مراقبت و تغذیه ژنراتورهای روی قلیایی غیر سیانیدی و آلیاژی روی
درگذشته های دور، حمام های قلیایی غیرسیانید روی وآلیاژی روی وابسته به آندهای روی بودند که در حمام آبکاری برای تامین یونهای روی به حمام آبکاری قرارداشتند.در برخی موارد ،این امر هنوز هم ادامه دارد. بااین حال ،روش ترجیحی برای وارد کردن یون روی به حمام آبکاری ،استفاده از یک سیستم تولید آفلاین روی است. قراردادن آند روی در حمام آبکاری خود چند مشکل ذاتی دارد. ازآنجایی که آنده ا100٪کارآمد هستند و اکثر محلول های آبکاری قلیایی معمولا حدود 75- 65٪ کارایی دارند ،غلظت روی در حمام افزایش می یابد. آندهای روی نیز باید در هنگام خرابی حذف شوند تا از انحلال روی در حمام جلو گیری شود .این البته حداقل ناخوشایند میشود. درنتیجه، ژنراتور های آفلاین روی به روش معمول صنعت تبدیل شده اند.
ژنراتور های آفلاین، هنگامی که به درستی ساخته وکار میکنند، پتانسیل کنترل غلظت روی درحمام روی یا آلیاژ روی (فقط قلیایی غیرسیانید) را در محدوده1.5 گرم بر لیترازغلظت هدف دارند. این منجر به نرخهای آبکاری قابل پیشبینی، هزینه های مواد افزودنی کمتر وتوزیع پوشش قابل پیشبینی میشود.
ژنراتورهای آفلاین روی سالهاست که مورد استفاده قرار میگیرند، بااین حال روشهای خاصی وجود دارد که میتوان آنها را دنبال کرد تابیشترین تأثیر را از ژنراتور روی ارائه دهد.
مفهوم ژنراتورهای آفلاین روی، استفاده ازمخزنی است که حاوی محلولی از هیدروکسید سدیم و آند روی (واغلب موادافزودنی) است. هدف در این سیستم، تشویق یک سلول خوردگی گالوانیکی است که باعث میشود روی به صورت الکترو شیمیایی از آندها به محلول انحلال یابد. سپس این محلول برای پر کردن یون های روی به حمام آبکاری، ترجیحا توسط سیستم های دوز خودکار استفاده میشود.
در بیشتر موارد، قاعده کلی این است که ژنراتور روی تقریبا 25درصد از حجم حمام آبکاری است که در آبکاری ثابت سرویس میکند و این تا حدودی بیشتر ازعملیات بارل است.
مخزن ژنراتور باید ازفولاد نرم، اما مهمتر از همه یک مخزن بدون آستر تشکیل شده باشد. خود مخزن به سلول خوردگی گالوانیکی کمک می کند. درحالت ایده آل، گرم کنی که بتواند ترکیب محلول را مدیریت کند نیز باید درمخزن باشد، این گرم کن باید جدا ازمخزن و خیلی نزدیک به آندهای روی نباشد. حداکثر دمای عملیاتی نباید از 43درجه سانتی گراد تجاوز کند، زیرا این امر انحلال روی را زیاد میکند. دمای اسمی کارکرد ژنراتور بهترین حالت در حدود 30درجه سانتی گراد است. دمای کمتر از 21درجه سانتی گراد، نرخ انحلال روی بسیار پایین را به همراه خواهد داشت
خود مخزن ژنراتور باید بر روی تیرهای i غیر رسانا از کف تأسیسات نصب شود و به خوبی از هرگونه سازه پشتیبانی فلزی دور باشد. این امر تلاشی برای کاهش هرگونه جریان سرگردان است که همیشه با انحلال روی تداخل دارد.
آندهای روی را میتوان به فلایت بار آند فولادی چسباند. بهتر است فلایت بار با حلقه های جمع آوری طراحی شده باشد تا بتوان آنها را با بالا بر بالای سر جدا کرد. بالا بر به بارگیری، تخلیه، تمیز کردن و فعال کردن آندها و سبدهای آند در صورت نیاز کمک می کند. سبدهای آند باید از سبدهای فولادی سوراخ دار با استفاده از دو(2) کانال در هر سبد تشکیل شده باشند. اندازه هر کانال باید به گونه ای باشد که یک توپ آند روی را در خود جای دهد. کانال تقسیم اگر فولاد جامد باشد بهترین است. زیرا برای کناره ها و پایین سبدها نیز لازم است. این مساله بالا ترین سطح تماس توپ با فولاد آند را فراهم می کند و در نتیجه حداکثر اتصالات گالوانیکی را ایجاد می کند.فلایت بار باید به صورت زین روی مخزن قرار گیرند که همه از فولاد تشکیل شده است. ازمس، برنز، پلاستیک و مواردی از این دست باید اجتناب شود، زیرا سبدها و مخزن در سلول گالوانیکی قرار می گیرند. علاوه براین، شما نمیخواهید هیچ گونه آلودگی مسی از فلایت بار یا زین هایی که آنها را نگه می دارند وارد سیستم شود.
