трусики женские украина

На головну

 Розрахунок ділянки осадження подвійного покриття мідь-нікель - Металургія

ЗМІСТ:

ВСТУП .________________________________________________________________________ 1

1. ОПИС ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ._______________________________ 7

1.1. ОПИС технологічних операцій ._________________________________ 7

1.2 СХЕМА ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ .____________________________________ 11

2. РОЗРАХУНОК ДІЛЯНКИ ОСАДЖЕННЯ подвійне покриття Мідь-Нікель .___ 13

2.1. ВИЗНАЧЕННЯ фонд робочого часу ._______________________________ 13

2.2 РОЗРАХУНОК ВИРОБНИЧОЇ ПРОГРАМИ ._________________________________ 15

2.3 РОЗРАХУНОК ЧАСУ ОБРОБКИ ПОВЕРХНІ ДЕТАЛЕЙ .______________________ 16

2.4 РОЗРАХУНОК необхідної продуктивності ДІЛЯНКИ .___________________ 17

2.5 РОЗРАХУНОК КОНСТРУКЦІЇ барабана .___________________________________________ 18

2.6 РОЗРАХУНОК габарити ВАННИ ._________________________________________________ 19

2.7 ЕНЕРГЕТИКА ЦЕХУ .__________________________________________________________ 20

2.7.1 ПОВЕРХНІСТЬ ЗАВАНТАЖЕННЯ І СИЛИ СТРУМУ ._______________________________________________ 20

2.7.2 БАЛАНС НАПРУГИ ВАННИ ._______________________________________________________ 20

2.7 ВИТРАТИ ВОДИ ._______________________________________________________________ 22

2.7 РОЗРАХУНОК ВИТРАТИ МАТЕРІАЛІВ .______________________________________________ 24

2.7.1 РОЗРАХУНОК ВИТРАТ ХІМІКАТІВ ._______________________________________________________ 24

2.7.2 РОЗРАХУНОК ВИТРАТ анод .____________________________________________________________ 26

2.7.3. ЗВЕДЕНА ВІДОМІСТЬ ВИТРАТИ МАТЕРІАЛІВ .________________________________________ 28

2.8 ТЕПЛОВІ РОЗРАХУНКИ .________________________________________________________ 29

2.8.1 ТЕПЛОВОЇ РОЗРАХУНОК ВАННИ знежирення ._________________________________________ 29

2.8.2 ТЕПЛОВОЇ РОЗРАХУНОК ВАННИ меднением ._______________________________________________ 33

2.8.2 ТЕПЛОВОЇ РОЗРАХУНОК ВАННИ нікелюванням ._________________________________________ 37

4. СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ ________________________________________________________ 42

ВСТУП.

Гальванічне покриття мідь нікель широко застосовується для захисту від корозії сталевих деталей.

Тому мідь має більш позитивний потенціал, ніж залізо, то по відношенню до заліза і його сплавів є катодним покриттям. Тобто може захищати лише за відсутності пір. Пористі мідні покриття, навпаки, призводять до прискорення корозії заліза і його сплавів. Нікель також має більш позитивний потенціал, ніж залізо, тобто захищає тільки механічно. Нікелеві покриття повинні бути беспорістих. Тому нікелеві покриття багатошарові (у багатошарових покриттів пори кожного шару зазвичай не збігаються з порами сусідніх шарів). Для отримання багатошарових покриттів нікель осаджують з декількох електролітів або на інший метал (наприклад, мідь). Багатошаровість таких покриттів дозволяє також знизити витрату нікелю в результаті застосування більш дешевої міді.

Широке застосування мідних покриттів в якості проміжних шарів значною мірою зумовлено гарним зчепленням міді з різними металами. При електролітичному осадженні міді на сталь не утворюється дифузійного шару. Вирішальну роль для забезпечення міцного зчеплення грає ретельна підготовка поверхні основного металу (знежирення, травлення). Причому, при застосуванні хімічної або електрохімічного видалення деформованого шару, часто спостерігається продовження структури основного металу в покритті.

При захисно-декоративному нікелювання роль мідного шару - максимальна економія стратегічного нікелю через перекриття пір, а також зниження трудомісткості операцій механічної підготовки поверхні деталей.

Електроліту міднення

Для міднення застосовують як кислі (прості), так і лужні (комплексні) електроліти. З кислих електролітів неможливо отримати опади з міцним зчепленням на сталевих і цинкових виробах. Це пояснюється контактним витісненням залізом і цинком міді, а також роботою коротко замкнутих гальванічних елементів Fe - Cu і Zn - Cu. Тому в цих системах анодами є залізо і цинк, то незалежно від тривалості електролізу залізо і цинк, що знаходяться в контакті з міддю в кислому електроліті, розчиняються, що обумовлює відшаровування покриття. З цієї причини попередньо наносять тонкий шар міді з лужного електроліту, потім мідь нарощують до потрібної товщини в кислому електроліті.

Прості (кислі) електроліти.

До простих електролітів відноситься цілий ряд кислих електролітів: сірчанокислі, борфтористоводородной, кремнійфторістоводородние, сульфамідні, нітратні і хлористі. Вони прості за складом і допускають роботу при високих щільності струму, особливо за умови перемішування і підвищеній температурі. Осадження міді відбувається, в основному, при розряді двовалентних іонів міді. Прості електроліти відрізняються малою катодного поляризацією (не перевищує 50?60 мВ). Тому опади міді з таких електролітів мають грубозернисту, грубу, але разом з тим щільну структуру. Електроліти відрізняються високим виходом міді за струмом (95?100%) і значною швидкістю осадження. Ці електроліти стійкі і не токсичні, а також мають гарну вирівнює здатністю. До недоліків кислих електролітів слід віднести їх низьку розсіювальну здатність, і неможливість безпосереднього нанесення на вироби із заліза і цинку. Але при введенні в кислі електроліти деяких органічних добавок (столярного клею, сахароміцетів, і т.д.), що гальмують процес контактного обміну, то можна отримати мідні опади, міцно зчеплені зі сталлю.

Склади кислих електролітів:

Сульфатний електроліт:

CuSO4 * 5H2O - 180 ? 220 г / л.

Н2SO4- 40 ? 60 г / л.

NaCl - 0,03 ? 0,06 г / л.

Блискоутворювачі Б-7211 або ЛТИ 3 ? 5 мг / л.

Електроліз ведеться при температурі 18 ? 50 ° С, iк- 1 ? 5 А / дм2, iа- до 5 А / дм2. При роботі з високими густиною струму слід перемішувати електроліт стисненим очищеним повітрям. Анод - мідь. Вихід міді за струмом близький до 100%. Швидкість осадження міді при щільності струму 4,5 А / дм2составляет 1 мкм / хв. Електроліт відрізняються відносно хорошою розсіює здатністю. Опади виходять з високим блиском (до 95% по срібному дзеркала), хорошою вирівнює здатністю (до 85% при товщині шару 200 мкм), а також з відносно невисокими внутрішніми напруженнями (до 1100 мПа).

Борфтористоводородной електроліт:

Cu (BF4) 2- 450 г / л.

НBF4- 30 г / л.

Н3BO3- 15 ? 20 г / л.

Електроліз ведеться при температурі 20 ? 40 ° С, iк- до 40 А / дм2, iа- 5 ?20 А / дм2. Анод - мідь. Вихід міді за струмом 95 ? 100%. До достоїнств електроліту відносяться: висока стійкість розчину, нетоксичність, щільна дрібнокристалічна структура опадів при щільності струму, що значно перевершують звичайні. Концентраційна поляризація і схильність до шламообразованіе у борфтористоводородной електроліту менше, ніж у слабокислого, він дорожчий, однак, цей електроліт володіє великою продуктивністю. Тому рекомендується його застосування для нанесення міді на рухому дріт, стрічку, а також для відновлення зношених деталей.

Кремнефторістий електроліт:

CuSiF6- 250 ? 300 г / л

H2SiF6- 10 ? 15 г / л

Електроліз ведеться при температурі 20 ? 60 ° С, iк- до 40 А / дм2, iа- 10 ?20 А / дм2. Анод - мідь. Електроліт готують, розчиняючи кремнійфтористим мідь невеликими порціями в кремнійфтористим кислоті, потім розчин фільтрують.

Хлорідний електроліт:

CuCl2 * 2H2O - 20 ? 30 г / л.

НCl - 400 ? 550 г / л.

HCOOH - 5 ? 10 г / л.

Електроліз ведеться при температурі 18 ? 25 ° С, iк- 1 ? 1,5 А / дм2. Анод - мідь.

