Čiščenje in pregled posode za elektrolit baterije: izpraznjevanje z obračanjem, vizualni pregled notranjih sten in petstopenjska proizvodna linija

Pregled

Vsebinski rezervoar za baterijski elektrolit izgleda kot preprost rezervoar. V proizvodnji pa se obnaša kot komponenta za ohranjanje čistosti: vsebuje korozivno, električno prevodno tekočino, polnjen in izpraznjevan je skozi majhno odprtino, vsak ostanki na notranji steni pa končajo v elektrolitu. Zato je rezervoar procesni tveganje, ne pa embalaža.

Big Bird Industrial (nekdanja Shimada Big Bird Industrial) izdeluje sisteme za čiščenje in odstranjevanje ostankov z avtomobilskih komponent za pogonski sistem že od leta 2001, pri čemer so tudi linije za rezervoarje izdelane po istem načelu: najprej določitev onesnaževalca, nato določitev merila za sprejemljivost in šele nato načrtovanje posameznih faz. V tem članku so opisane pet faza avtomatizirane linije za elektrolitne rezervoarje, zakaj je izpraznjevanje z menjavo tekočine ločena faza in ne dodatna naprava ter kako nadzor notranje stene z vizijo nadomesti vzorčenje z boreskopom, na katerega se večina tovarn še vedno zanaša.

1. Zakaj je rezervoar za elektrolit problem čiščenja

Vsebinsko posodico običajno sestavlja globoka, ozka lupina z majhnim polnilnim priključkom, eno ali dvema notranjima pregradama ter dnom, ki zbere vse, kar je prejšnji postopek pustil za seboj. Tri lastnosti jo naredijo težko za čiščenje.

Prvič, geometrija. Curke, ki vstopajo skozi polnilni priključek, dosežejo nasprotno steno in nato izgubijo energijo. Spodnji tretjini posodice ter spodnji strani pregrad ostanejo učinkovito v senci.

Drugič, kemija. Elektrolit ni mazivo niti rezalna tekočina, a je agresiven in električno prevoden. Ostanki, ki ostanejo na površini, se lahko reagirajo z novim elektrolitom, povečajo raven nečistoč in v najslabšem primeru ustvarijo lokalni element, ki napade steno posodice.

Tretjič, merilo sprejemljivosti. Posodica, ki izgleda vizualno čista, a še vedno vsebuje tekočino v spodnjem kotu, bo razredčila prvo polnitev in onesnažila serijo. Čistost je treba opredeliti kot odsotnost ostankov skupaj z suhostjo, ne pa le kot videz.

2. Pet faz avtomatizirane proizvodne linije

Proizvodna linija za ta sestavni del ni umivalnik z transportno trakom. Gre za zaporedje, v katerem vsaka faza obstaja, ker prejšnja faza ni zanesljiva pri opravljanju svoje naloge.

Faza 1 — Izpraznjevanje obrnjene posode

Posoda vstopi obrnjena ali se na liniji obrne in ostane v tej legi dovolj dolgo, da se iz nje izteče večina tekočine. To fazo običajno najceneje izvedemo in jo najpogosteje izpustimo. Odstranitev večine tekočine pred čiščenjem pomeni, da se čistilna kemija ne razredči takoj, hkrati pa tudi prvi izpiralni cikel ne mora odstraniti enega litra ostankov. Pri težkih ali viskoznih ostankih čas zadrževanja določimo na podlagi opazovanja, ne pa po standardni vrednosti.

Faza 2 — Čiščenje

Čiščenje je kombinacija, ne pa ena sama metoda. Turbulentni tok zapolni prostornino in izplakne stene ter pregradne plošče. Usmerjeni šobni izviri so usmerjeni v polnilni priključek, varilne šve in spodnji kot. Tam, kjer notranja geometrija omogoča, pristop s tesnjenjem z zamaškom prisili tok skozi prehode namesto okoli njih. Vse tri metode se med seboj dopolnjujejo: turbulenco uporabimo za površine, usmerjanje za posebne elemente, tesnjenje z zamaškom pa za prehode.

Stopnja 3 — Izpiranje

Izpiranje odstrani čistilno kemijo, ne pa onesnaženja. To razlikovanje je pomembno, saj bo vodovodna linija, ki preskoči izpiranje, na steni posušila detergent, kar se kasneje šteje kot ostanki. Kakovost izpiralne vode in število izpiralnih stopanj določata končno raven ostankov bolj kot stopnja čiščenja.

Stopnja 4 — Sušenje

Sušenje globokega posode je tisto, pri čemer večina linij tiho odpove. Zračni tok odstrani vodo s površine, ne pa tudi kapljic v spodnjem kotu. Topel zrak poveča parni tlak, vendar potrebuje pot iz posode. Sušenje pod vakuumom odstrani vlago iz zaprtih prostorov, zato se pojavlja na linijah za posode in na ohišjih električnih motorjev z notranjimi hlajenimi kanali. Praktični test ni vizualen: posodo tehtajte ali izmerite ostankovo vlago po določenem času zadrževanja.

Stopnja 5 — Nadzor notranje stene

Zadnja stopnja odloča, ali so prve štiri uspele. Sistem za vid premakne sondi ali kamero v posodo in zajame slike stene, pregrad, šivov in dna, nato pa razvrsti ostanki, praske, udarce in tuje predmete. To je stopnja, ki pretvori čiščenje iz prepričanja v merljiv rezultat.

3. Kaj pomeni čisto za posodo, ki vsebuje elektrolit

Kriterij sprejema za posodo je zapisan na istih štirih vrsticah kot katera koli druga sestavina: masa izvlečljive snovi, velikost delcev, sušenost in metoda vzorčenja. Razlika je v površini za vzorčenje, saj ima posoda znatno večjo notranjo površino na kos kot obdelana sestavina.

Kriterij za posodo, ki določa le čistost pod določeno maso, ni uporaben, saj je notranje območje veliko in meritve popolnoma odvisne od tega, katere površine so bile vzorčene. Dokument mora poimenovati površine: stena, dno, pregradne plošče, navoj pri priključku.

nadzor notranje stene nadomesti vzorec z boreskopom

Tradicionalna metoda uporablja boreskop in usposobljenega operaterja. Je prilagodljiva, ne zahteva pritrdilnih naprav in je ne morejo nadzorovati: dva operaterja, ki opazujeta isto steno, lahko prihajata do različnih zaključkov, nihče pa kasneje ne more dokazati, kaj je bilo dejansko videti.

Vgrajeni sistem za nadzor notranje stene hkrati spremeni tri stvari. Pokritost postane pot, ne sodba: sonda obišče določene položaje, zato je nadzor ponovljiv. Klasifikacija postane model, zato so ostanki, praske, udobja in tuji predmeti ločeni po pravilih namesto po razpoloženju. Zapis se spremeni v podatke, zato je mogoče vsako serijo slediti do slik.

Fizični omejitveni faktor je pomembnejši od algoritma. Vrtinčni laserski sondni sistem izogne motnjam, ki jih povzroča okoljska svetloba in LED-svetilke, kar je uporabno pri odsevni kovinski steni; trdna oklepljena leča omogoča delo skozi ozke odprtine; ribji očni ali 360-stopinjski lečni sistem zajame širši vidni kot, kadar je posoda kratka in široka. Razmerje globine do premera predstavlja praktično omejitev: sonda, ki mora doseči razmerje 1:1, lahko pregleda globoko posodo, sonda, ki mora doseči razmerje 3:1, zahteva drugačen optični načrt.

5. Čas cikla in postavitev

Vrstice za obdelavo posod običajno določa sušenje in pregled, ne čiščenje. Čiščenje je sorazmerno številu šob in zmogljivosti črpalke; sušenje je sorazmerno prostornini zraka ali zmogljivosti vakuumskih črpalk; pregled je sorazmeren številu položajev, ki jih mora sonda obiskati. Ko vrstica zamudi takt, naj bo prvo vprašanje, katera od teh treh funkcij predstavlja tesnobo, ne pa kako povečati tlak.

6. Ponavljajoči se načini odpovedi

Štirje načini odpovedi povzročajo večino težav na teh linijah. Odtočna stopnja je odstranjena, da se prihrani prostor na tleh, čistilna kopel pa se razredči znotraj ene izmenjave. Oprask je obravnavan kot neobvezen, ostanki detergenta pa se kasneje merijo kot ostanek. Sušenje se ocenjuje vizualno, zato posoda, ki izgleda suha, prestane preverjanje, čeprav v spodnjem kotu še vedno ostaja tekočina. Preverjanje se opravi z vzorčenjem, zato napaka, ugotovljena v eni posodi, nič ne pove o celotni seriji.

Vsak način odpovedi je rezultat oblikovalske odločitve, ne nesreče. Vsi štirje so cenejši za odpravo na načrtu postavitve kot na delujoči proizvodni liniji.

Uporabna preverjalna metoda pred podpisom načrta: posodo simbolično sprehodite skozi zaporedje stopanj in se vprašajte, kam dejansko gre tekočina, ki zapusti odtočno stopnjo. Če je odgovor »nazaj v kopel«, odtočna stopnja ne opravlja svoje naloge.

Pogosto zastavljena vprašanja

Ali je izpraznjevanje res nujno?

Da, za tekoče snovi v velikih količinah. Odstranitev pred čiščenjem ohrani stabilno sestavo kopel in skrajša izpiranje, kar običajno prihrani več časa, kot ga zahteva faza izpraznjevanja.

Ali je mogoče posodo sušiti brez vakuuma?

Za plitke posode in postopke z nizko ostankovo obremenitvijo sta zračna noža in segret zrak dovolj. Za globoke posode z vogalom na dnu je vakuum zanesljiv način odstranjevanja vlage, do katere zrak ne more doseči.

Koliko položajev za pregled potrebuje posoda?

Dovolj, da se pokrijejo stena, pregradne plošče, šivi in dno. Število izhaja iz geometrije posode in vidnega polja leče ter je glavni dejavnik, ki določa taktno frekvenco pregleda.

Ali notranji vizualni pregled nadomesti preskus čistoče?

Ne. Vizualni pregled preverja vidne pogoje, kot so ostanki, praske, udobja in tuji predmeti na površinah, ki jih lahko vidi. Gravimetrični in delčni preskusi še naprej določajo kvantitativno raven čistoče. Oba načina sta dopolnjujoča, ne zamenljiva.

Zaključek

Vrstica za shranjevanje elektrolita je pet odločitev, ne ena naprava: izpraznite večino, očistite geometrijo, izperite kemijo, osušite prostornino in pregledajte površino. Odstranite katero koli od njih in preostali koraki začnejo nadomeščati na načine, ki se ne pokažejo, dokler se elektrolit ne analizira.

Za delo s specifikacijami je uporabno pravilo, da najprej zapišete merilo za sprejem, preden izberete opremo. Ko so določeni masa, velikost delcev, suhost in metoda vzorčenja, sledi zaporedje korakov, kar pomeni, da ima vrstica merljivo definicijo konca.