Способ электрохимической обработки

Способ электрохимической обработки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ поверхности металла в проточном электролите с использованием перемещаемого относительно обрабатываемой поверхности электрода-инструмента , состоящего из элементарных нитевидных электродов, отличающийся тем, что, с целью повышения качества обработки, снижения расхода электролита и улучшения санитарно-гигиенических условий труда, процесс ведут, при плотности тока 2 8 А/см , скорости перемещения электрода-инструмента 1-40 см/мин, давлении прижима 0,05-1 кг/см электродоминструментом , нитевидные Электроды которого выполнены из углеродного волокнистого материала с удельным электросопротивлением 0,01-0,25 Ом-см.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 1) 4 В 23 P 1/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2«ау

4 Ё с «ф (21) 3005597/25-08 (22) 14. 11.80 (46) 15.05.86, Бюл. Р 18 (72) Н.И.Ампелогова, P.Â.Áàëóêîâ, Г.А«Захарчук, В.М.Орехов, P.Ì.Ëåâèò, В.Г.Райкин, Л.И«Фридман и Л.В.Лашина (53) 621.9.047(088.8) (56). Технический отчет В 4-0059-5130494-018,"Исследование технологических возможностей трибоэлектрохимической обработки", НИАТ, 1975.. (54)(57) СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ

ОБРАБОТКИ поверхности металла в проточном электролите с использованием перемещаемого относительно обрабатываемой поверхности электрода-инструмента, состоящего из элементарных нитевидных электродов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества обработки, снижения рас- хода электролита и улучшения санитарно-гигиенических условий труда, процесс ведут. при плотности тока 2—

8 A/ñì, скорости перемещения элек2 трода-инструмента 1-40 см/мин, давлении прижима 0,05-1 кг/см злектродом2 инструментом, нитевидйые электроды которого выполнены из углеродного волокнистого материала с удельным электросопротивлением О, 01-0, 25 Ом-см.

1035902

100-150

45

55

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки й,, в частности, может быть использовано для электрохимического осветления и дезактивации деталей установок и оборудования, загрязненных радиоактивными веществами.

Известен трибоэлектрохимический способ обработки, заключающийся в анодном растворении металла при уда- 1О ленин окисных пленок с поверхностей, округлении кромок, снятии заусенцев с типовых деталей из стали и жаропрочных сплавов.

Трибоэлектрохимическую обработку 15 осуществляют с помощью электрода-инструмента, представляющего собоой диск-щетку из металлической (бронзовой, медной) проволоки, вращающейся со скоростью 15-20 м/с. Обрабатывае- 20 мую деталь закрепляют на столе, перемещаемом относительно электрода со скоростью О, 15-0,5 м/мин. В зазор между электродом-щеткой и обрабатываемой поверхностью подают электролит. 25

Основные параметры способа приведены ниже.

Напряжение, В 10-12

Удельное сопротивление проволоки (бронза, медь), -й -5

Ом см 1,7 1О -1,8 10

Оптимальная плотность

35 тока, А/см

Скорость съема металла, г/мин 4-12

Глубина обработки, мм 3

Скорость вращения щетокэлектродов, м/с 15-20

Продольная скорость стола, м/мин О, 15-0,5

Расход электролита, л/мин 22

Состав электролита 5% NaC1+5% ЖаХО4

В этом способе вследствие высокой удельной электропровоЯности элементарных проволочных электродов электродаинструмента при контакте их с обрабатываемоЯ поверхностью возникает сильное искрение, а при снижении скорости вращения электрода и увеличении продолжительности контакта — короткое замыкание. Искрение и эрозия проволочного электрода и обрабатываемой поверхности, загрязненной радиоактивными веществами, а также разбрызгивание электролита приводят к образова-. нию радиоактивных аэрозолей, что ухудшает санитарно-гигиенические условия труда. Ухудшается и качество обработки поверхности, образуются прижоги, продольные полосы, что требует последующей чистовой обработки, а скорость съема металла значительно превышает допустимые значения для осветления и дезактивации деталей оборудования.

Расход электролита и количество жидких радиоактивных отходов велики.

Способ технически неприменим для осветления дезактивации крупногабаритного недемонтируемого оборудования со сложным рельефом поверхности.

Металлические (бронзовые, медные) проволочные электроды плохо смачиваются электролитом и недостаточно стойки в кислых электролитах °

Цель изобретения — повышение качества обработки, снижение расхода электролита и улучшение санитарногигиенических условий труда.

Цель достигается тем, что процесс г ведут при плотности тока 2-8 А/см с помощью электрода-инструмента, состоящего из элементарных нитевидных электродов, выполненных из углеродного волокнистого материала с удельным электросопротивлением 0,01

0,25 Ом см. Электрод-инструмент перемещают последовательно по всей металлической поверхности со скоростью

1-40 см/мин и давлении прижима 0,05—

1 кг/см . Электролит подают на волокг нистый материал электрода с расходом

0,1-1 л/мин. Углеродный волокнистый материал (жгут, тесьма, шнур, ткань) обладает высокой эластичностью, химически термостоек, хорошо смачивается электролитом.

