Устройство для электрохимической обработки полостей длинномерных изделий
Использование: изобретение относится к электрохимической обработке полостей длинномерных изделий, преимущественно труб с внутренними диаметрами 3-8 мм при электрохимическом полировании и нанесении гальванических покрытий, и может быть использовано в металлургии, машиностроении и радиотехнической промышленности. Сущность изобретения заключается в том, что устройство снабжают дополнительным электродом 1 с индивидуальным средством перемещения 6, а также изолированным токоподводом 4 и уплотнением, причем электроды соединены друг с другом, а уплотнение установлено со стороны средства подвода электролита. 1 з, п. ф-лы, 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕ НТУ j4 ,О (л) 00 юкасв j0m насоса (21) 4889106/26 (22) 05.12,90 (46) 23.01.93. Бюл. N 3 (71) Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности (72) Я,Н.Липкин, В,И,Пятков, А.С,Богомолов, О,Н.Муравкин и С.В.Гольдман (73) Центр непрерывного образования "Всесоюзный заочный университет по теории и практике защиты от коррозии" (56) Липкин Я,Н., Штанько В.М. Химическая и электрохимическая обработка стальных труб. Изд. 2-е. M. Металлургия, 1982, с.225. Авторское свидетельство СССР N 718504, кл. С 25 D l,": 2, 1976, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛ - . ТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПйЛОС Е 1 ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ „„ 0 „„1790638 А3 (57) Использование; изобретение относится к электрохимической обработке полостей длинномерных изделий, преимущественно труб с внутренними диаметрами 3 — 8 мм при электрохимическом полировании и нанесении гальванических покрытий, и может быть использовано в металлургии, машиностроении и радиотехнической промышленности. Сущность изобретения заключается в том, что устройство снабжают дополнительным электродом 1 с индивидуальныM средством перемещения 6, а также изолированным токоподводом 4 и уплотнением, причем электроды соединены друг с другом, а уплотнение установлено со стороны средства подвода электролита. 1 з, и. ф-лы, 3 ил. 1790638 Изобретение относится к электрохимической обработке полостей длинномерных изделий, преимущественно труб с внутренними диаметрами 3 — 8 мм при электрохимическом полировании и нанесении гальванических покрытий и может быть использовано B металлургии, машиностроении и радиотехнической промышленности, Известны устройства для электрохимического полирования труб, перемещаемых от1чосительно неподвижного перфорированного катода, к которому подводится ток по трубе, электроизолированной снаружи, По этой трубе йод"давлением в полость обрабатываемой трубы подается электролит, Эти устройства широко применяются в промышленности для обработки труб с внутренним диаметром не менее 8 мм, так как при меньших диаметрах через трубчатый токоподвод невозможно или очень сложно подвести достаточной силы токи. Кроме того, к недостаткам этих известных устройств следует отнести их большую длину, трудности со сливом кислого электролита из концов перемещаемых на большой длине труб и невозможность применения для обработки полостей неровных труб или труб с криволинейными участками, Наиболее близким к предл"ãàåìî,ìó решению по технической сущности и достигаемому эффекту является известное устройство для электрохимической обработки полостей длинномерных изделий. Это устройство с пеоемещаемым электродом внутри жестко закрепленной полости, с гибким изолированным сплошным токоподводом и с нагнетанием электролита в полость с помощью стационарно установленного средства с индивидуальным уплотнением каждого изделия, взятое в качестве прототипа, обеспечивает обработку не только прямолинейных, но и криволинейных длинномерных изделий при большой производительности благодаря возможности создания высоких плотностей тока. Кроме того, это устройство компактно и обеспечивает лучшие условия труда благодаря возможности компактного размещения вентиляционных отсосов со стороны одного торца обрабатываемой трубы. Недостатками прототипа применительно к проблеме обработки полостей с малыми диаметрами являются; ограниченная длина обрабатываемых труб из-за невозможности подачи токов необходимой силы, из-за нагрева гибких токоподводов и трудности обеспечения протока электролита с выходом газов; низкая производительность обработки из-за разделения процесса на период задачи электрода без подключения тока ("холостой" период) в связи с невозможностью применения жестких изоляторов для задачи гибкого токоподвода и рабочий период с подачей тока при обратном ходе электрода. Кроме того, низкая производительность обработки связана с затратой времени на вспомогательную операцию — протаскивание нити для захвата и задачи электрода внутрь полости, так как подача участков гибкого и неупругого изолированного провода малого диаметра через торец изделия невозможна даже при длине полости 1 м. Целью изобретения является увеличение номенклатуры обрабатываемых изделий по длине путем подвода тока в два раза большей силы без перегрева