ТЭН для гальванической ванны: под кислоты, щёлочи и электролиты

Почему ТЭН в гальванической ванне горит чаще, чем в водонагревателе

В быту ТЭН убивают накипь и сухой ход. В гальванике добавляется третий фактор: сам раствор. Концентрированная кислота или щёлочь разъедает оболочку снаружи, пока нагреватель работает под напряжением внутри ванны. На практике чаще всего прогорает сварной шов оболочки или зона у контактных стержней, где защитный слой тоньше.

Вторая причина: уровень раствора падает быстрее, чем кажется оператору, из-за выноса электролита на деталях и испарения при нагреве. Если открытая часть ТЭНа оказывается выше уровня жидкости, включённый нагреватель перегорает почти сразу: воздух не снимает тепло так, как жидкость. Поэтому датчик уровня в гальванической ванне ставят так, чтобы его контактная точка была ниже верхней границы погружной части ТЭНа, а не на произвольной высоте борта.

Оболочка под раствор: кварц, титан, нержавейка или углеродистая сталь

Оболочку подбираем под химию раствора. Для цианистых растворов цинкования, латунирования и кадмирования производственная практика десятилетиями использует оболочку из углеродистой стали: раствор щелочной, умеренно агрессивный, сталь в нём работает долго. Для никелирования раствор другой, и оболочку делают из титана: он не реагирует с рабочим раствором и держит нагрев годами при правильно рассчитанной ваттной нагрузке.

Для концентрированных кислот и щелочей применяют также колбу из кварцевого стекла или нержавеющей стали AISI 316L (по составу близкой к 12Х18Н10Т): кварц позволяет визуально видеть состояние спирали через стенку, не разбирая узел, а низкий коэффициент теплового расширения кварцевого стекла держит колбу целой при резком перепаде температуры, когда в ванну доливают холодную воду. Греющая часть внутри одинаковая, нихромовая спираль на керамическом сердечнике с герметизацией торца. Тот же принцип подбора оболочки под среду мы используем в ТЭН для химических реакторов: материал определяет кислота или щёлочь, не каталожный номер.

Форма ТЭН: одноколенный, П-образный, блок. Как не ошибиться при замене

В гальванических ваннах встречаются три формы. Прямой, одноколенный ТЭН проще всего рассчитать по ваттной нагрузке, чаще идёт в узкие лабораторные ванны. П-образный (двухколенный) гиб экономит место по длине ванны и даёт больше площади теплообмена на тот же погружной габарит. Третий вариант, блок из нескольких ТЭН на общем фланце, ставят там, где нужно несколько киловатт на одном съёмном узле, а менять элементы по одному неудобно из-за компоновки цеха. Если ванна большая и на одном ТЭНе мощность не вытянуть, собираем блок ТЭН большой мощности на одном фланце.

При замене форму путают чаще всего из-за длины активной части и радиуса гиба: присланный по фото ТЭН может иметь тот же диаметр трубки, но другой шаг спирали и, соответственно, другую мощность на погонный метр. Для точного повтора нужен либо старый ТЭН как образец (снимаем размеры и считаем ваттную нагрузку заново), либо чертёж с напряжением, мощностью, длиной активной зоны и диаметром оболочки.

Монтаж, вентиляция и то, что проверяет электрик перед пуском

Корпуса ванн с электроподогревом заземляют отдельно от технологического оборудования, разность потенциалов на крайних ваннах относительно земли не должна превышать 5% рабочего напряжения. Ремонт заполненной ванны с ТЭНом под напряжением запрещён: сначала обесточивают линию и заземляют шинопровод, потом вскрывают узел. При переносном освещении для чистки ванны используют светильники не выше 12 В, пары электролита токопроводящие, а помещение считается сырым.

В установках с несколькими ТЭНами на фланце мощность по длине иногда распределяют неравномерно: у краёв ванны делают холодные зоны, в середине оставляют полную нагрузку, чтобы компенсировать более быстрое остывание раствора у стенок. Это уточняем при заказе: для типовой компоновки присылайте фото старого узла, для новой линии, чертёж ванны с точками крепления.