電鍍生產(chǎn)線中直流母排上的電氣問(wèn)題

霍大勇

（河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 南陽(yáng) 473009）

電鍍生產(chǎn)線中直流母排上的電氣問(wèn)題

霍大勇

（河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 南陽(yáng) 473009）

通過(guò)7個(gè)電鍍生產(chǎn)線直流母排故障實(shí)例的分析，說(shuō)明了電鍍生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)因母排及相關(guān)裝置的配置和使用不當(dāng)造成的故障的原因和處理方法。指出了預(yù)防類似故障的12個(gè)技術(shù)要點(diǎn)。

電鍍；直流母排；直流儀表；電極；載流量

Author’s address:Henan Polytechnic Institute, Nanyang 473009, China

1 前言

直流母排是電鍍生產(chǎn)線上分配和輸送直流大電流的裝置。直流母排連接直流電源、測(cè)量?jī)x表、電鍍電極和電鍍工件，貫穿影響電鍍工藝的各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。直流母排安裝、運(yùn)行和維護(hù)的好壞直接影響著電鍍工藝的進(jìn)行。筆者在長(zhǎng)期的電鍍?cè)O(shè)備維護(hù)生產(chǎn)實(shí)踐中，積累并記錄了一些因直流母排及圍繞直流母排的儀表、設(shè)備裝置運(yùn)行使用不當(dāng)導(dǎo)致的影響電鍍生產(chǎn)和工藝實(shí)現(xiàn)的故障實(shí)例。本文將圍繞直流母排，對(duì)其中的一些典型故障加以分析和討論，供同行參考。出于敘述簡(jiǎn)潔、討論方便的考慮，分析中除特別說(shuō)明之外，假設(shè)直流母排之外的所有設(shè)備、儀表和生產(chǎn)工藝均完好且處于正常狀態(tài)。

2 母排的安裝不合理

2. 1 生產(chǎn)實(shí)例1

2. 1. 1 故障現(xiàn)象

一條新安裝的鍍鉻生產(chǎn)線，安裝調(diào)試正常、投入試運(yùn)行。運(yùn)行20 d后，發(fā)現(xiàn)安裝于生產(chǎn)線上不同部位的 3個(gè)直流電壓表測(cè)得的電壓值不同，影響現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的進(jìn)行。三者分別安裝于硅整流電源，直流母排進(jìn)入電鍍工房的首端，以及直流母排與鍍槽電極的連接處。前兩處顯示的電壓值相同，鍍槽處的直流電壓表顯示的電壓值較另外兩處低2 V。

2. 1. 2 現(xiàn)場(chǎng)處理及分析

用直流電壓表實(shí)測(cè) 3處電壓值、均與所處位置的電壓表指示值相同。停車，電橋測(cè)母排電阻，發(fā)現(xiàn)母排正負(fù)極均表現(xiàn)出較大的電阻。設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中滴水法檢查，確認(rèn)幾處母排螺栓對(duì)接點(diǎn)過(guò)熱，為直流電壓損失點(diǎn)。打開連接部位，用細(xì)砂紙研磨氧化層、涂導(dǎo)電膏[1]，更換為銅螺栓緊固。開機(jī)試車，設(shè)備正常運(yùn)行。運(yùn)行月余，未見(jiàn)同類故障發(fā)生。

因母排連接部位原先采用普通螺栓，并且未對(duì)連接部位采取防氧化腐蝕措施，導(dǎo)致母排運(yùn)行一段時(shí)間后出現(xiàn)化學(xué)腐蝕，致使接觸電阻增大[1]，母排上電壓損失過(guò)大，影響設(shè)備運(yùn)行。

滴水法查母排過(guò)熱點(diǎn)，就是在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中用冷水點(diǎn)滴在母排上，觀察其變化，以確認(rèn)母排局部發(fā)熱部位，進(jìn)而找到母排上出現(xiàn)電阻過(guò)大的故障點(diǎn)。

