Probleem, millest keegi ei räägi enne, kui midagi läheb valesti

Liitium{0}}ioonelementide tehase tootmisinsener kirjeldas kord hetke, mil nad taipasid, et klapivalik oli neile aastaid raha maksma läinud. Sümptom ei olnud dramaatiline rike -, vaid midagi vaiksemat: partii ebaühtlus. Rakud samast liinist, samal päeval, veidi erineva sisetakistusega. Süüdlane, mis lõpuks leiti süstemaatilise kõrvaldamise kaudu, oli jääkelektrolüütide kogunemine ülekandeliini vähendatud avaga{5}}ventiilide surnud tsoonidesse. Saastunud ülekanne oli piisav, et viia elektrolüüdi-ja-elektroodide suhe üle vastuvõetava tolerantsi.

See on selline probleem, mida klapi andmelehel ei kuvata. See kuvatakse teie tuluaruandes.

Elektrolüütide käitlemine liitiumaku tootmisel on andestamatu. Primaarse elektrolüüdi sool - liitiumheksafluorofosfaat (LiPF₆) - reageerib agressiivselt vähese niiskusega, tekitades kõrvalsaadusena vesinikfluoriidhappe (HF). Aku -kvaliteediga elektrolüüdid peavad hoidma veesisaldust alla 20 ppm. Sellel tundlikkuse tasemel muutub ülekandesüsteemi iga komponent, sealhulgas klapid, muutujaks, mis kas kaitseb kvaliteeti või õõnestab seda.

Klapi valik ei ole hanke järelmõte. See on protsessitehniline otsus.

 

 

Miks on 3 arvutiga kuulkraan õige lähtepunkt?

Mõiste "3 arvutit" viitab kolmeosalisele{1}}korpuse konstruktsioonile: keskne klapi korpus, mis sisaldab kuuli ja varre ning mida ääristavad kaks iseseisvalt eemaldatavat torujuhtme külge poltidega kinnitatud otsakorki. See modulaarne arhitektuur on see, mis eristab seda ühest-ja kahe-osalisest kujundusest kriitilistes keskkondades.

Tavalise-üheosalise ventiili korral tähendab mis tahes sisemine rike ventiili täielikku torustikust välja lülitamist. Kahe-osa ventiil parandab seda veidi, kuid sisemine juurdepääs nõuab siiski märkimisväärset torujuhtme katkestust. The3 PC kuulkraan, seevastu võimaldab hooldustehnikul eemaldada keskkere -, paljastades kuuli, istmed ja tihendid - ilma torujuhtmete ühendusi häirimata. Otsakorgid jäävad paigale, kruvidega toru külge.

Liitiumpatareide tootmisel, kus ülekandeliinid kulgevad sageli läbi kontrollitud kuivade ruumide, kus kehtivad ranged atmosfäärinõuded, ei ole "torujuhtme katkemine" tühine fraas. Iga kord, kui liin avatakse, on oht niiskuse sissepääsuks. Iga niiskusjuhtum on potentsiaalne partii kadu. 3 PC kuulventiili kasutuskõlblikkus ei ole seega mitte ainult mugavus, - see on saastetõrjestrateegia.

Suures mahus töötavate rajatiste puhul, kus PTFE istme kulumise tõttu korduva tsükli korral võib ventiilide hooldussagedus olla iganädalane, väheneb tööjõu- ja seisakuaeg kahe-{0}}- ja kolme-osalise konstruktsiooni segude vahel kiiresti. Avaldatud hoolduse võrdlusnäitajatel põhinev konservatiivne hinnang viitab sellele, et 3-arvutilise konstruktsiooniga istme vahetamine reas{3}} võtab ligikaudu 40% vähem aega kui samaväärne töö, mis nõuab liini osalist eemaldamist. 20-klapilises elektrolüütide ülekandesüsteemis, mida tsüklistatakse mitu korda vahetuses, muutub see erinevus oluliseks ühe kvartali jooksul.

