วิธีการเลือกเซลล์แอโนด/ท่อแอโนดในการเคลือบด้วยไฟฟ้า

ระบบขั้วบวกหมายถึงชุดอุปกรณ์ในอ่างอิเล็กโทรโฟเรติกที่ทำหน้าที่เป็นขั้วบวก (anode) ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยสามประเภท: เซลล์ขั้วบวก, โครงขั้วบวก, และ ขั้วบวกเปลือย.

องค์ประกอบ: แผ่น/แท่งขั้วบวก, ฝาครอบขั้วบวก, ระบบหมุนเวียน, และการเชื่อมต่อพลังงาน

หน้าที่หลัก:

• ทำให้วงจรไฟฟ้าสมบูรณ์และให้สนามไฟฟ้า
• ปรับพารามิเตอร์ของเหลวในอ่าง
• ปกป้องของเหลวในอ่างจากการปนเปื้อน

การคำนวณพื้นที่ขั้วบวกและการเลือกประเภทขั้วบวก:

พื้นที่ขั้วบวกไม่ได้เกี่ยวข้องโดยตรงกับขนาดของอ่างอิเล็กโทรโฟเรติก แต่สัมพันธ์กับพื้นที่แคโทด (วัตถุที่เคลือบ) โดยทั่วไปมีอัตราส่วนพื้นที่แคโทดต่อขั้วบวก 4:1 ถึง 6:1

• สำหรับขั้วบวกแบบแผ่น พื้นที่ของแผ่นขั้วบวกเดี่ยวคำนวณดังนี้: S = d × h
• สำหรับขั้วบวกแบบท่อ พื้นที่ด้านข้างของเซลล์ขั้วบวกเดี่ยวคือ: S_side = π × d × h

จากสูตรและไดอะแกรม เห็นได้ชัดว่า เมื่อใช้พื้นที่เดียวกัน พื้นที่ขั้วบวกของขั้วบวกแบบท่อตามทฤษฎีแล้วคือ π เท่า (ประมาณ 3 เท่า) ของขั้วบวกแบบแผ่น

วิธีการเลือกประเภทขั้วบวก?

เซลล์ขั้วบวกโดยทั่วไปใช้ท่อสแตนเลสสตีลไร้รอยต่อขนาด 1.9 นิ้ว (48 มม.) เป็นขั้วบวก โดยมีพื้นที่ขั้วบวก 0.15 m²/m ต่อความยาวหน่วย พวกเขาติดตั้งฝาครอบเมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออนขนาด 2.65 นิ้ว (67 มม.) โดยมีพื้นที่เมมเบรน 0.21 m²/m ต่อความยาวหน่วย ขั้วบวกสามารถทนต่อความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้า 50 แอมแปร์ต่อตารางฟุต โดยมีอัตราการไหลของสารละลายขั้วบวก 1.12 ลิตร/นาที/ม. (เทียบเท่า 7.5 ลิตร/นาที/ม.² ต่อพื้นที่ขั้วบวกหน่วย) ขอแนะนำให้คำนวณพื้นที่ขั้วบวกตามพื้นที่ขั้วไฟฟ้าของท่อสแตนเลสสตีล (พื้นที่ขั้นต่ำ) ข้อดีและข้อเสียมีดังนี้:

ข้อดี:

1. ความแรงของสนามไฟฟ้าสม่ำเสมอและความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าสูง
2. การติดตั้งและการจัดเรียงที่ควบคุมได้ ง่ายต่อการย้ายตำแหน่ง (การปรับความหนาแน่นของเซลล์ขั้วบวกช่วยให้ควบคุมอัตราการสะสมของฟิล์มและเวลาเปียกได้ดีขึ้น)
3. ความแข็งแรงทางกลสูงของท่อด้านนอก ทนทานต่อความเสียหายภายนอก
4. การบำรุงรักษาค่อนข้างง่ายและการเปลี่ยนที่สะดวกในระหว่างการผลิตอย่างต่อเนื่อง

ข้อเสีย:

1. ต้นทุนเริ่มต้นสูงและการลงทุนจำนวนมาก
2. เมมเบรนขั้วบวกมีข้อกำหนดด้านคุณภาพน้ำเฉพาะ

ควรเลือกระบบขั้วบวกที่เหมาะสมตามเงื่อนไขเฉพาะของไซต์งาน แต่ไม่แนะนำให้ใช้ขั้วบวกเปลือย

การตรวจสอบและการบำรุงรักษาระบบขั้วบวก:

1. ตรวจสอบการรั่วไหลหรือการอุดตันของเมมเบรนขั้วบวก: การรั่วไหลทำให้สารละลายขั้วบวกขุ่นและเปลี่ยนสี (ตรงกับสีของของเหลวในอ่าง) ในขณะที่การอุดตันช่วยลดการซึมผ่านของเมมเบรน ทำให้เกิดการกระจายสนามไฟฟ้าที่ไม่สม่ำเสมอ
2. ตรวจสอบขั้วบวก (สแตนเลสสตีล/แผ่น) เพื่อหาการกัดกร่อนหรือสนิม: การกัดกร่อนอย่างรุนแรงทำให้สารละลายขั้วบวกเข้มขึ้น (โดยทั่วไปเป็นสีเหลืองหรือน้ำตาลแดง) ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความหนาของฟิล์มอย่างมาก ลดกำลังการโยน และข้อบกพร่องเช่นรูเข็ม
3. ตรวจสอบการเสียรูปหรือความเสียหายของท่อ/โครง และการไหลเวียนของสารละลายขั้วบวก: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีความผิดปกติในอัตราการไหลและตรวจสอบว่าการเชื่อมต่อวงจรทั้งหมดทำงานอย่างถูกต้อง
4. ตรวจสอบการเจริญเติบโตของแบคทีเรียในระบบขั้วบวก: การเจริญเติบโตของแบคทีเรียทำให้สารละลายขั้วบวกมีกลิ่น โดยมีกลุ่มแบคทีเรียก่อตัวเป็นสารแขวนลอยที่เกาะติดกับระบบ ทำให้เกิดการอุดตันของเมมเบรนและการไหลลดลง ใช้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์หรือ Kathon สำหรับการฆ่าเชื้อ (โดยมีข้อควรระวังด้านความปลอดภัยที่เหมาะสม)
5. ในระหว่างการหยุดการผลิต: ระบายสารละลายขั้วบวก เติมน้ำบริสุทธิ์เพื่อรักษาเมมเบรนขั้วบวกให้เปียก ป้องกันการรั่วไหลของสารละลายขั้วบวกเข้าไปในอ่างอิเล็กโทรโฟเรติก และการทำให้เมมเบรนแห้งหรืออุดตัน
6. การตรวจสอบรายวัน: ตรวจสอบลักษณะภายนอก การนำไฟฟ้า และค่า pH ของสารละลายขั้วบวกอย่างมีประสิทธิภาพในระหว่างการผลิตตามปกติ