2. 2 生產(chǎn)實(shí)例2

2. 2. 1 故障現(xiàn)象

鍍鉻生產(chǎn)線在正常電鍍過(guò)程中出現(xiàn)直流電流忽高忽低的現(xiàn)象，影響生產(chǎn)。時(shí)間為夏季、暑期。

2. 2. 2 現(xiàn)場(chǎng)處理及分析

這種故障有多方面的因素需要排查。實(shí)際維修時(shí)重點(diǎn)檢查了設(shè)備、儀表、鍍液、工件等，耗費(fèi)了大量的時(shí)間，最后在設(shè)備會(huì)診會(huì)議上才找到問(wèn)題的癥結(jié)。正如在本文前言中所假設(shè)的那樣，問(wèn)題出在母排上。該電鍍線采用的是60 × 6銅母排，沿工房2 m高墻面平放、支架敷設(shè)，其間有一跨6 m的距離沒(méi)有設(shè)置支架，暑期長(zhǎng)期運(yùn)行后出現(xiàn)母排正負(fù)極相互碰撞，造成故障。增設(shè)母排支架，保持2 m左右一支架，故障隨即排除。

2. 3 生產(chǎn)實(shí)例3

2. 3. 1 故障現(xiàn)象

鍍鉻生產(chǎn)線在正常電鍍過(guò)程中突發(fā)40 × 4母排壓降過(guò)大。該生產(chǎn)線工藝沒(méi)有改變，設(shè)備、儀表正常。

2. 3. 2 現(xiàn)場(chǎng)處理及分析

滴水法檢查、發(fā)現(xiàn)在鍍槽附近一處母排彎折點(diǎn)過(guò)熱，為故障點(diǎn)。因該母排為相鄰 2個(gè)鍍槽供電，操作人員采用頻繁往復(fù)彎折母排的方式接線，造成彎折部位出現(xiàn)機(jī)械損傷，致使電阻過(guò)大，導(dǎo)致故障。按照以下2.4節(jié)的要點(diǎn)連接母排后，故障排除。

2. 4 母排安裝要點(diǎn)

綜合實(shí)例1 ～ 3可知，在安裝母排時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：

【要點(diǎn) 1】母排對(duì)接部分尺寸要大于或等于其寬度，對(duì)接表面應(yīng)涂導(dǎo)電膏(或中性凡士林膏)以減小接觸電阻。

【要點(diǎn)2】銅母排的連接螺栓應(yīng)采用銅螺栓，以避免接觸面不同金屬間接觸的化學(xué)腐蝕作用[1]。

【要點(diǎn)3】銅母排的表面宜鍍錫處理，避免氧化腐蝕。

【要點(diǎn)4】母排的支架間隔應(yīng)在1.5 ～ 2.0 m之間，以加強(qiáng)支撐；支架與母排接觸面應(yīng)為絕緣材料。

【要點(diǎn)5】允許母排橫向小于90°彎折，但母排的彎轉(zhuǎn)不能通過(guò)直接在其他方向和角度扭曲母排本體來(lái)實(shí)現(xiàn)。

【要點(diǎn)6】母排彎轉(zhuǎn)部位的兩端應(yīng)增加支架支撐。

3 母排的長(zhǎng)期允許載流量不滿足需求

3. 1 生產(chǎn)實(shí)例4

3. 1. 2 故障現(xiàn)象

一條鍍鉻生產(chǎn)線改進(jìn)生產(chǎn)工藝，電鍍電流從3 000 A增大為6 000 A，在原母排正負(fù)極兩側(cè)分別增加同樣規(guī)格的 2條新母線與原母排并聯(lián)，作為新的輸電回路，試運(yùn)行發(fā)現(xiàn)母排過(guò)熱。

3. 1. 2 現(xiàn)場(chǎng)處理及分析

維修中，首先排除了母排搭接故障的可能。

按照母排安全載流量計(jì)算，改裝后的母排適合設(shè)備和工藝需求，能安全載流6 000 A；實(shí)測(cè)運(yùn)行中的輸電電流也低于6 000 A。分析原因?yàn)椋耗概排帕蟹绞皆斐杉w效應(yīng)、引起母排過(guò)熱。將 4根母排按正負(fù)相間的方式排列在支架上后試車，運(yùn)行正常。

3. 2 母排載流量選擇的要點(diǎn)

在選擇母排載流量時(shí)，應(yīng)注意以下2點(diǎn)：

【要點(diǎn)7】應(yīng)按照直流電源(如硅整流設(shè)備)的最大輸出，選擇合適載流量的母排構(gòu)成直流輸電回路。

【要點(diǎn)8】直流回路需求載流量較大時(shí)，可以用小截面母排并聯(lián)代替大截面母排，但母排的安裝方式以正負(fù)極在支架上間隔安裝為宜，不能簡(jiǎn)單地把 2根小截面母排并接在一起代替大截面母排。

4 母排與儀表的連接不當(dāng)

4. 1 生產(chǎn)實(shí)例5

4. 1. 1 故障現(xiàn)象

一電鍍生產(chǎn)線大修后，電鍍作業(yè)人員反映按照原工藝規(guī)定的直流電流進(jìn)行電鍍作業(yè)，產(chǎn)品鍍層達(dá)不到工藝要求，產(chǎn)品批量不合格。

4. 1. 2 現(xiàn)場(chǎng)處理及分析

該生產(chǎn)線在整流電源處和鍍槽處各裝一塊直流電流表，兩表并聯(lián)，在硅整流設(shè)備內(nèi)部安裝的一個(gè)分流器上取信號(hào)。鍍槽旁的電流表為大修后從母排進(jìn)入電鍍工房處移裝。原安裝位置距整流柜3 m，鍍槽距整流柜50 m。

用毫伏表實(shí)測(cè)分流器的輸出電壓為60 mV，儀表表頭為6 000 A/75 mV。檢測(cè)鍍槽處電流表兩端電壓為50 mV，小于整流柜處顯示的電流值。由此確定，鍍槽處直流電流表指示錯(cuò)誤。查線路發(fā)現(xiàn)，鍍槽處連接導(dǎo)線為2.5 mm2的單股銅導(dǎo)線，因信號(hào)傳輸距離過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致嚴(yán)重衰減[2]。改用6 mm2的單股銅導(dǎo)線連接分流器和鍍槽處的直流電流表后，故障排除。大修前該儀表采用2.5 mm2的單股銅導(dǎo)線連接合格，是因?yàn)殡娏鞅砭嚯x分流器較近，符合信號(hào)輸送的要求。

該故障的處理也可以采用在鍍槽處設(shè)置一個(gè)新的分流器與該處的電流表配套使用。這一方法比上述處理方法更為合理。

4. 2 生產(chǎn)實(shí)例6

4. 2. 1 故障現(xiàn)象

一條運(yùn)行中的鍍鉻生產(chǎn)線上，2個(gè)部位安裝有直流電壓表，分別在硅整流電源上和鍍槽處。鍍槽處的直流電壓表突然出現(xiàn)不穩(wěn)定的電壓指示，但整流設(shè)備上的電壓指示正常。設(shè)備上的兩處電流表指示值也正常。

4. 2. 2 現(xiàn)場(chǎng)處理及分析

這是典型的儀表故障或者儀表連接線故障。查故障儀表及其連接線，發(fā)現(xiàn)儀表連接線與母排連接點(diǎn)松動(dòng)，按以下的要點(diǎn)10處理后，故障排除。當(dāng)然，本故障的故障點(diǎn)還可能在連接線上(如接線斷線)，也可能在儀表與連接線的接點(diǎn)上(如接觸不良)。這些故障在現(xiàn)場(chǎng)是很容易判定的。

4. 3 母排與儀表連接的要點(diǎn)

【要點(diǎn) 9】?jī)x表與母排宜就近連接，導(dǎo)線采用2.5 mm2以上的單股銅導(dǎo)線；連接線超過(guò)5 m長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)測(cè)量其信號(hào)衰減量。若信號(hào)損失大于5%，應(yīng)增大導(dǎo)線截面。

【要點(diǎn)10】?jī)x表連接線與母排應(yīng)采用螺栓連接，連接線加裝接線端子并鍍錫處理，連接螺栓為銅質(zhì)[2]。

5 母排與電鍍電極或鍍件的連接不當(dāng)

5. 1 生產(chǎn)實(shí)例7

5. 1. 1 故障現(xiàn)象

電鍍生產(chǎn)線運(yùn)行過(guò)程中按照原工藝的電流電鍍時(shí)，鍍液沸騰狀況逐漸減弱，并且鍍槽內(nèi)電流變小。

5. 1. 2 現(xiàn)場(chǎng)處理及分析

該故障在維修處理過(guò)程中造成了很大的爭(zhēng)議。排除了母排故障后，有關(guān)人員在電鍍液配制問(wèn)題和設(shè)備故障問(wèn)題上互相指責(zé)，并且分別在電鍍液的配制和設(shè)備檢修上費(fèi)了很大的周折。最終發(fā)現(xiàn)，改用新的鍍槽進(jìn)行試驗(yàn)，問(wèn)題有了改觀。再試車，確認(rèn)掛件、電鍍極板與電極的連接接觸電阻因掛棒老化而增大，造成了鍍槽內(nèi)直流電壓較實(shí)際供電直流電壓低。這種故障可以通過(guò)敲擊掛件、觀察槽內(nèi)反應(yīng)而及時(shí)發(fā)現(xiàn)。更換新的極棒后，故障排除。

5. 2 母排與電極、鍍件連接的要點(diǎn)

【要點(diǎn)11】母排與鍍槽陰極、陽(yáng)極應(yīng)采用螺栓連接，保證連接可靠，并每班檢查其發(fā)熱情況。

【要點(diǎn)12】電鍍掛件與鍍槽電極棒應(yīng)可靠連接，每班檢查其發(fā)熱情況。每次掛鍍件前均應(yīng)處理掛件接合部位，保證接觸良好。

6 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)故障的分析及處理方法以電鍍直流母排之外的設(shè)備和電鍍工藝均完備可靠為前提。在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)當(dāng)把相關(guān)項(xiàng)目(如電源、儀表)列進(jìn)檢修程序。因母排配置或運(yùn)行方式不當(dāng)而引起電鍍生產(chǎn)線不能正常工作的情況在電鍍加工中常見(jiàn)，需要從業(yè)人員在實(shí)踐中結(jié)合相關(guān)專業(yè)知識(shí)不斷完善，避免設(shè)備故障和生產(chǎn)事故的發(fā)生。

[1] 《電氣工程師手冊(cè)》第二版編輯委員會(huì). 電氣工程師手冊(cè)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2004.

[2] 霍大勇, 趙德申. 電鍍生產(chǎn)線直流電流表不當(dāng)使用的分析[J]. 化工自動(dòng)化及儀表, 2010, 37 (6): 114-117.

Electrical faults associated with direct current bus of plating line //

HUO Da-yong

The faults arising from incorrect configurations and operations of direct current bus and associated equipments in plating production line were analyzed with seven practical examples, and the corresponding countermeasures were given. Twelve technical key points were presented to prevent such problems.

electroplating; direct current bus; direct current instrument; electrode; ampacity

TM721.1

B

1004 – 227X (2011) 09 – 0021 – 03

2011–02–13

2011–03–18

霍大勇（1967–），男，河南社旗人，工程碩士，高級(jí)工程師，副教授，專業(yè)方向?yàn)樵O(shè)備管理與維護(hù)、控制技術(shù)。發(fā)表相關(guān)論文80余篇。

作者聯(lián)系方式：(E-mail) hnnyhdy@163.com；(Tel) 0377–63270916。

[ 編輯：周新莉 ]