سبدهای آند در بهترین حالت قرار می گیرند تا دیواری از آند ایجاد نکنند. به طور معمول، این بدان معنی است که سبدها در حدود 3-2اینچ وحداقل 6اینچ از یکدیگر در جهت حرکت قرار دارند. آندها باید از فلایت بار به فلایت بار دیگر جابجا شوند تا حداکثر مخلوط شدن محلول رافراهم کنند.
توقف کامل انحلال فلز روی استفاده بیش از حد از برخی «تصفیه کننده های روی» مورد استفاده در روی غیر سیانیدی قلیایی سیستم ها همچنین میتوانند لایه های آلی فلزی روی آند ها تشکیل دهند و توپ های آند را از سبدها جدا کنند. درهر صورت حذف این نوع لایه ها با اسید شویی و آبکشی، آندها دوباره به کار باز می گردند.
به طور معمول، یک میکسر مکانیکی استفاده میشود و اغلب در مرکز مخزن ژنراتور قرارمیگیرد. سرعت میکسر باید حدود 250-200دور در دقیقه باشد. بسته به عمق مخزن، میکسرها میتوانند پروانه های متعددی داشته باشند تا اختلاط موثر از بالا به پایین محلول را تسهیل کنند. پمپ ها برای اختلاط توصیه نمی شوند، زیرا نیاز به تولید جریانهای بالا دارند، با اسپارگرهایی که اغلب در نهایت از هرگونه اکسید روی نامحلول که ممکن است ایجاد شود، مسدود می شوند. اختلاط خوب بسیار مهم است، زیرا محلول هیدروکسید تازه را در سطح مشترک آند پر می کند، آندها را فعال نگه می دارد واز پوشش دادن توپ های آند و سبدهای روی نامحلول جلوگیری میکند. اختلاط بیشتر بهتر از اختلاط کمتراست.
سبدهای آند زمانی بهترین رفتار را دارند که زنگ زده باشند (تفاوت پتانسیل بالاتر بین آند وسبد)که منجر به انحلال روی سریعتر میشود . به همین دلیل اسید شویی کردن یک سبد جدید، آبکشی و زنگ زدن آن گزینه خوبی قبل از استفاده است. هر از چندگاهی، برداشتن سبدها با بالابر واسید شویی آنها در محلول ضعیف HCl وسپس زنگ زدن، بالاترین کارایی سبد آند را حفظ می کند
با توجه به آنچه گفته شد، این سیستم به بهترین وجه با یک مخزن اسید شویی هیدروکلراید کوچک و شستشوی مرتبط در خط ژنراتور طراحی شده است که امکان فرسودگی سریع و زنگ زدگی سبدها را فراهم میکند. توصیه میشود این کار را هر دو هفته یکبار انجام دهید تا حداکثر انحلال روی حفظ شود.سبدها را میتوان جدا، آبکشی و اسید شویی کرد (فقط تا زمانی که گازگیری شروع شود،شاید 30تا 60ثانیه)، سپس شسته شده و در هوا خشک شود تا زنگ بزنند.
غلظت هیدروکسید سدیم محلول ژنراتور به توصیه تامین کننده افزودنی روی شما است، اما به طورکلی غلظت های بالاتر از 142گرم بر لیتر توصیه نمی شود، زیرا هیدروکسید عامل افزوده را زودتر از موعد تجزیه کرده و ژنراتور و حمام آبکاری را کند میکند. عرضه کننده افزودنی میتواند غلظت بهینه را به بهترین شکل پیشنهاد دهد، با اینحال 90گرم برلیتر پایین ترین سطح توصیه شده است و 142گرم بر لیتر بالاترین غلظت توصیه شده است.
تعداد سبدهای آند مورد نیاز برای همگام شدن با تولید را میتوان با محاسبه بازده حمام آبکاری، تعدادآمپر، ساعت کار در روز و تعداد روزهای کار در هفته تعیین کرد. این را میتوان با مقدار روی که در هر سبد در یک دوره زمانی معین حل میشود، مقایسه کرد که منجر به تعداد مناسب سبدهای موردنیاز میشود(وبا افزوده های نگهداری روزانه پر نگه داشته میشود.) اکثر تامین کنندگان افزودنی روی میتوانند در این محاسبه به شما کمک کنند.