 

Täielik-pordinõue: voolufüüsika vastab aku keemiale

"Täis{0}}ava" (nimetatakse ka täis-ava) tähendab, et klapi kuuli ava siseläbimõõt vastab täpselt ühendatud torujuhtme nimiavale. 2-tollisel täis-ava ventiilil on 2-tolline ava läbi kuul. Sama nimisuurusega{10}}vähendatud ühendusventiilil on tavaliselt ühe toru suuruse võrra väiksem ava – tavaliselt umbes 1,5 tolli –, mis tekitab vooluteel ahenemise.

Sellel kitsendusel on kaks tagajärge, mis on eriti olulised elektrolüütide ülekandmisel.

Esiteks rõhu langus.Vähendatud-ava ventiilid tekitavad suurema takistuse voolule, mis tähendab, et teie ülekandepump peab töötama rohkem, et liigutada sama kogust elektrolüüdi samal ajal. Kõrge -viskoossusega elektrolüütide koostistes -, eriti nendes, mis kasutavad kontsentreeritud LiPF₆ karbonaadi lahustite segudes -, pole see tähtsusetu. Täis-ava klapi voolukoefitsient (Cv) on tavaliselt 20–30% kõrgem kui selle vähendatud-pordiekvivalent. Pumba{11}}suuruse määramise inseneride jaoks määrab see erinevus sageli selle, kas väiksem ja odavam pump on elujõuline, ning ühes tööstuslikus juhtumiuuringus dokumenteeriti pumba energiasääst, mis on piisav klapikulu tasumiseks 18 kuu jooksul.

Teiseks surnud tsoonid ja jääkpoolistumine.Vähendatud{0}}ava läbipääsu tekitatud läbimõõdu samm ei ole lihtsalt voolupiirang -, see on geomeetria, kuhu koguneb aeglaselt-liikuv või seisev vedelik. Elektrolüütide hoolduses see seisev vedelik laguneb. LiPF₆ on termiliselt ebastabiilne; isegi ümbritseva õhu temperatuuril põhjustab pikaajaline staatiline kokkupuude niiskuse jälgedega valesti puhastatud torustikus lagunemise. Täielik-pordiga kuulventiil välistab selle läbimõõdu ülemineku täielikult. Kui klapp on avatud, on voolutee toruga geomeetriliselt pidev. Kui see on suletud, ei jäta sile sfääriline kuulipind süvendeid, kuhu vedelik võib märkamatult koguneda.

See on ka põhjus, miks torujuhtme ühendamiseks on vaja täielikku-pordi konstruktsiooni -, milleks on puhastuskorgi läbilaskmine torust, et vedelikujääk välja tõrjuda. Suure -läbilaskevõimega elektrolüütide süsteemides kasutatakse pihustamist üha enam partiidevahelise-puhastusmeetodina. Vähendatud-avaventiiliga on see füüsiliselt võimatu, sest siga ei pääse ahenemisest läbi.

 

Materjali valik: kus keemia kohtub metallurgiaga

Korrosioonikindlus elektrolüütide teeninduses ei ole märkeruut -, see on otsuste hierarhia. LiPF₆-teenuse mis tahes ventiili märjaks saanud pinnad peaksid olema vähemalt 316L roostevabast terasest, CF8M valatud korpuse klassiga klapikorpuse puhul, mis on valmistatud investeeringuvalu teel. "L" tähis 316L viitab madalale süsinikusisaldusele, mis vähendab sensibiliseerimise ohtu keevisõmblustes ja parandab vastupanuvõimet HF kokkupuutel tekkivale teradevahelisele korrosioonile.

Istmete ja tihendite materjalid järgivad selget eelistusjärjekorda: PTFE (polütetrafluoroetüleen) standardtöö jaoks, RPTFE (tugevdatud PTFE) suurema-tsükliga rakenduste jaoks ja FFKM (perfluoroelastomeer) O-rõngaste ja varre tihendite jaoks, kus on nõutav maksimaalne kemikaalikindlus. Standardsed nitriil (NBR) või EPDM elastomeerid ei ühildu karbonaat-põhiste elektrolüütide lahustitega ja paisuvad või lagunevad nädala jooksul pärast kokkupuudet, põhjustades tihendi rikke ja lekke.

