汽车涂装工艺的发展

汽车涂装工艺的发展 2008-5-11 20:38:17 摘要:从设备、等角度介绍了汽车厂涂装车间中前处理底漆、喷漆及烘干几个重要工序的工艺变化情况。 涂装对于汽车制造来讲有两个重要作用,第一是对汽车防腐蚀,第二是给汽车增加美观。大量资料明,国内外每年因锈蚀造成的损失相当惊人。据世界银行提供资料,1996年美国国民总产值为74335亿美元,因金属腐蚀损失为2000亿美元,约占国民生产总值的2.7%。汽车是以钢材为主的工业制品,如不解决腐蚀问题,将严重影响汽车的使用寿命和外观,因此汽车自问世之初,就与涂装结下了不解之缘。1886年,“汽车之父”卡尔·奔驰在德国斯图加特制造第一辆汽车时,就用油漆进行防锈和装饰。100多年过去了,现代汽车不仅是集现代工业成就之大成的工业品,更是技术与艺术的完美结合。中国汽车工业起步于20世纪50年代,近半个世纪来,伴随着中国汽车工业发展的坎坷历程,汽车涂装从载货汽车车身涂装发展至轿车车身涂装,坚持引进、消化和开发的道路,使中国汽车涂装技术逐步现代化。本文以汽车涂装几个主要工艺为例,从质量、材料、设备、工艺和环保等诸方面简明介绍涂装工艺技术在汽车工业中的应用和发展。在以下每种工艺的对比表中,把1986年以前归为以往工艺、1986年以后归为现代工艺。这是因为,1986年前后我国汽车行业在引进、消化、吸收国外先进的涂装技术方面做了大量的工作,涂装技术有了长足的发展,也大大缩短了与先进涂装技术的差距。 1、漆前预处理和底漆 1.1 预处理 1986年前,中国汽车维修涂装处于手工除锈、手工刷涂阶段;1956年,一汽从前苏联引进的工业化载货车车身涂装生产线建成投产,其工艺水平和涂装用材略高于当时前苏联的水平,在国内的涂装方面也算是最高水平。 1966~1985年,随着科技进步,国内科技人员开发并采用阳极电泳涂装以及氨基面漆、“湿碰湿”喷涂面漆工艺、表面活性剂清洗、红外辐射烘干和静电涂装等汽车技术,在20世纪70年代后期建成了集国内车身涂装技术之大成的二汽车身涂装生产线,标志了中国汽车涂装已全面进入阳极电泳阶段。 尽管此时的汽车涂装与过去相比已经有了很大的发展,但是预处理大多没有设置磷化工序,工序数也只有4~5道。处理方式多是喷淋,脱脂处理剂为三碱类。现代涂装线的预处理工艺100%有磷化工序,欧美都有钝化工序,日本较少有钝化工序,工序数一般为十几道。处理方式多是喷淋结合的方式,处理剂为专业化公司生产的脱脂、表调、磷化、钝化各类处理剂。表$ 为漆前预处理工艺的变化。 从表1看出,工艺变得越来越复杂,设备变得越来越讲究,化学药剂越来越专业化。工艺参数控制得更精细、更便于自动控制。因为有了磷化工艺表调,钝化就随之而来,并且还增加了手工擦洗脱脂来对付顽固难洗的油脂。 为了不污染电泳槽液,往往在预处理出口设置了去离子水喷洗且要控制滴液的电导率指标。所有这些都是为了提高预处理质量,保证工件清洗干净、有良好的附着力和防腐蚀性。 1.2电泳底漆 从阳极电泳过渡到阴极电泳也不过是上世纪80年代的事情,目前所有的汽车车身无一例外地采用了阴极电泳工艺。阴极电泳工艺的工作原理和阳极电泳非常相似,但质量却比阳极电泳好很多。阴极电泳漆材料的发展主要体现在提高泳透力、降低颜基比、保护边角、不含有害金属、降低烘干温度和烘干减量等方面。