тоководводов и повышение производительности. Поставленная цель достигается тем, что устройство для электрохимической обработки полостей длинномерных изделий, содержащее стационарно установленные средства подвода электролита, средства крепления изделий с токоподводом, электрод с изолированным токоподводом, выполненным гибким и сплошным в поперечном сечении, и средство перемещения электрода внутри обрабатываемой полости, установленное с возможностью изменения направления его движения снабжено дополнительным электродом с индивидуальным средством перемещения, изолированным токоподводом и уплотнением, причем электроды соединены друг с другом, а уплотнение установлено со стороны средства подвода электролита. Кроме того устройство снабжено средством протаскивания электрода через обрабатываемую полость, выполненное в виде каретки с магнитом и сцепкой из магнитного материала, причем сцепка устанавливается с возможностью соединения с электродом. На фиг.1 дан общий вид устройства; на фиг,2 — разрез А — А на фиг,1; на фиг.3— разрез Б — Б на фиг.1, Устройство состоит из насоса с емкостью (на фиг.1 не показаны), двух электродов 1 с изоляторами 2 и крючками (или иными соединительными средствами) 3, двух припаяных к электродам гибких изолированных токоподводов (проводов) 4, неприводных роликов 5, двух барабанов 6 с приводами и средствами отключения приводов от барабанов (на фиг.1 не показаны), корпуса подачи электролита 7 с подводом от нагнетающего электролит насоса, зажимной гайки 8 с уплотняющей прокладкой 9 (из резины или другого полимерного материала), уплотнения, состоящего из гайки 10 с уплотняющей прокладкой 11 и стружкой из 1790638 40 55 полимерного материала(например, фторопласта) 12, сливного желоба 13 с воронкой, токоподводов-ложементов 14 с прижимными пружинами (на фиг.1 не показаны), перемещаемой каретки 15 с постоянным магнитом (или электромагнитом) 16, средств подвода постоянного тока выпрямителя, ошиновки с подводом к токоподводам-ложементам 14 и к барабану 6 (на фиг.1 не показаны). Устройство снабжено съемной сцепкой из магнитного материала (на фиг.1 не показано). Устройство работает следующим образом. Перед установкой обрабатываемого длин номерного изделия — трубы 17 постоянный ток и насос выключены, электроды 1 расцеплены и находятся в крайних положениях: левый электрод 1 находится в полости корпуса 7 (позиция аб), а правый электрод 1 находится в сливном желобе 13 (позиция вг). Перемещаемая каретка 15 с магнитом 16 находится в крайне левом положении на позиции д. Труба 17 устанавливается на токоподводы-ложементы 14, в полость трубы 17 со стороны левого торца вводится левый электрод 1 и протаскивается через трубу при выключенном приводе левого барабана 6. Протаскивание электрода 1 через трубу производится либо с помощью магнита 16 и съемной сцепки из магнитного материала (I способ) или с помощью нити, заранее (вне устройства) протянутой через полость трубы (II способ), По первому способу, пригодному при обработке труб из немагнитного материала, сцепка с помощью крюка сцепляется с крючком 3 электрода 1 и вставляется в трубу, После этого включается перемещаемая каретка 15 с магнитом 16 и перемещается над трубой 17 до крайне правого положения "е". При этом сцепка из магнитного материала под действием магнита перемещается до положения "е", протаскивая с собой электрод 1 с гибким токоподводом 4. Сцепка имеет произвольную форму, снабжена крюком и одним или несколькими катками (шариками) для уменьшения трения с трубой. После достижения позиции е сцепка отделяется от электрода 1. По второму способу при обработке труб из магнитного материала к крючку 3 электрода 1 привязывается нить и с ее помощью электрод 1 вручную протаскивается через трубу до позиции е, после чего нить отвязывается. После достижения электродом 1 позиции "е" левый торец трубы 17 вводится в корпус 7 до упора через уплотнение 9 и зажимается с помощью зажимной гайки 7. Труба 17 прижимается к токоподводам-ложементам 14 прижимными пружинами, а левый и правый электроды 1 сцепляются с помощью крючков 3. После проведения указанных операций производится процесс электрохимической обработки, Электрохимическая обработка производится следующим образом. Включается насос электролита и электролит прокачивается через корпус 7 и полость в пространстве между трубой 17, электродами 1 и гибкими токоподводами 4, Электролит из трубы 17 свободно вытекает в сливной желоб 13 и через воронку в емкость со средствами нагрева электролита и поддержания рабочей температуры, затем включается привод левого барабана 6 и начинается перемещение двух электродов 11, протаскиваемых левым гибким токоподводом 4. В процессе перемещения электрохимическая обработка полости производится на участке трубы напротив электродов 1. При достижении левым электродом 1 позиции аб привод левого барабана 6 отключается и включается привод правого барабана 6, электроды 1 перемещаются слева направо до позиции "е". При этом производится электрохимическая обработка при обратном ходе. Затем привод правого барабана 6 