Нітратний електроліт:

CuCl2 * 2H2O - 0,4 г / л.

Cu (NO3) 2 * 3H2O - 500 ? 600 г / л.

Електроліз ведеться при температурі 18 ? 25 ° С, iк- 5 ? 20 А / дм2, рН - 1 ?2. Анод - мідь.

При роботі з кислими електролітами важливо використовувати спеціальні, що не дають шламу мідні аноди, що містять 0,03 ? 0,06% фосфору. Рекомендується також використовувати анодні чохли з кислотостійкого матеріалу (наприклад, з поліпропіленового волокна) і вести електроліз при безперервної фільтрації.

Комплексні (лужні) електроліти.

У комплексних електролітах розряджається комплексний іон міді ([Cu (CN3)] 2-; [CuNH2CH2CH2NH2] 2+; [Cu (C4H4O6)] 2-; [Cu (NH3) 4] 2+; [Cu (P2O7) 2] 6 -; [Cu (P3O10) 2] 8-). Ступінь дисоціації цих іонів мала, тому потенціал стає електронегативність (в ціанідних електролітах на 0,9 ? 1,2 В). Через це не відбувається контактного осадження міді. Лужні електроліти мають дуже високу катодного поляризацією. Тому опади виходять дрібнозернистими. З комплексних електролітів застосовують: ціаністі, пірофосфатних, Амміакатние, етілендіамідовие, поліетіленполіаміновие, гексаметафосфатние, тріполіфосфатние і т.д. Найбільш широко використовуються ціанідні і пірофосфатних електроліти.

Склади лужних електролітів:

Ціанідний електроліт:

CuCN - 90 г / л.

NaCNсвоб.- 5 ? 7 г / л.

КCNS - 40 г / л.

Фурфуриловий спирт - 0,3 ? 0,6 г / л

Електроліз ведеться при температурі 60 ? 70 ° С, iк- 2 ? 4 А / дм2. Анод - мідь. Вихід міді за струмом 92%. Перемішування проводять хитанням штанг. Ціанідні електроліти дають дрібнозернисті опади з гарним зчепленням зі сталлю і цинком, володіють дуже хорошою розсіює здатністю. Основні недоліки ціанідних електролітів - це токсичність, великі витрати на очищення стічних вод, низький вихід по струму, а також відносно низька стійкість складу електроліту при експлуатації. Перевагою ціанідних електролітів є також те, що мідь відновлюється з одновалентних іонів, тобто за 1 А * год виділяється набагато більше міді, ніж у простих електролітах.

Пірофосфатних електроліт:

CuSO4 * 5H2O - 70 ? 90 г / л.

K4P2O7- 350 г / л.

NH4OH (25% розчин) - 1 ? 2 г / л.

Кислота лимонна 20 г / л.

Na2SeO3- 0,002 г / л.

Електроліз ведеться при температурі 35 ? 40 ° С, iк- 0,8 ? 1,7 А / дм2, рН - 8,3 ?8,5. Анод - мідь. При нанесенні покриттів на сталь слід завантажувати деталі в електроліт під струмом. Крім того, на початку електролізу необхідна підвищена щільність струму (1,0 ? 1,5 А / дм2) протягом 20 ? 50 сек. Пірофосфатних електроліти не поступаються ціанідні по рассеивающей здібності, однак, нестійкі і недостатня адгезія зі сталлю отриманих з них покриттів.

Етилендіамінового електроліт:

CuSO4 * 5H2O - 100 ? 125 г / л.

ZnSO4 * 7H2O - 15 ? 25 г / л.

(NH4) 2SO4- 45 ? 60 г / л.

Етилендиамін - 55 ? 60 г / л.

Na2SO4 * 10H2O - 45 ? 60 г / л.

Електроліз ведеться при температурі 15 ? 25 ° С, iк- 0,5 ? 2 А / дм2, рН - 7,8 ? 8,3. Анод - мідь. Особливістю етилендіамінового електролітів є те, що деталі завантажуються в ванну під струмом щільністю, в 3-5 разів перевищує робочу. Тривалість «поштовху струму» становить 30-60 сек. З етилендіамінового електролітів осідають щільні дрібнозернисті і блискучі опади міді. Для поліпшення зчеплення опадів зі сталевою основою рекомендується проводити осадження з двох ванн (перший шар осідає з електроліту з більш низької концентрації міді).

Амміакатних електроліт:

CuSO4 * 5H2O - 90 г / л.

(NH4) 2SO4- 80 г / л.

NH4NO3- 40 г / л.

NH4OH- 180 г / л.

Електроліз ведеться при температурі 20 ° С, iк- 1,5 ? 8 А / дм2, рН - 9,0 ? 9,5. Анод - мідь. Одними з достоїнств електроліту є висока робоча густина струму і досить велика продуктивність. Опади з амміакатних електролітів володіють міцним зчепленням зі сталевою основою. Однак для них характерна низька стійкість складу внаслідок сильного випаровування, а також наявність потужної витяжної системи вентиляції. Амміакатние електроліти володіють кілька гіршої розсіює здатністю в порівнянні з пірофосфатних електролітами.

Електроліту нікелювання.

Електроліти нікелювання дуже чутливі до органічних і неорганічних домішок. Правильне приготування електроліту забезпечує надійну роботу протягом тривалого часу. При відповідній очистці та коригуванні цей електроліт можна використовувати кілька років. У ролі буферного з'єднання в сульфатних електролітах зазвичай використовують борну кислоту. Можливо також використання солей оцтової кислоти.

Сірчанокислі електроліти.

NiSO4 * 7H2O - 240 ? 340 г / л.

NiCl2 * 6H2O - 30 ? 40 г / л.

Н3ВО3- 30 ? 40 г / л.

Електроліз ведеться при температурі 45 ? 60 ° С, iк- 2,5 ? 10 А / дм2. Анод - нікель. Вихід нікелю по струму 95%. Перемішування проводять стисненим повітрям. рН електроліту 4,5 ? 5,2.

Для швидкісного осадження нікелю використовуються фторборатние або кремнійфторістоводородние електроліти. Вони дозволяють вести осадження при високих щільності струму. Опади виходять світлі і еластичні.

Фторборатние електроліт.

Ni (BF4) 2- 300 ? 400 г / л.

NiCl2 * 6H2O - 10 ? 15 г / л.

Н3BO3- 10 ? 15 г / л.

Крім того, електроліт містить деяку кількість НBF4.

Електроліз ведеться при температурі 45 ? 55 ° С, iк- 10 ? 20 А / дм2. Анод - нікель. Вихід нікелю по струму до 100. рН електроліту 3 ? 3,5.

Мткротвердость опадів, отриманих з електроліту, досягає 3,5 гПа. Електроліт використовують як в стаціонарних ваннах, так і в барабанах і дзвонах.

Кремнійфторістоводородний електроліт.

Ni (НBF6) 2- 400 ? 700 г / л.

NiCl2 * 6H2O - 25 ? 50 г / л.

Н3BO3- 30 ? 40 г / л.

Крім того, електроліт містить деяку кількість H2SiF6.

Електроліз ведеться при температурі 20 ? 50 ° С, iк- до 15 А / дм2. Анод - нікель. Вихід нікелю по струму до 100. рН електроліту 0,5 ? 1.

В якості буферних добавок для таких електролітів іноді використовують фториди.

Для отримання покриттів з мінімальними внутрішніми напруженнями використовуються сульфамінової електроліти. Ці електроліти застосовуються для нанесення товстих шарів нікелю, при покритті неметалів по провідному шару або металів за роздільним шару, а також для осадження спеціальних (наприклад, магнітних) покриттів. Сульфамінової електроліти також дозволяють отримати пластичні опади з дуже великим ступенем зчеплення з основою.

Ni (Н2NSO3) 2- 280 ? 300 г / л.

NaCl - 12 ? 15 г / л.

Н3BO3- 25 ? 30 г / л.

Миючий засіб «Прогрес» або ОС-20 - 2 ? 3 мл / л.

Паратолуолсульфамід - 1,5 ? 2 г / л.

Електроліз ведеться при температурі 50 ? 60 ° С, iк- 5 ? 12 А / дм2. Анод - нікель. Вихід нікелю по струму до 100. рН електроліту 3,6 ? 4,2.1. ОПИС ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ. 1.1. ОПИС технологічних операцій.

1. Хімічне знежирення.

