Auswahl von Anodenzellen/Anodenröhren bei der Elektrobeschichtung

Das Anodensystem bezieht sich auf die Anordnung von Vorrichtungen im elektrophoretischen Bad, die als positive Elektrode (Anode) dienen und hauptsächlich aus drei Typen bestehen: Anodenzellen, Anodenrahmen, und blanke Anoden.

Zusammensetzung: Anodenplatten/-stäbe, Anodenabdeckungen, Zirkulationssystem und Stromanschlüsse.

Hauptfunktionen:

• Vervollständigt den Stromkreis und stellt das elektrische Feld bereit.
• Passt die Badflüssigkeitsparameter an.
• Schützt die Badflüssigkeit vor Verunreinigungen.

Berechnung der Anodenfläche und Auswahl des Anodentyps:

Die Anodenfläche steht nicht in direktem Zusammenhang mit der Größe des elektrophoretischen Bades, sondern korreliert mit der Kathodenfläche (dem beschichteten Objekt), typischerweise mit einem Kathoden-zu-Anoden-Flächenverhältnis von 4:1 bis 6:1.

• Für Plattenanoden wird die Fläche einer einzelnen Anodenplatte wie folgt berechnet: S = d × h.
• Für Rohranoden gilt für die Seitenfläche einer einzelnen Anodenzelle: S_Seite = π × d × h.

Aus der Formel und den Diagrammen geht hervor, dass die Anodenfläche einer Rohranode bei gleichem Platzbedarf theoretisch π mal (ungefähr 3 mal) so groß ist wie die einer Plattenanode.

Wie wählt man den Anodentyp aus?

Anodenzellen verwenden typischerweise 1,9 Zoll (48 mm) Durchmesser 316 nahtlose Edelstahlrohre als Anode mit einer Anodenfläche von 0,15 m²/m pro Längeneinheit. Sie sind mit einer 2,65 Zoll (67 mm) Durchmesser Anionenaustauschmembranabdeckung ausgestattet, mit einer Membranfläche von 0,21 m²/m pro Längeneinheit. Die Anode hält einer Stromdichte von 50 Ampere pro Quadratfuß stand, mit einer Anolyt-Fließrate von 1,12 l/min/m (entspricht 7,5 l/min/m² pro Anodenflächeneinheit). Es wird empfohlen, die Anodenfläche basierend auf der Elektrodenfläche des Edelstahlrohrs (Mindestfläche) zu berechnen. Die Vor- und Nachteile sind wie folgt:

Vorteile:

1. Gleichmäßige elektrische Feldstärke und hohe Stromdichte.
2. Kontrollierbare Installation und Anordnung, leicht zu verlegen (durch Anpassung der Anodenzellendichte kann die Filmbildungsrate und die Benetzungszeit besser gesteuert werden).
3. Hohe mechanische Festigkeit des Außenrohrs, widerstandsfähig gegen äußere Beschädigungen.
4. Relativ einfache Wartung und bequemer Austausch während der kontinuierlichen Produktion.

Nachteile:

1. Hohe Anfangskosten und erhebliche Investitionen.
2. Anodenmembranen haben spezifische Anforderungen an die Wasserqualität.

Das geeignete Anodensystem sollte basierend auf den standortspezifischen Bedingungen ausgewählt werden, aber die Verwendung von blanken Anoden wird nicht empfohlen.

Inspektion und Wartung des Anodensystems:

1. Überprüfen Sie auf Anodenmembranlecks oder -verstopfungen: Lecks führen dazu, dass das Anolyt trüb und verfärbt wird (entsprechend der Badflüssigkeitsfarbe), während Verstopfungen die Membranpermeabilität verringern, was zu einer ungleichmäßigen elektrischen Feldverteilung führt.
2. Untersuchen Sie Anoden (Edelstahl/Platten) auf Korrosion oder Rost: Starke Korrosion führt dazu, dass sich das Anolyt verdunkelt (typischerweise gelb oder rotbraun), was zu erheblichen Schwankungen der Filmdicke, verringerter Wurfleistung und Defekten wie Löchern führt.
3. Überprüfen Sie Verformungen oder Beschädigungen an Rohren/Rahmen und den Anolyt-Zirkulationsfluss: Stellen Sie sicher, dass keine Anomalien in der Durchflussrate vorliegen, und überprüfen Sie, ob alle Stromkreisverbindungen ordnungsgemäß funktionieren.
4. Überprüfen Sie auf Bakterienwachstum im Anodensystem: Bakterienwachstum führt dazu, dass das Anolyt einen Geruch entwickelt, wobei sich Bakterienansammlungen bilden, die sich an das System anlagern und zu Membranverstopfungen und reduziertem Durchfluss führen. Verwenden Sie Wasserstoffperoxid oder Kathon zur Sterilisation (mit geeigneten Sicherheitsvorkehrungen).
5. Während der Produktionsstillstandszeit: Lassen Sie das Anolyt ab, füllen Sie es mit reinem Wasser, um die Anodenmembran feucht zu halten, und verhindern Sie so ein Auslaufen des Anolyten in das elektrophoretische Bad sowie ein Austrocknen oder Verstopfen der Membran.
6. Tägliche Überwachung: Überwachen Sie das Aussehen, die Leitfähigkeit und den pH-Wert des Anolyten während der regulären Produktion effektiv.