CN116657223A - 电泳工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电泳工装，其涉及壳管式换热器的管体表面防腐蚀处理技术领域。该电泳工装包括电泳槽、阴极组件和阳极组件；电泳槽用于容纳电泳液；阴极组件插设于电泳槽中并适于与电源的负极电连接；阳极组件适于与电源的正极电连接，阳极组件包括阳极管和阳极棒，阳极管插设于电泳槽中，阳极棒置于电泳槽中并适于插设于待电泳管体内。本发明改进了电泳工装的结构，实现了管体的外表面和内表面全电泳，提高了壳管式换热器管体的耐腐蚀性。

Description

电泳工装

技术领域

本发明涉及壳管式换热器的管体表面防腐蚀处理技术领域，尤其涉及一种电泳工装。

背景技术

随着市场的发展，对壳管式换热器的质量要求越来越高，尤其是壳管式换热器的管体耐腐蚀性要求越来越高，意味着壳管式换热器管体的电泳覆盖面需要越来越多，从而来满足耐腐蚀性的要求。

然而，在现有电泳工艺中，电泳工装包括阳极、阴极和电泳槽等，这种电泳工艺虽然能够电泳壳管式换热器的管体外表面，但对于管体的内表面，基本只能电泳内表面的浅层，仅电泳内表面200～300mm处，内表面更深处则无法电泳，这使得壳管式换热器的管体的耐腐蚀性能力较为一般。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电泳工装，旨在实现管体的外表面和内表面全电泳，以提高壳管式换热器管体的耐腐蚀性。

为实现上述目的，本发明提出一种电泳工装，包括：

电泳槽，用于容纳电泳液；

阴极组件，插设于所述电泳槽中并适于与电源的负极电连接；以及

阳极组件，适于与所述电源的正极电连接，所述阳极组件包括阳极管和阳极棒，所述阳极管插设于所述电泳槽中，所述阳极棒置于所述电泳槽中并适于插设于待电泳管体内。

可选地，所述阳极棒包括棒体及多个折流片，多个所述折流片间隔设置于所述棒体上，所述折流片均为绝缘材质。

可选地，每一所述折流片沿所述棒体的长度方向呈螺旋状设置。

可选地，每一所述折流片上设有多个过流孔。

可选地，所述阳极组件还包括插设于所述电泳槽中的阳极板，所述阳极板通过导电杆与所述阳极棒电连接，所述棒体上设有与所述导电杆电连接的固定件。

可选地，所述导电杆包括第一杆体及与所述第一杆体连接的第二杆体，所述第二杆体上套设有绝缘管。

可选地，所述棒体为空心管状，所述棒体的端部设有绝缘塞，以用于防止所述棒体的端部与所述待电泳管体接触。

可选地，所述电泳工装还包括支撑架，所述阳极板可升降地设置于所述支撑架上。

可选地，所述电泳工装还包括驱动件，所述驱动件固定在所述支撑架上并与所述阳极板驱动连接。

可选地，所述阴极组件包括阴极板，所述阴极板通过导电片与所述电源的负极电连接。

在本发明的技术方案中，该电泳工装包括电泳槽、阴极组件和阳极组件；电泳槽用于容纳电泳液；阴极组件插设于电泳槽中并适于与电源的负极电连接；阳极组件适于与电源的正极电连接，阳极组件包括阳极管和阳极棒，阳极管插设于电泳槽中，阳极棒置于电泳槽中并适于插设于待电泳管体内。如此，通过增加阳极面积，在待电泳管体内插入阳极棒，有效提高了对管体内表面的电泳效果，能够电泳管体内表面更深处，从而提高了壳管式换热器管体的耐腐蚀性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明电泳工装一实施例的第一剖面图；