Хімічне знежирення поверхні деталей застосовується перед нанесенням гальванічних покриттів, як правило, передує електрохімічного знежирення. Застосовується при наявності на деталях товстих жирних плівок.

Хімічний спосіб видалення жирів ґрунтується на взаємодії з органічними розчинниками і лугами. Ця взаємодія призводить до розчинення жирів, їх обмиленню або утворення емульсій.

Для знежирення використовується наступний склад:

NaOH - 30 мг / л;

Na3PO4- 20 мг / л;

Na2SiO3- 15 мг / л;

Синтанол ДС-10 - 10 мг / л;

Знежирення ведеться при температурі 60 - 80 ?С протягом 5 - 20 хвилин.

2. Електрохімічне знежирення.

Електрохімічне знежирення більш ефективно, ніж хімічне, але застосовується тільки для тонких жирових плівок. При проведенні електрохімічного знежирення на деталі утворюються бульбашки газу, які сприяють відриву забруднень.

Електрохімічне знежирення буває катодним і анодним. Катодне знежирення швидше, але виникає небезпека наводоражіванія поверхні. Анодное знежирення більш повільне, немає наводоражіванія поверхні, але виникає небезпека подтравливания поверхні деталей.

У даній роботі пропонується спочатку провести катодне знежирення, потім поміняти полярність і короткий час проводити анодное знежирення для того, щоб видалити водень із деталі.

Склад електроліту:

NaOH - 20 мг / л;

Na3PO4- 30 мг / л;

Na2SiO3- 30 мг / л;

Синтанол ДС-10 - 2 мг / л;

Знежирення ведеться при температурі 60 - 70 ?С. Протягом 8 хвилин проводиться катодне знежирення при iк- 2 - 10 А / дм2. Протягом 2 хвилин проводиться катодне знежирення при iа- 2 - 10 А / дм2.

3. Активація.

Операція призначена для видалення найтонших оксидних плівок з поверхні деталей. Її проводять між процесами знежирення і нанесення покриттів. Краще, коли в процесі активації виключається проміжна промивка. Тоді в ванну активації включаються ті елементи, перенесення яких в гальванічну ванну не призводить до погіршення процесу.

Розчин для активації містить H2SO4- 120 мл / л.

4. Промивання.

Мета промивки - не тільки ретельно видалити з поверхні виробів розчини та продукти від попередніх операцій, ні і при економному витраті води забезпечити їх мінімальне потрапляння у стічні води.

Існує 2 зміни промивки деталей: одноступенева (промивка в одній ванні з проточною водою) і багатоступенева (промивка в декількох послідовно встановлених ваннах з проточною водою). Багатоступенева промивка може бути прямоточною і противоточной (каскадної 2-х і 3-х ступінчастою).

Кожна зі схем промивки може бути доповнена ванній уловлювання (ванна з непроточной водою).

В гальванічному виробництві розрізняють 3 види промивок: холодну (температура не нормується), теплу (температура 40 - 50 ?С), гарячу (температура 70 - 90 ?С).

5. Осадження покриття.

Для осадження подслоя міді на сталеві деталі використовується пірофосфатних електроліт.

CuSO4 * 5H2O - 70 ? 90 г / л.

K4P2O7- 350 г / л.

NH4OH (25% розчин) - 1 ? 2 г / л.

Кислота лимонна 20 г / л.

Електроліз ведеться при температурі 35 ? 40 ° С, iк- 0,8 ? 1,7 А / дм2, рН - 8,3 ?8,5. Анод - мідь. При нанесенні покриттів на сталь слід завантажувати деталі в електроліт під струмом. Крім того, на початку електролізу необхідна підвищена щільність струму (1,0 ? 1,5 А / дм2) протягом 20 ? 50 сек.

Зі збільшенням концентрації вільних іонів P2O74-зменшується схильність анодів до пасивації. І поліпшується зчеплення мідних опадів з основою.

Для приготування електроліту спочатку до теплого (температура 30 - 40 ?С) розчину CuSO4добавляют розчин K4P2O7в кількості, необхідній для утворення Cu2P2O7по реакції:

2CuSO4 + K4P2O7 = Cu2P2O7 + 2 K2SO4.

Отриманий осад фільтрують і промивають до повного видалення іонів SO42-, після чого в надлишку додають K4P2O7. В результаті утворюються комплексні іони [Cu (P2O7)] 2-й [Cu (P2O7) 2] 6-, які існують при рН 7,5 - 9,5.

Введення в електроліт лимонної кислоти, NH4OH та інших добавок поліпшує роботу анодів і сприяє підвищенню допустимої щільності струму при відносно високому виході міді за струмом (близький до 100%).

Для осадження нікелю використовується простий сірчанокислий електроліт.

NiSO4 * 7H2O - 250 ? 300 г / л.

NаCl - 10 ? 15 г / л.

Н3ВО3- 30 ? 40 г / л.

1,4-бутіндіол - 1,0 ? 1,5 г / л.

Формальдегід - 0,01 ? 0,05 г / л.

Хлорамін Б - 2,0 ? 2,5 г / л.

ОС-20 - 2 ? 5 мл / л.

Електроліз ведеться при температурі 45 ? 60 ° С, iк- 3 ? 5 А / дм2. Анод - нікель. рН електроліту 4,5 ? 5,5.

Електроосадження нікелю проходить при підвищеній катодного і анодного поляризації. При пассивации анодів зменшується концентрація іонів нікелю в прікатодном просторі. Це призводить до зниження виходу за струмом. Введення іонів Cl-знижують анодний поляризацію, тому Cl-разряжаясь на аноді, розчиняють пасивну плівку і знижують анодний поляризацію. Але, підвищений вміст іонів Cl-збільшують розчинність анодів, що призводить до нестабільності роботи ванни та підвищенню рН катодного простору. Тому необхідно контролювати содержан хлорид-аніону в електроліті.

При осадженні нікелю з кислих електролітів на катоді виділяється водень. Через це в прікатодном просторі підвищується рН, що призводить до утворення крихких і шорсткуватих опадів.

Збільшення кислотності також призводить, також, до зниження виходу за струмом (через витрати енергії на розряд Н +). Виділення водню призводить до утворення пористого шорсткого осаду з питтингов. Тому нікелювання проводять при рН 4,0 - 5,5.

Для приготування електроліту необхідно протягом 2 - 4:00 промивати ванну 3 - 5% розчином кислоти при t - 50 - 60?С. потім злити розчин і промити ванну дистильованою водою. Залити ванну наполовину водою і підігріти до 70?С. Засипати ванну необхідну кількість борної кислоти, розчинити перемішуючи. Потім засипати NiSO4 * 7H2O і NaCl і розчинити. Долити воду до робочого рівня і засипати блескообразующие добавки. Відкоригувати рН, додаючи кислоту або карбонат нікелю.

6. Сушка.

Проводиться після остаточної промивки деталей (після осадження покриття). Являє собою обдувку теплим (t - 60 - 70?С) повітрям. Проводиться в сушильній шафі.

1.2 СХЕМА ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ.

 № п / п Операція Склад розчину, г / л. Температура, ?С.

 Щільність струму, А / дм 2. Тривалість операції, хв.

 1 Хімічне знежирення NaOH 30 60 - 80 -

 5 - 20

 Na 3 PO 20 квітня

 Na 2 SiO 15 березня

 Синтанол ДС-10 Лютого

 22 Ел.Хім. знежирення NaOH 20 60 - 70 2 - 10 жовтня

 Na 3 PO 30 квітня

 Na 2 SiO 30 березня

 Синтанол ДС-10 Лютого

 3 Гаряча промивка 1-а ступ.

 Н 2 О 50 - 60 - 0,5

 4 Холодна промивка 2-я ступ.

 Н 2 О 20 - 0,5

 5 Активація H2SO4 120 45 - 80 - 2

 6 Холодна промивка

 Н 2 О 20 - 0,5

 7 Осадження міді

 CuSO 4 * 5H 2 O 80 40 1,5 38

 K 4 P 2 O 7350

 NH 4 OH 2

 C 6 H 8 O 7 * H 2 O 20

 8 Холодна промивка

 Н 2 О 20 - 0,5

 9 Гаряча промивка

 Н 2 О 50 - 60 - 0,5

 10 Осадження нікелю

 NiSO 4 * 7H 2 O 300 50 15 березня

 NaCl 15

 Н 3 ВО 3 40

 № п / п Операція Склад розчину, г / л. Температура, ?С.

 Щільність струму, А / дм 2. Тривалість операції, хв.

