一种石墨电极及利用石墨电极进行钢管内径加工的方法
【专利摘要】一种石墨电极及利用石墨电极进行钢管内径加工的方法，所述石墨电极包括一绝缘外壳、连接电缆、一绝缘承接盘和一石墨电极头；所述绝缘外壳固定连接于绝缘承接盘的顶端；所述连接电缆的一端穿过绝缘外壳，并与石墨电极头电连接；所述石墨电极头包括一连接部和一体连结于该连接部底端的一工作部，所述连接部固定于绝缘承接盘上。石墨电极与一支承座、一钢管、一电解液箱和一沉淀箱组成一电解装置，利用所述电解装置对不锈钢钢管内径进行加工，可以精确修正不锈钢管内径，避免了挤压成型造成的偏壁、凸起等缺陷；可以加工3米以上的不锈钢长管，弥补了传统机械加工的缺陷，且工作效率高，环保无污染。
【专利说明】—种石墨电极及利用石墨电极进行钢管内径加工的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种石墨电极，以及利用石墨电极进行钢管内径加工的方法。
【背景技术】
[0002]目前市面上的一些无缝不锈钢长管，由于采用挤压工艺生产，内径尺寸控制均匀，常常有偏壁或者椭圆凸起的现象发生，导致无法满足一些对不锈钢管内径尺寸精确度和均匀度要求较高的行业使用(例如旋转靶材生产，要求不锈钢管内径直径125mm，内径公差尺寸正负0.5_，壁厚相差0.5mm以内，但现有的不锈钢长管内往往超过公差尺寸2?3倍左右)。
[0003]由于不锈钢管管较长，采用传统的机械车削，只能加工长度约0.5米，对于3米长度的不锈钢长管，无法进行车削加工钢管内径。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题之一在于提供一种石墨电极，可以精确修正不锈钢管内径。
[0005]本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题之一的:一种石墨电极，包括一绝缘外壳、连接电缆、一绝缘承接盘和一石墨电极头；所述绝缘外壳固定连接于绝缘承接盘的顶端；所述连接电缆的一端穿过绝缘外壳，并与石墨电极头电连接；所述石墨电极头包括一连接部和一体连结于该连接部底端的一工作部，所述连接部固定于绝缘承接盘上。
[0006]优选地，所述绝缘承接盘的纵轴处设有一回转孔，该回转孔内壁的下部环设有复数个第一螺纹；所述连接部的外壁环设有复数个与所述第一螺纹相啮合的第二螺纹，且所述连接部通过所述第一螺纹和第二螺纹旋转连接于绝缘承接盘的回转孔上。
[0007]优选地，所述回转孔为二级阶梯孔，所述第一螺纹设于该阶梯孔的大孔内壁，且所述连接部的顶端可抵接于该阶梯孔的小孔底端。
[0008]优选地，还包括至少一排气单元，所述排气单元包括彼此连通的一回流孔和一排气孔，该回流孔设于绝缘承接盘上，该排气孔设于所述工作部上。
[0009]优选地，所述排气单元还包括一缺口，该缺口设于绝缘承接盘的下表面，所述回流孔、缺口和排气孔依次贯通。
[0010]优选地，所述缺口的径向截面呈梯形。
[0011 ] 优选地，所述工作部的下表面对应于所述排气孔处向内凹陷，形成凹陷部。
[0012]本发明所要解决的技术问题之二在于提供一种利用所述的石墨电极进行钢管内径加工的方法，可以加工3米以上的不锈钢长管，工作效率高，环保无污染。
[0013]本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题之二的:一种利用所述的石墨电极进行钢管内径加工的方法，先配置一电解装置，所述电解装置包括石墨电极、一支承座、一钢管、一电解液箱和一沉淀箱；所述支承座上设有一凹槽、一进水孔和至少一排水孔；所述凹槽位于支承座的上表面，所述钢管插设于该凹槽内，且凹槽的上表面与钢管之间设有一密封圈；所述钢管、进水孔和电解液箱依次连通；所述排水孔分别与钢管、沉淀箱连通；一电源分别与所述石墨电极和钢管电连接；