отключается, включается ток и останавливается насос. Электролит вытекает из полости трубы 17 благодаря общему наклону устройства в сторону сливного желоба 13 (например с уклоном 1:10). После окончания электрохимической обработки электроды 1 расцепляются, приводы обоих барабанов 6 протаскивают электроды 1 в крайние положения (левый — на позицию аб и правый — на позицию вг) и отключаются, каретка 15 перемещается в крайне левое положение на позицию д, ослабляется зажимная гайка 8, труба 17 освобождается от и рижим н ых пружин и снимается с устройства для проведения вне устройства промывания и сушки. Варьируя включением и выключением барабанов 6, электроды 1 на заданное вре мя останавливают для равномерной абра ботки полостей у торцов трубы. Неприводные ролики 5 в устройстве способствуют более интенс i", oìó охлаждению гибких изолированных токоподводов Д я повышения производительности обработки можно устанавливать несколько ниток устройств (3 — 8), которые могут обслуживаться одним оператором. Предлагаемое техническое решение опробовано при электрохимическом полировании внутренней полости труб диаметром 1790638 6х1 из нержавеющих сталей марок Х18Н10Т и 02Х18Н011 длиной до 4 м с обеспечением поверхности с показателем шероховатости R в пределах 0,06 — 0,32 мкм, Режим обработки: (скорость перемещения электродов 150 — 200 мм/мин, длина электрода 55 мм, сила тока 3,5 А, анодная плотность тока 50 А/дм, температура раствора 55 — 75 С, гибкий токоподвод из провода марки МС-16-13 сечением 0,2 мм, прямой и обратный ход под током. В устройстве по прототипу с протаскиванием электрода через полость нитью (холостой ход) удалось осуществить обработку труб при тех же режимах, но при длине трубы не более 2 из-за сильного нагрева проводов. На обработку одной трубы длиной 2 м в один проход затрачивали 40 — 45 мин (из них 30 мин на вспомогательные операции). Т.е, на обработку 1 пог.м в устройстве по прототипу затрачивали 20 — 22,5 мин. При обработке труб длиной 4 м в один проход электродов туда и обратно на предлагаемом устройстве затрачивали 50 — 55 мин, т,е. на обработку 1 пог.м затрачивали 12,5 — 14 мин, т.е, производительность обработки увеличилась на 45 — 60% (без учета повышения качества благодаря двойному ходу). Еще большее повышение производительности предлагаемое техническое решение позволяет получить при необходимости для достижения заданного качества 2-4 проходов обработки. Таким образом предлагаемое устройство позволяет повысить производительность на 45 — 60% и более за счет увеличения обрабатываемого участка полости вдвое и сокращению затрат времени на вспомогательные операции благодаря перемещению сцепленных электродов и удлинению обрабатываемой полости, а также вдвое удлинить обрабатываемое изделие благодаря двум самостоятельным системам подвода тока при той же плотности тока на участок каждого электрода, Предлагаемое устройство может быть использовано в промышленном масштабе при производстве труб диаметром 5х1 мм, 20 5х0,5 мм, 6х1 мм, 8х1 мм, 10х1,5 мм с повышенным требованием к качеству поверхности по шероховатости и с получением блестящей поверхности для транспортировки особочистых веществ в радиотехнической и др. отраслях промышленности (проблема "чистой комнаты"). Предлагаемое техническое решение может быть использовано при нанесении гальванических покрытий на внутреннюю полость труб для атомной промышленности (с нерастворимыми или временными растворимыми анодами), а также для обработки трубопроводов с криволинейными участками, Формула изобретения 1, Устройство для электрохимической обработки полостей длинномерных изделий преимущественно с малыми диаметрами, содер>кащее стационарно установленные средства подвода электролита, средства крепления изделий с токоподводом, электрод с изолированным токоподводом, выполненный гибким и сплошным в поперечном сечении, средство перемещения электрода внутри обрабатываемой полости, установленное с возможностью изменения направления его движения, о т л и ч à ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения номенклатуры обрабатываемых изделий по длине, путем подвода тока в два раза большей силы без перегрева токоподводов и повышения производительности, оно снабжено дополнительным электродом с индивидуальным средством перемещения, изолированным токоподводом и уплотнением, причем электроды соединены друг с другом. а уплотнение установлено со стороны средства подвода электролита. 2, Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения производительности обработки изделий из немагнитного материала, оно снабжено средством протаскивания электрода через обрабатываемую полость, выполненным в виде каретки с магнитом и сцепкой из магнитного материала, причем сцепка устанавливается с возмо>кностью соединения с электродом. 1790638 25 35 50 Составитель Л.Ионова Техред М.Моргентал Корректор С,Юско Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул.Гагарина, 101 Заказ 308 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета llO изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
