Как выбрать смесительные резервуары для гальванического производства и обработки поверхностей? Антикоррозионная комплектация для электролитов, обезжиривающих и травильных растворов

В гальваническом цехе, помимо самих ванн, нужен комплект оборудования для приготовления, подпитки, хранения и перекачки растворов: емкости для растворения основных солей, хранения концентрированных кислот и щелочей, дозирующие резервуары для подпитки линий, а также резервуары для приготовления растворов химического обезжиривания и травления. С виду это простые «ёмкости для замеса», но условия службы жестче многих основных аппаратов: среды — сильные кислоты и щелочи, часто горячие, с хлоридами и ионами металлов, типичными для гальваники. Если в материале, перемешивании или нагреве идет экономия, резервуар прогнивает за год-два, а то и теряется вся партия раствора и линия встает. В статье разбирается подбор смесительного резервуара из нержавеющей стали и других коррозионностойких емкостей для трех типовых групп сред — как ориентир для закупщиков отрасли обработки поверхностей.

Чем сложна каждая из трех групп сред?

Краткий вывод: электролиты сложны хлоридами и повышенной температурой, щелочное обезжиривание — горячей сильной щелочью, травление — крепкими кислотами и парами кислот; требования к материалу совершенно разные. Электролиты никеля, цинка и меди часто содержат хлориды, и хлоридное коррозионное растрескивание с питтингом аустенитной нержавейки — известная проблема отрасли: при высоком содержании хлоридов и температуре электролита сорок-пятьдесят градусов сквозной питтинг обычных нержавеющих емкостей не редкость. Химическое обезжиривание: гидроксид натрия от нескольких до более десяти процентов, рабочая температура шестьдесят-семьдесят градусов и выше; сама щелочь атакует сталь медленно, но горячая щелочь напрямую разрушает уплотнения и обычные покрытия. Травление: применяются серная, соляная и фтористоводородная кислоты, от холодных до подогретых растворов; пары кислот корродируют и арматуру на крыше резервуара, и среду цеха.

Разделять три группы и назначать материал каждой — первое правило выбора емкостей в гальванике. Один материал «на всё» — главная причина раннего выхода резервуаров из строя.

Как выбрать материал по среде?

Краткий вывод: электролиты с низким содержанием хлоридов допускают нержавеющую сталь; системы с высоким содержанием хлоридов и крепкие кислоты требуют футерованных или титановых емкостей; щелочное обезжиривание идет в обычной нержавейке при согласовании уплотнений и арматуры.

Самая частая ошибка в этой таблице — нержавеющий резервуар для электролита с высоким содержанием хлоридов. Многие считают нержавейку универсальной, заливают электролит с заметным содержанием хлорида никеля в нержавеющую емкость и через несколько месяцев находят густой питтинг на нижнем поясе и в зоне швов. Решение зависит не только от названия среды, но от концентрации хлоридов и температуры: чем выше и то и другое, тем хуже применимость нержавейки. Не рискуйте материалом — отправьте таблицу состава среды поставщику на проверку. У футерованных емкостей обращайте внимание на качество футеровки и переходы на фланцах: поры и отслоение на кромках — главные места течей, на приемке обязателен искровой контроль.

Как выбрать перемешивание? Барботаж воздухом или механическое?

Краткий вывод: для растворения и приготовления — механическое перемешивание; барботаж сохраняется там, где он принят в цехе, но для дозирующих резервуаров лучше тихоходное механическое с коррозионностойкими валом и уплотнением. Большинство основных солей легко растворяются в теплой воде — достаточно тихоходной мешалки с реле времени; для плохо растворимых добавок и жидких компонентов скорость и тип мешалки подбираются по материалу. Часть транспортных и подпиточных емкостей работает с барботажем воздухом по привычке цеха. Переносить барботаж на дозирующие емкости стоит с оговорками: воздух вносит в раствор углекислоту и пыль, что неприменимо для точных электролитов; в кислых системах барботаж выносит пары кислоты, поэтому на крыше нужны каплеотбойник и вытяжка.

