Článek - hennlich

OVLIVŇOVÁNÍ NÁKLADŮ NA PROVOZ, ÚDRŽBU A OBNOVU ZAŘÍZENÍ
V GALVANOTECHNICE – ELEKTROVODNÁ LŮŽKA A PONORNÁ TOPNÁ TĚLESA
INFLUENCE OF COSTS FOR OPERATING, MAINTENANCE AND RENEWAL OF
EQUIPMENT IN ELECTROPLATING – CONTACT SYSTEMS AND IMMERSION HEATERS
BC. ROMAN PICURA
ABSTRAKT
Tento článek se zabývá základními fakty, které mohou ovlivňovat velikost nákladů na provoz zařízení
v oblasti galvanického pokovování, jeho údržbu a obnovu. Článek je zaměřen na dva typy prvků
vyskytujících se v galvanických linkách. Jedná se především o elektrovodná lůžka, jejich správné
používání, nejpoužívanější typy s výhodami i nevýhodami uvedenými v první části, shrnuté
doporučeními pro jejich volbu a aplikaci. Problematiku elektrovodných lůžek uzavírají moderní prvky
využívající nové technologie, jejichž aplikací je možné náklady na provoz, údržbu a obnovu snížit
a zároveň zvýšit efektivitu výroby. V druhé části článku jsou podobně zpracována ponorná topná
tělesa, včetně nejčastějších chyb při volbě materiálu, instalaci a následném provozu, opět shrnutá
různými doporučeními.
ABSTRACT
This article focuses on basic facts, which can influence quantity of costs for operating equipment in
area of electroplating, its maintenance and renewal. The article describes two types of equipment
which occure in electroplating. The first one is contact system, its right operating, most often used
types, their advantages and disadvantages, mentioned in the first part, summarized by recommendation
for their choice and application. At the end of this part, there are mentioned modern systems using
a new technology, which can reduce quantity of costs for operating, maintenance and renewal of
equipment and raise efficiency of production. The second part of the article includes the immersion
heaters, their wrong usage and wrong choice of the material, summarized by various
recommendations.
1
ÚVOD
Neopominutelnou součástí procesu povrchových úprav, konkrétně galvanického pokovování, je
pravidelná údržba a obnova používaných prvků a zařízení. Stejně tak je důležité dodržovat doporučení
pro jejich provoz. Důsledky absence údržby a nesprávného používání bývají velmi často pak snížení
kvality finálního povrchu galvanizovaného výrobku, prodloužení doby výrobního procesu, zvýšení
nákladů na provoz, zkrácení životnosti zařízení a s tím související zkrácení doby obnovy, celkové
snížení efektivity výroby atd. Abychom se takovým negativním důsledkům vyvarovali, je třeba znát
příčiny a vědět, jak jim předcházet.
POUŽÍVÁNÍ ELEKTROVODNÝCH GALVANICKCÝCH LŮŽEK
Jedněmi
z používaných
prvků
v galvanotechnice,
jejichž
pravidelná údržba a správné používání má vliv na kvalitu výroby
a provozní náklady, jsou elektrovodná galvanická lůžka. Ta
slouží
pro
přenos
elektrického
proudu
ze
zdroje
na
katodové / anodové tyče a galvanizované zboží. Kvalita procesu
takové povrchové úpravy je závislá na optimální velikosti napětí
a proudu a tak je žádoucí, aby v místech spojů byl kontakt
ideální, tj. s co nejmenším elektrickým odporem. Kontaktní
plochy, které vyžadují pravidelnou údržbu, jsou především
v místech dotyku katodové / anodové tyče s elektrovodným
lůžkem nebo závěsem, tzv. „hákem“. Obzvláště na kontaktních
plochách lůžek ulpívají vlivem agresivního prostředí nečistoty
a usazeniny, které zhoršují přenos elektrického proudu na tyč a tím
Obr. 1: Prstové lůžko –
nerovnoměrná přilnavost prstů
dochází k přehřívání lůžek, zkrácení jejich životnosti, snížení
kvality výroby apod. Na kvalitu přenosu elektrického proudu nemají vliv ovšem pouze nečistoty na
kontaktních plochách. Další příčinou může být používání nevhodných elektrovodných lůžek. Obecně
platí doporučení aplikace lůžek s přítlakem, který drobné nečistoty a nerovnosti na kontaktních
plochách eliminuje, podporuje „samočisticí“ efekt a tím velkou částí napomáhá k lepšímu přenosu
proudu. Používanými typy lůžek bývají nejčastěji tzv. prstová lůžka, kde je styčná plocha pro přenos
el. proudu tvořena pomocí tzv. prstů. U takových lůžek dochází po určité době k nerovnoměrné
