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# part 22 - organischer Kohlenstoff das gewisse Stoffgemisch/Zusatz zum Elektrolyten oder ... # • ein weiterer Beitrag in der Reihe surface-treat-Seminar-Service •
Organischer Kohlenstoff das gewisse Stoffgemisch/Zusatz zum Elektrolyten,
kann ein Teil des gesamten organischen Kohlenstoffs oder TOC-Wert (englisch total organic carbon)
sein und dient als ein Summenparameter in der Umweltanalytik und gibt die Summe des
gesamten organischen Kohlenstoffs in einer Probe an.
Er ist das Maß für den Gehalt an organischem Kohlenstoff in einer Wasser-, Boden- oder Luftprobe.
Der TOC schließt damit anorganisch gebundenen Kohlenstoff aus, wie zum Beispiel Carbonate in
Bodenproben oder CO2 in Luftproben. In der Regel lässt der TOC in Wasser und Luft Rückschlüsse
auf die Belastung mit Fremdstoffen zu. Für Böden steht der TOC-Gehalt in einer engen Verbindung
mit der Bodenfruchtbarkeit[1].
https://de.wikipedia.org/wiki/Gesamter_organischer_Kohlenstoff
AUSZUG aus Lit. [1] Referenzdokument für die Oberflächentechnik
- verfasst von der ARGE OBERFLÄCHENTECHNIK!
Andere Begrifflichkeiten für den # organischer Kohlenstoff als gewisses Stoffgemisch/Zusatz zum Elektrolyten # sind
# organische Additive
# organische Komponente/n
# organisches Gemisch
Ist es zum Beispiel der Parameter / das Produkt
AUSZUG aus Lit. [2] Technische Dokumentation # Edelstahl-Elektropolierelektrolyten Uniflex G 907 #
oder ist es beispielsweise
zurückführbar auf die Zusammensetzung eines exemplarischen Elektrolyten für nichtrostenden Edelstähle
u.a. mit der Komponente von ca. 1 Gew.-% organischer Additive?
oder deren Zersetzungsprodukte?
oder die Summe der organschen Gesamtbelastung (Fettaufname, Additive, Zersetzungsprodute, etc.) an Kohlenstoff?
Nach meiner Meinung handelt es sich um Letzteres - liefert aber in jeden Fall eine Identifikation mit Blick auf
die Elektrolytalterung über Zeit und Belastung!
-> ein Resultat daraus ist u.a. der schwarze, organische Belag an der Beckenwand;
auch eine Interaktion des Verbrauchs an Säuren im Elektrolytsystem!
—» web-Beitrag vom News/Seite 2/15.06.2021 # TOC-Wert - Elektropolieren #
Was könnte nun der Zusatznutzen dieser organische/n Verbindung/en als Additiv im Elektrolyten sein
zum Elekropolieren von Metallen, wie zum Beispiel für die Gruppe der nichtrostenden Edelstähle?
Lit. [3]: R. Weiner, Zur Theorie des anodischen Polierens, Seite 441-476, Metalloberfläche angewandte elektrochemie,
Heft 12, Dezember 1973, 27. Jahrgang;
Durch die laufende praktische Verwendung dieser Patente in größtem Ausmaße ist die Wirkung
der chemischen Zusätze, die nur in geringen Mengen
gegeben werden, gänzlich außer Frage gestellt.
–› Bedeutet diese Ausssage explizit, dass nur noch Elektrolyte im Einsatz sind, welche mit organischen
Zusätzen verstärkt sind?
–› –› und was ist mit dem Statement der "nur in geringen Mengen" eigentlich gemeint?
–› –› –› Sind alle lieferantenseitigen im Markt verfügbaren Elektrolyttypen, welche mit einen immer
gleichen organischen Zusatz ausgerüstet?
Noch interessanter wird diese Überlegung, wenn der Wechselbezug hergestellt wird zum anorganischen Gerüst des Elektrolyten,
nämlich der/den Säure/n & Wasser!
Mit Blick auf die Spanne der möglichen Konzentrationsbereiche dieser anorganischen Komponenten stellt sich
eine Hinterfragbarkeit der Vielgestalt der Möglichkeiten dar!
Lit. [4] AUSZUG: Faust. L. Charles, Electropolishing of Stainless Steel, 80 (9) S. 89-93, Metal Finishing;
Komponente
Gewichtsprozent der molekularen Formeln der Säuren
Wasser (H2O)
ca. 60 bis 80%
Schwefelsäure (H2SO4)
ca. 40 bis 90%
Phosphorsäure (H3PO4)
ca. 20 bis 80%
Komponente
Gewichtsprozent der molekularen Formeln der Säuren
Wasser (H2O)
bei einem bestimmten Wert
Schwefelsäure (H2SO4)
bei einem bestimmten Wert
Phosphorsäure (H3PO4)
fallweise organische Komponente
bei einem bestimmten Wert
geringe Menge!
Komponente
|
Gewichtsprozent der molekularen Formeln der Säuren |
Wasser (H2O) |
bei einem bestimmten Wert |
Schwefelsäure (H2SO4) |
bei einem bestimmten Wert |
Phosphorsäure (H3PO4)
fallweise organische Komponente Eisengehalt im Elektrolyten |
bei einem bestimmten Wert
geringe Menge!
... bis max. ca. 7%? |
—› siehe auch web-Beitrag vom News/Seite2/02.06.2021 # Leitfähigkeit #!
Was ist nun eigentlich mit dem Statement der "nur in geringen Mengen" an
organischen Komponenten im Elektrolytgemisch gemeint?
Diese muß wohl kleiner 7 Gew.-% betragen!
Eigentlich werden in den marktzugänglichen Informationen der Lieferanten, wenn überhaupt,
nur qualitative Angaben darüber gemacht!
Unterliegen diese "organischen Komponenten" einer Reduktion über Zeit im Elektolyten?
Liegt ein chemischer Abbau vor?
Liegt ein elektrochemischer Abbau vor?
Kann man von einen thermischen Abbau sprechen?
Liegt ein Abbau in Form von Ausfällung vor?
Liegt eine Reduzierung durch Ausschleppung, bzw. Einschleppung evtl. vor?
Und wie stellt man den Mangel an der organischen Komponente überhaupt fest?
.... den erst damit kann ja eigentlich auch die Nachdosierung über Zeit eine Festlegung erfahren?
Kann der gefunden Hinweis hier von nutzen sein?
"Die Elektrolytwartung besteht in der regelmäßigen Ergänzung von Glanzadditiven in Höhe von
50% im Vergleich zur Ansatzformulierung der Elektrolytzusammensetzung!"
... zumal wenn zur Ansatzformulierung/Additiv kein Wissen über die einschlägigen technischen Informationen
vermittelt wird?
Ganz abgesehen davon ist unerwähnt, welche Wirkung eine Erhöhung, bzw. eine Erniedrigung
der erwähnten Komponenten
- Wasser
- Schwefelsäure
- Phosphorsäure
und Eisen haben,
und ob es dann im Wechselbezug einer Anpassung der organischen Komponente/n bedarf?
Nun stellt sich das bisher sehr geheimnisbefrachtet dar!
Als prakmatischer Ansatz bietet sich an
.. die TOC-Messung vor zu nehmen!
Ist hierbei nun der Initialpunkt ein absinkender TOC-Wert?
... ein konstant bleibender TOC-Wert?
oder aber ein ansteigender TOC-Wert?
Tabelle 1: Elektrolyt ohne organischen Zusatz
versus mit organischen Zusatz
festgemacht an der # Glanzausprägung
der # Einebenung (delta Ra)
und dem # Abtrag
in Funktion der Stromdichte auf dem jeweilig elektropolierten Hullzellen-Blech#Delta Ra# —» web-Beitrag vom News/Seite 2/28.06.2021 # Sprechen wir über Elektrolyt-Wechselbezüge - sprechen wir über die Einflußgröße Oberflächenrauhigkeit #
Delta Ra = Ausgangsrauhigkeit in µm minus (-) der erreichten Endrauhigkeit in µm nach der Elektropolitur!
EINSCHUB zum Prüfmittel der "Hullzellen-Prüfeinheit" —» web-Beitrag im Abschnitt News/Seite 2/28.06.2021
bildoptische Aufbereitungen der 2 elektropolierten Hullzellen-Bleche in mehreren Varianten.....
Abb. 1: Reflexions-Spiegeltest #R-St# linke Seite: Kundenprobe Original vs rechte Seite: + Zugabe von Organik
Sind Unterschiede im Detail ausmachbar?#Spiegeltest# —» web-Beitrag im Abschnitt News/Seite 1/11.09.2022
Abb. 2: 2 x 2 Scans: obere Hälfte: Kundenprobe Original vs untere Hälfte: + Zugabe von Organik
Sind Unterschiede im Detail ausmachbar?
Abb. 3: 2 x Scans #Beurteilungszone: obere Hälfte: Kundenprobe Original vs untere Hälfte: + Zugabe von Organik
Sind Unterschiede im Detail ausmachbar?
Abb. 4: 2 x Scans # Fensterausschnitt bei Stromdichte #i# von 4 Aproqdm: obere Hälfte: Kundenprobe Original vs untere Hälfte: + Zugabe von Organik
Sind Unterschiede im Detail ausmachbar?
Abb. 5: 2 x Scans der jeweiligen Rückseite: obere Hälfte: Kundenprobe Original vs untere Hälfte: + Zugabe von Organik
Sind Unterschiede im Detail ausmachbar?
Was macht der Glanz über Zeit im Vergleich von 3 elektropolierten Hullzellen-Blechen ...
Tabelle 2: Elektrolyt ohne organischen Zusatzversus mit gleichem organischen Zusatz wie oben über Zeitfestgemacht an der Glanzausprägungin Funktion der Stromdichte auf dem jeweilig elektropolierten Hullzellen-Blech
Auch gibt es Aussagen, welche den Bedarf an der/den organischen Komponente/en festmacht an
einen einzuhaltenden Rauigkeitskennwert!
Eine Studie bestätigt, dass das Ersetzen eines Teils des gealterten Bades (ohne organische Komponenten)
und das Addieren mit einer frischen Lösung die einfachste Methode ist, um die treibende Kraft für das Elektropolieren
aufrechtzuerhalten und die Gesamtlebensdauer des Bades mit geringeren Auswirkungen auf die Betriebskosten zu verlängern.
Ein angewendetes Regressionsmodell (Modell zur Untersuchung der Art der Beziehungen zwischen Variablen) prognostizierte
die Oberflächenrauheit auch für die regenerierten Polierbäder genau.
Daher bleibt das multilineare Modell (statistisches Verfahren, mit dem versucht wird, eine beobachtete abhängige Variable
durch mehrere unabhängige Variablen zu erklären) für jeden gegebenen Badezustand (ohne organische Komponenten) stringent,
also zutreffend für frisch, gealtert oder regeneriert.
Das Regressionsmodell basiert auf sechs Attributen, die die wichtigen Badeigenschaften betreffen, und wird verwendet, um
die Oberflächenrauheit in diesem Momentzustand unter den Standardpolierbedingungen vorweg zu nehmen.
Diese Betrachtung kann auch Anwendung finden mit Blick auf andere Attribute/Eigenschaften des Elektrolyt's!
Eine Hinführung könnte es auch sein, so man die Bezugsgröße des chemischen Verbrauchs an Elektrolyt durch
die Metallanreicherung (nicht nur ausschließlich Eisen) kennt, welcher sich ergibt bei Betrieb/Belastung über Zeit
zum Beispiel pro 1000 Ah. Setzt natürlich voraus, dass alle Verbräuche, wie .....
- Wasser
- Phosphorsäure
- Schwefelsäure
proportional im Abbau erfolgen neben der Veränderlichen/des Aufbaus des Eisengehaltes!
FRAGE: IST DEM SO?
Das Äquivalent an verbrauchter organischen Komponente wäre dann wohl dem Elektrolyt als kleinste Zugabemenge
zumindestens wieder hinzu zu geben!
Wieviel Belastung an Amperstunden (Ah) pro Liter bis zur Erfschöpfung an Abtragsleistung sind realistisch im Bezug
auf die Metallanreicherung über Zeit, bezogen auf die angesprochene 1 Liter Elektrolytvolumen?
Ein Vorschlag könnte lauten, dass die zweckdienliche Einsetzbarkeit der Elektrolytlösung bis zu einen bestimmten
Polierstrom (Ah/Liter) indiziert ist und spätestens dann Korrekturen am Elektrolyt vorgenommen werden sollten!
Die Haltbarkeit von Bädern, z.B. zum elektrochemischen Polieren von Kohlenstoffstahl, ist nicht hoch und reicht von 100 bis 180 Ah/kubicdm.
Die Orientierungsangabe für das elektrochemische Polieren von nichtrostenden Edelstählen kann bei ca. 470 Ah/kubicdm liegen!
Es kann auch erwogen werden, die Lebensdauer des Bades durch die Menge des Stroms zu bestimmen, der seit seiner
ersten Verwendung durch die Volumeneinheit des Bades geleitet wird.
Eine praktische Methode bietet sich, bei welcher festgestellt wird, wie die Polierqualität in Bezug auf den Glanz sinkt,
wenn der Metallgehalt des Polierbades sechs (6) Gew.-% übersteigt.
—› Somit könnte damit eine Regeneration des Betriebsansatzes zum Beispiel beim Erreichen von 5 Gew.-% angezeigt sein
und qualitätsstützend in Angriff genommen werden!
.... es bleibt der Eindruck, dass Qualität (erreichbare Eigenschafts-/Attribute-Güten) mit - aber eben auch ohne organische Komponente/n erlangt werden kann!
Duch gezielte Additivierung mit organischen Komponente/n können Eigenschaften gezielt verändert werden!
Besagt aber auch, dass vor der Zugabe hier wohl ein Mangel im Elektrolyte bestanden hat.
Wie große dieser Mangel war ist nur indirekt, qualitativ fassbar!
Ob dieser Mangel nur durch Zugabe der organischen Komponenten oder eben auch durch Einflußnahme auf ...
zu erlangen ist, bleibt dabei offen und wird seiten der Elektrolytlieferanten nur unzulänglich beantwortet!
——› die Frage nach dem Abtrag pro Liter, Abtrag/quadratdm, Abtrag in %, Abtrag in µm / Maximal-Abtrag pro
Gesamtvolumen im Arbeitsbecken
oder
——› die Frage nach dem Schlammvolumen/Liter, Gesamtschlammvolumen/Liter,
Schlammvolumen/quadratdm, Schlammaufkommen in %,
Maximal-Schlammaufkommen pro Gesamtvolumen im Arbeitsbecken
stellt auch zumindestens indirekt die Frage nach dem verfügbaren Austauschvolumen an Elektrolyt,
und nach dem verfügbaren Volumenangebot im Arbeitsbecken!
Die Zugabe der organischen Komponenten ist hierbei die kleinste Volumen-Einheit und auch die teuerste
und sollte damit immer nur im notwendigen Volumenaufkommen die Beantwortung finden
und nicht im Übermaß erfolgen!
Dazu ist es aber notwendig die notwendige Additivmenge auch zu kennen!
IST DEM SO?
Wer ein Mehr will, muß nun ein Mehr tun!
Was steht für die Leserschaft zum Interesse?
Beitrag in der Reihe -surface-treat-Seminar-Service
• Gestelltechnik & Vorrichtungsbau & Konstruktion
• Prozeßparameter & Steuerung
• Elektropolieranlagen
• chemische Prozeßschritte
• Fehlerbehebungen
• Betrieb und Wartung
• Spezifikationen für das Elektropolieren
• Passivität
Anhang:
- Lit. [1] Referenzdokument für die Oberflächentechnik - verfasst von der ARGE OBERFLÄCHENTECHNIK - 7. Juni 2021 (2).pdf
- Lit. [2] Technische Dokumentation #Edelstahl-Elektropolierelektrolyt Uniflex G 907# - 17.06.21 (2).pdf
- Lit. [3] R. Weiner, Zur Theorie des anodischen Polierens, S. 441-476, Metalloberfläche angewandte elektrochemie, ... (2).pdf
- Lit. [4] AUSZUG Faust. L. Charles, Electropolishing of Stainless Steel, 80 (9) S. 89-93, Metal Finishing; (3).pdf