Üks disainidetail, mida tasub selgesõnaliselt täpsustada: varre väljatõmbamisvastane{0}}funktsioon. Survetsükli ajal võib valesti konstrueeritud vars klapi korpusest välja suruda - rikkerežiim, mis tekitab kohese lekketee. See on teadaolev oht suure-tsükliga ventiilide rakendustes ja seda tuleks kinnitada kui standardset disainifunktsiooni, mitte valikulist täiendust, mis tahes ventiili jaoks, mis läheb elektrolüütide hooldusesse.

 

Selle kokku panemine: konkreetne tootenäide

Leadteki omaRoostevabast terasest käitatavad kuulventiilid(3PC keermestatud kuulkraan koos paigalduspadjaga, kood 30-0C200 seeria) illustreerib, kuidas selle rakenduse jaoks õigesti määratud ventiil praktikas välja näeb. Klapi korpus ja otsakorgid on investeeritud-CF8M-i, mis on täpselt{13}}töödeldud 316 roostevabast terasest kuuliga. Istmevalikud ulatuvad RPTFE-st (reitinguga kuni 160 kraadi) kuni TFM4215 (reitinguga kuni 240 kraadini). Vars sisaldab nii -väljaviske- kui ka kriimustusvastast{16}}geomeetriat. Täielik -ava läbipääs - on kinnitatud kõigi seeria variantide puhul – ühtib toru ID-ga ilma piiranguteta.

Klapi korpusel olev ISO5211 paigaldusalus on sageli -spetsifikatsioonita tähelepanuta jäetud punkt: see annab standardiseeritud liidese pneumaatiliste või elektriliste täiturmehhanismide jaoks, mis tähendab, et sama klapi korpust saab käivitada käsiklapina pilootmastaabis ja uuendada automaatjuhtimisega ilma ventiili või selle ühendusi muutmata, kuna liin läheb täistoodangule. Liitiumaku tootmisrajatiste puhul, mis suurendavad samaaegselt võimsust ja automatiseerivad protsessietappe, on sellel paindlikkusel tõeline kapitali väärtus.

Saadaolevad rõhureitingud ulatuvad PN25 (tüüp 30-0C200 / LTS) kuni PN150 (tüüp 30-0C2A0 / 2000WOG), mis hõlmavad kõike alates atmosfäärirõhuga elektrolüütide säilitamisest kuni kõrgsurve sissepritsesüsteemideni.

Leadteki roostevabast terasest käitatavad kuulventiilid

 

Kokkuvõte: mida täpsustada ja miks

Liitiumaku tootmises elektrolüüdi ülekandeliinide ventiilide valimisel taandub otsustusloogika lühikeseks kontrollnimekirjaks:

Kere ehitus:3 arvutit reasiseseks-hooldamiseks. Ärge aktsepteerige kahe-osa ventiile ühelegi liinile, kus istmete vahetamise sagedus ületab kord kuue kuu jooksul.

Pordi suurus:Ainult täispuur-. Vähendatud-pordiventiilid kehtestavad voolupiirangud, surnud-tsoonide ühendamise ja kokkusobimatuse, mis on struktuurselt vastuolus elektrolüütide puhtuse nõuetega.

Kere ja palli materjal:316L / CF8M roostevaba teras. Kinnitage materjali sertifikaadiga, mitte ainult tehniliste andmetega.

Istme materjal:PTFE minimaalselt; RPTFE- või TFM-klassid kõrge{0}}tsükli- või{1}}temperatuuri teenuse jaoks. Määrake FFKM kõikide elastomeersete tihendite jaoks.

Varre kujundus:-Väljutamisvastane funktsioon on kohustuslik spetsifikatsioon, mitte valikuline.

Käivitusliides:ISO5211 paigaldusalus täiturmehhanismi tulevase ühilduvuse tagamiseks, isegi kui esialgne paigaldamine on käsitsi.

Investeering õigesti määratud 3 PC kuulventiilisse on reaalne. Nii on ka valesti määratud kulu -, see saabub lihtsalt hiljem ja see saabub teie arve asemel teie tuluandmetesse.