有报道,采用逆过程电泳工艺即先喷粉末涂料再进行内表电泳的做法以此减少VOC排放,提高内表泳透质量。近年,据很多有关双层电泳的报道,成功地拚弃中涂工序同样也是为降低VOC排放。PPG公司已有双层电泳的产品。 此外,电泳工艺还有以下变化,见表2。 2、喷漆工艺 这里介绍的喷漆工艺包含了中涂和面漆的喷涂。 2.1油漆材料 随着改革开放,世界著名的油漆厂商纷纷前来中国或独资或合资建厂,为国内汽车工业提供了优质的汽车油漆材料尤其是轿车油漆材料。这大大缩小了国内与国外在油漆材料应用上的差距。近年来,由于国内外竞争日益加剧,环境保护法规越来越严厉,汽车厂和油漆制造商的注意力主要放在减少4,5 排放、降低成本上。这才不断推出高固体分中涂/ 清漆、水性中涂、粉末中涂、水性底色漆、粉末罩光清漆等新品种、新工艺。此外,也有报道中涂/ 底色漆/ 清漆三喷一烘干的材料和工艺。 2.2施工工艺 早期的工艺是一喷一烘干,后来油漆材料的改进可以部分做到“湿碰湿”施工。现在又有了包含中涂的三喷一烘的尝试。 过去主要是手工喷涂,喷涂工具是手工喷枪。由于手工喷枪的漆雾大、油漆浪废多,喷漆设备制造商就推出了静电喷枪。但是,喷漆质量仅靠喷漆工和一把喷枪是不能稳定的。对于大量流水作业汽车厂来说,每年几十万辆汽车完全靠人工来完成喷漆任务是很难想象的事情。在汽车制造厂家的要求下,设备供应商推出了往复式喷涂机、圆盘喷涂机代替工人完成部分喷涂任务。现在,国内各大汽车厂使用最多的是高速旋杯自动喷涂机。 2.3施工设备 施工设备包含喷漆室、喷涂装置、输调漆设备和清理设备,由于油漆材料从液态漆变为粉末漆,所以又出现了喷粉室和粉末喷涂机、粉末回收系统(见图5、图6。它们的变化见表3。 3、烘干工艺 烘干对于涂装来讲是非常重要的一道工序。目前,工业涂装中从液体油漆变成固体漆膜离不开烘干设备,它对漆膜的质量、生产成本、生产效率有着直接的影响。轿车等高装饰性涂装的烘干炉设计时,应根据烘干的零件和当地能源、资源,合理选择能源和烘干炉结构形式。投产的炉子应具备:测定的烘干曲线稳定,零件温度均匀;内壁平滑易于清理,能源利用率高,保温性好,凝结物少;废气处理合理,热能回收利用。 目前,国内漆膜固化设备的热源主要为电和燃气及油,以热风对流循环的加热方式为主。大多数燃气烘干炉的焚烧炉具有废气处理及热能综合利用功能。国内有的汽车厂家如一汽大众汽车有限公司,使用桥式烘干炉或冂字型烘干 炉减少了热量损失,并利用烘干炉下部作为车身贮存区,节约了厂房面积(见图13 、图14)。 近年来,高红外快速固化技术在电泳涂装和粉未涂装中的成功应用,引起了人们的重视。所谓高红外即快速提供高能量、高密度、全波段强力红外辐射,能瞬间提供大能量的热源。锦州红外技术应用研究所等单位应用高红外技术开发了涂膜固化设备,成功地改造了一汽吉林轻型车厂的电泳烘干炉,使烘干时间缩短了一半,运输链速度提高了1倍,产量翻了一番,充分显示出高红外技术的高效、节能、节省投资的特点。此外,除利用各种能源的加热烘干类型外,相继出现紫外光固化、电子束固化等新的技术,并成功运用到工业生产中。 对于烘干来讲,技术的进步更多的是指环保节能、保证烘干的内在质量和外观质量、降低生产成本。