+375333902151

+74994040900

Гальванические
линии

Главная

статьи

Проекты

Контакты

ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ВАННЫ С НАГРЕВАТЕЛями

 ВИДЫ НАГРЕВА ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ВАНН

Дата: 10 марта, 2021

Автор: FORTEX Galvanoline

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ:

Гальванические ванны - основной вид оборудования для получения металлических/гальванических покрытий. Ванны, для проведения технологических процессов при повышенных температурах, оснащаются нагревательными элементами с различным видом нагрева:

Электроэнергией;

Водой;

Паром.

1. НАГРЕВ ВАНН ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЕЙ

Наиболее распространенный вид нагрева технологических растворов - нагрев электроэнергией. Его преимущество - нагрев в широком диапазоне температур, а также эффективный и точный контроль, регулирование температурных режимов.  Основной недостаток - высокие эксплуатационные затраты.

Нагрев гальванических ванн электроэнергией осуществляется с помощью погружных, угловых нагревателей, нагревательных стержней. Далее мы поговорим о них подробнее.

2. ПАРОВОЙ НАГРЕВ ВАНН

Нагрев паром является наиболее экономически эффективным видом нагрева при эксплуатации. Низкие эксплуатационные затраты, равномерность нагрева являются основными преимуществами паровых нагревателей, а недостатками - сложность контроля и регулирования температуры, высокая закупочная стоимость и, зачастую, необходимость дополнительного электрического нагрева для контроля и регулирования точных температур. При этом с повышением температуры происходит быстрое увеличение давления в трубопроводе, из-за этого необходимо применять более прочное и дорогостоящее оборудование. Поэтому максимальные температуры при нагреве паром около 190 °С.

3. НАГРЕВ ВАНН ВОДЯНЫМ КОНТУРОМ

Преимущество водяного нагрева - отсутствие непосредственного контакта нагревателя с агрессивной средой. Нагрев раствора водяной рубашкой осуществляется промежуточным теплоносителем – водой, окружающей боковые стенки и дно гальванической ванны. Недостатки водяного  нагрева - неравномерный нагрев в процессе теплообмена, низкий коэффициент теплоотдачи, имеет относительно низкую температуру при низких давлениях.

Теперь более детально разберем основные виды промышленных электрических нагревателей для гальваники.

1.1 Погружные нагреватели

Погружные нагреватели предназначены для прямого нагрева практически всех технологических жидкостей. Материал ТЭНов изготовления должен иметь высокую степень устойчивости по отношению к используемому раствору. Для нагрева воды, слабых растворов щелочей колбы ТЭНов изготавливают из стали (нержавеющей или коррозионностойкой), для нагрева химически агрессивных сред нагреватели применяют из коррозионностойкой стали, титана, фарфора, политетрафторэтилена (ПТФЕ - PTFE) - (компаунд), технического или кварцевого стекла. Подбор материала изготовления ведется по таблице химической стойкости производителей, исходя из агрессивности рабочих растворов.

В связи с индивидуальными конструктивными особенностями гальванических ванн, размещение нагревателей может быть разнообразным. В основном погружные нагреватели размещаются внутри корпуса, вдоль стенки ванны на специальное посадочные места - крепления. Преимущество такого размещения - легкость замены или ремонта нагревателей, так как нет необходимости сливать раствор из ванны.

Фото 1.  Погружные электронагреватели из стали

Важным пунктом при эксплуатации погружных нагревателей является уровень раствора в гальванических ваннах. Предотвращение перегрева и в последствии перегорания нагревателей осуществляется постоянным контролем уровня раствора в ваннах при помощи датчиков уровня, контроллеров. В связи с этим ванны оснащаются шкафами управления для автоматического контроля и регулирования температуры, уровня технологических жидкостей.

Работа контроллеров заключается в переключение контакта при превышении максимального уровня жидкости или в том случае, когда уровень падает ниже определенного минимума, вследствие выключение насоса и включение только тогда, когда уровень снова поднимается выше допустимого. Уровень рабочей жидкости возвращается в «разрешенный» диапазон, контакт автоматически устанавливается в прежнее положение. Чувствительность срабатывания может настраиваться поэтапно в зависимости от проводимости технологической жидкости.

Во избежание перегрева технологического раствора и рационального использования энергетических ресурсов, необходимо правильно подобрать количество электронагревателей.

Расчет мощности для разогрева гальванической ванны:

где, m - масса раствора, кг;

Qуд. - удельная теплоемкость среды, Дж/кг К

Δt - разность температур среды;

Tразогрева - время разогрева гальванической ванны.