图2为本发明电泳工装一实施例的第二剖面图；

图3为本发明电泳工装一实施例的第三剖面图；

图4为本发明电泳工装一实施例的第四剖面图；

图5为本发明电泳工装一实施例中阳极棒正面的结构示意图；

图6为本发明电泳工装一实施例中阳极棒端面的结构示意图；

图7为本发明电泳工装一实施例中导电杆的结构示意图。

附图标号说明：

10、电泳槽；20、阴极组件；30、阳极组件；31、阳极管；32、阳极棒；33、阳极板；321、棒体；322、折流片；323、固定件；324、绝缘塞；322a、过流孔；34、导电杆；341、第一杆体；342、第二杆体；343、绝缘管；40、支撑架；50、驱动件；21、阴极板；22、导电片；101、待电泳管体。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

目前，电泳工艺一般分为阴极电泳和阳极电泳，电泳是一个电化学反应，主要包括电解、电泳、电沉积、电渗透4个同时进行的过程。

a：电解：在电解质溶液中通入直流电，电极带电例子的氧化与还原反应叫电解。在电泳过程中，电泳涂料电解生成阴离子型或阳离子型的胶体涂料粒子，水电解成H+和OH-，在阴极上放出氢气，在阳极上放出氧气，阳极产生溶解，具体反应如下：

阳极：2H2O-4e-→4H++O2↑，阴极：2H2O+2e-→4OH-+H2↑；

阴极电泳过程中阳极可能发生：Fe-2e-→Fe2+；

阴极可能发生：N+H3CH2CH2OH(正丙醇)+e-→NH2CH2CH2OH+[H]

2[H+]→H2↑

因此，在阳极周围将放出氧化性很强的氧气，阳极呈现很强的酸性。

对阳极电泳涂料，以上反应将造成涂物表面或磷化膜溶解腐蚀，影响涂层的耐腐蚀性。

使用阳极电泳涂料时，电解反应除了水的电解外还有：

阴极：2H++2e-→H2↑

阳极：4CH3COO--4e-+2H2O→4CH3COOH+O2↑

由于辅助阳极的电量完全用于析出小分子羧酸，使得阴极电泳液的PH值不断降低。对于阴极电泳涂料，由于阴极电量完全用于析出小分子胺，因此随着电泳的不断进行，槽液的PH值将不断升高。电解反应在沉积涂装中应适当控制，否则将导致不良的效果。

在电泳过程中，电解反应是不可避免的。适当控制施工电压和电泳时间，避免采用高电压(尤其在工件在入槽阶段)，可以在一定程度上避免槽液及涂膜的不良后果。若电解反应过于剧烈，逸气严重，涂膜容易产生针孔，气泡等弊端；涂料泳透力下降，降低涂膜附着力，在电解过程中，复制电极产生的小分子胺、小分子羧酸将使施工过程中电泳涂料的PH值发生变化，进而影响涂料和涂层的性能，必须从工艺和设备上加以控制。

b：电泳：在胶体溶液中，分散在介质中的带电胶体粒子在直流电场的作用下，向带着相反电荷的电极移动。由于胶体粒子在运动过程中受到分散介质的阻力，相对于真溶液在电场中离子的迁移阻力要大的多，移动的速度慢，犹如在分散介质中泳动，故称电泳。电泳中提高施工电压、增大电位梯度、降低涂料粘度，可加快沉积速度。由于槽液的温度、PH值等直接影响涂料的介电常数、电位梯度和粘度等参数，进而影响电泳质量，因此选择和控制适宜的槽液温度、施工电压和槽液PH值等工艺条件，是保证电泳质量的重要因素。

c：电沉积：涂料粒子在电极上的沉析现象称为电沉积。在阴极电泳时带正电荷的粒子在阴极上凝聚，即带正电荷的涂装粒子到达阴极(被涂物)表面上(高碱性的界面层)得到电子，并与氢氧离子反应变成水不溶性，沉积在被涂物上。在阳极电泳时带负电荷的粒子在阳极上凝聚。电沉积过程是电泳作用中最重要的反应过程。

