Расчёт расхода химикатов и анодов

 

 

Расчёт расхода химикатов на первоначальное приготовление рабочего раствора рассчитывается по формуле:

m_i= C_i × V_i × n_B × n_CM,                               (4.42)

где m_i – масса каждого компонента раствора, кг;

C_i – концентрация каждого компонента раствора, г/л;

V_i – объём ванны (для электрохимических ванн V=800 л, для химических ванн V=630 л);

n_B – количество ванн;

n_CM – сменность ванны в год (ванна цинкования 1 раз, ванна пассивации 6 раз, остальные 12 раз).

Пример расчёта для ванны обезжиривания:

= 30 × 0,63 × 1 × 12 = 226,8 кг; = 10 × 0,63 × 1 × 12 = 75,6 кг; = 20 × 0,63 × 1 × 12 = 151,2 кг; m_дв-301= 4 × 0,63 × 1 × 12 = 30,3 кг.

Результаты расчётов приведены в таблице 4.4.

Таблица 4.4 – Расход химикатов на приготовление растворов.

Наименование ванны	Состав раствора	Концентрация, г/л	Масса, кг
Химическое обезжиривание	NaOH Na3PO4 Na2SiO3 ДВ-301	30 10 20 4	226,8 75,6 151,2 30,3
Электрохимическое обезжиривание	NaOH Na3PO4 Na2SiO3 ДВ-301	30 10 20 1,45	288 96 192 14
Активация	HCl	75	567
Цинкование	ZnO NaOH НБЦ-О НБЦ-К	13,5 105 5 5	10,9 84 4 4
Пассивация	Соль Ликонда-25 Спирт поливиниловый	72,5 4	274 15

 

Расчёт химикатов на корректировку проводится по формуле:

m_i^кор = [(q_унос + q_в + q_ф) ×C_i + q_разл ] ×S_год,                 (4.43)

где q_унос – потери раствора с деталями и барабаном (q_унос=0,4 дм³/м²);

  q_в – потери раствора в вентиляцию (q_в=0,015 дм³/м²);

  q_ф – потери раствора при фильтрации (только в ванне цинкования q_ф=0,065 дм³/м²);

  C_i – концентрация компонента, г/л;

  q_разл – потери химикатов при разложении их электрическим током (только у электрохимических ванн q_разл=0,25 дм³/м² [6]);

  S_год – годовая производственная программа, м²/год.

Пример расчёта для обезжиривания:

= [(0,4 + 0,015 + 0) ×30 + 0] ×52,500 = 653,6 кг; = [(0,4 + 0,015 + 0) ×10 + 0] ×52,500 = 217,9 кг; = [(0,4 + 0,015 + 0) ×20 + 0] ×52,500 = 435,8 кг; = [(0,4 + 0,015 + 0) ×4 + 0] ×52,500 = 87,2 кг.

Результаты расчета приведены в таблице 4.5.

Таблица 4.5 – Расход химикатов на корректировку растворов.

Наименование ванны	Состав раствора	Концентрация, г/л	Масса, кг
Химическое обезжиривание	NaOH Na3PO4 Na2SiO3 ДВ-301	30 10 20 4	653,6 217,9 435,8 87,2
Электрохимическое обезжиривание	NaOH Na3PO4 Na2SiO3 ДВ-301	30 10 20 1,45	666,8 231 448,9 44,7
Активация	HCl	75	1634
Цинкование	ZnO NaOH НБЦ-О НБЦ-К	13,5 105 5 5	– 2659,2 139,2 139,2
Пассивация	Соль Ликонда-25 Спирт поливиниловый	72,5 4	1579,6 87,2

 

Расчёт анодов на первоначальный пуск рассчитывается по формуле:

S_ан^общ = I / i_а,                                         (4.44)

где I – сила тока, А;

i_а – анодная плотность тока, А/м².

S_ан^общ = 321,5 / 150 = 2,15 м².

