专利名称：不锈钢设备动态电解复合抛光方法
技术领域：
本发明属于一种电化学表面抛光处理技术，特别适用于大型设备及小口径管道内壁电解复合抛光。
长期以来，在石油化工、纺织、食品、制药等行业生产中，由于某些关键设备(如聚合釜、反应罐、物料管线等)内表面粗糙度较高，致使某些粘性物料、粉料等容易产生挂壁、结垢现象，影响设备传热效率，严重者使设备完全阻塞，被迫停止运行。对于某些易燃性物料，由于静电集中现象，存在易使物料产生火花爆炸的隐患，为了解决上述问题，要求对设备内表面进行抛光处理，提高表面光洁度。设备抛光处理后，随着光洁度的提高其耐腐蚀性也相应提高。
现有技术中对于大型不锈钢设备表面抛光，通常采用手工机械研磨方法，所用工具是电动或风动的砂轮或砂带，这种方法存在生产效率低、劳动强度大且抛光精度不高等缺点；国内对于小口径管道内壁的抛光，目前尚无有效措施。为了获得较高的光洁度，八十年代末，国内出现了“电解抛光”新工艺，即把工件作为阳极，电极作为阴极，电极与工件作相对移动，用泵将电解液不断地送到阴极与工件的间隙处，通电使工件表面发生电化学溶解，从而使工件表面获得较高的光洁度。但是现有技术中，要求工件原始表面具备较高的光洁度，一般在7(Ra1.25)以上，单纯通过电化学溶解，光洁度最多提高3级，且耗时较长。这样对于无法达到前处理光洁度要求的工件，如小口径管道内壁、设备内部死角等，单纯电解抛光就无法实施。另外，现有技术中所用电解液为HF、HClO4、亚硝酸、铬酸体系，这种电解液存在燃爆性和毒性等缺点。再者，现有技术操作温度较高，一般在70℃以上；操作电流密度也较高，一般在60A/dm2以上，致使现场抛光难度增大，且成本提高。
本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的问题，提供一种有效的适用于大型不锈钢设备及小口径管道现场抛光方法，实现电解抛光与机械研磨同步同机进行，达到常温操作、无环境污染、无毒操作且耗能低的目的。
实现本发明目的的解决方案是通过直流电源7把设备作为阳极6，电解液1通过循环用储槽2、输液泵3、输液管4，再通过阴极到达阴、阳极之间，阴、阳极作相对运动，其特征是阴极有吸液层12，电解液1由硫酸、磷酸、铁氰化钾、羧甲基纤维素、壬基酚聚氧乙烯醚、水组成。电解液硫酸含量为11～33％，磷酸含量为10～30％，铁氰化钾含量为0.06～0.90％，羧甲基纤维素含量为0.2～0.6％，壬基酚聚氧乙烯醚含量为0.03～0.10％，其余为水。阴极吸液层为玻璃绒或石棉绒，与阳极接触面的阴极形状是平面、曲面、球面。阴、阳极间距为3～20mm，操作电流密度为5～45A/dm2，电解液为常温。本发明的优点是常温操作，电解液无毒、无燃爆性、成本低廉，工件前处理简单，电耗低，抛光精度高。
下面结合附图对本发明作进一步详细说明，
图1为本发明的工作原理图，图2为图1的A局部放大图。
首先，将阴极5放置在被抛光件阳极6上，保证阴、阳极能够方便的移动，用输液泵3将储槽2中的电解液1通过输液管4使电解液循环起来，并通过阴、阳极的间隙，开启直流电源7，并调节到相应的电流、电压值，然后使阴、阳极作相对运动，根据不同工件的几何形状选用不同的阴极形状，直至阴极移动覆盖所有的欲抛光面，此时抛光过程结束。
