在钾盐镀锌生产实践中，记录了一些“电流开不大，镀层易烧焦、灰暗”的典型故障实例。在故障检修实践中，按照现场工作人员的职责进行划分，将故障分为“设备故障”和“工艺故障”。 “设备故障”包括交流供电故障、直流电源故障、直流母排故障和挂具故障等;“工艺故障”包括镀液中主盐的质量浓度低、镀液中导电盐的质量浓度过低、镀液pH值过高、添加剂的体积分数低、硼酸的质量浓度过低和阳极面积过小等。本文对四种“设备故障”中的典型故障加以分析和讨论，供同行参考。氯化物镀锌在当今电镀行业各镀种中所占比例达到40%。其中钾盐镀锌是氯化物镀锌工艺中应用最广泛的电镀种类。 其特点为：(1)镀液的导电性好、对设备的腐蚀性小、稳定性高;(2)与氰化物镀锌和锌酸盐镀锌相比，可节电50%以上，电流效率高30%左右。某大型机械厂地处山区，该厂电镀车间对铸铁件和钢件进行钾盐镀锌，包含摩托车齿轮、铸铁件、机箱等产品。采用的直流电源是GDS3000/0～18V整流电源。典型配方见表1。
当主盐(氯化锌)的质量浓度低、导电盐(氯化钾)的质量浓度低、pH值过高、添加剂的体积分数低、硼酸的质量浓度低、阳极面积过小(此时阴极电流密度小)时，直流电源设备的电流开不大，镀层易烧焦、灰暗。当工艺合理，而交流直流供配电系统出现故障时，也会产生同样的现象。 交流供电故障 对摩托车齿轮进行钾盐镀锌，采用挂镀生产，运行正常。某班次突然出现电流开不大的现象。停电片刻后，再开设备，重新施镀，电流上升到正常值。但是10min左右，电流又逐渐下降，电压也逐渐降低。这样勉强施镀，造成镀层灰暗。此故障时有时无。有时设备部门接到报告，到现场后一切都正常了。工艺人员认为如果镀液不合格，不会出现这样的问题，肯定是设备运行不稳定。 1.故障处理与分析在处理这一故障时，首先检查交流供电电源，排除设备故障。现场值守，在出现故障的瞬间迅速用钳型电流表检查交流线路的电流，发现该电流也逐渐降低。测量交流供电线路的首端和末端电压，发现在线路上存在较大的电压降，这就确定了故障点在交流供电线路上。检查交流线路发现，相邻车间新增大型通风机3台，从该生产线的硅整流设备交流电源进线处引接供电电源。负荷计算表明，这样连接的线路需要的导线线径是50mm2，而原导线线径只有25mm2。这样，在通风机和整流设备同时开启时，就出现了供电电压不足的问题。故障时有时无的原因就在于相邻车间风机启动的时间不固定。将交流供电线路改装，增大交流供电线路的线径和相应的开关设备，故障排除。当交流电源承载的用电负荷超过其负载范围、引起电压降超过15%以上时，也会引起同样的钾盐镀锌故障。 2.故障处理方法(1)交流供电电压不稳定会影响电镀质量。应保证电镀电源的稳定。(2)交流供电线路应采取铜芯线材，新装设备要核算交流供电负荷。 直流电源故障 例1中的生产线，出现与例1相同的故障。电流开不大，直流电压也降低。 1.故障处理与分析首先按照例1的方法，排除了交流电源与线路的故障。用示波器检查整流器的输出，发现有一路整流管不工作，检查发现硅管损坏。更换损坏的硅管，故障排除。但更换后发现该硅管发热严重，拆开硅管组件，发现冷却水套锈蚀。更换水套，故障排除。 2.故障处理方法(1)经常检查硅管的发热情况。及时更换损坏的硅管，保证直流电压的稳定。(2)整流设备的冷却系统应保证完好，避免设备故障。 