الوظيفة الأساسية
تيُعد نظام أنود الرحلان الكهربائي مكونًا أساسيًا لا غنى عنه في عملية طلاء الرحلان الكهربائي. وتتمثل وظيفته الأساسية في العمل كمصعد في دائرة الرحلان الكهربائي، وإكمال دورة التيار، والحفاظ على التوازن الكيميائي لمحلول خزان الرحلان الكهربائي (ولا سيما تحييد أيونات الحمض الزائدة الناتجة عن تفاعل الترسيب الكهربائي في محلول الخزان).
لماذا نحتاج إلى نظام الأنود؟
في طلاء الرحلان الكهربائي الكاثودي (الشكل الأكثر استخدامًا على نطاق واسع اليوم):
1.القطعة العاملة هي الكاثود: صتتحرك جزيئات راتنج الطلاء المشحونة إيجابيا نحو الكاثود (قطعة العمل) تحت تأثير المجال الكهربائي وتترسب وتتصلب على سطحه لتكوين طبقة طلاء.
2.التفاعلات الكهروكيميائية: التفاعل الأساسي الذي يحدث عند الكاثود (قطعة العمل) هو التحليل الكهربائي للماء لإنتاج غاز الهيدروجين وأيونات الهيدروكسيد.
3.إنتاج الحمض الزائد:عادةً ما تحتوي جزيئات الراتنج في الطلاء على مجموعات كربوكسيل. أثناء الترسيب على الكاثود (قطعة العمل)، وللحفاظ على توازن الشحنة، يجب أن ترتبط جزيئات الراتنج بمعادلات أمينية موجبة الشحنة (مثل الأمينات العضوية). بعد ترسيب الراتنج على قطعة العمل، تُطلق هذه المعادلات الأمينية (الكاتيونات موجبة الشحنة) مرة أخرى في محلول الحمام. تتفاعل هذه الأمينات الحرة مع الماء في محلول الحمام لتكوين أيونات الأمونيوم وأيونات الهيدروكسيد، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حموضة محلول الحمام. والأهم من ذلك، أن أيونات الكربوكسيل (الأنيونات سالبة الشحنة) الكامنة في الراتنج تُترك في محلول الحمام أثناء عملية الترسيب.
4.الحفاظ على التوازن: إذا تركت دون سيطرة، فإن الأنيونات الحمضية المشحونة سلبًا (مثل أنيونات الأسيتات، وأنيونات الفورمات، وما إلى ذلك) في محلول الحمام ستستمر في التراكم، مما يؤدي إلى:
فيزيادة غير طبيعية في الموصلية: التأثير على جودة الاختراق والطلاء.
فياختلال توازن الرقم الهيدروجيني:التأثير على استقرار وقابلية ذوبان جزيئات الراتنج.
فيتدهور أداء الطلاء:من المحتمل أن يتسبب ذلك في حدوث مشكلات مثل الثقوب والخشونة وضعف التدفق.
فيتدمير استقرار الحمام: في الحالات الشديدة، قد يؤدي هذا إلى ترسب الراتنج وترسيبه.
تركيب ووظيفة نظام الأنود
يتكون نظام الأنود الكهربائي النموذجي بشكل أساسي من المكونات التالية:
الأنود:
فيممادة:مصنوعة عادة من مواد مقاومة للتآكل وموصلة بدرجة عالية مواد خاملة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ (316L هو الأكثر شيوعًا) أو التيتانيوم (أكثر مقاومة للتآكل، وعمرًا افتراضيًا أطول، ولكنه أعلى تكلفة). تُطلى أحيانًا أنودات التيتانيوم بطبقة من أكاسيد المعادن الثمينة (مثل أكسيد الإيريديوم والتنتالوم) لتعزيز التوصيل الكهربائي.متانة.
فيشكل:تشمل الأنواع الشائعة الأنودات على شكل لوحة والأقطاب الأنبوبيةالأنودات (أو على شكل صندوق). الأنودات الأنبوبية/الصندوقية أكثرتُستخدم عادةً لأنها قادرة على استيعاب محلول الأنودداخليا.
فيوظيفة:متصل مباشرة بالطرف الموجب (+) للـمصدر الطاقة، يعمل كجزء من الدائرة الحالية، حيث الأكسدةتحدث التفاعلات على سطح الأنود.