 110 Осадження нікелю 1,4- бутіндіол 1,5 50 15 березня

 Формальдегід 0,05

 Хлорамін-Б 2,5

 ОС-20 травня

 11 Холодна промивка

 Н 2 О 20 - 0,5

 12 Гаряча промивка

 Н 2 О 50 - 60 - 0,5

 13 Сушка повітря 60 - 70 - 5

2.Расчет ДІЛЯНКИ ОСАДЖЕННЯ подвійне покриття Мідь-Нікель. ПОДВІЙНОГО ПОКРИТТЯ Мідь-Нікель. 2.1. ВИЗНАЧЕННЯ фонд робочого часу.

Ділянка металопокриття працює, в основному, у дві зміни при п'ятиденному робочому тижні з двома вихідними днями. Тривалість робочого тижня в одну зміну 41 год. У деяких випадках робота ведеться в одну або три зміни.

Номінальний річний фонд часу Тн, виходячи з 112 неробочих днів у році (104 вихідних і 8 святкових), становить:

Тн = 365 - 112 = 253 діб (6210 ч. При 3-х змінній роботі).

Для визначення дійсного фонду часу Тдіз Тнвичітают тривалість основної та додаткової відпусток, час неминучих простоїв устаткування, включаючи час, потрібне для ремонту:

Тд = Тн- То- Тп

Де:

То- час основної та додаткової відпусток;

ТП- час неминучих простоїв обладнання.

Втрати часу ТПВ залежно від виду обладнання та умов роботи цеху складають 2 - 12% номінального річного фонду часу. Дійсні річні фонди часу робітників і устаткування, обов'язкові при проектуванні цехів металопокриттів наведено в табл. 1 і 2.

Таблиця 1.

Дійсний річний фонд часу робітників.

 Тривалість робочого тижня, ч. Номінальний річний фонд часу, ч. Тривалість відпустки, дні. % Втрат номінального фонду часу. Дійсний річний фонд часу, ч.

 41 2070 155 Жовтень 1860

 41 2070 18 листопада 1840

 41 2070 24 грудня 1820

Таблиця 2.

Дійсний річний фонд часу роботи обладнання гальванічних цехів.

 Кількість робочих змін на добу. Неавтоматизоване обладнання.

 Номінальний річний фонд часу, ч. Втрати номінального фонду часу,% Дійсний річний фонд часу, ч.

 Березня 6210 квітня 5960

2.2 РОЗРАХУНОК ВИРОБНИЧОЇ ПРОГРАМИ.

Виробнича програма на підприємстві встановлюється трохи вище заданої, що пов'язано з випуском неякісної продукції (шлюбом), через складність гальванічного виробництва. Шлюб може вийти через невідповідність рецептури складу розчину або електроліту в одній з технологічних операцій, а також через забруднення електроліту, поганого контакту з деталей з барабаном, барабана з контактами, анода зі штангою і т.д. шлюб, в основному, підлягає переробці. Відсоток переробки залежить від виду покриття, прийнятої технології, типу обладнання, умов роботи цеху, тому приймається умовно 0,5 - 3% за заданим типом деталі.

Річна виробнича програма визначається:

Де:

Ргод- річна програма цеху, м2 / год;

Рзад- річна програма цеху, відповідна завданню, м2 / год;

а - брак продукції, що допускає переробку,% (приймаємо 3%).

Ргод = 6000 + (6000/100) * 3 = 6180 м2 / год.

Приймаємо 1 кг = 1 дм2.

Тому: Ргод = 61800 кг / рік.

2.3 РОЗРАХУНОК ЧАСУ ОБРОБКИ ПОВЕРХНІ ДЕТАЛЕЙ.

Час обробки деталей ?, одночасно завантажуваних в ванну, складається з технологічного часу ?1і допоміжного часу ?2.

? = ?1 + ?2.

Технологічний час визначається часом тривалості гальванічного процесу (часу знаходження по струмом). Тому в даному процесі осідає два види покриття, то в якості технологічного часу вибирається найтриваліший процес. Допоміжний час включає в себе тривалість завантаження і вивантаження деталей з ванни.

Тривалість електроосадження металу (в хв.) Розраховується за законом Фарадея:

.

Де:

? - товщина покриття, мкм;

? - щільність осаждаемого металу, г / см3;

iк- щільність катодного струму, А / дм2;

Ке- електрохімічний еквівалент осаждаемого металу, г / Ач;

Вт - вихід по струму,%.

Розрахуємо час осадження шару міді товщиною 12 мкм;

.

Розрахуємо тривалість осадження шару нікелю товщиною 9 мкм:

Процесом, що визначає технологічний час є меднение, тому він найтриваліший. Допоміжний час приймаємо рівним 7 хвилинах. Тому час обробки деталей:

? = 38 + 7 = 45 хв.

У годину виходить 1,33 завантаження.

2.4 РОЗРАХУНОК необхідної продуктивності ДІЛЯНКИ.

Розрахунок здійснюється за формулою:

Де:

Ргод- річна програма цеху, кг / рік;

Тд- дійсний річний фонд часу год / рік;

Р - продуктивність ділянки кг / год.

Введемо завантажувальний коефіцієнт Кз, який враховує витрати часу на організацію і проведення первинного завантаження і вивантаження деталей, незаплановані простої. Приймаємо Кз = 0,8.

Реальна годинна програма з урахуванням коефіцієнта завантаження:

Тому в даному проекті 1 завантаження відбувається в 45 хв., то розрахуємо реальну програму завантаження:

2.5 РОЗРАХУНОК КОНСТРУКЦІЇ барабана.

Розрахуємо кількість деталей в 1 завантаження:

=

Де:

Рзагр- реальна програма завантаження;

m1дет- маса 1 деталі.

m1дет = V1дет * ? = 0.002 * 7.85 = 0.017 кг. = 17 гр.

Тому в годину виробляється 1,33 завантаження, то завантаження в годину:

Розміри барабана визначаються виходячи з насипного об'єму Vнасзагружаемих деталей. Насипний об'єм приймається рівним 25 - 35% від геометричного обсягу барабана V. Насипний обсяг більше, ніж обсяг завантажуваних деталей в Vдет3 - 10 разів.

;

Насипна маса mнас: 9,8 кг / л.

Насипна площа Sнас: 65 дм2.

Обсяг шестигранного барабана розраховується за формулою:

Де:

r - радіус описаного кола, дм;

l - довжина барабана, дм.

Довжину барабана приймають рівною 1,5 - 3 внутрішнього діаметра барабана.

Отримуємо розміри барабана:

Довжина l = 726 мм;

Діаметр d = 242 мм.

Приймаємо стандартний барабан:

Довжина l = 730 мм;

Діаметр d = 270 мм.2.6 РОЗРАХУНОК габарити ВАННИ.

Розміри ванни, в яку занурюється барабан, розраховуються, виходячи з габаритів барабана і конструкції кріплення барабана на ванні.

Довжина ванни для барабана:

Lвн = l + 2 * l1

Де:

l - довжина барабана, 0,73 м;

l1- відстань від торцевої стінки ванни до барабана, 0,12 м.

Lвн = 0,73 + 2 * 0,12 = 0,97 м

Ширина ванни для одного барабана:

Wвн = d + 2 * w1 + 2 * w2 + 2 * D

Де:

d - діаметр барабана, 0,27 м;

w1- відстань між анодом і найближчим краєм барабана, 0,1 м;

w2- відстань між анодом і поздовжньої стінкою ванни, 0,05 м;

D - товщина анода, 0,01 м.

Wвн = 0,27 + 2 * 0,1 + 2 * 0,05 + 2 * 0,01 = 0,58 м

Висота ванни:

НВН = h1 + h2 + hб

Де:

h1- глибина занурення барабана в електроліт, 0,27 м;

h2- відстань від дна ванни до нижнього краю барабана, 0,2 м;

hб- відстань від дзеркала електроліту до краю ванни, 0,3 м;

НВН = 0,27+ 0,2+ 0,3 = 0,77

Приймаємо існуючі розміри:

L - 970 мм;

W - 550 мм;

H - 800 мм.

Робочий об'єм ванни складає 250 л.

2.7 ЕНЕРГЕТИКА ЦЕХУ. 2.7.1 ПОВЕРХНІСТЬ ЗАВАНТАЖЕННЯ І СИЛИ СТРУМУ.

Сумарна поверхня завантаження однієї ванни S:

S = (S1 + S2) y

Де:

S1- робоча поверхня покриваються деталей, Sнас = 65 дм2;

S1- неробоча поверхню, 0,03 S1 = 1,95 дм2;

у - кількість барабанів, 1 шт.

