DE3305967A1

DE3305967A1 - Electropolishing device

Info

Publication number: DE3305967A1
Application number: DE19833305967
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: Carl Kurt Walther GmbH and Co KG
Current assignee: Carl Kurt Walther GmbH and Co KG
Priority date: 1983-02-21
Filing date: 1983-02-21
Publication date: 1984-08-30

Abstract

Published without abstract.

Description

Vorrichtung zum Elektropolieren Device for electropolishing

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Elektropolieren der die Anode bildenden Innenwand von innenseitig zugänglichen Behältern, insbesondere von mit Mannloch ausgestatteten Großraumtanks, mit im Elektrolyten eingetauchter Kathode.The invention relates to an apparatus for the electropolishing of the Anode-forming inner wall of containers accessible from the inside, in particular of Large capacity tanks equipped with a manhole, with a cathode immersed in the electrolyte.

Um auf der metallenen Innenwand solcher Großraumtanks einen Glanz zu erzeugen, ist es notwendig, die Rauhigkeit der Oberfläche zu vermindern.To give the metal inner wall of such large capacity tanks a shine To generate, it is necessary to reduce the roughness of the surface.

Dies geschieht dadurch, daß der Großraumtank entweder vollständig oder teilweise mit dem Elektrolyten gefüllt und eine Kathode in diesen eingetaucht wird. Während des Elektropolierens erfolgt die Abtragung der Oberfläche durch anodische Auflösung, bei der bevorzugt Spitzen und Erhebungen der Oberfläche angegriffen werden, wodurch die gewünschte Einebnung stattfindet. Die Behandlung von Großraumtanks mittels einer solchen Vorrichtung ist herstellungstechnisch aufwendig. Sobald die Abmessungen solcher Behälter eine relativ niedrige Grenze übersteigen, wird das Elektropolieren unwirtschaftlich, da die Menge des eingesetzten Elektrolyten, die Gleichrichterleistung, die Kathodenkonstruktion und die Umwälzbewegung der Behälter die Kosten ins Untragbare steigern.This is done because the large capacity tank is either complete or partially filled with the electrolyte and a cathode immersed in this will. During electropolishing, the surface is removed by anodic Dissolution, in which peaks and elevations of the surface are attacked, whereby the desired leveling takes place. The treatment of large capacity tanks by means of such a device is expensive to manufacture. Once the dimensions If such containers exceed a relatively low limit, electropolishing will occur uneconomical because the amount of electrolyte used, the rectifier output, the cathode construction and the overturning motion of the container make the costs unacceptable increase.

Dem Gegenstand der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der vorausgesetzten Art so auszugestalten, daß das Elektropolieren innenseitig zugänglicher, großvolumiger Behälter kostengünstiger durch führbar ist.The object of the invention is based on the object of a device to be designed in such a way that electropolishing is more accessible on the inside, large-volume container can be carried out more cheaply.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Kathode in einer an die Innenwand ansåugbaren, mit dem Elektrolyten füllbaren Kammer angeordnet ist.This object is achieved in that the cathode in one to the Inner wall ansåugbaren, with the electrolyte fillable chamber is arranged.