在阳极电泳中，涂料粒子主要为羧酸盐，电沉积反应包括：

RCOO-+H+→RCOOH(由于电解反应，使电极表面PH值达到2-3，该反应被认为是阳极电沉积的主要反应)。

2RCOO--2e-→R-R+2CO2 2RCOO--Fe2+→Fe(RCOO)2

d：电渗透：刚沉积到被涂物表面上的涂膜具有很多毛细孔，在电场的持续作用下，涂膜中的大量水分从涂膜中渗析到槽液，使涂膜脱水，最后形成几乎连电流也通不过的含水率极低的、电阻很高的致密涂膜，这种现场称为电渗。电渗是电泳的逆过程。电渗使亲水的涂膜变成憎水涂膜，脱水而使涂膜致密化。电渗性好的电泳涂料涂后的湿涂膜可用手摸，不沾手，脱水后的湿膜牢牢黏附在底材上，通常用水清洗不能洗掉，而随工件带出附着的湿涂膜上的工作液可用水冲洗掉。电渗后的涂膜通常含水量5-15％，若涂膜中含水量过高，烘烤时会产生大量泡并发生流挂现象，影响涂膜质量。试样表明，工作液的颜基比越大、水溶性树脂的分子量越大、阴极工作液的PH值高。阳极工作液的PH值低，则电泳涂膜的电渗性越好。

e：析出原理：电泳过程中不断进行，膜不断增厚形成湿涂膜，直至湿涂膜电阻大到不导电。

f：泳透力：使背离电极的被涂物表面涂上漆的能力称为泳透力。它表示电泳涂膜在膜厚分布上的均一性，故有称泳透性。泳透力的高度影响电沉积涂膜的防腐蚀性能，是电泳的重要特性之一。

在一示例性技术中，电泳工装包括阳极、阴极和电泳槽等，这种电泳工艺虽然能够电泳壳管式换热器的管体外表面，但对于管体的内表面，基本只能电泳内表面的浅层，仅电泳内表面200～300mm处，内表面更深处则无法电泳，这使得壳管式换热器的管体的耐腐蚀性能力较为一般。

对此，本发明提出一种电泳工装，特别是用于对壳管式换热器的管体表面进行防腐蚀处理的电泳工装，此处不限。

参照图1至图4，在本发明一实施例中，该电泳工装包括电泳槽10、阴极组件20和阳极组件30；电泳槽10用于容纳电泳液；阴极组件20插设于电泳槽10中并适于与电源的负极电连接；阳极组件30适于与电源的正极电连接，阳极组件30包括阳极管31和阳极棒32，阳极管31插设于电泳槽10中，阳极棒32置于电泳槽10中并适于插设于待电泳管体101内。

在电泳时，需将待电泳管体101置于电泳槽10的电泳液中，并使阳极棒32横向设置在待电泳管体101内。

本实施例中，阴极组件20可包括阴极板21等，阴极板21可通过导电片22与电源的负极电连接。

需要说明的是，在电泳过程中，泳透力是使背离电极的被涂物表面涂上漆的能力，它表示电泳涂膜在膜厚分布上的均一性，故又称泳透性。泳透力的高度影响电沉积涂膜的防腐蚀性能，是电泳的重要特性之一。换言之，泳透力是电泳时涂料对被涂物的内表面凹穴处及别面的涂覆能力。

可以理解的是，本发明通过增加阳极面积，在待电泳管体101内插入阳极棒32，有效提高了对管体内表面的电泳效果，能够电泳管体内表面更深处，从而提高了壳管式换热器管体的耐腐蚀性。

为进一步地增强对管体内表面的电泳效果，参照图1、图5及图6，在一实施例中，阳极棒32可包括棒体321及多个折流片322，多个折流片322沿棒体321的长度方向间隔设置于棒体321上，折流片322均为绝缘材质。如此，通过设置折流片322，一方面可以避免棒体321与换热器管体接触而形成短路，另一方面折流片322位于管体内，可以使电泳液横向穿过管体内部，从而进一步地增强电泳效果。

