CN1058303C - 不锈钢设备动态电解复合抛光方法 - Google Patents
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Abstract
一种不锈钢设备动态电解复合抛光方法,属于电化学的表面处理技术。本发明采用硫酸、磷酸、铁氰化钾、羧甲基纤维素、壬基酚聚氧乙烯醚为原料的电解液。电解液可在常温、低电流密度下使用,在电极表面有一层吸液层,使用本发明工件前处理简单、抛光精度高,可广泛用于化工、纺织、食品等行业的设备抛光。
Description
本发明属于一种电化学表面抛光处理技术,特别适用于大型设备及小口径管道内壁电解复合抛光。
长期以来,在石油化工、纺织、食品、制药等行业生产中,由于某些关键设备(如聚合釜、反应罐、物料管线等)内表面粗糙度较高,致使某些粘性物料、粉料等容易产生挂壁、结垢现象,影响设备传热效率,严重者使设备完全阻塞,被迫停止运行。对于某些易燃性物料,由于静电集中现象,存在易使物料产生火花爆炸的隐患,为了解决上述问题,要求对设备内表面进行抛光处理,提高表面光洁度。设备抛光处理后,随着光洁度的提高其耐腐蚀性也相应提高。
现有技术中对于大型不锈钢设备表面抛光,通常采用手工机械研磨方法,所用工具是电动或风动的砂轮或砂带,这种方法存在生产效率低、劳动强度大且抛光精度不高等缺点;国内对于小口径管道内壁的抛光,目前尚无有效措施。为了获得较高的光洁度,八十年代未,国内出现了“电解抛光”新工艺,即把工件作为阳极,电极作为阴极,电极与工件作相对移动,用泵将电解液不断地送到阴极和工件的间隙处,通电使工件表面发生电化学溶解,从而使工件表面获得较高的光洁度。但是现有技术中,要求工件原始表面具备较高的光洁度,一般在7(Ra1.6)以上,单纯通过电化学溶解,光洁度最多提高3级,且耗时较长。这样对于无法达到前处理光洁度要求的工件,如小口径管道内壁、设备内部死角等,单纯电解抛光就无法实施。另外,现有技术中所用电解液为HF、HCIO4、亚硝酸、铬酸体系,这种电解液存在燃爆性和毒性等缺点。再者,现有技术操作温度较高,一般在70℃以上;操作电流密度也较高,一般在60A/dm2以上,致使现场抛光难度增大,且成本增高。
本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的问题,提供一种有效的适用于大型不锈钢设备及小口径管道现场抛光方法,实现电解抛光与机械研磨同步同机进行,达到常温操作、无环境污染、无毒操作且耗能低的目的。
实现本发明目的的解决方案是通过直流电源(7),把被抛光工件作为阳极(6),电解液(1)通过循环用储槽(2)、输液泵(3)、输液管(4),再通过阴极(5)到达阴、阳极(5)、(6)之间,阴、阳极(5)、(6)作相对运动,其特征是阴极(5)有吸液层(12),工作时,阴、阳极(5)、(6)之间充满电解液。电流密度为5-45A/dm2,电解液(1)以重量百分含量配制,硫酸为11-33%,磷酸为10-30%,铁氰化钾为0.06-0.90%,羧甲基纤维素为0.2-0.6%,壬基酚聚氧乙烯醚为0.03-0.10%,其余为水。阴极(5)吸液层(12)为玻璃绒或石棉绒。阴极(5)与阳极(6)的接触面是平面、曲面、球面。阴极(5)与阳极(6)之间的间距为3-20mm,操作是在常温下进行。
本发明的优点是常温操作,电解液无毒、无燃爆性、成本低廉,工件前处理简单,电耗低,抛光精度高。
下面结合附图对本发明作进一步详细说明,图1为本发明的工作原理图,图2为图1的A局部放大图。
首先,将阴极(5)放置在被抛光件阳极(6)上,保证阴、阳极能够方便的移动,用输液泵(3)将储槽(2)中的电解液(1)通过输液管(4)使电解液循环起来,并通过阴、阳极的间隙,开启直流电源(7),并调节到相应的电流、电压值,然后使阴、阳作相对运动,根据不同工件的几何形状选用不同的阴极形状,直至阴极移动覆盖所有的欲抛光面,此时抛光过程结束。