直流母排故障 1.整流设备直流出线端与铜排接触不良例1中的生产线，执行同样的齿轮镀锌工艺，出现电流开不大的现象。但与例1不同的是，此时直流电压升高。用万用表检查直流回路中各处的电压，发现在整流器直流出线端存在电压损失。检修发现此处有锈蚀现象。拆开接线端点，进行除锈防腐处理，重新接线，故障排除。 2.直流线路中铜排之间的连接锈蚀上例中同样的故障出现在同一生产现场。当母排对接部分接触不良时，会有局部较大电阻产生，引起直流电压损失，导致电流开不大，而在设备直流电压表上表现为电压升高。用冷水缓慢滴入可疑的连接处，如果出现水蒸气，即可判断该处存在接触不良。用木棒轻微敲击可疑的连接处，如果伴随着敲击出现电流较大增长，也可以判断该点接触不好。本例中，检查到母排对接处存在故障点，拆开母排发现，母排连接的螺丝为镀锌螺丝，长期运行后出现锈蚀。重新处理对接点，更换为铜螺丝固定，连接部位搪锡处理。同时，处理了其他各连接点，运行后再没有出现过这样的故障。 3.直流铜排与镀槽阴极(阳极)铜棒接触不良直流母排在镀槽处是与阴极、阳极的铜棒对接的。在钾盐镀锌生产过程中，也遇到过像上例一样的故障，故障原因及查找、处理措施与前例相同。 4.直流铜排截面太小在钾盐镀锌电镀车间，由于设备大修，需要将挂镀线的整流设备临时用于滚镀线。于是就引接了一个临时母排。但引接以后试镀，当设备运行20min左右，出现了电流开不大、电压升高的现象。由于两个生产线的整流设备型号相同，原生产线运行正常，所以首先怀疑临时引接电源的母排导电不良。检查发现，引接母排增加了直流电源的供电线路长度(本例增加了20m)。同样的标称截面已经不能满足导电的需要，因而造成故障。同时，检查还发现该母排拆装过程中弯折过多，有一处弯折部位由于内部损伤造成局部电阻增大。增大临时导电母排的标称截面，故障排除。 5.故障处理方法(1)合理选择铜排及短线的截面，保证合理的安全载流量。(2)母排各接头处的接触面在安装前要打磨平整，接触面要涂导电膏，用同样材质的螺钉紧固安装。(3)各对接部分要保证对接面大于铜排的2/3，以保证良好的导电能力。(4)导线与铜排的对接部分要做好防腐处理，采用搪锡处理是较好的方法。(5)铜排不能做大于60°的弯折，以避免铜排内部断裂，造成导电能力减弱。(6)直流供电回路和交流供电回路故障区别在于，前者电压也降低，后者则电压升高。 挂具接触故障 例3.1中的故障在生产线运行过程中又逐渐出现，并且突然出现了槽内直流断电(无气泡产生)。但此时整流器端显示有电压、无电流。 1.故障处理与分析木棒敲击挂具，槽内气泡出现。发现阴极挂具的挂钩严重锈蚀。更换新的挂具，故障排除。我们还遇到过阴阳极导电杆与镀槽接触处连接断裂、阳极挂钩严重锈蚀等导致的故障。 2.故障处理方法(1)加强导电杆、导电触电、挂具挂钩的养护。(2)每班次用木棒敲击各连接处，观察有无电压、电流变化。当出现剧烈变化时，即说明出现接触不良，应及时擦拭、清理。(3)挂具挂钩上设置紧固螺钉，保证挂具与铜排的接触良好。 总结 发现“电流开不大”的故障，现场人员首先会想到电源出了问题。其实，镀液导电性不好也会造成同样的故障。在分析故障时，设备维护人员通常会在设备范围内找问题，而工艺人员往往会更多地重视化学因素的影响。本文分析了引起钾盐镀锌“电流开不大”的设备故障因素。 |