Фото 2. Шкаф управления гальванической линией

1.2 Нагревательные стержни

Стержни изготавливаются из различных химически стойких материалов и используются для прямого электрического нагрева в гальванических ваннах. Такой тип нагревателей предпочтителен для небольших размеров оборудования. Стержни могут размещаться вдоль стенок, на дне ванны или свободно. Нагревательные стержни с покрытием из PTFE (ПТФЕ - политетрафторэтилен) имеют высокую химическая устойчивость к воздействию агрессивных жидкостей. Покрытие черного цвета PTFE (компаунд) для нагревательных стержней повышает теплопроводность и обеспечивает лучшую теплоотдачу в жидкость. Это позволяет достичь более высокой номинальной мощности  по  сравнению с белым покрытием из PTFE.

Фото 3. Нагревательные стержни с покрытием политетрафторэтилен

1.3 Угловые погружные нагреватели

Погружные нагреватели углового типа могут использоваться практически для всех емкостей с низким или переменным уровнем жидкости для прямого нагрева.

Нагреватели размещаются на дне ванны вдоль стенок. Горизонтальная и вертикальная погружные трубки нагревателя сварены вместе, а угловые опоры приварены к горизонтальной погружной трубе, для соблюдения минимального расстояния до дна емкости. Нагрев осуществляется от дна контейнера. Материал изготовления - титан, нержавеющая сталь.

Фото 4. Угловой погружной нагреватель

2.1 Змеевики, трубчатые спирали

Косвенный нагрев водяным паром осуществляется с помощью змеевиков, трубчатых спиралей, изготовленных из меди, железа, алюминия. Прямой нагрев паром и одновременное перемешивание происходит через барботер, расположенный на дне ванны в виде спирали. Во время нагрева раствор разбавляется конденсатом (водой), поэтому такой нагреватель чаще используют для ванн горячей промывки, что бы избежать изменения концентрации электролита.

Фото 5. Змеевик

3.1 Пластинчатые теплообменники, змеевики

Предназначены для косвенного нагрева или охлаждения растворов. Применяются в гальванических линиях и резервуарах, имеют небольшие размеры и хорошую устойчивость к технологическим жидкостям. Основной материал изготовления - нержавеющая сталь, титан, тефлон.

Предпочтительно свободное размещение змеевика с выводом труб над краем ванны, для легкого доступа во время ремонта. Возможно, расположения змеевика и на дне ванны, и вдоль вертикальной стенки. Расположенный змеевик на дне ванны имеет высокую теплоотдачу, но мешает извлечению упавших деталей, может вызывать подгар нижних частей деталей, за счет биполярного эффекта.

Фото 6. Змеевик и пластинчатый теплообменник

3.2 Нагрев водяной рубашкой

Рубашка расположена в промежутке между стенкой внешней ванны и рабочей (основной) гальванической ванны. Нагрев осуществляется змеевиком, который изготавливают из коррозионностойкой, углеродистой стали. Уровень воды в рубашке должен быть выше уровня рабочего раствора. Необходимый уровень в рубашке поддерживается нижней кромкой сливного патрубка, из которого излишки воды могут свободно стекать в канализацию.

3.3 Нагрев пароводяной рубашкой

Относится к разновидности нагрева водяной рубашкой. При таком виде нагрева пар и вода поступают в тройник и смешиваются, образовавшаяся вода подается в барботер со сквозными отверстиями по длине, который размещен на дне ванны. Поступившая в рубашку через барботер вода и конденсированный пар удаляются через сливной патрубок. Он приваренный к противоположному входу барботёра в стенку рубашки, несколько выше уровня электролита.

Пароводяная рубашка греет несколько медленнее, чем паровой змеевик, но при правильно выбранном объеме она  устойчивее и точнее поддерживает заданную температуру раствора в ванне. Объем рубашки рекомендовано выбирать около 40 - 60 % от объема рабочего раствора во внутренней ванне. При таком соотношении можно поддерживать температуру электролита с точностью до 1 °С, регулируя ее примерно каждые тридцать минут.

Дата:

Автор:

10.03.2021

Отдел гальванического оборудования

FORTEX Galvanoline

инженер-технолог: Гладкая О.С.

под редакцией: Мисник Д.А., Ошуркевич О.В.

СООО «ФОРТЭКС-ВОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ»

 

Республика Беларусь

Витебск, Терешковой 25А

Минск, Независимости 169

 

23 года производим оборудование для гальванических и химических предприятий

Свяжитесь с нами:

info@galvanoline.by

+375 33 390 21 51

+7 499 404 09 00

 Copyright © 1998-2021 СООО «ФОРТЭКС-ВОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ»  Все Права Защищены.