S = (65 + 1,95) * 1 = 67 дм2

Сила струму, що проходить через ванну: I = S ік

Для ванни міднення:

ICu = 67 * 1.5 = 101 А

Для ванни міднення:

INi = 67 * 3 = 201 А

 2.7.2 БАЛАНС НАПРУГИ ВАННИ.

Напруга, що подається на штанги ванни, одно алгебраїчній сумі окремих падінь напруги:

 Е в = Е а -Е до + Е ел + Е кін

Де:

Єв- напруга на ванні, В;

Еа- анодний потенціал, В;

ЄК катодний потенціал, В;

Еел- омическое падіння напруги в електроліті, В;

Екон- падіння напруги в контактах і металевих провідниках, В;

Для ванни міднення:

 i ср * L 1,22 * 20

 Е ел = c * 100 = 0,15 * 100 = 1,63 В

 Е кін = 0,1 *

 (Е а -Е до + Е ел) = 0,1 * (0,08 - -0,29 + 1,63) = 0,2 В

 Е в = 0,08 - -0,29 + 1,63 + 0,2 =

 2,2 В

Для ванни нікелювання:

 i ср * L 2,12 * 20

 Е ел = c * 100 = 0,04 * 100 = 1,1 В

 Е кін = 0,1 *

 (Е а -Е до + Е ел) = 0,1 * (0,1 - -0,65 + 1,1) = 0,2 В

 Е в = 0,1 - -0,65 + 1,1 + 0,2 = 2,1 В

2.7.3 ВИБІР ДЖЕРЕЛА СТРУМУ.

Напруга джерела струму:

Де:

Єв- напруга на ванні, В;

Еш- падіння напруги на штангах, В.

Еш- беруть рівним 0,1 Еі.т .. Тому Еі.т. = Єв / 0,9.

Для ванни міднення:

 Е в 2,2

 Е ит = 0,9 = 0,9 = 2,44 В

Для ванни нікелювання:

 Е в 2,1

 Е ит = 0,9 = 0,9 = 2,28 В

І для ванни нікелювання і міднення вибираємо джерело струму:

2.7 ВИТРАТИ ВОДИ.

Цеху металопокриття витрачають багато води. В основному вода витрачається на промивання деталей після різних технологічних операцій (до 80%). Крім того, вода витрачається на складання і поповнення розчинів ванн, нагрів електролітів і окремого обладнання. вода, що йде на нагрів, може використовуватися вдруге.

Витрата води Qр, що витрачаються на промивку деталей розраховується за формулою:

Де:

q - винесення розчину поверхнею деталей, л / дм2;

N - кількість ступенів (ванн) промивання;

К0- критерій промивки, тобто відношення концентрації основного компонента в електроліті до гранично допустимої концентрації цього компонента у воді після промивання;

S - поверхня промиваються деталей, м2 / рік.

Величина q при обробці розсипом в барабанах приймається рівною 0,3 л / м2. Значення критерію К0своі для кожної операції. Якщо перед промиванням проводиться уловлювання електроліту, то К0уменьшают введенням коефіцієнта 0,4 при одній ванні уловлювання.

Витрата води на промивку після знежирення:

К0 = 600;

Кількість ступенів промивки - 2 (1-я гаряча, 2-а холодна)

2

 Q обезж = 0,3 600 * 6180 = 45 413,54 л / рік

Кількість гарячої води становить 0,5 від загальної кількості води і одно:

 Q обезж.гор. =

 Q обезж.хол. = 22 706,77 л / рік

Витрата води на промивку після активації:

К0 = 700;

Кількість ступенів промивки - 2 (2-е ступені холодні)

2

 Q акт = 0,3 700 * 6180 = 49 052,23 л / рік

 Q акт.хол. = 49 052,23 л / рік

Промивання після міднення:

К0 = 6000;

Кількість ступенів промивки - 2 (1-я холодна, 2-а гаряча);

Після осадження міді проводиться уловлювання електроліту.

2

 Q мідь = 0,3 6000 * 0,40 * 6180 = 90 827,08 л / рік

Кількість гарячої води приймається рівною 1/3 від загальної кількості.

 1/3

 Q медь.общ. =

 Q медь.гор. = 30 275,69 л / рік

Промивання після нікелювання:

К0 = 2500;

Кількість ступенів промивки - 2 (1-я холодна, 2-а гаряча);

Після осадження нікелю проводиться уловлювання електроліту.

2

 Q нік = 0,3 2500 * 0,4 * 6180 = 58 628,63 л / рік

Кількість гарячої води приймається рівною 1/3 від загальної кількості.

 1/3

 Q нік.общ =

 Q нік.гор. = 19 542,88 л / рік

Разом кількість води на промивку:

 Q пром =

 Q обезж +

 Q акт +

 Q мідь +

 Q нік =

 243 921,48 л / рік

 З них гаряче

 Q пром.гор =

 Q обезж.гор. +

 Q медь.гор. +

 Q нік.гор. =

 72 525,34 л / рік

Для визначення загальної кількості води необхідно також враховувати воду, що йде на приготування розчинів, коригування електролітів, промивку ванн при чищенні і т.д. витрата такої води приймається рівною 20% від кількості води, що йде на промивку.

 Q ел = 20% 243 921,48 =

 48 784,30 л / рік

 РАЗОМ

 Q р =

 292 705,78 л / рік

2.7 РОЗРАХУНОК ВИТРАТИ МАТЕРІАЛІВ.

Хімікати і аноди витрачаються на початковий пуск ванни і на виконання річної виробничої программи.2.7.1 РОЗРАХУНОК ВИТРАТИ ХІМІКАТІВ.

На початковий пуск ванни потрібно наступну кількість хімікатів:

Де:

С - вміст кожного компонента в розчині г / л;

V - об'єм ванни, 250 л;

В - кількість ванн, 1 шт;

Gп- витрата кожного компонента, кг.

Gп = 0,5 * С

Витрата хімікатів у процесі експлуатації ванн визначається сумарними втратами Dg в результаті виносу розчину поверхнею деталей і барабаном, коригуванні, чищенні ванн, фільтрації розчинів, унесення в вентиляційні канали.

Витрата хімікатів на виконанні річної програми:

 D g C (S +

 S n)

 G пр = 1000

Де:

S - річна покривається поверхню виробу 6180 м2 / год;

Sn- неробоча площа поверхні, 0,10S 618 м2 / рік;

С - вміст кожного компонента в розчині г / л.

 D g C (6180 + 618,00)

 G пр = 1000 = D g C 6,8

Тому ванни знежирення і активації змінюються один раз на місяць, то витрата на річну програму приймаємо 12Gп.

Витрата хімікатів на хімічне знежирення:

 NaOH - 30 г / л

 G n = 0,5 * 30 * 12 = 180,00 кг

 Na 3 PO 4 - 20 г / л

 G n = 0,5 * 20 * 12 = 120,00 кг

 Na 2 SiO 3 - 15 г / л

 G n = 0,5 * 15 * 12 = 90,00 кг

 Синтанол ДС-10 - 10 г / л

 G n = 0,5 * 10 * 12 = 60,00 кг

Витрата хімікатів на електрохімічне знежирення:

 NaOH - 20 г / л

 G n = 0,5 * 20 * 12 = 120,00 кг

 Na 3 PO 4 - 30 г / л

 G n = 0,5 * 30 * 12 = 180,00 кг

 Na 2 SiO 3 - 30 г / л

 G n = 0,5 * 30 * 12 = 180,00 кг

 Синтанол ДС-10 - 2 г / л

 G n = 0,5 * 2 * 12 = 12,00 кг

Витрата матеріалів на активацію:

 Н 2 SO 4 - 120 г / л

 G n = 0,5 * 120 * 12 = 720,00 кг

Витрата матеріалів на меднение:

 D g = 0,34 - 0,12 = 0,22

 л / м 2

 CuSO 4 * H 2 O - 80 г / л

 G n = 0,5 * 80 = 40,00 кг

 G пр = 6,80 * 0,22 * 80 = 119,64 кг

 G = 159,64 кг

 До 4 Р 2 O 7 - 350 г / л

 G n = 0,5 * 350 = 175,00 кг

 G пр = 6,80 * 0,22 * 350 = 523,45 кг

 G = 698,45 кг

 NH 4 OH 25% - 2 г / л

 G n = 0,5 * 2 = 1,00 кг

 G пр = 6,80 * 0,22 * 2 = 2,99 кг

 G = 3,99 кг

 C 6 H 8 O 7 * H 2 O - 20 г / л

 G n = 0,5 * 20 = 10,00 кг

 G пр = 6,80 * 0,22 * 20 = 29,91 кг

 G = 39,91 кг

 Na 2 SeO 3 - 0,002 г / л

 G n = 0,5 * 0,002 = 0,0010 кг

 G пр = 6,80 * 0,22 * 0,002 = 0,0030 кг

 РАЗОМ G = 0,0040 кг

Витрата матеріалів на нікелювання:

 D g = 0,48 - 0,12 = 0,36

 л / м 2

 NiSO 4 * 7H 2 O - 300 г / л

 G n = 0,5 * 300 = 150,00 кг

 G пр = 6,80 * 0,22 * 300 = 448,67 кг

 G = 598,67 кг

 NaCl - 15 г / л

 G n = 0,5 * 15 = 7,50 кг

 G пр = 6,80 * 0,22 * 15 = 22,43 кг

 G = 29,93 кг

 H 3 BO 3 - 40 г / л

 G n = 0,5 * 40 = 20,00 кг

 G пр = 6,80 * 0,22 * 40 = 59,82 кг

 G = 79,82 кг

 1,4-бутіндіол - 1,5 г / л

 G n = 0,5 * 1,5 = 0,75 кг

 G пр = 6,80 * 0,22 * 2 = 2,24 кг

 G = 2,99 кг

 Формальдегід - 0,05 г / л

 G n = 0,5 * 0,05 = 0,0250 кг

 G пр = 6,80 * 0,22 * 0,050 = 0,0748 кг

 G = 0,0998 кг

 Хлорамін-Б - 2,5 г / л

 G n = 0,5 * 2,5 = 1,25 кг

 G пр = 6,80 * 0,22 * 2,500 = 3,74 кг

 G = 4,99 кг

 ОС-20 - 5 г / л

 G n = 0,5 * 5 = 2,50 кг

 G пр = 6,80 * 0,22 * 5,000 = 7,48 кг

 РАЗОМ G = 9,98 кг

2.7.2 РОЗРАХУНОК ВИТРАТ анод.

Для міднення:

 S а = 2

 S к = 65,0 * 2 = 130

 дм 2

Т.к у ванні 2 анода, то:

 S 1а =

 S а / 2 = 65,0

 дм 2

Приймаємо:

 Довжина анода 8,00 дм

 Товщина анода 0,10 дм

 Ширина анода 4,00 дм

Витрата анодів на початковий пуск:

s = lbDd

Де:

l - довжина анода, 0,8 м;

b - сумарна ширина анодів, 0,4 * 2 = 0,8 м;

D - товщина анода, 0,01 м;

d - щільність металу анода, 8930 кг / м3.

s = 0,8 * 0,8 * 0,01 * 8930 = 57,15 кг.

Для нікелювання:

 S а = 2

 S к = 65,0 * 2 = 130

 дм 2

Т.к у ванні 2 анода, то:

 S 1а =

 S а / 2 = 65,0

 дм 2

Приймаємо:

 Довжина анода 8,00 дм

 Товщина анода 0,10 дм

 Ширина анода 4,00 дм

Витрата анодів на початковий пуск:

s = lbDd

Де:

l - довжина анода, 0,8 м;

b - сумарна ширина анодів, 0,4 * 2 = 0,8 м;

D - товщина анода, 0,01 м;

d - щільність металу анода, 8900 кг / м3.

s = 0,8 * 0,8 * 0,01 * 8930 = 56,96 кг.

Витрата анодів на виконання річної програми для міднення:

Де:

d - щільність металу анода, 8930 кг / м3;

S - річна поверхню обробки, 6180 м2;

d - товщина покриття, 0,012 мм;

Dd - втрати при литві анодів, свердлінні, шламообразованіе, 5% 33 кг;

Gп = 695.36 кг.

Витрата анодів на виконання річної програми для нікелювання:

Де:

d - щільність металу анода, 8900 кг / м3;

S - річна поверхню обробки, 6180 м2;

d - товщина покриття, 0,009 мм;

Dd - втрати при литві анодів, свердлінні, шламообразованіе, 5% 25 кг;

Gп = 519.77 кг.

2.7.3. ЗВЕДЕНА ВІДОМІСТЬ ВИТРАТИ МАТЕРІАЛІВ.

 Найменування операції Найменування матеріалів Витрата матеріалу Загальна річна потреба матеріалів, кг / рік

 на програму, кг / рік на першу завантаження, кг

 Знежирення NaOH - 180,00 180,00

 Na 3 PO 4 - 120,00 120,00

 Na 2 SiO 3 - 90,00 90,00

 Синтанол ДС-10 - 60,00 60,00

 Ел.хіміческое знежирення NaOH - 120,00 120,00

 Na 3 PO 4 - 180,00 180,00

 Na 2 SiO 3 - 180,00 180,00

 Синтанол ДС-10 - 12,00 12,00

 Активування

 Н 2 SO 4 - 720,00 720,00

 Осадження міді

 CuSO 4 * H 2 O 119,64 40,00 159,64

 До 4 Р 2 O 7 523,45 175,00 698,45

 NH 4 OH 25% 2,99 1,00 3,99

 C 6 H 8 O 7 * H 2 O 29,91 10,00 39,91

 Na 2 SeO 3 0,0030 0,0010 0,0040

 Осадження нікелю

 NiSO 4 * 7H 2 O 448,67 150,00 598,67

 NaCl 22,43 7,50 29,93

 H 3 BO 3 59,82 20,00 79,82

 1,4-бутіндіол 2,24 0,75 2,99

 Формальдегід 0,0748 0,0250 0,0998

 Хлорамін-Б 3,7400 1,2500 4,99

 ОС-20 7,4800 2,5000 9,98

 Анод мідний Cu 695,3600 57,1500 752,51

 Анод нікелевий Ni 519,7700 56,9600 576,73

2.8 ТЕПЛОВІ РОЗРАХУНКИ. 2.8.1 ТЕПЛОВОЇ РОЗРАХУНОК ВАННИ знежирення.

Вихідні дані:

 Робочий об'єм ванни 250,0

 дм 3 = 0,25

 м 3

 Довжина ванни - 0,97 м

 Ширина ванни - 0,55 м

 Висота ванни - 0,80 м

 Товщина корпусу - 0,01 м

Футерування немає, лужна ванна, тому сталевий корпус не розчиняється.

 З 1 - питома теплоємність розчину - 4570 Дж / кг * К

 r - щільність ратвора - 1,08

 кг / дм 3

 З 2 - питома теплоємність сталі - 481,5 Дж / кг * К

 r ст - щільність сталі - 7,8 *

 10 березня

 кг / м 3

 t н - 20 С

 t до - 70 С

Розрахунок маси корпусу:

 G ст 1 = H * L * b *

 r ст * 2 = 121,06 кг

 G ст2 = H * В * b *

 r ст * 2 = 68,64 кг

 G дно = L * В * b *

 r ст * 2 = 83,23 кг

 Разом маса корпусу G - 272,93 кг

Витрата тепла на розігрів ванни:

 Q 2

 Q разів. =

 Q 1 - 2

 Q 1 - витрата тепла на розігрів ванни

 Q 2 - витрата тепла на компенсацію теплових втрат

 Q 1 = (V *

 З 1 * r + G *

 З 2) * Dt = 68 265,79 кДж

Q2 = q1 + q2

q1- втрати тепла нагрітої рідини через стінки

q2- втрати тепла на випаровування рідини через дзеркало електроліту

q1 = Sв * q1уд

q2 = Sв * q2уд

 q 1 уд - 2448

 кДж / м 2

 q 2 уд - 15300

 кДж / м 2

 Визначення поверхні стін ванни

 S ст 1 = H * L * 2 = 1,55

 м 2

 S ст2 = H * B * 2 = 0,88

 м 2

 S дна = B * L = 0,53

 м 2

 S в = 2,96

 м 2

Поверхню дзеркала електроліту:

 S зерк = 0,53

 м 2

Тому втрати тепла:

 q 1 = 7246 кДж

 q 2 = 8109 кДж

 Q 2 =

 q 1 +

 q 2 = 15355 кДж

 15355

 Q разів. = 68 265,79 + 2 = 75943,33 кДж

Витрата тепла на підтримання робочої температури.

 Q раб. =

 Q 2 +

 Q 3 -

 Q 4

 Q 3 - втрати тепла на розігрів завантажуваних деталей

 Q 4 - джоулево тепло, що виділяється ел. струмом

Джоулево тепло вводиться в систему і частково компенсує теплові витрати, тому вводиться зі знаком мінус.

