 раза;
5) не изменится.
20. Какой из перечисленных способов чаще всего используют для
регулирования мощности электродных водонагревателей?
1) изменение расстояния между электродами;
2) изменение схемы соединения электродов;
70
3) изменение удельного электрического сопротивления воды;
4) экранирование электродов изоляционными перегородками;
5) изменение длины электродов.
21. Какая из перечисленных систем электродов предпочтительнее
для получения коронного разряда?
1) две параллельные плоскости;
2) плоскость и тонкая проволока;
3) плоскость и барабан;
4) два барабана;
5) сфера и плоскость.
22. Сепарация смеси каких частиц возможна при магнитной
очистке семян?
1) крупных и мелких;
2) гладких и шероховатых;
3) сухих и влажных;
4) круглых и вытянутых;
5) плоских и острых.
23. Как выражается начальная напряжённость коронного разряда
(эмпирическая формула Пика)?
1)
rЕ
0298,0
103,30
5
0
;
2)
1
0298,0
0
0
r
E
;
3)
0
5
0
0298,0
1103.30
r
E
;
4)
0298,0
1
0
0
r
E
.