Die Vorteile der Erfindung bestehen im wesentlichen in dem kostensparenden Elektropolieren der Innenwand solcher Großraumbehälter, insbesondere Großraumtanks. Dies erweist sich insbesondere interessant für Kernkraftwerke, chemische Industrie, Biotechnik, Pharmazeutische Industrie sowie Lebensmittel- und Getränkeindustrie. Es ist nicht mehr erforderlich, den Großraumbehälter vollständig oder teilweise mit dem Elektrolyten aufzufüllen. Die an die Innenwand ansaugbare, mit dem Elektrolyten füllbare Kammer gestattet ein partielles Elektropolieren. Lediglich ist die Kammer mit dem Elektrolyten zu füllen. Nach der Behandlung der von der Kammer abgedeckten Innenwand läßt sich die Kammer ablösen und umsetzen, um danach erneut mit dem Elektrolyten gefüllt zu werden. Der Elektrolytverbrauch hängt nur von der Behälterfläche ab ungeachtet der Tatsache, welche Elektropoliermethode angewandt wird. Der Arbeitsaufwand und die Kathoden kosten sind bei den üblichen Methoden erheblich größer. Die Kammer ist im übrigen so beschaffen, daß sowohl Großraumbehälter mit gekrümmter als auch mit ebener Behälterwandung behandelt werden können. Ferner ist die Kammer leicht zu bewegen, und bei Bedarf können mehrere solcher Kammern gleichzeitig im selben Behälter eingesetzt werden.The advantages of the invention consist essentially in the cost-saving Electropolishing of the inner wall of such large-capacity containers, in particular large-capacity tanks. This is particularly interesting for nuclear power plants, the chemical industry, Biotechnology, pharmaceutical and food and beverage industries. It is no longer necessary to completely or partially use the large capacity container to fill up with the electrolyte. The one that can be sucked into the inner wall with the electrolyte Fillable chamber allows partial electropolishing. Only the chamber is to fill with the electrolyte. After treating the covered by the chamber Inside wall, the chamber can be peeled off and relocated, and then again with the electrolyte to be filled. The electrolyte consumption depends only on the container area regardless the fact which electropolishing method is used. The amount of work and the cathode costs are considerably higher with the usual methods. The chamber is designed in such a way that both large-capacity containers with curved as well as can be treated with a flat container wall. Furthermore, the chamber is light to move, and if necessary, several such chambers can be used simultaneously in the same Container are used.

Eine vorteilhafte Weiterbildung ist darin zu sehen, daß die Kammer einen Ansaugrand mit elastischer Ausgleichszone vor einem mit einem Sauganschluß ausgestatteten Ringraum aufweist, welcher Ringraum gegabelt vorstehende, elastische Lippen besitzt. Hierdurch ist es möglich, den Anhafteffekt der Kammer an der Innenwand zu verstärken, wozu über den Sauganschluß ein Unterdruck in dem Ringraum erzielt wird. Die elastischen Lippen treten dann in eine innige Anlage zur Innenwand und verhindern ein Austreten des Elektrolyten. Die elastische Ausgleichszone gestattet dabei auch das Anbringen der Kammer nahe von Ecken oder stark gekrümmten Bereichen solcher Großraumbehälter.An advantageous development can be seen in the fact that the chamber a suction edge with an elastic compensation zone in front of one with a suction connection equipped annulus, which annulus bifurcated protruding, has elastic lips. This makes it possible to reduce the adhesive effect of the chamber to strengthen on the inner wall, including a vacuum in the suction port Annular space is achieved. The elastic lips then come into close contact to the inner wall and prevent the electrolyte from escaping. The elastic compensation zone also allows the chamber to be attached near corners or strongly curved ones Areas of such large-capacity containers.

Es erweist sich als günstig, daß die Ausgleichszone von harmonikaartig angeordneten Ringrippen gebildet ist. It turns out to be favorable that the compensation zone of harmonica-like arranged annular ribs is formed.

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß der Ansaugrand an der Stirn kante eines formstabilen, kappenförmigen Gehäuses sitzt, an welchem der Kathodenträger und Zu- und Ablaufanschlüsse für den Elektrolyten angeordnet sind. Die Kammer teilt sich demgemäß in zwei Zonen auf. Die eine dient zur Halterung der Kammer an der Innenwand, während die andere, zum Beispiel aus entsprechendem Kunststoff geformte, stabilere Zone Träger der entsprechenden Bauteile der Vorrichtung ist.Another advantage is that the suction edge on the Front edge of a dimensionally stable, cap-shaped housing sits on which the cathode carrier and inlet and outlet connections for the electrolyte are arranged. The chamber divides accordingly in two zones. One is used to hold the chamber on the Inner wall, while the other, for example molded from appropriate plastic, more stable zone is the carrier of the corresponding components of the device.

