Nerūdijančio plieno atbulinio vožtuvo pasirinkimo vadovas, skirtas akumuliatorių formavimo ir klasifikavimo sistemoms

Įvadas: paslėpta ląstelių nenuoseklumo priežastis, kurios dauguma inžinierių nepastebi

Gaminant ličio{0}}jonų akumuliatorių, formavimas ir klasifikavimas yra etapas, kai kiekvienas elementas yra elektrochemiškai aktyvuojamas ir rūšiuojamas pagal talpą. Proceso inžinieriai įdeda milžiniškas pastangas kalibruodami įkrovimo ir iškrovimo kreives, kontroliuodami temperatūros vienodumą ir tiksliai -reguliuodami srovės tikslumą -, tačiau vienas mechaninis komponentas dažnai neįvertinamas: vožtuvas, valdantis vienakryptį skysčio srautą elektrolito ir aušinimo grandinėje.

Kai šis vožtuvas visiškai neužsandarina, elektrolito atgalinis srautas užteršia gretimus kanalus. Rezultatas nėra dramatiškas gedimas -, o kažkas blogesnio: tylus ląstelių talpos poslinkis, kuris išryškėja tik galutinio įvertinimo metu, todėl partijos atmetimo rodikliai didėja ir atsiranda nuostolių, kurių pagrindinę priežastį sunku atsekti.

Šiame vadove remiamasi skysčių valdymo inžinerine praktika, siekiant paaiškinti, kodėl vožtuvo pasirinkimas šiame etape reikalauja daugiau griežtumo, nei atspindi dauguma pirkimo specifikacijų, ir kaip pasirinkti tinkamą.nerūdijančio plieno atbulinis vožtuvasspecifiniams formavimo ir rūšiavimo linijų reikalavimams.

 

 

Nerūdijančio plieno atbulinio vožtuvo pramoniniai vamzdynai iš arti

 

1. Kodėl skysčių tikslumas yra svarbesnis formuojant nei bet kur kitur

Formavimo ir rūšiavimo stotys veikia esant mažam slėgio skirtumui -, paprastai 0,1–0,6 MPa -, o srautai yra daug mažesni nei pagrindinių pramoninių vamzdynų. Ši žemo-slėgio ir mažo srauto{6}} aplinka sukuria priešingą intuityvią problemą: būtent tokiomis sąlygomis daugelis atbulinių vožtuvų tipų veikia prasčiausiai.

Svyruojantis atbulinis vožtuvas užsidaro, priklauso nuo gravitacijos ir srauto impulso. Esant mažam srauto greičiui, diskas „dvejoja“ prieš sėdėdamas, palikdamas trumpą 50–200 milisekundžių atvirkštinio srauto{1}}langą. Standartiniame vandens vamzdyne tas langas yra nereikšmingas. Formavimo grandinėje, kurioje elektrolitų sudėtis turi išlikti stabili iki ±0,3 % koncentracijos tolerancijos, net trumpalaikis atgalinio srauto įvykis gali pakeisti ląstelių grupės joninę aplinką, iškreipti jos formavimosi kreivę ir patalpinti ją į netinkamos talpos dėžę.

Akumuliatorių gamybos įrenginių Dziangsu ir Guangdongo provincijose lauko duomenys rodo, kad neaptikti vožtuvo atgalinio srauto įvykiai sudaro 8–14 % nepaaiškinamo tarp-ląstelinio pajėgumo skirtumo formavimo linijose, kuriose naudojami įprastiniai anglinio plieno arba žalvario vožtuvai. Šiuos vožtuvus pakeitus spyruokliniais nerūdijančiojo plieno blokais{4}}, dokumentuotais atvejais ši dispersijos riba sumažėjo maždaug 60 %.

 

2. Atgalinio srauto gedimo režimai ir jų įtaka ląstelių nuoseklumui

Atbulinio vožtuvo gedimas formavimo linijose paprastai įvyksta vienu iš trijų režimų:

Režimas 1 - Lėtas-artimas nuotėkis.Vožtuvo diskas arba rutulys nevisiškai užsifiksuoja, kol nepakyla atvirkštinis slėgis. Tai yra labiausiai paplitęs gedimas svyruojančių -tipo vožtuvų esant mažam srautui ir beveik visiškai pašalinamas iš anksto apkrovus spyruoklę, dėl kurios uždarymo elementas užsidaro nepaisant srauto greičio.