[0014]所述钢管内径加工的方法具体包括以下步骤:
[0015](I)对所述钢管顶部的内壁进行车削加工，至己加工部分的长度为100mm，内径比石墨电极的绝缘承接盘外径大0.2mm，且己加工部分的内孔不能偏壁；
[0016](2)将钢管安装在所述支承座的凹槽上，并用所述密封圈密封钢管底端，将钢管作为阳极；然后将电解液通入钢管和所述电解液箱，并将石墨电极置于钢管内与电解液接触；
[0017](3)所述电解装置接通直流电，对钢管内壁进行电解腐蚀；当钢管内壁腐蚀到内径大于所述绝缘承接盘外径时，石墨电极会下降高度，继续腐蚀靠近石墨电极的钢管内壁，所述绝缘承接盘以上部分不会再被腐蚀；
[0018]( 4 )在电解过程中，不断地往所述电解液箱内通电解液，接着电解液箱内的电解液通过所述进水孔流到钢管内，同时钢管内的电解液会携带着电解所产生的沉淀物流经所述排水孔，最后流入所述沉淀箱中进行静置分离；在电解过程中，电解液不断进行上述循环。
[0019]本发明的有益效果在于:
[0020]1、可以精确修正不锈钢管内径，避免了挤压成型造成的偏壁、凸起等缺陷，可满足对钢管内径精度要求较高的行业使用。
[0021]2、传统的车削加工只能加工长度为0.5米左右的钢管，本发明的加工方法可以加工3米以上的不锈钢长管，弥补了传统机械加工的缺陷。
[0022]3、采用本发明的电解装置和加工方法工作效率高，加工钢管内径每米仅需耗时约Ih0
[0023]4、采用本发明的加工方法环保，因为电解产物只有氢氧化铁沉淀和其他单质杂质沉淀和无污染的氢气。
[0024]5、本发明采用的电解质为氯化钠溶液，电解完毕经沉淀可重复利用，极具经济性。【专利附图】
【附图说明】
[0025]下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
[0026]图1为本发明中石墨电极的结构示意图。
[0027]图2为本发明中电解装置的结构示意图。
[0028]图3为本发明中电解原理图。
【具体实施方式】
[0029]请参阅图1，一种石墨电极1，包括一绝缘外壳11、连接电缆12、一绝缘承接盘13、一石墨电极头14和至少一排气单元15 ;所述绝缘外壳11固定连接于绝缘承接盘13的顶端；所述连接电缆12的一端穿过绝缘外壳11，并与石墨电极头14电连接；连接电缆12用于石墨电极I与直流电源相连接。
[0030]请再参阅图1，所述绝缘承接盘13的纵轴处设有一回转孔131，该回转孔131内壁的下部环设有复数个第一螺纹(未图示);即所述回转孔131为二级阶梯孔，所述第一螺纹设于该阶梯孔的大孔1311内壁，且下文所述连接部141的顶端可抵接于该阶梯孔的小孔1312底端，如此设计可使石墨电极头14更牢固地固定于绝缘承接盘13上。绝缘承接盘13用于控制钢管内径加工尺寸，其外径直接决定不锈钢管加工后的内径。
[0031]请再参阅图1，所述石墨电极头14包括一连接部141和一体连结于该连接部141底端的一工作部142，所述连接部141固定于绝缘承接盘13上。所述连接部141的外壁环设有复数个与所述第一螺纹相啮合的第二螺纹(未图示)，且所述连接部141通过所述第一螺纹和第二螺纹旋转连接于绝缘承接盘13的回转孔131上；石墨阴极5与绝缘承接盘53采用螺纹旋转连接可确保石墨电极5与绝缘承接盘53同心，同时方便拆卸更换部件。所述工作部142的下表面对应于所述排气孔处向内凹陷，形成凹陷部1421，以引导氢气进入，使氢气快速扩散。
[0032]请再参阅图1，所述排气单元15包括彼此连通的一回流孔151和一排气孔152，以及一缺口 153，该回流孔151设于绝缘承接盘13上，该排气孔152设于所述工作部142上；所述缺口 153设于绝缘承接盘13的下表面，所述回流孔151、缺口 153和排气孔152依次贯通，且所述缺口 153的径向截面呈梯形。所述回流孔151用于排氢气和回流电解液，所述排气孔152用于排放电解反应所产生的气体，所述缺口 153的设置，使电解液能更快更顺畅地回流。
[0033]请再参阅图2，一种利用所述的石墨电极I进行钢管内径加工的方法，先配置一电解装置100,所述电解装置100包括石墨电极1、一支承座2、一钢管3、一电解液箱4和一沉淀箱5 ;所述支承座2上设有一凹槽21、一进水孔22和至少一排水孔23 ;所述凹槽21位于支承座2的上表面，所述钢管3插设于该凹槽21内，且凹槽21的上表面与钢管3之间设有一密封圈6 ;所述钢管3、进水孔22和电解液箱4依次连通；所述排水孔23分别与钢管3、沉淀箱5连通；一电源7分别与所述石墨电极I和钢管3电连接；
[0034]所述钢管3内径加工方法的工作原理如下:
[0035]如图3所示 ，利用可调电流直流电源(即电源7)(输入电压380V，输入功率9kw)。不锈钢钢管3接直流电源(即电源7)正极为阳极，石墨电极I接直流电源(即电源7)负极为阴极，并用氯化钠溶液作为电解液。
[0036]电解反应:
[0037]阳极:FeH2e—Fe2阴极:2H20+2e—2OH +H2 个
[0038]总反应式:Fe+2H20— Fe (OH) 2+Η2 ?
[0039]电解反应产生的Fe(OH)2跟空气接触反应生成Fe (OH) 3 (红褐色沉淀)，不锈钢中的N1、Cr等其他元素由于Fe的电解分离而转为单质形成沉淀。
[0040]请再参阅图2，所述钢管3内径加工的方法具体包括以下步骤:
[0041](I)对所述钢管3顶部的内壁进行车削加工，至己加工部分的长度为100_，内径比石墨电极I的绝缘承接盘13外径大0.2mm，且己加工部分的内孔不能偏壁，因为所述己加工部分用于校准不锈钢钢管3腐蚀进行的方向。
[0042](2)将钢管3安装在所述支承座2的凹槽21上，并用所述密封圈密封钢管3底端，将钢管3作为阳极；然后将电解液通入钢管3和所述电解液箱4，并将石墨电极I置于钢管3内与电解液接触。
[0043](3)所述电解 装置100接通直流电(380V)，对钢管3内壁进行电解腐蚀；当钢管3内壁腐蚀到内径大于所述绝缘承接盘13外径时，石墨电极I会下降高度，继续腐蚀靠近石墨电极I的钢管3内壁，所述绝缘承接盘13以上部分不会再被腐蚀。
[0044]由于阴阳极距离越近，两级间的电流密度越大，腐蚀速度也越大，如果钢管3内壁出现偏壁或有凸起，则由于凸起部分或偏壁部分距离所述石墨电极头14较近，因而腐蚀也相对较快，如此保证了腐蚀后钢管3内壁尺寸的均一性。
[0045](4 )在电解过程中，不断地往所述电解液箱4内通电解液，接着电解液箱4内的电解液通过所述进水孔22流到钢管3内，同时钢管3内的电解液会携带着电解所产生的沉淀物流经所述排水孔23，最后流入所述沉淀箱5中进行静置分离；在电解过程中，电解液不断进行上述循环。
[0046]电解所产生的沉淀物由于重力作用会随电解液流入沉淀箱5，电解液在沉淀箱5中经静置沉淀后可用一管道通入电解液箱4内进行循环。电解液循环不仅能够保证反应区域的离子浓度稳定，而且也带走了电解所释放的热量，有利于电解反应的快速进行。
[0047]本发明具有以下优点:
[0048]1、可以精确修正不锈钢管3内径，避免了挤压成型造成的偏壁、凸起等缺陷，可满足对钢管3内径要求较高的行业使用。
[0049]2、传统的车削加工只能加工长度为0.5米左右的钢管3，本发明的加工方法可以加工3米以上的不锈钢长管，弥补了传统机械加工的缺陷。
[0050]3、采用本发明的电解装置100和加工方法工作效率高，加工钢管3内径每米仅需耗时约Ih。
[0051]4、采用本发明的加工方法环保，因为电解产物只有氢氧化铁沉淀和其他单质杂质沉淀和无污染的氢气。
[0052]5、本发明采用的电解质为氯化钠溶液，电解完毕经沉淀可重复利用，极具经济性。
【权利要求】
1.一种石墨电极，其特征在于:包括一绝缘外壳、连接电缆、一绝缘承接盘和一石墨电极头；所述绝缘外壳固定连接于绝缘承接盘的顶端；所述连接电缆的一端穿过绝缘外壳，并与石墨电极头电连接；所述石墨电极头包括一连接部和一体连结于该连接部底端的一工作部，所述连接部固定于绝缘承接盘上。
2.如权利要求1所述的一种石墨电极，其特征在于:所述绝缘承接盘的纵轴处设有一回转孔，该回转孔内壁的下部环设有复数个第一螺纹；所述连接部的外壁环设有复数个与所述第一螺纹相啮合的第二螺纹，且所述连接部通过所述第一螺纹和第二螺纹旋转连接于绝缘承接盘的回转孔上。
3.如权利要求2所述的一种石墨电极，其特征在于:所述回转孔为二级阶梯孔，所述第一螺纹设于该阶梯孔的大孔内壁，且所述连接部的顶端可抵接于该阶梯孔的小孔底端。
4.如权利要求1所述的一种石墨电极，其特征在于:还包括至少一排气单元，所述排气单元包括彼此连通的一回流孔和一排气孔，该回流孔设于绝缘承接盘上，该排气孔设于所述工作部上。
5.如权利要求4所述的一种石墨电极，其特征在于:所述排气单元还包括一缺口，该缺口设于绝缘承接盘的下表面，所述回流孔、缺口和排气孔依次贯通。
6.如权利要求5所述的一种石墨电极，其特征在于:所述缺口的径向截面呈梯形。
7.如权利要求4所述的一种石墨电极，其特征在于:所述工作部的下表面对应于所述排气孔处向内凹陷，形成凹陷部。
8.一种利用权利要求1所述的石墨电极进行钢管内径加工的方法，其特征在于:先配置一电解装置，所述电解装置包括石墨电极、一支承座、一钢管、一电解液箱和一沉淀箱；所述支承座上设有一凹槽、一进水孔和至少一排水孔；所述凹槽位于支承座的上表面，所述钢管插设于该凹槽内，且凹槽的上表面与钢管之间设有一密封圈；所述钢管、进水孔和电解液箱依次连通；所述排水孔分别与钢管、沉淀箱连通；一电源分别与所述石墨电极和钢管电连接； 所述钢管内径加工的方法具体包括以下步骤: (1)对所述钢管顶部的内壁进行车削加工，至己加工部分的长度为100mm，内径比石墨电极的绝缘承接盘外径大0.2mm，且己加工部分的内孔不能偏壁； (2)将钢管安装在所述支承座的凹槽上，并用所述密封圈密封钢管底端，将钢管作为阳极；然后将电解液通入钢管和所述电解液箱，并将石墨电极置于钢管内与电解液接触； (3)所述电解装置接通直流电，对钢管内壁进行电解腐蚀；当钢管内壁腐蚀到内径大于所述绝缘承接盘外径时，石墨电极会下降高度，继续腐蚀靠近石墨电极的钢管内壁，所述绝缘承接盘以上部分不会再被腐蚀； (4 )在电解过程中，不断地往所述电解液箱内通电解液，接着电解液箱内的电解液通过所述进水孔流到钢管内，同时钢管内的电解液会携带着电解所产生的沉淀物流经所述排水孔，最后流入所述沉淀箱中进行静置分离；在电解过程中，电解液不断进行上述循环。
【文档编号】B23H3/00GK103878457SQ201410101643
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月19日 优先权日:2014年3月19日
【发明者】陈钦忠, 张科, 林志河 申请人:福州阿石创光电子材料有限公司