Почистване и инспекция на контейнера за електролит на батерията: източване при преобръщане, визуална инспекция на вътрешните стени и пететапна линия

Общ преглед

Контейнерът за батерийен електролит прилича на прост резервоар. При производството той се държи като компонент, изискващ чистота: съдържа корозивна и проводяща течност, пълни се и изпразват през малко отворче, а всеки остатък, останал по вътрешната стена, попада в електролита. Това превръща контейнера в технологичен риск, а не в опаковка.

Big Bird Industrial (по-рано Shimada Big Bird Industrial) произвежда системи за почистване и застраняване на заострени ръбове за компоненти на автомобилни силови предавки от 2001 г., а линиите за контейнери следват същия подход: първо се определя замърсяващият агент, след това – критерият за приемане, а етапите се проектират около тях. В тази статия се описват петте етапа на автоматизирана линия за електролитни контейнери, защо източването чрез обмяна е самостоятелен етап, а не аксесоар, и как визуалният контрол на вътрешната стена замества пробата с бороскоп, която повечето заводи все още използват.

1. Защо електролитният контейнер е проблем за почистване

Контейнерът обикновено е дълбока, тясна черупка с малък вход за пълнене, вътрешна преграда или две и дъно, което събира остатъците от предишния процес. Три свойства правят почистването му трудно.

Първо, геометрията. Струя, въведена през входа, достига противоположната стена и след това губи енергия. Долната третина на контейнера и долната страна на преградите са ефективно затъмнени.

Второ, химията. Електролитът не е смазъчно средство или технологична течност за машинна обработка, но е агресивен и проводим. Остатъците, които остават, могат да реагират с новия електролит, да повишават нивото на примеси и в най-лошия случай да образуват локална клетка, която атакува стената на контейнера.

Трето, критерият за приемане. Контейнер, който изглежда визуално чист, но все още задържа течност в долния ъгъл, ще разреди първото пълнене и ще замърси партидата. Чистотата трябва да се дефинира като отсъствие на остатъци плюс сухота, а не като външен вид.

2. Петте етапа на автоматизирана линия

Производствената линия за този компонент не е мивка с конвейер. Това е последователност, при която всяка стъпка съществува, защото предишната не може да се счита за надеждна в изпълнението на своята задача.

Стъпка 1 — Изцеждане при обърнато положение

Контейнерът навлиза обърнат или се обръща по линията и остава в това положение достатъчно дълго, за да се оттече основната течност. Тази стъпка обикновено е най-евтината и най-често пропускана. Премахването на основната течност преди почистването означава, че почистващият разтвор не се разрежда веднага, а също така означава, че първото изплакване не трябва да отстрани един литър остатък. При тежки или високовискозни остатъци времето за изцеждане се определя чрез наблюдение, а не според стандартна стойност.

Стъпка 2 — Почистване

Чистенето е комбинация, а не единичен метод. Турбулентният поток изпълва обема и измива стените и преградите. Целевите дюзи са насочени към входа за пълнене, заваръчните шевове и долния ъгъл. Където вътрешната геометрия позволява това, подходът с плъзгащ се запушващ елемент принуждава потока да минава през проходите, а не около тях. Трите метода са взаимно допълващи се: турбулентността обхваща площта, целевото измиване – отделните елементи, а запушването – проходите.

Етап 3 — Изплакване

Изплакването отстранява почистващата химия, а не замърсяването. Това различие има значение, защото ако някой пропусне етапа на изплакване, детергентът ще изсъхне по стените и този филм ще бъде регистриран като остатък по-късно. Качеството на водата за изплакване и броят на етапите на изплакване определят крайното ниво на остатъци по-значително от етапа на почистване.

Етап 4 — Сушене

Сушенето на дълбок съд е мястото, където повечето линии тихо провалят. Въздушният поток отстранява повърхностната вода, но не и водата, събрана в долната ъглова част. Горещият въздух повишава парциалното налягане на парата, но за това е необходим път за излизане от съда. Вакуумното сушене отстранява влагата от затворени обеми, което е причината да се използва както при линиите за съдове, така и при корпусите на електрически двигатели с вътрешни канални системи за охлаждане. Практическият тест не е визуален: тегли съда или измервай остатъчната влага след определено време на изчакване.

Етап 5 — Инспекция на вътрешната стена

Последният етап показва дали първите четири са били ефективни. Визуална система премества зонд или камера вътре в съда и прави снимки на стената, разделящите прегради, шевовете и дъното, след което класифицира остатъците, драскотините, вдлъбнатините и чуждите предмети. Това е етапът, който превръща почистването от вяра в измерване.

3. Какво означава чистота за съд, който съдържа електролит

Критерият за приемане на контейнер е записан на същите четири реда като всеки друг компонент: маса на извличаемото вещество, размер на частиците, сухота и метод на вземане на проби. Разликата е в повърхността за вземане на проби, тъй като един контейнер има далеч по-голяма вътрешна площ на част от машинен компонент.

