Установки для гальванического покрытия металлов

Отделения ванн для гальванического покрытия металлов входят в состав вспомогательных производств многих предприятий различных отраслей промышленности, особенно металлообрабатывающей. Характерной особенностью процессов гальванического покрытия является применение для них постоянного тока большой силы, но малых напряжений (3—12 в).

Наиболее распространенные виды покрытий и технические характеристики процессов их получения приведены в табл. 6-3.


Цинкование и лужение металлов в колоколах, имеющих вращательное движение, происходит при постоянной полярности с регулированием тока при напряжении 10—11 о.

Гальваническое покрытие металлов производится в специальных ваннах, наполненных соответствующими электролитами; один из полюсов постоянного тока подводится к корпусу ванны, изолируемому от земли, а другой—к штанге, с помощью которой покрываемое изделие погружается в электролит.


В качестве источников питания применяются преимущественно двигатель-генераторы серии АНД с машинами постоянного тока серии НД. Эти машины имеют по две якорные обмотки, переключаемые на последовательное соединение, если требуется 12 а, и на параллельное при 6 в при напряжении 12 в эти машины могут питать сеть по трехпроводной схеме.

Установка двигатель-генераторов производится в специальных электропомещениях, пример компоновки которых дан на рис. 6-3. Подробные технические данные по ним приведены в § 2-3.

Помимо указанных двигатель-генераторов в качестве источников питания могут быть применены селеновые выпрямители типа ВСГ (ВСГ-600М, ВСГ-ЗМ) и купроксные (ВКГ-ЮОМ), технические характеристики которых даны в § 2-7; однако сравнительно небольшие величины выпрямленного тока (до 600 а) и, главное, очень низкий (порядка 50%) к. п. д., а также большая по сравнению с АНД стоимость и низкая коррозионная устойчивость, сильно ограничивают область их применения.

Наряду с этими существенными недостатками селеновые и купроксные выпрямители имеют и положительные стороны, к -ЙТ числу которых относятся простота обслуживания и возможность Jf установки их непосредственно у ванн и, в частности, наверху, Й на специальных площадках.


Наиболее существенным при проектировании установок для j гальванического покрытия является вопрос о распределении электрической энергии от источников постоянного тока к ваннам. Существуют две схемы питания ванн:

а) схема работы одной машины на одну ванну («блок двигатель-генератор— ванна», рис. 6-4, а);

б) схема группового питания нескольких ванн одного и того % же диапазона напряжений от одной машины (рис. 6-4,6).

Первая схема имеет то неоспоримое преимущество, что регулирование тока ванны осуществляется только шунтовым регулятором машины, т. е. без специальных балластных сопротивлений, а следовательно, и без соответствующих потерь электроэнергии. Однако применение такой схемы сопряжено с установкой большого числа двигатель-генераторов и прокладкой к ван- ? нам соответствующего количества отдельных электрических магистралей, что оказывается нецелесообразным и практически .неосуществимым. Поэтому для ванн, рассчитанных на один и от же диапазон напряжений и потребляющих относительно небольшие токи, применяется групповая схема питания от одной -Машины с регулированием тока ванн балластными реостатами, „Монтируемыми на щитках непосредственно у ванн.

Наряду со схемой группового питания большинства ванн, питание отдельных ванн, потребляющих большие токи (приближающиеся к номинальным токам наиболее мощных машин), может быть осуществлено по схеме «блока». Такая смешанная схема питания имеет наибольшее распространение и благоприятно разрешает техническую и экономическую стороны вопроса питания.

Щитки, устанавливаемые у ванн, имеют существенное конструктивное различие в зависимости от схемы питания. При схеме «блок двигатель-генератор — ванна» на щитке, помимо измерительных приборов и рубильника или переключателя (если требуется переменная полярность), устанавливаются шунтовой регулятор генератора и кнопочная станция пускателя двигателя. При схеме группового питания на щитках у ванн вместо шунтового регулятора монтируются секции регулировочных сопротивлений с включающими их однополюсными рубильниками. В этом случае шунтовой регулятор и кнопочная станция вместе с комплектом измерительных приборов монтируются на щитке у двигатель-генератора. Эскизы щитков для гальванических ванн показаны на рис. 6-5.

Подбор сопротивлений отдельных секций реостатов производится по системе «разновесов», при которой величины сопротивлений образуют геометрическую прогрессию со знаменателем 2, чем достигается наибольшая плавность регулирования. Практически по соображениям технологического и конструктивного характера принято устанавливать 6 спиралей (ступеней) в каждом реостате.

Электрическая сеть от генераторов к ваннам выполняется, как правило, шинопроводами, прокладываемыми на изоляционных основаниях.

Ввиду больших величин токов нагрузки в качестве материала для шинопроводов применяются главным образом алюминий и медь. Расчет сети производится на потерю напряжения (см. § 8-6), причем за расчетный ток при схеме «блока» принимается номинальный ток ванны, а при схеме группового питания — совмещенный максимум нагрузки с коэффициентом разновременности порядка 0,8—0,9 в зависимости от числа ванн.

Генераторы не требуют установки каких-либо аппаратов защиты, так как режим их работы близок к режиму короткого замыкания.

Токоподвод от шинопроводов к ваннам осуществляется медными шинами или гибкими кабелями с медными жилами в резиновой изоляции.

Задание на проектирование электрооборудования отделений гальванического покрытия металлов должно содержать;

а) план отделения с расположением ванн;

б) план помещения, предназначаемого для установки двигатель-генераторов;

в) спецификацию ванн со всеми необходимыми характеристиками процессов, как-то: величина напряжения, полярность, пределы регулирования силы тока.


Для расчета сопротивления реостатов и отдельных его ступеней необходимо получение от технологов задания, в котором должны быть указаны:

а) наибольший и наименьший ток ванны;

б) зависимость требуемого напряжения от плотности тока;

в) ступени регулирования тока, о;

г) омическое сопротивление электролита.

В объем проекта входят:

а) выбор типов и числа источников постоянного тока;

б) компоновка двигатель-генераторов и распределительных устройств к ним в электропомещений;

в) составление общей схемы питания и расчет сети постоянного тока;


г) выбор типов щитков для ванн;

д) составление общего плана сети постоянного тока и расположения щитков у ванн;

е) разработка конструктивного выполнения сети;

ж) составление спецификации, сметы и пояснительной записки.

Образец оформления плана гальванического отделения показан на рис. 6-6.

Указанные объемы задания и проектных материалов относятся к техническим проектам и рабочим чертежам. В проектных заданиях должны рассматриваться лишь вопросы выбора типов и числа источников постоянного тока и электропомещений для их устройства; все остальные вопросы должны быть затронуты только в пояснительной записке и в той мере, в какой это необходимо для составления сметно-финансовых расчетов.