přilnavosti jednotlivých prstů k tyči. Nutnost častého seřizovaní správného doléhání jednotlivých prstů
v lůžku tak zvyšuje nároky na jejich údržbu. V případě nesprávného dosedání jednotlivých článků či
prstů lůžka dochází k jejich přehřívání a tím i k podstatnému zkrácení životnosti lůžka a v konečném
důsledku i k snížení efektivnosti výroby. Dalším často používaným typem jsou klínová lůžka. Při
použití klínových lůžek může docházet k ulpívání nečistot na styčné ploše klínu a tím i ke vzniku
2
nerovnoměrností na kontaktních plochách. Protože klínová lůžka často nemají žádný dodatečný přítlak
k tyči, nedochází zde ani k samočisticímu efektu při zakládání katodové tyče. Přítomnost takových
nečistot či nerovnoměrností snižuje dokonalost spojení mezi lůžkem a tyčí a tím dochází
k nedokonalému přenosu proudu a opět ke snížení efektivnosti výroby. I zde je nezbytná pravidelná
údržba a čištění lůžek. U lůžek s přítlakem pomocí silentbloků, které jsou v galvanovnách používány
také velmi často, dochází po určité době v provozu k chemickému stárnutí silentbloků, snížení,
případně ztrátě pružnosti. Bez pružení není dosahováno přítlaku a u založené katodové tyče bývá často
i pouhým okem viditelná vůle. Bez přítlaku dochází ke zhoršení samočisticího efektu a přenosu
proudu. Proto je třeba tato lůžka kontrolovat v kratších intervalech, ošetřovat kontaktní plochy
a vyměňovat silentbloky.
Obr. 2: Klínové lůžko – provedení A
Obr. 3: Lůžko se silentbloky –
nerovnoměrná přilnavost prstů
DOPORUČENÍ PRO APLIKACE VYUŽÍVAJÍCÍ ELEKTROVODNÁ LŮŽKA
Abychom se vyhnuli zbytečnému zvýšení nákladů na provoz, údržbu a obnovu, je nezbytné provádět
pravidelné kontroly kontaktních ploch lůžek, odstraňovat případné nečistoty a plochy ošetřovat. Při
používání pneumatických lůžek nebo v aplikacích s přenosem velkého el. proudu je vhodné vyhnout
se lůžkům, které potřebují přídavné chlazení vodou nebo vzduchem. Existuje řada lůžek
konstruovaných tak, aby tyto provozní parametry zvládaly bez nutnosti chlazení. Již fakt, že je některá
lůžka třeba chladit, napovídá o jejich nevhodné konstrukci. Snížení nákladů na údržbu a obnovu lze
dosáhnout také instalací lůžek pracujících na lepším principu.
3
MODERNÍ TECHNOLOGIE – INOVATIVNÍ ŘEŠENÍ GALVANICKÝCH LŮŽEK
Samoupínací elektrovodná lůžka Auerswald jsou
výhodnou alternativou při řešení nevýhod všech výše
uvedených standardně používaných lůžek a současně
nabízí nespočet dalších výhod. Předností těchto
lůžek je především jejich promyšlená, patentovaná
konstrukce, která zajišťuje dlouhodobě ideální
spojení kontaktních ploch mezi lůžkem a tyčí. Části
lůžek, jimiž prochází el. proud jsou vyráběny
výhradně z měděných, ohýbaných dílů, které, ve
srovnání s litinovými lůžky obsahující vzduchové
bubliny v materiálu, poskytují lepší elektrickou
vodivost bez nutnosti přídavného chlazení i při
vysokých proudových zatíženích. Další výhodou
přispívající ke snížení nákladů na údržbu je možnost
Obr. 4: Elektrovodná lůžka Auerswald
rychlé a snadné výměny jakékoli části lůžka i na
nainstalovaném lůžku. Tím nevznikají žádné nebo jen velmi krátké odstávky provozu. Lůžka jsou
opatřena bočními nerezovými kryty, které eliminují poškození kontaktních ploch při zakládání tyče do
lůžek pod nesprávným úhlem či vzpříčení tyče v lůžku a zaručují optimální sevření mezi katodovou
tyčí a posuvným klínem. U všech lůžek Auerswald je zaručena velmi dlouhá životnost a dokonalý
chod.
POUŽÍVÁNÍ PONORNÝCH TOPNÝCH TĚLES
Dalším
zařízením
v galvanotechnice,
jehož
správným
používáním můžeme značně zkrátit dobu obnovy a také snížit
náklady na provoz, jsou prvky pro ohřívání galvanických
lázní. Velmi často se pro ohřev používá ponorných topných
těles. Stejně jako je mnoho typů a provedení těchto zařízení,
tak i výrobců je několik a každý nabízí svým zákazníkům
rozdílnou kvalitu a každá lázeň klade specifické požadavky
na materiálové provedení, proto je vhodné volbu konzultovat
s odborníky. Protože lázně galvanických procesů ve většině
případech obsahují agresivní látky a roztoky a je dosahováno
vysokých teplot, je nutné použít topná tělesa vyrobená
z odolných materiálů.