Критерий за контейнер, който изисква само чистота под определена маса, е неприложим, тъй като вътрешната площ е голяма, а измерването зависи напълно от това кои повърхности са били пробовани. В документа трябва да са посочени конкретните повърхности: стена, дъно, прегради, резба на отвора.

4. Инспекцията на вътрешната стена заменя пробата с бороскоп

Традиционният метод използва бороскоп и обучен оператор. Той е гъвкав, не изисква фиксиращо устройство и не подлежи на одит: двама оператори, които разглеждат една и съща стена, могат да стигнат до различни изводи, а никой не може да докаже по-късно какво е било видяно.

Системата за инспекция на вътрешната стена в линия променя едновременно три неща. Покритието става път, а не преценка: зондът посещава предварително определени позиции, така че инспекцията е възпроизведима. Класификацията става модел, поради което остатъци, драскотини, вдлъбнатини и чужди тела се разграничават чрез правила, а не според настроението. Записите стават данни, така че партида може да се проследи обратно до изображения.

Хардуерната обвивка има по-голямо значение от алгоритъма. Въртящият се лазерен зонд избягва намесата на околна светлина и на LED-ове, което е полезно при инспекция на отразяваща метална стена; твърдата бронирана леща работи добре при тесни отвори; рибешко око или 360-градусова леща обхваща по-широко поле, когато контейнерът е къс и широк. Съотношението дълбочина-диаметър е практическият ограничител: зонд, който трябва да достигне съотношение 1:1, може да инспектира дълбок контейнер, докато зонд, който трябва да достигне 3:1, изисква различно оптично проектиране.

5. Време за цикъл и подредба

Линиите за контейнери обикновено се регулират от сушенето и инспекцията, а не от почистването. Почистването зависи от броя на форсунките и мощността на помпата; сушенето — от обема на въздуха или от мощността на вакуумната помпа; инспекцията — от броя на позициите, които зондът трябва да посети. Когато линията не спазва такта, първият въпрос трябва да е кое от трите е узкото място, а не как да се увеличи налягането.

6. Повтарящи се режими на отказ

Четири отказа обхващат повечето проблеми по тези линии. Стъпката за отцеждане е премахната, за да се спести място на пода, а измиването се разрежда в рамките на една смяна. Промиването се счита за факултативно, а остатъчният филм от детергент по-късно се измерва като остатък. Сушенето се оценява визуално, така че контейнер, който изглежда сух, минава контрола, докато в долния ъгъл все още има течност. Инспекцията се извършва чрез проби, затова открит дефект в един контейнер не дава никаква информация за цялата партида.

Всеки отказ е резултат от проектно решение, а не от случайност. Всички четири са по-евтини за поправка върху чертеж на компоновката, отколкото върху работеща линия.

Полезна проверка за здрав разум преди одобряване на компоновката: проследете пътя на контейнера през последователността от стъпки и се запитайте къде всъщност отива течността, която напуска стъпката за отцеждане. Ако отговорът е, че се връща обратно в банята, стъпката за отцеждане не изпълнява функцията си.

Често задавани въпроси

Наистина ли е необходимо изпразването на течността?

Да, за обемни течности. Премахването ѝ преди почистване поддържа стабилна химия на ваната и съкращава времето за изплакване, което обикновено спестява повече време, отколкото отнема етапът на изпразване.

Може ли контейнерът да се изсуши без вакуум?

За плитки контейнери и процеси с ниско остатъчно количество достатъчни са въздушни ножове плюс подгрят въздух. За дълбоки контейнери с ъгъл в дъното вакуумът е надежден начин за премахване на влага, която въздухът не може да достигне.

Колко позиции за инспекция са необходими за един контейнер?

Достатъчно, за да се охватят стената, разделящите прегради, шевовете и дъното. Броят се определя от геометрията на контейнера и полето на зрение на обектива и е основният фактор, определящ такта на инспекцията.

Замества ли визуалният контрол от вътрешната страна на стената теста за чистота?

Не. Визуалният контрол потвърждава визуалните условия, като остатъци, драскотини, вдлъбнатини и чужди тела по повърхностите, които може да види. Гравиметричните и частиците тестове все още определят количествения ниво на чистота. Двата метода са допълващи се, а не взаимозаменяеми.

Заключение

Линия за контейнери с електролит включва пет решения, а не една машина: източване на основната маса, почистване на геометрията, изплакване на химичния състав, изсушаване на обема и инспекция на повърхността. Ако се премахне която и да е от тези стъпки, останалите етапи започват да компенсират по начини, които не стават видими, докато не бъде анализиран електролитът.

При работата с технически спецификации полезно правило е да се формулира критерият за приемане преди избора на оборудването. Когато масата, размерът на частиците, сухостта и методът на вземане на проби са определени, последователността на етапите следва естествено и линията получава измеримо определение на завършеност.