Eine Anpassung an unterschiedliche Gegebenheiten ist dadurch erreicht, daß der Kathodenträger relativ zum Ansaugrand verstellbar ist. Mittels an der Kathode befestigter Distanzfinger kann dann leicht der erforderliche Abstand zwischen Kathode und Behälterwand eingestellt werden, so daß ein optimales Abtragen gewährleistet ist. An adaptation to different circumstances is achieved by that the cathode support is adjustable relative to the suction edge. Means on the cathode attached spacer finger can then easily the required distance between cathode and container wall can be adjusted so that optimal removal is guaranteed is.

Eine weitere Anpassung ist dadurch ermöglicht, daß die Kathode und/oder der Kathodenträger auswechselbar sind. Bei ebenen Innenwandungen eignet sich bspw. eine Kathode ebener Form, während gekrümmt gestalteten Innenwänden entsprechend gebogene Kathoden zugeordnet werden können. Für die Kathode! eignet sich dabei insbesondere Titanstreckmetall. A further adaptation is made possible by the fact that the cathode and / or the cathode support are replaceable. With flat inner walls suitable For example, a cathode of flat shape, while curved inner walls accordingly curved cathodes can be assigned. For the cathode! is particularly suitable Expanded titanium metal.

Sodann besteht ein weiterer Vorteil darin, daß der vor der Kathodenplatte mündende Elektrolyten-Zulaufanschluß am unteren Gehäuserand und der Elektrolyten-Auslaufanschluß am oberen Gehäuserand befestigt sind. Es kann daher stets eine besonders gute Zirkulation des Elektrolyten und eine Evakuierung der Kammer erzielt werden, was das optimale Elektropolieren unterstützt.Then there is a further advantage that the front of the cathode plate The electrolyte inlet connection at the bottom of the housing and the electrolyte outlet connection are attached to the upper edge of the housing. It can therefore always have a particularly good circulation of the electrolyte and an evacuation of the chamber can be achieved, which is the best Electropolishing supported.

Schließlich ist es noch von Vorteil, daß der Ansaugrand über einen Wulst der Stirn kante des Gehäuses geklipst ist. Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben, nach etwaiger Ermüdung des Materiales im Bereich des Ansaugrandes eine schnelle Auswechselbarkeit vorzunehmen, und zwar im Wege der Klipsverbindung. Diese ist so beschaffen, daß die erforderliche Dichtigkeit vorliegt.Finally, it is also advantageous that the suction edge has a Bead of the front edge of the housing is clipped. This gives the opportunity after any fatigue of the material in the area of the suction edge, a quick one To make interchangeability, namely by way of the clip connection. This is so ensure that the required tightness is present.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Fig. 1 und 2 veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 eine Ansicht eines elektrolytisch zu polierenden Großraumtanks und Fig. 2 einen teilweisen Ausschnitt des Großraumtanks mit an seiner Innenwand befindlicher Kammer.An exemplary embodiment of the invention is illustrated below with reference to FIG Figures 1 and 2 illustrate. It shows Fig. 1 a view of an electrolytic Large capacity tanks to be polished and FIG. 2 shows a partial section of the large capacity tank with a chamber located on its inner wall.

Der Großraumtank 1 ist oberseitig mit einem Mannloch 2 bestückt. Durch dieses ist die Innenwand 3 des Großraumtanks 1 zugänglich. Im unteren Bereich befindet sich am Großraumtank 1 ein Entnahmestutzen S.The large capacity tank 1 is equipped with a manhole 2 on the top. By this is the inner wall 3 of the large capacity tank 1 accessible. Located in the lower area there is an extraction nozzle S.