其中，棒体321可采用铜管等导电材质，此处不限。

在组装时，折流片322与棒体321可通过铆钉铆接或螺钉连接等方式连接固定。

本实施例中，为提升电泳液横向穿过管体内部的速率，可将折流片322沿棒体321的长度方向设置为螺旋状。

进一步地，每一折流片322上还可设有多个过流孔322a，多个过流孔322a可均匀分布在折流片322上，以使电泳液流过。

本实施例中，棒体321可为空心管状，棒体321的端部设有绝缘塞324，以用于防止棒体321的端部与待电泳管体101接触。

绝缘塞324可采用橡胶塞等，绝缘塞324与铜管可采用过盈配合的方式连接。绝缘塞324的作用在于，避免铜管与换热器的管体接触而形成短路。

参照图1至图7，在一实施例中，阳极组件30还可包括插设于电泳槽10中的阳极板33，阳极板33通过导电杆34与阳极棒32电连接，棒体321上设有与导电杆34电连接的固定件323。如此，可以进一步地增加阳极面积，有利于实现管体的外表面和内表面全电泳，进一步地提高了壳管式换热器管体的耐腐蚀性。

本实施例中，多根阳极管31可间隔设置于阳极板33的底部，固定件323与棒体321可采用钎焊焊接等方式固定。固定件323可采用导电材质，以导通电泳电路。

为提高工作电压，以进一步地解决泳透力低的问题，主要参照图6及图7，在一实施例中，导电杆34可包括第一杆体341及与第一杆体341连接的第二杆体342，第二杆体342上套设有绝缘管343。如此，有利于给阳极组件30施加更高的工作电压，进一步提高泳透力，从而进一步地提升管体的耐腐蚀性。

本实施例中，绝缘管343可采用橡胶等绝缘材质，绝缘管343和导电杆34可采用过盈配合的方式连接。绝缘管343可以有效避免导电杆34与换热器的管体接触而形成短路。

在组装时，导电杆34与阳极板33的固定块可通过螺栓连接等方式连接固定。

本发明通过在待电泳管体101的内表面增加阳极棒32，并增设阳极板33，实现了内表面全电泳的效果，操作方便且成本低。

为方便将阳极板33插入至电泳槽10的电泳液中，提高操作的便利性，在一实施例中，该电泳工装还可包括支撑架40，阳极板33可升降地设置于支撑架40上。

本实施例中，电泳工装还包括驱动件50，驱动件50固定在支撑架40上并与阳极板33驱动连接。

其中，驱动件50可为气缸、油缸或电机等，此处不限。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电泳工装，其特征在于，包括：

电泳槽，用于容纳电泳液；

阴极组件，插设于所述电泳槽中并适于与电源的负极电连接；以及

阳极组件，适于与所述电源的正极电连接，所述阳极组件包括阳极管和阳极棒，所述阳极管插设于所述电泳槽中，所述阳极棒置于所述电泳槽中并适于插设于待电泳管体内。

2.如权利要求1所述的电泳工装，其特征在于，所述阳极棒包括棒体及多个折流片，多个所述折流片间隔设置于所述棒体上，所述折流片均为绝缘材质。

3.如权利要求2所述的电泳工装，其特征在于，每一所述折流片沿所述棒体的长度方向呈螺旋状设置。

4.如权利要求2所述的电泳工装，其特征在于，每一所述折流片上设有多个过流孔。

5.如权利要求2所述的电泳工装，其特征在于，所述阳极组件还包括插设于所述电泳槽中的阳极板，所述阳极板通过导电杆与所述阳极棒电连接，所述棒体上设有与所述导电杆电连接的固定件。

6.如权利要求5所述的电泳工装，其特征在于，所述导电杆包括第一杆体及与所述第一杆体连接的第二杆体，所述第二杆体上套设有绝缘管。

7.如权利要求2所述的电泳工装，其特征在于，所述棒体为空心管状，所述棒体的端部设有绝缘塞，以用于防止所述棒体的端部与所述待电泳管体接触。

8.如权利要求5所述的电泳工装，其特征在于，所述电泳工装还包括支撑架，所述阳极板可升降地设置于所述支撑架上。

9.如权利要求8所述的电泳工装，其特征在于，所述电泳工装还包括驱动件，所述驱动件固定在所述支撑架上并与所述阳极板驱动连接。

10.如权利要求1～9任一项所述的电泳工装，其特征在于，所述阴极组件包括阴极板，所述阴极板通过导电片与所述电源的负极电连接。