例如,加厚保温层,采用好的阻热和保温材料,废气返回焚烧利用,采用冂字形、桥式烘干炉减少热量外泄。 炉体设计制造时分段密封到现场安装,炉内壁缝全焊接光滑。生产时配备清理人员。设计要考虑凝结物气雾和滴落破坏漆膜外观,保证烘干质量及生产效率。 采用高红外加对流技术保证升温段湿漆膜快速表干,炉内循环气流与加热气流用高温交换器隔离,采用多级精密过滤。炉内输送链精密自动润滑防止磨屑污染漆膜。烘干工艺的变化如表4。 汽车喷漆常识 2008-5-11 18:30:21 一、喷漆的时机 1.当汽车美学需要时 现代汽车在追求外形线条流畅的同时,对外观的装饰要求越来越高。随着科技的发展,色彩艳丽、保色性能优良的高档汽车彩色涂料陆续应用,金属漆的普及,珠光涂料、超细二氧化钛的引入,为汽车追求新的色彩提供了前提。 2.当汽车保养需要时 车辆在运行中难免出现漆面老化、破损、划伤等现象,如不及时处理,会加剧钣金件的腐蚀,影响车辆的使用寿命。当汽车漆面出现以下情况时,必须进行喷漆处理: (1)漆面严重老化,无法采用抛光还原工艺解决; (2)漆面因透镜效应严重失光; (3)漆面氧化层较厚,出现局部腐蚀,已无法抛光还原; (4)漆面出现深度划伤,无法用抛光方法清除; (5)漆面出现局部或大部分破损。 二、喷漆施工常用工具及选用 1.涂装作业常用工具 汽车涂装作业中常用的工具分为3大类,即清除工具、刮涂工具和打磨抛光工具。 (1)清除工具 涂装施工中使用的清除工具有两类,一类是清除旧漆工具,另一类是除锈工具。 ①清除旧漆工具:清除旧漆工具分为手工工具和机械工具两种。手工清除旧漆工具常用的有钢刮刀、钢铲刀、扁铲、钢丝鞭、敲锤等。刮刀主要用于平面旧漆的清除,如轿车前、后盖板等,刮除时应一手握刀柄,一手握刀身,沿车身纵轴线方向依次清除。铲刀主要用于边缘、夹缝部位旧漆的清除,钢丝鞭和敲锤主要用于清除凸凹不平部位的旧漆。机械清除旧漆工具常用的有小型风动铲、喷灯、电热器等。小型风动铲清除旧漆效果好,操作省力,适合于不同漆面环境。 注意:上述提及的旧漆清除工具主要适合于清除腻子层等较厚的旧漆涂层,若轿车漆面破损严重,最好用脱漆剂与相应工具配合施工。 ②除锈工具:除锈工具也分为手工工具和机械工具两种。手工除锈工具有钢刮刀、扁铲、钢丝鞭、锉刀、砂轮片等。手工除锈操作费力,效率低,除锈效果差,需配合粗砂布使用,主要用于局部小工作量的施工。机械除锈工具有喷砂枪、气动圆盘钢丝刷、离心除锈器、风动除锈锤等。机械除锈工具的特点是除锈速度快,质量好,工作效率高,适用于大面积作业。 (2)刮涂工具 汽车涂装用刮涂工具主要用于刮涂腻子的施工。常用的工具有刮灰刀、牛角板、钢片刮板及橡胶刮板等四种。 ①刮灰刀:刮灰刀是刮涂腻子最常用的工具,其特点是规格齐全,弹性好,使用方便。加宽刮灰刀有100mm和75mm两种,适合于大面积刮涂及基层的清理;中号刮灰刀宽度多为50~65mm,主要用于小面积腻子的刮涂及清除旧漆;窄刮灰刀多用于调配腻子及清理腻子毛刺等。刮灰刀使用后要及时清洁,并涂少许黄油防锈。 ②牛角板:牛角板是用优质水牛角制成的,其特点是使用方便,可往复刮涂,主要用于修饰腻子的补刮作业。牛角板使用后应清理干净,并置于木夹上存放,以防止变形。 ③钢片刮板:钢片刮板是刮涂汽车腻子的主要工具,其特点是刃宽,刮涂效率高,刮后腻子层平整,适用范围广。