همه توپهای آند روی یکسان ایجاد نمی شوند. حتی کوچکترین اثری از فلز آلیاژی اشتباه میتواند منجر به نرخ انحلال ضعیف روی شود. مشاهده شده است که گلوله های روی با استفاده از «فقط فلز روی خالص» سرعت انحلال بسیار سریعتری نسبت به آنهایی که از فلز ضایعات یا ضایعات روی مخلوط با فلز خالص استفاده میکنند، دارند. اگر ژنراتور بسیار کند کار میکند، ممکن است نیاز باشد که با یک تامین کننده توپ آند متفاوت آزمایش کنید تا بهترین ماده آند را برای کاربرد خود تعیین کنید.
در بیشتر موارد، غلظت روی در ژنراتور نباید از 45گرم بر لیتر تجاوز کند. هر چیزی بسیار بالاتر از آن غلظت میتواند شروع به رسوب کند، زیرا شما در حال رسیدن به حد حلالیت هستید(البته به غلظت هیدروکسید و دما بستگی دارد.)
در برخی موارد، لایه ای از اکسید روی میتواند روی توپ ها و سبدهای آند ایجاد شود. این اغلب به دلیل مسائل مربوط به حلالیت روی در محلول است. نسبت سود کاستیک به روی پایین، دمای پایین ژنراتور و/ یا غلظت بالای روی میتواند باعث رسوب روی شود. این منجر به جدا شدن آندها از سبدها و کندی یا توقف کامل انحلال فلز روی میشود. استفاده بیش از حد از برخی از «تصفیه کننده های روی» مورد استفاده در سیستم های قلیایی روی غیرسیانیدی نیز میتواند لایه های آلی فلزی، روی آند ها ایجاد نموده و توپ های آند را از سبدها جدا کند. در هر صورت حذف این نوع لایه ها با اسید شویی و آبکشی آندها را دوباره به کار باز میگرداند.
تهویه و/یا محافظت خوب ضروری است، زیرا واکنش انحلال باعث ایجادغبارسوزاننده در هوا میشود وهر چیزی را که در چشم است می پوشاند. همچنین برای کسانی که در معرض بخارات قرار دارند، برای ریه و چشم، تحریک کننده است. در بسیاری از موارد، ژنراتورها دارای پوششی هستند که از یک مجرای تهویه انعطاف پذیر استفاده میکند، به طوری که میتوان پوشش را برای نگهداری آند جدا کرد. لازم به ذکر است که در حین انحلال روی، گاز هیدروژن تکامل می یابد و در صورت تماس با منبع احتراق (شعله باز، جرقه، گرمای بیش از حد)، ممکن است انفجار هیدروژن رخ دهد.
واضح است که این یک دلیل خوب دیگر برای تهویه خوب در مخزن ژنراتور است. مانند تمام مواد شیمیایی، PPEمناسب باید همیشه مورد استفاده قرار گیرد.
دوز خودکار میتواند و برای تغذیه محلول ژنراتور غنی از روی به مخزن آبکاری توصیه میشود. این کار با استفاده از نمودار "زمان اضافه" بهتر انجام می شود. اکثر تامین کنندگان روی میتوانند به ایجاد این نمودار کمک کنند. دوز خودکار با استفاده از دستگاه های کنترل آمپر ساعت اجرا میشود.
در بسیاری از موارد، دوز خودکار تخلیه ژنراتور از طریق گرانش به مخزن آبکاری جریان می یابد.بهتر است محلول ژنراتور که به مخزن آبکاری جریان می یابد، چه به وسیله نیروی ثقلی و چه به روش های دیگر،قبل از ورود به مخزن آبکاری از فیلتر عبور کند. این امر باعث میشود تا هرگونه جامد که ممکن است در ژنراتور جمع شده باشد به حمام آبکاری وارد نشده و مواردی که میتواند منجر به ناهمواری شود، حذف می کند.در موقعیت های تغذیه گرانشی، تخلیه را میتوان به سرریز یا مخزن سرریز هدایت کرد که توسط فیلتر برداشته شده و به حمام آبکاری تخلیه میشود.
به طور خلاصه، ژنراتور های آفلاین روی به کنترل موثر فلز روی در حمام های آبکاری روی قلیایی غیرسیانید کمک می کنند، کنترل رسوب و سرعت آبکاری را بهبود می بخشند، درحالی که نیاز به حذف آند روی از مخزن آبکاری برای کاهش نوسانات فلز روی را حذف می کنند. بهترین شیوه ها برای کارکرد ومراقبت از ژنراتور روی منجر به عملکرد حمام بالاتر، ویژگی های رسوب بهتر و کاهش تعمیر و نگهداری حمام آبکاری میشود
منبع: کانال و سایت نشریه پیام آبکار
