Jednym z głównych problemów, z jakimi muszą zmagać się gracze w przemyśle metalurgicznym, jest korozja metali. Te gałęzie przemysłu wykorzystują różne techniki, aby poprawić właściwości swoich produktów. Popularnie stosowanym sposobem tworzenia odpornego na korozję i ozdobnego wykończenia wyrobów metalowych jest anodowanie. Posiadanie prawidłowo działającego systemu chłodzenia anodowania przejdzie długą drogę w wydajności procesu wykańczania metalu.

Co to jest anodowanie?

Anodowanie jest procesem chemicznym, który dodaje warstwę naturalnego tlenku do powierzchni metali. Termin anodowanie pochodzi od tego, jak powłoka chemiczna jest przeprowadzana. Element metalowy, który ma być anodowany, stanowi zacisk anodowy w ogniwie elektrolitycznym.

Jakie metale mogą być anodowane?

Podczas gdy aluminium jest najczęściej anodowanym metalem, inne materiały, takie jak magnez i tytan również mogą korzystać z procesów anodowania. Chociaż anodowanie ma swoje zalety, niektóre materiały nie powinny być anodowane. Stal węglowa, na przykład, będzie ulegać szybkiej korozji po wystawieniu na reakcję anodowania.

Jak działa anodowanie?

Metal, który ma być pokryty, przechodzi proces chemiczny, w którym jest zanurzony w naczyniu zawierającym roztwór elektrolityczny. Metal staje się anodą, podczas gdy inna elektroda jest katodą. Prąd elektryczny jest następnie przepuszczany przez kwaśny roztwór, który usuwa wodór z katody, podczas gdy tlen jednocześnie tworzy się na powierzchni anody.

Ogólnie rzecz biorąc, reakcja elektrochemiczna prowadzi do osadzenia warstwy tlenku metalu na anodzie. Grubość tej warstwy zależy od czasu ekspozycji anody na działanie prądu.

Dlaczego metale są anodowane?

Anodowanie metali odbywa się z kilku powodów, aby zapewnić, że anodowane materiały stają się bardziej wytrzymałe, długotrwałe i rozszerzają zakres zastosowań, w których mogą być używane. Poniżej przedstawiamy najważniejsze powody, dla których metale poddawane są anodowaniu.

Zwiększona odporność na korozję

Materiały, które będą używane w środowiskach o wysokiej wilgotności / narażonych na działanie wody, korzystają z anodowania ich elementów metalowych. Na przykład kadłuby łodzi i statków, nadbudówki platform wiertniczych i wyposażenie doków wymagają odpornej na korozję powłoki, którą anodowanie może w zadowalający sposób zapewnić.

Hartowanie metalu i ochrona przed ścieraniem

Właściwości wytrzymałościowe metalu mogą być znacznie poprawione poprzez poddanie go anodyzacji. Aluminium, które nie zostało utlenione (w stanie nieanodowanym) jest miękkie i nieodpowiednie do zastosowań, które wymagają mocnych komponentów. Dla porównania, tlenek aluminium jest ceniony za wysoką wytrzymałość na rozciąganie i jest używany do produkcji odpornych na ścieranie stopów aluminium.

Barwienie i ornamentyka metalu

Utleniona warstwa powstająca podczas anodowania jest porowata. Ozdobnicy wykorzystują to na swoją korzyść i wprowadzają do procesu utleniania wchłanialne barwniki, aby uzyskać różne wspaniałe metaliczne kolory, które mogą mieć szeroki zakres zastosowań artystycznych i komercyjnych.

Opracowanie właściwego systemu chłodzenia anodowania

Jak to ma miejsce w większości procesów chemicznych i elektrycznych, podczas sesji anodowania generowana jest znaczna ilość ciepła. Wygenerowane ciepło musi być odpowiednio odprowadzone z procesu anodowania, aby zapewnić równomierne utlenianie.

Najbardziej efektywnym sposobem regulacji temperatury anodowania jest zastosowanie systemu chłodzenia anodowania. Większość zakładów utleniania używa agregatu chłodniczego chłodzonego wodą z wieżą chłodniczą lub agregatu chłodniczego chłodzonego powietrzem, aby osiągnąć optymalną temperaturę anodowania.

Jak działa system chłodzenia anodowania?

Zarówno chłodzone powietrzem jak i wodą systemy chłodnicze mogą być zainstalowane obok zbiorników zawierających płyn elektrolityczny. Mechanizm chłodzenia jest prosty. Ciecz chłodząca jest przepuszczana przez agregat chłodniczy do obróbki metali, który następnie przepływa przez wymiennik ciepła w celu schłodzenia roztworu używanego w procesie anodowania. Ogrzany czynnik chłodniczy jest wysyłany z powrotem do chłodziarki, aby powtórzyć pętlę.

Zmiany temperatury w zbiorniku anodowania są wykrywane przez zainstalowane w nim urządzenie termoregulacyjne. Gdy wzrasta ilość ciepła generowanego przez proces anodowania, zawory regulacyjne w układzie chłodniczym są otwierane automatycznie lub ręcznie, aby umożliwić przepływ chłodziwa przez wymiennik ciepła i schłodzić zbiornik. Zawory te są zamykane po przywróceniu optymalnych zakresów temperatur, aby uniknąć przechłodzenia procesu elektrolitycznego.

Alternatywną metodą regulacji temperatury anodowania jest użycie wężownic chłodzących, które są zanurzone bezpośrednio w roztworze anodującym. Chociaż ta metoda jest mniej kosztowna w instalacji, ma pewne wady w porównaniu do standardowego systemu chłodzenia anodowania, który działa z zewnętrznym wymiennikiem ciepła.

  • Termoregulacja jest mniej precyzyjnie kontrolowana.
  • Wężownice chłodzące mogą przeciekać, wprowadzając czynnik chłodniczy do zbiornika anodowego, powodując zanieczyszczenie i zakłócając proces utleniania.
  • Istnieje ryzyko wystąpienia elektrolitycznej korozji chemicznej zanurzonego chłodzenia, co zwiększy koszty eksploatacji.