Массу одного анода берём равную 15 кг, плотность цинка r=7200 кг/м³, отсюда находим объём одного анода:

V= 15 / 7200 = 0,0021 м³.

V_а^общ = S_ан^общ × d_Zn¹,                                   (4.45)

где d_Zn¹ – толщина одного анода, м.

V_а^общ = 2,15 × 0,012 = 0,0258 м³.

Общее число анодов определяем по формуле:

П_а = V_а^общ / V,                                             (4.46)

П_а = 0,0258 / 0,0021 = 12,28» 13.

На выполнение годовой программы:

m_а^год = S_год × d × r × к₁ × к₂,                               (4.47)

где d - толщина покрытия, м;

S_год – годовая производственная программа, м²/год;

r - плотность металла покрытия, кг/м³;

к₁ – коэффициент учитывающий сложность геометрической формы детали (к₁=1,3);

к₂ – коэффициент учитывающий непроизводительные потери (к₂=1,15).

m_а^год = 52500 × 7,5×10^-6 × 7200 × 1,3 × 1,15 = 4238,3 кг.

 

 

Расчёт вытяжной вентиляции

 

 

Количество воздуха, отсасываемого от одной ванны, рассчитывается по формуле:

V = V₀ × к_темп × к_токс × к₁ × к₂ × к₃ × к₄,                        (4.48)

где V₀ – объём, зависящий от габаритов ванны, м³/ч;

  к_темп – температурный коэффициент;

  к_токс – коэффициент токсичности [13];

  к₁ – коэффициент, учитывающий вид бортового отсоса;

  к₂ – коэффициент, учитывающий наличие воздушного перемешивания;

  к₃ – коэффициент, учитывающий наличие полых шариков на поверхности раствора;

  к₄ – коэффициент, учитывающий наличие пены на поверхности раствора.

V₀ = 1400 ×(0,53 × w × l / (w + l) + h)^0,33 × w × l,               (4.49)

где w – ширина ванны в случае отсосов с вертикальной щелью всасывания, м;

   l – длинна ванны, м;

   h – расстояние от зеркала электролита до середины щели всасывания бортового отсоса, м.

Для химических ванн:

V₀ =1400×(0,53×0,63×1,25/(0,63+1,25)+0,2)^0,33×0,63×1,25= 829,3 м³/ч.

Для электрохимических ванн:

V₀ =1400×(0,53×0,8×1,25/(0,8+1,25)+0,2)^0,33×0,8×1,25= 1082,4 м³/ч.

Температурный коэффициент рассчитывается по формуле:

к_темп = 1 + 0,0157 × (t_р – t_в),                               (4.50)

где t_р – температура раствора, °С;

  t_в – температура воздуха, °С.

Пример расчёта для ванны обезжиривания:

V₀ = 829,3 м³/ч; к_токс =1; к₁ =1; к₂ =1; к₃ =1; к₄ =0,5.

к_темп = 1 + 0,0157 × (60 – 20) = 1,628

V = 829,3 × 1,628 × 1 × 1 × 1 × 1 × 0,5 = 675 м³/ч.

Результаты расчёта приведены в таблице 4.6.

Таблица 4.6 – Количество отсасываемого от ванн воздуха

Ванна	V0, м3/ч	Dt	ктемп	ктокс	к1	к2	к3	к4	V, м3/ч
Обезжиривание	829,3	40	1,628	1	1	1	1	0,5	675
Тёплая промывка после обезжиривания	829,3	30	1,471	0,5	1	1	1	1	610
Электрохимическое обезжиривание	1082,4	40	1,628	1,6	1	1	1	0,5	1764,2
Тёплая промывка после электрохимического обезжиривания	829,3	30	1,471	0,5	1,8	1	1	1	1098
Тёплая промывка после пассивации	829,3	30	1,471	0,5	1,8	1	1	1	1098
Сумма:									5245,2