Способ электрохимической обработки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 9) (и) 3 Р 1 04 БРЕТЕНИЯ САНИЕ АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТ(56). Технический отчет В 4-0059-5130494-018,"Исследование технологических возможностей трибоэлектрохимической обработки", НИАТ, 1975,.(54)(57) СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙОБРАБОТКИ поверхности металла в проточном электролите с использованиемперемещаемого относительно обрабатыГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ ваемой поверхности электрода-инструмента, состоящего из элементарных нитевидных электродов, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения качества обработки, снижения рас- хода электролита и улучшения санитарно-гигиенических условий труда, процесс ведут. при плотности тока 2 - 8 А/см , скорости перемещения элек 2трода-инструмента 1-40 см/мин, давле. нии прижима 0,05-1 кг/см злектродом 2инструментом, нитевидйые электроды которого выполнены из углеродного волокнистого материала с удельным электросопротивлением О, 01-0, 25 Ом.см.Сй30 100-150 40 45 50 55 В этом способе вследствие высокой удельной электропровоЯности элементар Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методамобработки Й,. в частности, может бытьиспользовано для электрохимическогоосветления и дезактивации деталейустановок и оборудования, загрязненных радиоактивными веществами.Известен трибоэлектрохимическийспособ обработки, заключающийся ванодном растворении металла при уда Оленин окисных пленок с поверхностей,округлЕнии кромок, снятии заусенцевс типовых деталей из стали и жаропрочных сплавов.Трибоэлектрохимическую обработку 15осуществляют с помощью электрода-инструмента, представляющего собоойдиск-щетку из металлической (бронзовой, медной) проволоки, вращающейсясо скоростью 15-20 м/с. Обрабатываемую деталь закрепляют на столе, перемещаемом относительно электрода соскоростью О, 15-0,5 м/мин. В зазормежду электродом-щеткой и обрабатываемой поверхностью подают электролит. 25Основные параметры способа приведены ниже.Напряжение, В 10-12Удельное сопротивлениепроволоки-йОм см 1,7 1 О -1,8 10Оптимальнаяплотность35тока, А/смСкоростьсъема металла, г/мин 4-12Глубинаобработки,мм 3Скоростьвращениящетокэлектродов,м/с 15-20Продольнаяскоростьстола,м/мин О, 15-0,5Расходэлектролита,л/мин 22Составэлектролита 5 Х НаС 1+5% ЖаЮе ных проволочных электродов электрода- инструмента при контакте их с обраба- тываемоЯ поверхностью возникает сильное искрение, а при снижении скоростивращения 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 электролитахЦель изобретения - повышение качества обработки, снижение расхода электролита и улучшение санитарно- гигиенических условий труда.Цель достигается тем, что процессг ведут при плотности тока 2-8 А/см спомощью электрода-инструмента, состоящего из элементарных нитевидных электродов, выполненных из углеродного волокнистого материала с удельным электросопротивлением 0,010,25 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 волокгнистый материал электрода с расходом0,1-1 л/мин. Углеродный волокнистыйматериал (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 электролитомДавлениеприжима,кг/смСкоростьсъема 0,05-1,0 металла,г/см минГлубинасъема О, 001-,0,01 металла,мкм/минРасходэлектролита,л/минСоставэлектролита 0,5-4 0,1-1 50 55 1-40 электрода-инструмента к обрабатываемой поверхности.Скорость съема металла при плотности тока 2-8 А/смсоставляет 0 001В ЙФ 0,01 г/см мин (0,5-4 мкм/мин), производительность обработки - 0,01 10 дм /мин. Снижение плотности тока с 2 до 0,5 А/см уменьшает эффектив 2ность дезактивации более, чем в 10 раз, повышение свыше 8 А/см вызыва- О2 ет недопустимо высокий съем металла. Указанные пределы давления прижима обеспечивают равномерность обработки гладких и профильных поверхностей. Уменьшение скорости перемещения элек 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 реализации 25 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 З 0 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 обору 40 дования. Основные параметры способа приведены ниже.Напряжение, В 4-12Плотностьтока, А/см 2-8УдельноеэлектросопротивлениеуглеродноговолокнистогоматериалаэлектродаОм см О, 01-О, 25Скоростьперемещенияэлектрода,см/мин 10-153 Н уР 04(+1-2,57 Н БОили тиомочевины)П р и м е.р 1. Производилось осветление и дезактивация поверхностей крупногабаритного оборудования: верхнего блока, корпусов главных запорных задвижек реактора ВВЭР, имеющих сварные швы, вваренные патрубки и т.п. Поверхности покрыты окисными отложениями и загрязнены радиоактивностью до уровня 150- 400 Бк/см . Об 2 работка проводилась электрОдом-инструментом с войлочной прокладкой и из углеродных материалов с удельным электросопротивлением 0,08 и 0,20 Ом см. Электролит - 103 НРО, напряжение - 12 В. Результаты даны в таблице.После обработки описываемым спасо" 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 срав" нению со способом с войлочным -электродом во столько же раз снижает дозовые нагрузки персонала, таким образом, улучшаются санитарио-гигиенические условия труда.Эластичность, химическая стойкость углеродного волокнистого материала позволяют обрабатывать сложнопрофильные поверхности, испольэовать кислые электролиты беэ повреждения волокон электрода. Подача электролита непосредственно на волокнистый, хорошо рмачиваемый материал электродА, а нев межэлектродный зазор, упрощает осуществление способа, снижает расходэлектролита. Количество жидких реактивных отходов сокращается в 20-50 раз,1035902 ЭИ с войлочной прокладкой Трибоэлектрохимическийспособ Параметры ЭИ из углероднойткани ЭИ иэ углеродноговолокна 0,1810 0,20 0,08 100 2,5-3,5 12 10-12 12 Скорость двиаения ЭИ,см/мин 5-10 15-50 Давление прижима, кг/см 1-2 0,08 0,9 0,001 4-12 0,005 0,01 Глубина съема,мкм/мин 0,5-6 0,5-4 300 0,4-0,6 о,г О, 1-0,3 22 0,01-10 0,5-1 КоэфФициентдезактивации Техническине пригоден 15-20 Дозовые наг,рузки, бар 161,5 г Удельное сопротивление материала элек( трода,. Ом см 10МПлотность тока,А/см О,1-О 15 Напряаение, В 60 Скорость стола,см/мин Скорость съемаметалла, г/сммин Расход электролита, л/мин Скорость обработки, дм/мин 0,02-0,041035902 Редактор Л.Письман Техред О,Гортвай Корректор И.Демчик Заказ 2720/ 1 Тирам 1001 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Проиэводственноеполиграфическое предприятие, г.увгород, ул.Проектная, 4