请看具体实施例:
例1:一台直径为2.8米,高6米的1Cr18Ni9Ti不锈钢粉末料斗,其中筒体高4米,锥体高2米,进行电解复合动态抛光处理。采用的电解液配方为(重量百分浓度):硫酸11%,磷酸30%,羧甲基纤维素0.2%,铁氰化钾0.1%,壬基酚聚氧乙烯醚0.03%,余量为水。操作温度:常温。阴、阳极作螺旋线运动,阴、阳极相对移动速度30-35cm/min,输出电压12-20V,输出电流15-45A,阴极表面积为1.0dm2。结果:抛光前表面光洁度为7(Ra1.6),抛光处理后为13(Ra0.020)。
例2:一台直径为3.0米,锥体高度2.0米的316L不锈钢圆锥体,电解液配方为(重量百分浓度):硫酸11%,磷酸30%,羧甲基纤维素0.2%,铁氰化钾0.1%,壬基酚聚氧乙烯醚0.03%,余量为水。操作温度:常温。阴、阳极作螺旋线运动,阴、阳极相对移动速度30-35cm/min,输出电压12-20V,输出电流15-45A,阴极表面积为1.0dm2。结果:锥体内壁抛光前表面光洁度为7(Ra1.6),抛光后为12(Ra0.040)。
例3:一根长8米,内径为50毫米的304不锈钢管道,电解液配方为(重量百分浓度):硫酸33%,磷酸10%,羧甲基纤维素0.6%,铁氰化钾0.08%,壬基酚聚乙烯醚0.05%,余量为水。操作温度:常温。阴、阳极相对移动速度为20-30cm/min,输出电压5-10V,电流密度20-40A,阴极表面积为1.0dm2。结果:管道内壁抛光前光洁度为5(Ra6.3),抛光后为10(Ra0.20)。
例4:一个DN50mm的不锈钢球阀,采用电解液配方为(重量百分浓度):硫酸11%,磷酸23%,羧甲基纤维素0.3%,壬基酚聚氧乙烯醚0.06%,铁氰化钾0.2%,余量为水。操作温度:常温。电源输出电压10-15V,电流密度15-20A,阴极表面积为0.5dm2。结果:抛光前表面光洁度为5(Ra6.3),抛光处理后为10(Ra0.20)。
例5:一件Φ200mm的玻璃轧辊,材质为高温不锈钢合金,采用电解液配方为(重量百分浓度):硫酸25%,磷酸30%,羧甲基纤维素0.2%,铁氰化钾0.1%,壬基酚聚氧乙烯醚0.05%,余量为水。操作温度:常温。电源输出电压10-15V,电流密度30-40A,阴极表面积为1.0dm2。结果:抛光前表面光洁度为7(Ra1.6),抛光处理后为12(Ra0.040)。
Claims (5)
1.一种不锈钢设备动态电解抛光方法,是通过直流电源(7),把抛光工件作为阳极(6),电解液(1)通过循环用储槽(2)、输液泵(3)、输液管(4),再通过阴极(5)到达阴、阳极(5)、(6)之间,阴、阳极(5)、(6)作相对运动,其特征是阴极(5)有吸液层(12),工作时,阴、阳极(5)、(6)间充满电解液;电流密度为5-45A/dm2,电解液(1)以重量百分浓度配制,硫酸含量为11-33%,磷酸含量为10-30%,铁氰化钾含量为0.06-0.90%,羧甲基纤维素含量为0.2-0.6%,壬基酚聚氧乙烯醚为0.03-0.10%,其余为水。
2.根据权利要求1所说的抛光方法,其特征是阴极(5)吸液层(12)为玻璃绒或石棉绒。
3.根据权利要求1、2所说的抛光方法,其特征是阴极(5)与阳极(6)的接触面是平面、曲面、球面。
4.根据权利要求1所说的抛光方法,其特征是阴极(5)、阳极(6)之间的间距为3-20mm。
5.根据权利要求1所说的抛光方法,其特征是常温操作。
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