Приймемо час розігріву t 1 годину.

 Q 3 = (

 G устр *

 З 2 +

 G дет *

 З 2) * Dt

Де:

Gустр- маса пристроїв і пристосувань, кг;

Gдет- маса деталей, кг;

С1т, С2 теплоємність сталі, 481,5 Дж / КГК

Приймемо масу пристосувань і струмопроводів рівній масі деталей, т.ч. загальна маса пристосувань і деталей дорівнює 20 кг.

 Q 3 = (481,5 * 10 + 481,5 * 10) * 50 = 481,5 кДж

 Q 4 = 0,86 IU t = 0,86 * 455 * 8,00 * 1 = 3130 Вт / ч = 11269,44 кДж

 Q раб. = 4 567,14 кДж

Qраб.- то кількість тепла, яке потрібно ввести, для підтримки робочої температури 70 ° С.

Витрата тепла за рік:

 Q рік. =

 Q разів. * N +

 Q раб. *

 Т д

Де:

n - кількість днів розігріву, тому робота йде в 3 зміни, то ванна розігрівається 1 раз на тиждень, тому приймаємо n = 51 день.

Тд- фонд робочого часу, 5960 год.

 Q рік. = 75943,33 * 51 +

 4567,14. * 5960 =

 31062 886,90 кДж

Розрахунок змійовика теплообмінника:

 Q разів.

 S зміїв = К *

 t ср * t

Де:

К - коефіцієнт тепловіддачі, К = 1000 - 2000, приймемо К = 1000

tср- середня температура пара, ° С;

t - час розігріву, 1 ч.

(

 t 1 -

 t 2) - (

 t 3 -

 t 4)

 t ср = 2,3 lg *

 t 1 -

 t 2

 t 3 -

 t 4

Де:

t1- температура пара, 140 ° С;

t2- початкова температура, 20 ° С;

t3- температура конденсату, 90 ° С;

t4- кінцева температура, 70 ° С;

 (140 - 20) - (90 - 70) 100

 t ср = 2,3 lg 140 - 20 = 2,3 lg 6 = 55,87 C

 90 - 70

 75943,33

 S зміїв = 1000 * 55,87 * 1 = 1,36

 м 2

Знаходимо довжину змійовика:

 S зміїв 1,36

 L = p * D = 3,14 * 0,064 = 6,77 м

D - діаметр змійовика - 2 трубних дюйма, 64 мм.

Витрата пари на розігрів ванни знежирення:

 Q разів. 75943,33

 Р розігрів =

 q `-

 q `` = 3128 - 378 = 27,62 кг

 q `= t *

 C р пара = 140 * 22,34 = 3128 кДж / кг

 q `` = t *

 C р води = 90 * 4,20 = 378 кДж / кг

Витрата пари на річну програму ванни знежирення:

 Р рік =

 Р розігрів * n +

 Т д *

 Р раб =

 11 297,24 кг / рік

 Q раб. 4 567,14

 Р раб =

 q `-

 q `` = 3128 - 378 = 1,66 кг

2.8.2 ТЕПЛОВОЇ РОЗРАХУНОК ВАННИ меднением.

Вихідні дані:

 Робочий об'єм ванни 250,0

 дм 3 = 0,25

 м 3

 Довжина ванни L - 0,97 м

 Ширина ванни B - 0,55 м

 Висота ванни H - 0,8 м

 Товщина корпусу b - 0,01 м

 Товщина футеровки d - 0,02 м

Ванна футерована пластикатом.

 З 1 - питома теплоємність розчину - 4150 Дж / кг * К

 ? - щільність ратвора - 1,16

 кг / дм 3

 З 2 - питома теплоємність сталі - 481,5 Дж / кг * К

 ? ст - щільність сталі - 7,8 *

 10 березня

 кг / дм 3

 ? пласт - щільність пластикату - 1,4 *

 10 березня

 кг / дм 3

 t н - 20 С

 t до - 40 С

Розрахунок маси корпусу:

 G ст1 = H * L * b *

 ? ст * 2 = 121.06 кг

 G ст2 = H * В * b *

 ? ст * 2 = 68.64 кг

 G дно = L * В * b *

 ? ст * 2 = 83.23 кг

 Разом маса корпусу

 G к - 272.93 кг

Розрахунок маси футеровки:

 G ст1 = H * L * d *

 ? пласт * 2 = 43.15 кг

 G ст2 = H * В * d *

 ? пласт * 2 = 24.46 кг

 G дно = L * В * d *

 ? пласт * 2 = 29.66 кг

 Разом маса футерування

 G ф - 97.27 кг

Разом маса корпусу ванни з футеровкою: 370,2 кг.

Витрата тепла на розігрів ванни:

 Q 2

 Q разів. =

 Q 1 - 2

 Q 1 - витрата тепла на розігрів ванни

 Q 2 - витрата тепла на компенсацію теплових втрат

 Q 1 = (V *

 З 1 * ? + G *

 З 2 + G *

 З 3) * Dt = (0.25 * 4150 * 1160 +

 + 272.93 * 481.50 + 97.27 * 1390.0) * 20 = 29 402.42 кДж

Q2 = q1 + q2

q1- втрати тепла нагрітої рідини через стінки

q2- втрати тепла на випаровування рідини через дзеркало електроліту

q1 = Sв * q1уд

q2 = Sзер * q2уд

 q 1 уд - 162

 кДж / м 2

 q 2 уд - 1440

 кДж / м 2

 S ст1 = H * L * 2 = 1.55

 м 2

 S ст2 = H * B * 2 = 0.88

 м 2

 S дна = B * L = 0.53

 м 2

Разом площа поверхні ванни: 2,96 м2

Поверхню дзеркала електроліту:

 S зерк = 0,53

 м 2

Тому втрати тепла:

 q 1 = 479,5 кДж

 q 2 = 763,2 кДж

 Q 2 =

 q 1 +

 q 2 = 1243 кДж

 1243

 Q разів. = 68 265,79 + 2 = 30023,78 кДж

Витрата тепла на підтримання робочої температури.

 Q раб. =

 Q 2 +

 Q 3 -

 Q 4

 Q 3 - втрати тепла на розігрів завантажуваних деталей

 Q 4 - джоулево тепло, що виділяється ел. струмом

Джоулево тепло вводиться в систему і частково компенсує теплові витрати, тому вводиться зі знаком мінус.

Приймемо час розігріву t 1 годину.

 Q 3 = (

 G устр *

 З 2 +

 G дет *

 З 2) * ?t

Де:

Gустр- маса пристроїв і пристосувань, кг;

Gдет- маса деталей, кг;

С1т, С2 теплоємність сталі, 481,5 Дж / КГК

Приймемо масу пристосувань і струмопроводів рівній масі деталей, т.ч. загальна маса пристосувань і деталей дорівнює 20 кг.

 Q 3 = (481,5 * 10 + 481,5 * 10) * 20 = 144,45 кДж

 Q 4 = 0,86 IU ? = 0,86 * 101 * 2,2 * 1 = 190,1 Вт / ч = 684,53 кДж

 Q раб. = 702,64 кДж

Qраб.- то кількість тепла, яке потрібно ввести, для підтримки робочої температури 40 ° С.

Витрата тепла за рік:

 Q рік. =

 Q разів. * N +

 Q раб. *

 Т д

Де:

n - кількість днів розігріву, тому робота йде в 3 зміни, то ванна розігрівається 1 раз на тиждень, тому приймаємо n = 51 день.

Тд- фонд робочого часу, 5960 год.

 Q рік. = 30023,78 * 51 +

 702,64. * 5960 =

 5706 963.89 кДж

Розрахунок змійовика теплообмінника:

 Q разів.

 S зміїв = К *

 t ср * ?

Де:

К - коефіцієнт тепловіддачі, К = 1000 - 2000, приймемо К = 1000

tср- середня температура пара, ° С;

t - час розігріву, 1 ч.

(

 t 1 -

 t 2) - (

 t 3 -

 t 4)

 t ср = 2,3 lg *

 t 1 -

 t 2

 t 3 -

 t 4

Де:

t1- температура пара, 140 ° С;

t2- початкова температура, 20 ° С;

t3- температура конденсату, 90 ° С;

t4- кінцева температура, 40 ° С;

 (140 - 20) - (90 - 40) 70

 t ср = 2,3 lg 140 - 20 = 2,3 lg 2 = 80,05 C

 90 - 40

 30023,78

 S зміїв = 1000 * 80,05 * 1 = 0,38

 м 2

Знаходимо довжину змійовика:

 S зміїв 0,38

 L = ? * D = 3,14 * 0,064 = 1,89 м

D - діаметр змійовика - 2 трубних дюйма, 64 мм.