Režimas 2 - Sandarinimo degradacija dėl cheminės atakos.Formavimo elektrolituose yra ličio heksafluorofosfato (LiPF₆), ištirpinto karbonatiniuose tirpikliuose. Fluoro jonai agresyviai atakuoja guminius sandariklius, vario lydinio korpusus ir ketaus paviršius. Sugedusiame sandariklyje, kuris išlaiko hidrostatinį bandymą montavimo metu, per tris–šešis mėnesius nuo elektrolito poveikio - gali susidaryti mikro{2}}nuotėkis, pakankamai ilgai, kad gedimas būtų priskirtas proceso dreifui, o ne vožtuvo gedimui.

Režimas 3 - Galvaninis užterštumas.Kai vario ar geležies{0}}pagrindo vožtuvo komponentai liečiasi su ličio-druskos elektrolitais, metalo jonai ištirpsta skystyje. Įrodyta, kad vario jonų koncentracija, viršijanti 0,5 ppm susidarymo elektrolite, pagreitina SEI (kietojo elektrolito tarpfazė - plona apsauginė plėvelė, kuri susidaro ant neigiamo ląstelės elektrodo pirmojo įkrovimo metu) sluoksnio netolygumą, tiesiogiai sumažindama ciklo trukmę.

Visi trys režimai pasiekiami pasirinkus tinkamą medžiagą ir tipą.

 

3. Kodėl SS316L šioje aplinkoje pranoksta ketaus ir vario savybes

Medžiagos argumentas dėl nerūdijančio plieno elektrolitų -kontakte yra ne tik atsparumas korozijai bendra prasme -, bet ir specifinis cheminis suderinamumas.

SS316L ("L" reiškia mažą anglies kiekį, mažinantį jautrumo riziką suvirinant) yra 2–3% molibdeno, kuris sudaro pasyvų oksido sluoksnį, kuris daug veiksmingiau atsparus chlorido ir fluoro jonų atakai nei standartinis 304 nerūdijantis plienas. Prieš LiPF₆-pagrįstus elektrolitus esant 25–60 laipsnių darbinei temperatūrai:

• Ketauspradeda paviršiaus oksidaciją per kelias savaites, išskirdamas Fe²⁺/Fe³⁺ jonus į elektrolitų srautą.
• Vario lydiniai(žalvaris, bronza) yra ypač pažeidžiami fluoro kompleksų susidarymo, nes išmatuotas tirpimo greitis yra 0,8–2,1 mg/dm² per dieną 1 M LiPF₆/EC-DMC tirpale 40 laipsnių temperatūroje.
• SS316Lrodo, kad tirpimo greitis yra mažesnis nei 0,05 mg/dm² per dieną lygiavertėmis sąlygomis - daugiau nei 20- kartų – ir išlaiko matmenų stabilumą visame darbinės temperatūros diapazone.

Ne tik korpuso medžiaga, bet ir sandariklio pasirinkimas. PTFE (politetrafluoretileno) sėdynės ir Viton (FKM fluoroelastomero) O-žiedai yra dvi chemiškai suderinamos parinktys fluoro{2}} turtingoje aplinkoje. PTFE pasižymi beveik -universaliu cheminiu inertiškumu ir yra tinkamas naudoti didelio-grynumo srityse; „Viton“ užtikrina geresnį elastingumo atsigavimą esant cikliniam slėgiui ir yra pageidautina, kai siurblio paleidimo{6}}dažnis yra didelis.

 

4. Tinkamo atbulinio vožtuvo tipo pasirinkimas formavimo linijoms

Atsižvelgiant į aukščiau pateiktą gedimų analizę, anerūdijančio plieno spyruoklinis atbulinis vožtuvas- konkrečiai spyruoklinis-stūmoklis arba kėlimo tipas - yra tinkamiausias pasirinkimas formuojant ir rūšiuojant vamzdynus. Štai kodėl kiekviena dizaino ypatybė tiesiogiai atitinka programos reikalavimus:

Pavasarinis išankstinis pakrovimasužtikrina, kad uždarymo elementas iš karto užsifiksuotų, kai priekinis srautas sustoja arba pasisuka atgal, pašalinant lėtą-uždaryti nuotėkio langą, aprašytą 1 režime. Įtrūkimo slėgis (minimalus slėgis prieš srovę, reikalingas vožtuvui atidaryti -, paprastai 0,02–0,05 MPa spyruokliniams atbuliniams vožtuvams) yra pakankamai mažas, kad nebūtų apribotas nedidelis formavimo sistemos darbinis slėgis.