الأنود جهو/غرفة الأنود:
فيبناء: هذا حجرة تحيط بالأنود، مصنوعة عادةً من مواد عازلة مقاومة للمواد الكيميائية مثل PVC أو PP. الأنود مُغلق تمامًا داخل هذا الغطاء.
فيالمكونات الرئيسية:تالمكون الرئيسي لغطاء الأنود هوغشاء نفاذ انتقائي للأيونات (غشاء نفاذ انتقائي للأيونات)
غشاء).
نمادة:عادة ما يكون غشاء تبادل الكاتيون.
نوظيفة:يسمح هذا الغشاء للأيونات المشحونة إيجابيا (مثلH⁺وأيونات الأمونيوم NH₄⁺) للمرور أثناء الحجبالأيونات المشحونة سلبًا (مثل جزيئات راتنج الطلاء، والصبغة)الجسيمات، وأيونات الأسيتات CH₃COO⁻) والجزيئات الأكبر. هذايضمن دخول الكاتيونات التي تتطلب التحييد فقط إلىغرفة الأنود للمشاركة في التفاعل، مع حمايةالأنود من تلوث الطلاء ومنع ترسب الطلاءعلى الأنود.
نظام تداول الأنوليت:
فيعناصر:تتضمن مضخة الدورة الدموية، والأنابيب، ومقياس التدفق، وخزان التخزين (إن وجد)، ومقياس الموصلية، ومقياس الرقم الهيدروجيني (إن وجد)، والمبادل الحراري (إذا كان التحكم في درجة الحرارة مطلوبًا).
فيالوظائف:
نالتوزيع:يضخ الأنوليت بشكل مستمر إلى داخل غلاف الأنود، ويتدفق فوق سطح الأنود، ثم يعاد تدويره للخارج.
نالموصلية: يوفر وسطًا موصلًا لضمان قدرة التيار على المرور عبر القطب الموجب إلى القطب الموجب.
نإزالة منتجات التفاعل: يزيل الأحماض والغازات (وخاصة الأكسجين) الناتجة عن سطح الأنود من غرفة الأنود.
نالتحكم في التركيز: تحكم في التفريغ والتجديد بمراقبة موصلية محلول الأنود (التي تعكس تركيز الحمض). عندما تكون موصلية محلول الأنود مرتفعة جدًا (تركيز الحمض مرتفع جدًا)، قم بتفريغ جزء من محلول الأنود عالي التركيز الحمضي مع إعادة تعبئته بسائل ترشيح فائق جديد أو ماء منزوع الأيونات للحفاظ على تركيز الحمض والموصلية المناسبين.
توصيل الطاقة:
فيوصِّل الطرف الموجب (+) لمصدر الطاقة المستمر بكل قطب موجب عبر قضيب توصيل أو كابل. تأكد من أن التوصيلات محكمة وموصلة ومعزولة بشكل جيد.
نظام التحكم في الموصلية/التركيز:
فيمراقبة توصيل محلول الأنود في الوقت الفعلي (تعكس تركيز الحمض بشكل مباشر) عبر مستشعر التوصيل عبر الإنترنت.
فيبناءً على نطاق التوصيل المحدد، يتم التحكم تلقائيًا في تصريف محلول الأنود وإضافة سائل الترشيح الفائق/الماء منزوع الأيونات الطازج للحفاظ على تشغيل النظام بشكل مستقر.
أجهزة السلامة والحماية:
فيحماية التأريض:ضمان سلامة النظام.
فيحماية من التسرب: منع الحوادث الكهربائية.
فيالتحكم في مستوى السائل:منع الاحتراق الجاف لغطاء الأنود، والذي قد يؤدي إلى إتلاف الغشاء والأنود.
فيمراقبة التدفق/التنبيه:ضمان الدورة الدموية الطبيعية.
التطبيقات
تُستخدم أنظمة الأنود الكهربائي على نطاق واسع في الصناعات التي تستخدم عمليات طلاء الكهربائي الكاثودي، وخاصة في المجالات التالية:
أووصناعة السيارات: هيكل السيارة، والشاسيه، والطبقة التمهيدية للمكونات.
أووصناعة الأجهزة المنزلية: رالثلاجات والغسالات ومكيفات الهواء وغيرها من العلب.
أووالأجهزة ومواد البناء: أمقاطع الألمنيوم، والأثاث الفولاذي، وتجهيزات الأبواب والنوافذ، وما إلى ذلك.
أووالآلات الزراعية والبناء
عرض المنتج