请看具体实施例例1一台直径为2.8米，高6米的1Cr18Ni9Ti不锈钢粉末料斗，其中筒体高4米，锥体高2米，进行电解复合动态抛光处理。采用的电解液配方为硫酸11％，磷酸30％，羧甲基纤维素0.2％，铁氰化钾0.1％，壬基酚聚氧乙烯醚0.03％，余量水。操作温度常温。阴、阳极作螺旋线运动，阴、阳极相对移动速度30～35cm/min，输出电压12～20V，输出电流15～45A。结果抛光前表面光洁度为7(Ra1.25)，抛光处理后为13(Ra0.020)。
例2一件直径为3.0米，锥体高度2.0米的316L不锈钢圆锥体，配方为硫酸11％，磷酸30％，羧甲基纤维素0.2％，铁氰化钾0.1％，壬基酚聚氧乙烯醚0.03％，余量水。操作温度常温。阴、阳极作螺旋线运动，阴、阳极相对移动速度30～35cm/min，输出电压12～20V，输出电流15～45A。结果锥体内壁抛光前表面光洁为7(Ra1.25)，抛光后为12(Ra0.040)。
例3一根长8米，内径为50毫米的304不锈钢管道，电解液配方为硫酸33％，磷酸10％，羧甲基纤维素0.6％，铁氰化钾0.08％，壬基酚聚氧乙烯醚0.05％，余量为水。操作温度常温。阴阳极相对移动速度为20～30cm/min，输出电压5～10V，输出电流20～40A，结果管道内壁抛光前光洁度为4(Ra10.0)，抛光后为11(Ra0.080)。
例4一个DN50mm的不锈钢球阀，采用电解液配方为硫酸11％，磷酸23％，羧甲基纤维素0.3％，壬基酚聚氧乙烯醚0.06％，铁氰化钾0.2％，余量水。操作温度常温。电源输出电压10～15V，输出电流15～20A。结果抛光前表面光洁度为5(Ra5.0)，抛光处理后为10(Ra0.160)。
例5一件φ200m的玻璃轧辊，材质为高温不锈钢合金，采用电解液配方为硫酸25％，磷酸30％，羧甲基纤维素0.2％，铁氰化钾0.1％，壬基酚聚氧乙烯醚0.05％，余量水。操作温度常温。电源输出电压10～15V，输出电流30～40A，结果抛光前表面光洁度为7(Ra1.25)，抛光处理后为12(Ra0.040)。
权利要求
1.一种不锈钢设备动态电解复合抛光方法，是通过直流电源7，把设备(被抛光工件)作为阳极6，电解液1通过循环用储槽2、输液泵3、输液管4，再通过阴极到达阴、阳极之间，阴、阳极作相对运动，其特征是阴极有吸液层，电解液1由硫酸、磷酸、铁氰化钾、羧甲基纤维素、壬基酚聚氧乙烯醚、水组成。
2.根据权利要求1所说的抛光方法，其特征是电解液硫酸含量为11～33％，磷酸含量为10～30％，铁氰化钾含量为0.06～0.90％，羧甲基纤维素含量为0.2～0.6％，壬基酚聚氧乙烯醚含量为0.03～0.10％，其余为水。
3.根据权利要求1所说的抛光方法，其特征是阴极吸液层为玻璃绒或石棉绒。
4.根据权利要求1、3所说的抛光方法，其特征是阴极与阳极的接触面是平面、曲面、球面。
5.根据权利要求1、2所说的抛光方法，其特征是阴、阳极间距为3～20mm。
6.根据权利要求1、2所说的抛光方法，其特征是操作电流密度为5～45A/dm2。
7.根据权利要求1、2所说的抛光方法，其特征是常温操作。
全文摘要
一种不锈钢设备动态电解复合抛光方法，属于电化学的表面处理技术。本发明采用硫酸、磷酸、铁氰化钾、羧甲基纤维素、壬基酚聚氧乙烯醚为原料的电解液。电解液可在常温、低电流密度下使用，在电极表面有一层吸液层，使用本发明工件前处理简单、抛光精度高，可广泛用于化工、纺织、食品等行业的设备抛光。
文档编号C25F3/00GK1150982SQ9511980
公开日1997年6月4日 申请日期1995年11月20日 优先权日1995年11月20日
发明者高平, 王艳春 申请人:高平