Zum Elektropolieren der Innenwand 3 dient eine Vorrichtung. Letztere ist in Form einer Kammer 4 ausgebildet, welche sich aus einem formstabilen, kappenförmigen Gehäuse 5 und einem aus flexiblem Material bestehenden Ansaugrand 6 zusammensetzt. Dieser ist über einen Wulst 7 an der Stirn kante des Gehäuses 5 geklipst. Zu diesem Zweck bildet der entsprechende Bereich 8 des Ansaugrandes 6 eine Klipsöffnung 9 aus. Die Verbindung zwischen Ansaugrand 6 und Gehäuse 5 könnte auch mittels einer Vorrichtung erfolgen, wobei die Dichtigkeit gewährt ist. Auf der gegenüberliegenden Seite formt der Ansaugrand einen mit einem Sauganschluß 10 ausgestatteten Ringraum 11, der gegabelt vorstehende, elastische Lippen 12 besitzt. Vor dem Ringraum 11, also zwischen diesem und dem Bereich 8 des Ansaugrandes 6 erstreckt sich eine elastische Ausgleichszone 13, die von harmonikaartig angeordneten Ringrippen 14 mit Hohlprofil gebildet ist.A device is used for electropolishing the inner wall 3. Latter is designed in the form of a chamber 4, which consists of a dimensionally stable, cap-shaped Housing 5 and a suction rim 6 made of flexible material. This is clipped over a bead 7 on the front edge of the housing 5. To this For this purpose, the corresponding area 8 of the suction edge 6 forms a clip opening 9 the end. The connection between the suction edge 6 and the housing 5 could also be by means of a Device take place, the tightness is guaranteed. On the opposite On the side, the suction edge forms an annular space equipped with a suction connection 10 11, which has elastic lips 12 protruding in a fork. In front of the annulus 11, so between this and the area 8 of the suction edge 6 extends an elastic Compensation zone 13, formed by ring ribs 14 with a hollow profile, which are arranged like a concertina is formed.

In dem Boden des kappenförmigen Gehäuses sind Durchgangsöffnungen 15 und 16 für die Stäbe 17, 18 eines Kathodenträgers 19 vorgesehen. Die Stäbe 17, 18 sind innenseitig mit einer aus Titanstreckmetall bestehenden plattenartigen Kathode 20 bestückt, die mit parallelem Abstand durch Distanzfinger 23 zur Innenwand 3 liegt und sich innerhalb der vom Ansaugrand 6 gebildeten Ringzone befindet. Die Stäbe 17, 18 gestatten eine versteltung der Kathodenplatte 20 zum Ansaugrand 6 bzwl der Innenwand 3. An den einen Stab 17 ist der Minuspol einer Gleichstromquelle ange-.There are through openings in the bottom of the cap-shaped housing 15 and 16 are provided for the rods 17, 18 of a cathode carrier 19. The bars 17, 18 are on the inside with a plate-like cathode made of expanded titanium metal 20 fitted, which is at a parallel distance from the inner wall 3 by spacer fingers 23 and is located within the ring zone formed by the suction rim 6. The bars 17, 18 allow the cathode plate 20 to be adjusted relative to the suction edge 6 or the Inner wall 3. The negative pole of a direct current source is attached to one rod 17 an-.

schlossen Der Pluspol derselben ist verbunden mit der Innenwand 3 des Behälters, wodurch diese die Anode darstellt.closed The positive pole of the same is connected to the inner wall 3 of the container, making it the anode.

Das partielle Elektropolieren der Innenwand 3 des Großraumtanks 1 geschieht dadurch, daß der Ansaugrand 6 gegen einen entsprechenden Bereich der Innenwand 3 gedrückt wird. Dann folgt das Evakuieren des Ringraumes 11 über den Sauganschluß 10. Danach kann über einen am unteren Gehäuserand befestigten Zulaufanschluß 21 Elektrolyt zugeführt werden, welcher Elektrolyten-Zulaufanschluß 21 unterhalb und vor der Kathodenplatte 20, von dem Gehäuse 5 aus gesehen, mündet. Nach dem Füllen der Kammer unter Erzielung einer guten Zirkulation erfolgt die Stromzufuhr, wobei das Abtragen der Oberfläche der Innenwand 3 durch anodische Auflösung geschieht. Die abgetragenen Metallionen lösen sich und werden vom Elektrolytenstrom mitgenommen.The partial electropolishing of the inner wall 3 of the large capacity tank 1 happens in that the suction edge 6 against a corresponding area of the inner wall 3 is pressed. Then follows the evacuation of the annular space 11 via the suction connection 10. Then, via an inlet connection 21 attached to the lower edge of the housing Electrolyte are supplied, which electrolyte inlet connection 21 below and in front of the cathode plate 20, seen from the housing 5, opens. After filling power is supplied to the chamber while achieving good circulation, whereby the surface of the inner wall 3 is removed by anodic dissolution. The removed metal ions dissolve and are carried along by the electrolyte flow.