Указанные пределы удельного электросопротивления углеродного материала обеспечивают отсутствие искрения и короткого замыкания при прижиме сухого или смоченного электролитом

1035902

Основные параметры способа приведены ниже.

Напряжение, В 4-12

Плотность тока, А/см 2-8

Удельное. электросопротивление углеродного волокнистого материала электрода, Ом ° см 0 01- 0 25

Скорость перемещения электрода, см/мин

1-40

55 электрода-инструмента к обрабатываемой поверхности.

Скорость съема металла при плотности тока 2-8 А/см составляет 0 001

° 2

Ф

0,01 г/см -мин (0,5-4 мкм/мин), производительность обработки - 0,01

10 дм /мин. Снижение плотности тока с .2

2 до 0,5 А/см уменьшает эффектив2 ность дезактивации более, чем в 10 раз, повышение свыше 8 А/см вызыва- 10 и ет недопустимо высокий съем металла.

Указанные пределы давления прижима обеспечивают равномерность обработки гладких и профильных поверхностей.

Уменьшение скорости перемещения элек- 15 трода (ннже 1 см/мин) снижает производительность обработки, а при скорости выше 40 см/мин эффективность дезактивации снижается в 5 и более раз. Расход электролита 0,1-1.л/мин 20 достаточен для качественной обработки, так как искрение отсутствует, температура электролита не превьппает 60 С.

На фиг.1 показана схема реализации25 способа электрохимической обработки при последовательном перемещении электрода-инструмента по гладкой поверхности со скоростью 1-40 см/мин и давлении прижима 0,05-1,0 кг/см ; на щ фиг.2 — схема реализиации способа электрохимической обработки поверхности со сложным рельефом.

Эластичность волокон и варьирование давления прижима позволяет обрабатывать выступы и пазы. Простота конструкции электрода-инструмента и осуществления способа электрохимической обработки позволяет дезактивировать поверхности крупногабаритного обору40 дования.

Давление прижима, кг/см

Скорость съема металла, г/см мин

Глубина съема

0 05-1,0

О, 001-,0,01 ме галла, мкм/мин

Расход электролита, л/мин

Состав электролита

0 5-4

О, 1-1

10-157 Н уР04 (+1-2,5X H SO или тиомочевины)

П р и м е.р 1. Производилось осветление и дезактивация поверхностей крупногабаритного оборудования: верхнего блока, корпусов главных запорных задвижек реактора ВВЭР-440, имеющих сварные швы, вваренные патрубки и т.п. Поверхности покрыты окисными отложениями и загрязнены радиоактивностью до уровня 150- 400Бк/см . Об2 работка проводилась электрОдом-инструментом с войлочной прокладкой и из углеродных материалов с удельным электросопротивлением 0,08 и

0,20 Ом см. Электролит — 10X НзРО, напряжение — 12 В. Результаты даны в таблице.

После обработки описываемым споса .бом поверхности осветляются и приобретают металлический блеск, дезактивация протекает эффективно. Искрения не наблюдается, прижогов не образуется. Глубина съема металла соответствует допускам. Повьппение производительности обработки в 25 раз по сравнению со способом с войлочным -электродом во столько же раз снижает дозовые нагрузки персонала, таким образом, улучшаются санитарно-гигиенические условия труда.

Эластичность, химическая стойкость углеродного волокнистого материала позволяют обрабатывать сложнопрофильные поверхности, испольэовать кислые электролиты без повреждения волокон электрода. Подача электролита непосредственно на волокнистый, хорошо рмачиваемый материал электродА, а не в межэлектродный зазор, упрощает осуществление способа, снижает расход электролита. Количество жидких реактивных отходов сокращается в20-50 раз.

1035902

ЭИ с войлочной IIp0 кладкой

Трибоэлектрохимический способ

Параметры

ЭИ из углеродной ткани

ЭИ иэ углеродного волокна

0,18 10

0,20

0,08

100

3-5

2,5-3,5

10-12

Скорость двиаения ЭИ, см/мин

5-10

15-50

Давление прижима, кг/см

1-2

0,08

0,9

0i001

4-12

0i005

0,01

Глубина съема, мкм/мин

0,5-6

0,5-4

300

0,4-0,6

0,2

0,1-0,3

0,01-1О

0,5-1:

Коэффициент дезактивации

Технически не пригоден

15-20

Дозовые наг.рузки, бар

161,5 г

Удельное сопротивление материала элек( трода,. Ом см 10

М

Плотность тока, А/см 0,1-0 15

Напрямение, В 60

Скорость стола, см/мин

Скорость съема металла, г/см, мин

Расход злектролита, л/мин

Скорость обработки, дм /мин 0,02-0,04

-4 Ю

9 ° 10 -1,2 10 30

15-50 (по 20-10 -активности) 1035902

Редактор Л.Письман Техред O.Ãîðòâàé Корректор И.Демчик

Заказ 2720/ 1 Тирам 1001 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Проиэводственнорполиграфическое предприятие, r.Óàãoðîä, ул.Проектная, 4