Obr. 5: Ponorná topná tělesa Mazurczak
4
Firma Mazurczak nabízí tělesa s ponornými trubkami z porcelánu, z technického tvrzeného skla,
křemenného skla, PTFE, nerezové oceli a titanu. Podle druhu lázně technický poradce doporučí
takový materiál, který má pro dané prostředí optimální chemickou odolnost. Zanedbání technické
konzultace při výběru ideálního materiálu mívá za následek poškození topného tělesa vlivem agresivní
chemické lázně, nemožnost reklamace z důvodu nesprávného užití, nutnost odstávky provozu
a výměny zařízení. Při výběru topného tělesa je také nutné pamatovat na rozměry nádrže a charakter
lázně, v níž bude těleso ponořeno. Je nutno se vyvarovat stavům, kdy by se např. spodní část tělesa
dotýkala dna nádrže, případně by byla ponořená v usazeném kalu na dně nádrže. Další častou chybou
při provozu topných těles bývá běh části tělesa na sucho. Délka a provedení topných těles jsou
navrhovány tak, aby při ohřívání byla celá topná část ponořena v chemické lázni. Proces ohřívání
lázně spočívá v odebírání tepla od topného tělesa a tím jej ochlazuje. Pokud část tělesa není ponořena
v kapalině, nedochází k jejímu ochlazování a topně těleso se v této části přehřívá a při delším chodu na
prázdno se poškodí. Výšku hladiny lázně je proto třeba hlídat. Proto je doporučován ohřev
galvanických linek vždy doplnit o kvalitní a spolehlivé hlídání hladiny.
Užitečným pomocníkem v této problematice jsou topná tělesa s bezpečnostním systémem ABS
(Anti Brand-System), která nabízí ke svým topným tělesům firma Mazurczak. Systém minimalizuje
možné poškození zařízení či nádrží teplem v případě částečného nebo úplného chodu na sucho, ke
kterému
může
kapaliny,
při
dojít
například
nepředvídaném
při
vypařování
rychlém
úbytku
kapaliny, zapnutí a provozu ohřívače v prázdné
nádrži, provozu ohřívače při zamezení odvodu tepla
z ponorné trubice na kapalinu při silné inkrustaci
apod. Integrovaný ABS systém zaznamená přehřívání
trubice ponorného tělesa a přeruší jeho provoz.
Ohřívač je možno uvést opět do provozu pouze
manuálně, resetováním bezpečnostního obvodu – po
zkontrolování
správného
fungování
ohřívače,
ostatních bezpečnostních prvků a dostatečné výšky
hladiny nádrže. Systém ABS je instalovaný přímo na
Obr. 6: Ponorná topná tělesa Mazurczak se
systémem ABS
topné vložky těles a může být osazen u těles
s jmenovitým napětím do 400 V, spotřebou proudu
mezi 2 a 16 A a 1-, 2- a 3-fázovým připojením.
5
Pro správný odvod tepla je také důležité rozmístění ohřívačů při aplikaci více kusů na jedné vaně.
Instalace těles v těsné blízkosti má za následek přílišné ohřívání lázně v jednom místě a zhoršení
proudění a promíchávání kapaliny. Přehřátá kapalina pak neodvádí teplo od těles a tělesa se přehřívají.
Při instalaci by měla být také dodržena minimální vzdálenost tělesa od hrany vany 30 mm. Pokud se
na povrchu topného tělesa objeví uplívající nečistoty nebo první příznaky výskytu inkrustace, je třeba
je ihned odstranit, jinak může dojít k přehřívání tělesa a k jeho poškození.
Všechny výše uvedené aspekty při provozu jednotlivých zařízení galvanického pokovování mohou
a mají vliv na úspory ve výrobě a její konečnou efektivitu. Dodržováním zásad a doporučení je možno
se vyhnout zbytečným odstávkám provozů na údržbu, opravy a obnovy zařízení. V článku je zmíněn
pouze přehled základních opatření a nejčastěji se objevujících chyb při instalaci a provozu.
Obchodním zastoupením firem Auerswald a Mazurczak je společnost HENNLICH s.r.o.
Prostřednictvím odštěpného závodu MERES jsou tak pro provozovatele či výrobce galvanických linek
zajištěny možnosti odborných konzultací přímo v provozech, návrhy technických řešení a dodávky
výše zmíněných produktů.
Bc. Roman Picura
Product Manager
o. z. MERES
HENNLICH s.r.o.
Českolipská 9
412 01 Litoměřice
tel.: 416 711 207
fax: 416 711 999
[email protected]
www.hennlich.cz/meres
6