Nach Einstellen der Stromzufuhr und Auspumpen der Kammer werden die erforderlichen Spülvorgänge durchgeführt und schließlich die Kammer entleert.After turning on the power and pumping out the chamber, the necessary rinsing processes are carried out and finally the chamber is emptied.

Sodann erfolgt nach dem lokalen Elektropolieren das Umsetzen der Kammer. Hierzu kann über den Sauganschluß 10 ein Luftdruckausgleich vorgenommen werden. Die Kammer läßt sich ablösen und an eine andere zu behandelnde Stelle der Innenwand ansetzen, worauf sich der zuvor geschilderte Vorgang wiederholt. Diese schematisch geschilderten Vorgänge können vorteilhafterweise von einem vollautomatisch arbeitenden Aggregat vollzogen werden, das mit Pumpen, Vakuumpumpe, Vorratsbehälter für den Elektrolyten, Spülwasserbehälter, Säurezufuhr, Elektroventilen usw.The chamber is then repositioned after the local electropolishing. For this purpose, an air pressure equalization can be carried out via the suction connection 10. The chamber can be detached and moved to another area on the inner wall to be treated begin, whereupon the process described above is repeated. This schematically The described processes can advantageously be carried out by a fully automatic Aggregate to be completed with pumps, vacuum pump, storage tank for the Electrolytes, flush water tanks, acid feed, electrovalves, etc.

und Steuerung durch Mikroprozessoren bestückt ist. Zu bemerken ist ferner, daß mehrere solcher Kammern gleichzeitig im selben Behälter eingesetzt werden können, so-daß eine hohe Wirtschaftlichkeit und Leistung erreicht werden kann. and control is equipped with microprocessors. It should be noted also that several such chambers are used simultaneously in the same container can, so that a high level of economy and performance can be achieved.

Alle in der Beschreibung erwähnten und in der Zeichnung dargestellten neuen Merkmale sind erfindungswesentlich, auch soweit sie in den Ansprüchen nicht ausdrücklich beansprucht sind.All mentioned in the description and shown in the drawing New features are essential to the invention, even if they are not in the claims are expressly claimed.

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Claims

CLAIMS 1. Device for electropolishing of the anode forming Inner wall of containers accessible from the inside, especially of those with manholes equipped large-capacity tanks with a cathode immersed in the electrolyte characterized in that the cathode (20) in a on the inner wall (3) suckable, with the electrolyte fillable chamber (4) is arranged.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the chamber (4) a suction edge (6) with an elastic compensation zone (13) in front of a with a Has suction connection (10) equipped annular space (11), which annular space (11) is forked has protruding, elastic lips (12).

3. Device according to claims 1 and 2, characterized gekennzeichnat, that the compensation zone (13) is formed by ring ribs (14) arranged like a harmonica is.

4. Device according to claims 1 and 2, characterized in that that the Anseugralld (6) on the front edge of a dimensionally stable, cap-shaped housing (5) sits on which the cathode support (19) and inlet and outlet connections (21, 22-) are arranged for the electrolyte.

5. Device according to claims 1 and 4, characterized in that that the cathode support (19) is adjustable relative to the suction edge (6).

6. Device according to claims 1 and 4, characterized in that that the cathode (20) and / or the cathode support (19) are exchangeable.

7. Device according to claims 1 and 4, characterized in that that the electrolyte inlet connection (21) opening in front of the cathode plate (20) on the lower edge of the housing and the electrolyte outlet connection (22) on the upper edge of the housing are attached.

8. Device according to claims 1, 2 and 4, characterized in that that the suction edge (6) is clipped over a bead (7) of the front edge of the housing (5) is.