 

Korduma kippuvad küsimused

K: Kas ma saan kulude kokkuhoiuks kasutada elektrolüüdi ülekandes 2 PC kuulventiili?
V: Saate, kuid omandi kogumaksumuse arvutamine soosib seda harva. Kahe-osa ventiili ei saa liinis- hooldada, mis tähendab, et iga istme vahetamine või sisemine puhastamine nõuab toru osalist lahtivõtmist. Kuivas ruumis, kus atmosfääri reguleerimine on kriitiline, kaasneb iga liini{4}}avamise sündmusega saastumise oht, mida on raske kvantifitseerida, kuid mida on võimatu kõrvaldada. Mitte-kriitiliste sekundaarliinide - jahutusvedeliku jaoks, näiteks -, on mõistlik kahe-osa ventiil. Primaarse elektrolüüdi ülekande jaoks on 3 PC disaini töövõime väärt hinnavahet.

K: Mis vahe on PTFE ja RPTFE kuulkraanipesadel ja mida ma peaksin kasutama?
V: PTFE (polütetrafluoroetüleen) on standardne istmematerjal keemiahoolduseks - keemiliselt inertne, madala hõõrdumisega ja ühildub LiPF₆-põhiste elektrolüütidega. RPTFE (tugevdatud PTFE) lisab klaaskiu või süsiniku täiteainet, et parandada mõõtmete stabiilsust korduva survekoormuse korral, mis pikendab oluliselt istme eluiga suure-tsükliga rakendustes. Rohkem kui viis korda tunnis sõitvate elektrolüütide täitmisliinide jaoks on parem valik RPTFE- või TFM{5}}-klassi istmed.

K: Kas pordi täis-konstruktsioon mõjutab ventiili tööks vajalikku pöördemomenti?
V: Jah, veidi. Täis-avakuul on füüsiliselt suurem kui sama nimisuurusega vähendatud-avakuul, mis suurendab istumispinna pindala ja seega ka murdumismomenti - jõudu, mis on vajalik klapi avamise alustamiseks torustiku surve vastu. Praktikas on kuni 2-tolliste ventiilide puhul see erinevus piisavalt väike, et käsitsi juhtimine jääb praktiliseks. Suuremate suuruste või{7}}kõrgsurvetorude puhul on pöördemomendi suurenemine üks mitmest põhjusest, miks eelistatakse käitatavat (pneumaatilist või elektrilist) tööd, ning ISO5211 kinnituspadja ühilduvus muudab täiturmehhanismi valiku lihtsaks.

K: Kui sageli tuleks LiPF₆ elektrolüüdi hoolduses istmete tihendeid vahetada?
V: Hooldusintervall sõltub suuresti tsükli sagedusest, temperatuurist ja konkreetsest elektrolüüdi koostisest. Üldise võrdlusalusena näitavad PTFE istmed mõõduka-tsükliga (10–30 liigutust päevas) tavaliselt mõõdetavat kulumist 6–12 kuu pärast. RPTFE ja TFM klassid pikendavad seda sarnastel tingimustel 18–24 kuuni. Kolmearvulise kuulventiili praktiline eelis seisneb selles, et ülevaatus ja asendamine võib toimuda plaanilise hooldusperioodi ajal ilma liini sulgemiseta -, mis tähendab, et saate asendada kalendrigraafiku alusel, mitte oodata, kuni probleemi sunnib leke.

K: Kas roostevabast terasest piisab kõigi märjaks saanud komponentide jaoks või on vaja katteid?
V: Enamiku standardsete LiPF₆ elektrolüütide koostiste jaoks karbonaatlahustites tagab 316-liitrine roostevaba teras klapi korpuse ja kuuli piisava korrosioonikindluse. Kui eeldatakse pikaajalist kokkupuudet HF-i lagunemissaadustega, - eriti liinides, mida regulaarselt ei puhastata -, lisab PTFE-vooder või kate sisepindadele märkimisväärse kaitsevaru. Tihendite ja istmete puhul eelistatakse PTFE{5}}perekonna materjale alati metallkontaktile, olenemata korpuse põhimaterjalist.