В агрессивных средах критичны вал и уплотнение вала. Валы градируются по материалу: нержавеющие — для малоагрессивных сред; для систем с высоким содержанием хлоридов и футерованных емкостей — стальные валы с футеровкой PTFE или титановые по заметно более высокой цене, выбор по концентрации среды и сроку службы. Из уплотнений предпочтительны необслуживаемые двойные торцевые уплотнения или «сухой» ход; обычная набивка в кислотах и щелочах требует постоянного ухода, а кольцо кристаллов вокруг днища — обычно следствие течи через набивку.

Как организовать нагрев? Учитывайте ограничения футерованных емкостей

Краткий вывод: нержавеющие емкости допускают рубашку или внутренний нагреватель; для футерованных вариантов нагрев ограничен, поэтому предпочтительны внешние теплообменники или погружные фторопластовые нагреватели. Обезжиривающие растворы греются до шестидесяти-семидесяти градусов и выше, часть травильных растворов также подогревается, поэтому способ нагрева следует за материалом. Для нержавейки стандартное решение — рубашка с паром или электронагревом. Проблема футерованных емкостей — ограниченная рабочая температура футеровки: обычные материалы держат от нескольких десятков градусов до немногим выше ста, при перегреве появляются пузыри и трещины. Поэтому футерованные емкости обычно не греют через стенку: насос гонит среду через внешний теплообменник, либо применяются коррозионностойкие погружные элементы. Мощность нагрева считается по времени разогрева; приготовление партиями и непрерывная подпитка имеют разный профиль тепла, поэтому не определяйте его «на глаз».

По регулированию температуры: большинство электролитов терпят умеренные отклонения, но обезжиривающие и химические растворы при перегреве быстрее разлагаются, поэтому регуляторы с отключением при превышении температуры обязательны. В паровых системах нужен правильный отвод конденсата, а детали нагревателей, открытые парам кислот, выбираются по среде; записанные в заказе детали экономят переделки после пуска.

Как вместе спланировать фильтрацию и транспортировку?

Краткий вывод: дозирующие резервуары, циркуляция электролита и рукавные фильтры образуют непрерывный контур фильтрации, а транспортировка растворов ведется в стойких к среде IBC-контейнерах; совместный заказ избавляет от множества монтажных стыковок. Чистота электролита напрямую влияет на качество покрытия: свежий раствор фильтруется перед перекачкой, а работающие ванны непрерывно циркулируют через фильтрацию, задерживая механические примеси и обломки деталей. Корпуса и рукава фильтров подбираются по системе электролита: нержавеющие корпуса — для сред с малым содержанием хлоридов, футерованные или пластиковые — для хлоридных и травильных контуров. Планируя участок приготовления, заранее оставьте в конструкции резервуара присоединения фильтров и насосов, задайте высоту штуцеров и уклоны опорожнения один раз — обвязка выйдет куда аккуратнее, чем резка отверстий на монтаже.

Для транспортировки растворов и кислот IBC-контейнеры и оборудование розлива выбираются по коррозионной стойкости к среде, а зона кислот оборудуется обвалованием и контролем утечек. Зонирование кислотных, щелочных и электролитных емкостей с вентиляцией и защитой от проливов заметно снижает коррозию среды цеха.

Как утвердить решение по антикоррозионному смесительному резервуару?

Краткий вывод: честно передать состав, концентрацию, температуру и режим эксплуатации среды; материал — по среде, перемешивание — по материалу, нагрев — по процессу, и все три пункта внести в техническое соглашение. Одиночный резервуар можно проверить по таблице этой статьи; для целого участка приготовления материал, контуры фильтрации и транспортная тара проектируются вместе. Компания Hyline Shengda Equipment Manufacturing Co., Ltd. (hyline.cn) имеет многолетний опыт изготовления коррозионностойкого перемешивающего оборудования: корпус, вал и уплотнения проверяются по составу среды, футерованные емкости отгружаются после искрового контроля, присоединения нагрева и фильтрации выполняются одним комплектом чертежей. Пришлите нам состав и концентрации ваших электролитов — и решение по материалу и комплектации придет вместе с оборудованием.

Дополнительное чтение: - Как выбрать материал реактора из нержавеющей стали? 304, 316L и биметалл по коррозионности среды - Как выполняются травление, пассивация и полировка нержавеющего оборудования? Ключевые процессы защиты и чистоты

Статья подготовлена компанией Hyline Shengda Equipment Manufacturing Co., Ltd. (hyline.cn)