Витрата пари на розігрів ванни міднення:

 Q разів. 30023,78

 Р розігрів =

 q `-

 q `` = 3128 - 378 = 10,92 кг

 q `= t *

 C р пара = 140 * 22,34 = 3128 кДж / кг

 q `` = t *

 C р води = 90 * 4,20 = 378 кДж / кг

Витрата пари на річну програму ванни міднення:

 Р рік =

 Р розігрів * n +

 Т д *

 Р раб =

 11 297,24 кг / рік

 Q раб. 4 567,14

 Р раб =

 q `-

 q `` = 3128 - 378 = 1,66 кг

2.8.2 ТЕПЛОВОЇ РОЗРАХУНОК ВАННИ нікелюванням.

Вихідні дані:

 Робочий об'єм ванни 250,0

 дм 3 = 0,25

 м 3

 Довжина ванни L - 0,97 м

 Ширина ванни B - 0,55 м

 Висота ванни H - 0,8 м

 Товщина корпусу b - 0,01 м

 Товщина футеровки d - 0,02 м

Ванна футерована пластикатом.

 З 1 - питома теплоємність розчину - 4110 Дж / кг * К

 ? - щільність розчину - 1,12

 кг / дм 3

 З 2 - питома теплоємність сталі - 481,5 Дж / кг * К

 ? ст - щільність сталі - 7,8 *

 10 березня

 кг / дм 3

 ? пласт - щільність пластикату - 1,4 *

 10 березня

 кг / дм 3

 t н - 20 С

 t до - 50 С

Розрахунок маси корпусу:

 G ст1 = H * L * b *

 ? ст * 2 = 121.06 кг

 G ст2 = H * В * b *

 ? ст * 2 = 68.64 кг

 G дно = L * В * b *

 ? ст * 2 = 83.23 кг

 Разом маса корпусу

 G к - 272.93 кг

Розрахунок маси футеровки:

 G ст1 = H * L * d *

 ? пласт * 2 = 43.15 кг

 G ст2 = H * В * d *

 ? пласт * 2 = 24.46 кг

 G дно = L * В * d *

 ? пласт * 2 = 29.66 кг

 Разом маса футерування

 G ф - 97.27 кг

Разом маса корпусу ванни з футеровкою: 370,2 кг.

Витрата тепла на розігрів ванни:

 Q 2

 Q разів. =

 Q 1 - 2

 Q 1 - витрата тепла на розігрів ванни

 Q 2 - витрата тепла на компенсацію теплових втрат

 Q 1 = (V *

 З 1 * ? + G *

 З 2 + G *

 З 3) * ?t = (0.25 * 4110 * 1160 +

 + 272.93 * 481.50 + 97.27 * 1390.0) * 30 = 42442,92 кДж

Q2 = q1 + q2

q1- втрати тепла нагрітої рідини через стінки

q2- втрати тепла на випаровування рідини через дзеркало електроліту

q1 = Sв * q1уд

q2 = Sзер * q2уд

 q 1 уд - 162

 кДж / м 2

 q 2 уд - 1440

 кДж / м 2

 S ст1 = H * L * 2 = 1.55

 м 2

 S ст2 = H * B * 2 = 0.88

 м 2

 S дна = B * L = 0.53

 м 2

Разом площа поверхні ванни: 2,96 м2

Поверхню дзеркала електроліту:

 S зерк = 0,53

 м 2

Тому втрати тепла:

 q 1 = 479,5 кДж

 q 2 = 763,2 кДж

 Q 2 =

 q 1 +

 q 2 = 1243 кДж

 1243

 Q разів. = 42442,93 + 2 = 43064,28 кДж

Витрата тепла на підтримання робочої температури.

 Q раб. =

 Q 2 +

 Q 3 -

 Q 4

 Q 3 - втрати тепла на розігрів завантажуваних деталей

 Q 4 - джоулево тепло, що виділяється ел. струмом

Джоулево тепло вводиться в систему і частково компенсує теплові витрати, тому вводиться зі знаком мінус.

Приймемо час розігріву t 1 годину.

 Q 3 = (

 G устр *

 З 2 +

 G дет *

 З 2) * ?t

Де:

Gустр- маса пристроїв і пристосувань, кг;

Gдет- маса деталей, кг;

С1т, С2 теплоємність сталі, 481,5 Дж / КГК

Приймемо масу пристосувань і струмопроводів рівній масі деталей, т.ч. загальна маса пристосувань і деталей дорівнює 20 кг.

 Q 3 = (481,5 * 10 + 481,5 * 10) * 20 = 144,45 кДж

 Q 4 = 0,86 IU ? = 0,86 * 201 * 2,1 * 1 = 354,4 Вт / ч = 1275,71 кДж

 Q раб. = 183,69 кДж

Qраб.- то кількість тепла, яке потрібно ввести, для підтримки робочої температури 50 ° С.

Витрата тепла за рік:

 Q рік. =

 Q разів. * N +

 Q раб. *

 Т д

Де:

n - кількість днів розігріву, тому робота йде в 3 зміни, то ванна розігрівається 1 раз на тиждень, тому приймаємо n = 51 день.

Тд- фонд робочого часу, 5960 год.

 Q рік. = 43064,28 * 51 + 183,69 * 5960 =

 3273 864.04 кДж

Розрахунок змійовика теплообмінника:

 Q разів.

 S зміїв = К *

 t ср * ?

Де:

К - коефіцієнт тепловіддачі, К = 1000 - 2000, приймемо К = 1000

tср- середня температура пара, ° С;

t - час розігріву, 1 ч.

(

 t 1 -

 t 2) - (

 t 3 -

 t 4)

 t ср = 2,3 lg *

 t 1 -

 t 2

 t 3 -

 t 4

Де:

t1- температура пара, 140 ° С;

t2- початкова температура, 20 ° С;

t3- температура конденсату, 90 ° С;

t4- кінцева температура, 50 ° С;

 (140 - 20) - (90 - 50) 80

 t ср = 2,3 lg 140 - 20 = 2,3 lg 3 = 72,9 C

 90 - 50

 43064,28

 S зміїв = 1000 * 72,90 * 1 = 0,59

 м 2

Знаходимо довжину змійовика:

 S зміїв 0,59

 L = ? * D = 3,14 * 0,064 = 2,94 м

D - діаметр змійовика - 2 трубних дюйма, 64 мм.

Витрата пари на розігрів ванни нікелювання:

 Q разів. 43064,28

 Р розігрів =

 q `-

 q `` = 3128 - 378 = 15,66 кг

 q `= t *

 C р пара = 140 * 22,34 = 3128 кДж / кг

 q `` = t *

 C р води = 90 * 4,20 = 378 кДж / кг

Витрата пари на річну програму ванни нікелювання:

 Р рік =

 Р розігрів * n +

 Т д *

 Р раб =

 1 190,67 кг / рік

 Q раб. 183,69

 Р раб =

 q `-

 q `` = 3128 - 378 = 0,07 кг

4. СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Бєлєнький М.А., Іванов А.Ф. Електроосадження металевих покриттів. Справ. вид. М .: «Металургія», 1985.

2. Гальванічні покриття в машинобудуванні. Довідник / За ред. Шлугер М.І. М .: «Машинобудування», 1985.

3. Зальцман Л.Г., Чорна С.М. Супутник гальваніка. К.: 1989.

4. Блискучі електролітичні покриття / Под ред. Матуліса Ю.Ю. Вільнюс .: «Мінтіс», 1969.

5. Каданер Л.І. Довідник з гальваностегії. К .: «Техніка», 1976.

6. Кудрявцев В.Т. Електролітичні покриття металами. М .: «Хімія», 1979.

7. Лайнер В.І. Захисні покриття металів. М .: «Машинобудування», 1974.

8. Лайнер В.І. Сучасна гальванотехніка. М .: «Металургія», 1967.

9. Пурин Б.А. Електроосадження з пірофосфатних електролітів. Рига: Зінатне, 1975.

10. Ямпільський А.М. Меднение і нікелювання. Л .: «Машинобудування», 1977.

11. Ямпільський А.М. Ільїн В.А. Короткий довідник гальванотехніка. Л .: «Машинобудування», 1981.

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка