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bzw. der gebotene Fächer an Beiträgen befördert Ideen, Inspirationen, Eingaben, Überlegungen, Reflexionen, Gedanken, etc., welche ungeschützte Rechte in sich darstellen. Fragen stellen sich in Folge -> für diese werden Antworten gesucht. Diese Blog - Aufbereitung bietet hierfür eine Plattform. 
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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 •


Baustelle: aktuell in Arbeit/Dat.: .......... ; noch offen/Dat.: .......... ; geschlossen/Dat.: 29.12.2022 ; begonnen am/Datum: 03.12.2022;



 

 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!
















 
 Abbild..: Schnappschuß einer verschmutzten Wannenwandung eines Elektropolierbades mit schwarzen Schmodder "!


-> 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%


 Werden überall auf die jeweiligen 3-Koordinaten des tenären Gemischs hin die gleichen, konstanten 
 Verbesserungen des/der Poliereffektes/effekte erzielt?
 ... und was sind das überhaupt für Verbesserungen des/der Poliereffekte?

 Wie verhält es sich nun mit den Verbesserungen, wenn der Zusatz an thematisierten, organischen Additiven erfolgt ist?



 Der Wirkerfolg der Zugabe organischer Additive manifstiert sich z.B. auch in ener starken 
 Herabsetzung der zum Polieren erforderlichen Stromdichte!

 Wenn zutreffend so gilt dieses Ergebnis dann zunächst für ..... 


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!



 Was kann daneben noch Einfluß auf diese Stromdichte haben?
 Ein nicht vernachlässigbare Eigenschaft des Elektrolyt ist dessen Leitfähigkeit!
 Wird die Leitfähikeit des Elektrolyten durch den aktuell vohandenen Wassergehalt beeinflußt?
 Liefert der aktuelle Eisengehalt im Elektrolyten einen Beitrag zur Leitfähigkeit des Elektrolyten?


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 Zusatz 
                versus mit gleichem organischen Zusatz wie oben über Zeit 
                festgemacht an der Glanzausprägung
                in 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:

 


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