Kompaktiškas vidinis korpusas(srieginės arba lizdinės{0}}suvirinimo galų jungtys) tinka DN15–DN32 vamzdžių skersmenims, būdingiems formavimo stoties kolektoriams, kai erdvė tarp elementų padėklų ir skysčio nukreipimo plokščių yra ribota.

Visiškai SS316L sudrėkinti paviršiai- korpusas, diskas, spyruoklė ir lizdas - užtikrina, kad kiekvienas komponentas, besiliečiantis su elektrolitu arba valymo priemonėmis, atitiktų tą patį korozijos standartą. Vožtuvas, kuriame naudojamas nerūdijančio plieno korpusas, bet anglinio plieno spyruoklė, sukelia užterštumo tašką, kurį lengva nepastebėti peržiūrint specifikacijas.

PTFE arba Viton sandarinimo variantaileiskite inžinieriui suderinti sandariklio chemiją su konkrečia naudojama elektrolito kompozicija, o ne priimti bendrą guminį sandariklį, kuris gali būti nesuderinamas.

Didesnio-skersmens aušinimo vandens grandinėms toje pačioje formavimo sistemoje (DN50–DN100) tarp flanšų yra tinkamas plokštelinio-nerūdijančio plieno atbulinis vožtuvas, nes aušinimo vandens kontūrų jautrumas joniniam užterštumui nėra toks pat, o plokštelės tipo slėgio kritimas yra mažesnis.

 

 

„Leadtek“ nerūdijančio plieno spyruoklinis atbulinis vožtuvas

 

5. Veiksmingas atrankos kontrolinis sąrašas

Prieš išduodami atbulinių vožtuvų pirkimo specifikaciją formavimo arba klasifikavimo linijoje, patvirtinkite:

1. Kėbulo ir sudrėkintos{0}}dalies medžiagos: SS316L minimumas; Patikrinkite, ar spyruoklės medžiaga taip pat yra nerūdijantis, o ne anglinis plienas.
2. Sandarinimo medžiaga: PTFE elektrolitų{0}}kontaktinėms linijoms; Vitonas tinkamas aušinimo grandinėms.
3. Vožtuvo tipas: spyruoklė-apkrauta (stūmoklis / keltuvas) elektrolito kolektoriams DN15–DN32; aušinimo grandinių plokštelių patikrinimas DN50+.
4. Plyšimo slėgis: Patvirtinkite, kad mažesnis arba lygus 0,05 MPa, kad nebūtų apribotos žemo slėgio formavimo grandinės.
5. Slėgio įvertinimas: PN16 paprastai pakanka; PN25 arba PN40, jei linija bendrinama su didesniu-slėgiu-valymo vietoje-(CIP) ciklais.
6. Sertifikatai: ISO 9001 kokybės vadybai; CE arba API atitiktis slėgio vientisumo dokumentacijai.
7. Atsekamumas: Prašyti medžiagų bandymo ataskaitų (MTR), patvirtinančių 316L sudėtį -, ypač molibdeno kiekį -, kad būtų atliktas patikrinimas.

 

Išvada

Veikimo skirtumas tarp teisingai nurodytonerūdijančio plieno atbulinis vožtuvaso montuojant nesimato per mažo dydžio arba chemiškai nesuderinamos alternatyvos. Tai atsiskleidžia po trijų–devynių mėnesių, didėjant pajėgumų pasiskirstymui tarp rūšiuotų elementų, nepaaiškinamu derliaus praradimu ir pagreitėjusiais sandariklių keitimo ciklais, kuriems reikia priežiūros valandų, nepašalinant pagrindinės priežasties.

Konkrečiai formavimo ir rūšiavimo linijų atveju sprendimas dėl specifikacijos yra nesudėtingas: SS316L korpusas, spyruoklinis{1}}uždarymo mechanizmas, PTFE arba Viton sandarikliai, srieginės elektrolitų kolektorių jungtys. Šis derinys skirtas visiems trims pirminiams gedimo režimams - lėtas nuotėkis,-uždaras nuotėkis, cheminio sandariklio irimas ir galvaninis užteršimas -, pasirenkant vieną komponentą, kuris nereikalauja didelių išlaidų, palyginti su ketaus ir žalvario alternatyvomis, kurias jis pakeičia.

Šią specifikaciją įdiegę inžinieriai nuolat praneša ne tik apie sumažėjusį elementų dispersiją, bet ir apie išmatuojamą neplanuotų linijos sustabdymų, susijusių su vožtuvų priežiūra, sumažėjimą.

 

DUK

1 klausimas: ar galiu naudoti standartinį 304 nerūdijančio plieno atbulinį vožtuvą, o ne 316 l, kad sumažinčiau išlaidas?

304 nerūdijantis yra tinkamas vandeniui ir daugeliui švelnių cheminių medžiagų, tačiau jame trūksta molibdeno, kuris suteikia 316L atsparumą fluoro ir chlorido poveikiui. LiPF₆-pagrįstoje elektrolitų aplinkoje 304 suvirinimo karščio paveiktose zonose per 12–18 mėnesių sukels pagreitėjusią taškinę koroziją. Kainų skirtumas tarp 304 ir 316 l vožtuvų, esant DN15–DN32 dydžiams, paprastai yra 15–25 %; linijos sustabdymo ir elementų partijos atmetimo kaina yra daug didesnė. Nurodykite 316L.

2 klausimas: kaip dažnai reikia tikrinti atbulinius vožtuvus formavimo linijoje?

Nepertraukiamos gamybos aplinkoje rekomenduojama atlikti vizualinę ir funkcinę apžiūrą kiekvienu suplanuotu prevencinės priežiūros intervalu -, paprastai kas 3–6 mėnesius -. Pagrindiniai vožtuvo degradacijos rodikliai yra padidėjęs elementų talpos dispersija, nesusijusi su elektriniais parametrais, ir matomas spalvos pasikeitimas arba kristalinės nuosėdos vožtuvo galų jungtyse, kurios rodo, kad elektrolitas prasiskverbia pro sandariklį.

3 klausimas: ar vožtuvo orientacija turi įtakos formavimo vamzdynų veikimui?

Sukamiems atbuliniams vožtuvams labai svarbi orientacija - jie skirti montuoti horizontaliai ir prastai veikia vertikaliai. Spyruokliniai-atbuliniai vožtuvai (rekomenduojamas šiai programai tipas) nepriklauso nuo orientacijos-; spyruoklės jėga, o ne gravitacija, kontroliuoja uždarymą. Dėl to jie žymiai lankstesni kompaktiškuose,{5}}daugiakrypčiuose vamzdynų išdėstymuose, įprastuose formavimo spintelių grupėse.

4 klausimas: kuo skiriasi įtrūkimo slėgis nuo darbinio slėgio ir kodėl tai svarbu?

Įtrūkimo slėgis yra mažiausias slėgis prieš srovę, reikalingas vožtuvui atidaryti; darbinis slėgis yra normalus sistemos darbinis slėgis. Jei įtrūkimo slėgis yra per didelis, palyginti su darbiniu slėgiu, vožtuvas apriboja srautą ir sumažina formavimo srovės tiekimo tikslumą. Formavimo grandinėms, veikiančioms esant 0,1–0,3 MPa, nurodykite vožtuvą, kurio įtrūkimo slėgis yra mažesnis nei 0,05 MPa arba lygus jam, kad užtikrintumėte, jog vožtuvas sukuria nereikšmingą sistemos pasipriešinimą.

5 klausimas: Ar yra scenarijų, kai baterijų gamybos įrenginiuose vis dar tinkamas atbulinis vožtuvas?

Taip - didelio-srauto komunalinėse linijose, pvz., įrenginio aušinimo vandens vamzdynuose, suslėgto sauso oro tiekimo vamzdynuose ar gaisro gesinimo sistemose, pasukami atbuliniai vožtuvai išlieka tinkami, nes srauto greičiai yra pakankamai dideli, kad būtų užtikrintas greitas disko uždarymas. Atsargumas dėl siūbavimo tipų ypač taikomas mažo- srauto, tikslaus elektrolito ir proceso skysčių grandinėms formavimo ir klasifikavimo stotyse, o ne platesnei įrenginio komunalinių paslaugų infrastruktūrai.