钢片刮板可以根据施工需要自制或选购。 ④橡胶刮板:橡胶刮板弹性好,刮涂方便,可随物面形状不同进行刮涂,以获得平整的腻子层,尤其是对凸形、圆形、椭圆形物面更为适用。使用橡胶刮板应注意,不能与有机溶剂(如香蕉水、二甲笨、酮类等)接触,以防止变形。 (3)打磨抛光工具 ①打磨工具:手工打磨主要是用砂布或水砂纸包裹木块或橡胶块进行打磨。砂布包裹木块主要用于干磨腻子层,水砂纸包裹橡胶块主要用于水磨细腻子及中间涂层漆膜。使用手工打磨工具时,通常配合刮灰刀、毛刷、棉纱等用品,如干磨腻子,可先用刮灰刀清除腻子层表面的毛刺,平整粗糙刮痕,再进行打磨。干磨粉尘较多,水磨无粉尘且效率高、质量好,故提倡采用水磨。机械打磨工具有气动磨灰机、电动磨灰机等。气动磨灰机效率高,打磨质量好,使用安全。目前,国产气动磨灰机品种有F66、F32、N3、M2等。电动磨灰机噪声小,振动轻,粉尘少,打磨质量比气动磨灰机高。 ②抛光工具:抛光工具主要是抛光机,通常为电动。它与机械打磨工具的工作原理相同,不同之处是抛光工具的转速较高,磨料较细,主要用于面漆抛光和上蜡抛光等作业。 2.个人防护用具 在任何操作中,粗心大意都易导致事故,喷漆作业也不例外。正确配戴个人防护用具,可以保证作业安全。 在使用涂料稀释剂和脱漆剂以及任何酸性溶剂时,都应配戴橡胶手套。此外,当用涂料稀释剂或石油溶剂油清洗涂装设备时,也必须配戴橡胶手套。注意:应确保手套是由不会被喷漆稀料或其它强化学试剂软化的橡胶制成的。 在处理酸性化学试剂、漂白剂或其它化学品时,必须配戴防护眼镜。使用喷涂设备进行任何涂装作业时,都应配戴具有雾化过滤器的有机气体防尘面罩,以免将涂料颗粒吸入肺部。 最后,在进行任何涂装作业时,都应穿着舒适、宽松的服装。 三、喷漆常见问题及对策 1.腻子印、羽状边(坡口)开裂 (1)原因分析 ①在底漆上喷涂过厚或过湿的漆层(溶剂被包容在底漆内,而底漆没有干燥牢固)。 ②材料混合不均匀(平整底漆颜料成分较高,稀释后会沉降,放置一段时间后如不再搅拌,使用起来就会使颜料松散并含有孔隙和裂缝,使涂层像泡沫材料)。 ③错误的稀释剂。 ④不当的表面清洁和准备(清洁不当,则润湿性差,粘结不牢,使平整底漆层在边缘收缩或移位)。 ⑤干燥不当(用喷枪吹未干的底漆和面漆,使表面干燥,但底层的稀料或空气没有完全释放)。 ⑥过量使用腻子或腻子抹得过厚。 ⑦腻子质量不良。 (2)解决对策 ①正确使用平整底漆,在各涂层之间留有足够的时间使稀料和空气挥发。 ②充分搅拌含颜料的油漆,按喷漆房的条件选择稀释剂。 ③选用烤漆房推荐使用的稀释剂。 ④打磨前彻底清洁工件表面。 ⑤控制腻子层的厚度(中等偏薄),在每层之间留有足够时间释放稀料和空气。 ⑥腻子的使用应限于有缺陷的区域,太厚、太多则将导致羽状边裂。 ⑦有条件的情况下尽量采用高质量原子灰(钣金腻子)。 2.漆膜折皱 (1)预防措施 ①漆膜厚度应适宜,喷漆时,每层之间应留有足够的蒸发时间,绝对不允许在瓷漆中加入亮漆的稀释剂。 ②避免在炎热的气候条件下喷漆,在未完全干燥时应避免在日光下曝晒。 ③避免在喷漆后马上进行强制烘干,而应给出一定的蒸发时间。如果使用催干剂,应严格按照生产厂的说明操作。 ④不同性质的油漆不能互相覆盖,应绝对禁止在聚酯漆上喷亮漆,旧漆层彻底打磨掉。 (2)修复方法 如果漆膜出现褶皱,应将褶皱层打磨掉,然后重新喷漆。 四、喷漆与防火 空气喷漆是用压缩空气流将漆料从喷枪中喷出,并呈雾状分散沉积在加工物体表面上的一种施工方法,这种施工不能忽视防火。 (1)车间内严禁一切明火。车间内不得随地堆放其它物品,特别是可燃物品,以保持通道畅通。即使在室外作业,附近也不应有明火。车间内应有防火负责人、防火和灭火器材。在醒目处还应有“严禁烟火”和火警电话的标志。(2)空气喷漆车间一般应单独设置,并安装通风设备,以把挥发出的可燃气体迅速排出车间。 (3)车间内应采取措施防止产生火花,电器设备要符合防爆要求;排风扇叶轮应采用有色金属制造,并防止摩擦撞击;应控制喷漆速度,防止产生静电;所有设备均应可靠接地。 (4)应做好设备的维护保养,经常清除车间内和排风管道内的油漆沉积物。 (5)严格控制车间内油漆和溶剂的贮存量,在保证当天的使用量外,不应过多贮存。即使有少量使用剩的油漆和溶剂,亦应妥善保管,盖好盖子,以减少挥发。 汽车涂装线中空气供应装置的节能分析 2008-5-11 13:53:24 摘要:根据汽车涂装线对空气品质的特殊要求和空气温、湿度的调节机理,确定了空气供应装置的流程和参数。利用湿空气的焓; 湿图,分析了空气供应装置节能降耗的方法。 1、引言 在汽车涂装线中,为了保证车身漆膜的质量和操作工人的舒适感,各工作场所对空气品质均有严格的要求,具体见表1。 注:①包括涂装线中的打磨、涂焊缝密封胶、抛光、报交和AUDIT等工位室体;②采用欧洲CEN 规格,与中国GB/T 14295相比,F5属于中效过滤范围,F7属于高中效过滤范围;③前处理、电泳室体的换气次数是指脱脂、磷化和电泳等工位室体内的换气次数,进风空气来自车间内,排放到车间外。 由于要求的风量较大,并且大多数为全新风供应,空气供应装置(ASU)的能耗和冬季加湿量相应也较大,从而导致ASU及其配套的冷冻机组、锅炉房和纯水站等在汽车涂装线的建设中所占的投资比例较大。因此,合理确定ASU的工作机理并采取适当的节能措施对降低投资和能耗具有重要的意义。 2、ASU调温和调湿的机理 2.1 夏季ASU的工作机理 夏季,车间外空气通常具有较高的温、湿度,ASU内的空气变化过程在湿空气焓—湿图(i-d图)上的表示见图1。其变化过程为:A→B→C,车间外空气的状态处于A点,温度为,相对湿度为φA,对应的含湿量为d A,焓为i A。当其流经ASU时,先在表冷段被冷却除湿后,空气状态处于B点,再在升温段等湿升温到C 点,此时温度为t C,相对湿度为φC,从而达到夏季涂装车间工作场所要求的空气状态。: 2.2 冬季ASU的工作机理 冬季,车间外空气通常具有较低的温、湿度,ASU空气变化过程的(i-d图)见图2。其变化过程为:D→E→F,车间外空气状态处于D点,温度为t D,相对湿度为φD,对应的含湿量为d D,焓为i D。当其流经ASU时,先在加热段进行等湿升温后,空气状态处于E点,再在喷水段进行等焓加湿到F点,此时温度为t F,相对湿度为φF,从而达到冬季涂装车间工作场所要求的空气状态。 3、ASU的流程 根据ASU的工作机理和涂装线各工作场所对空气品质的要求,将ASU的温、湿度调节区按“表冷段→加热段→加湿段”的顺序布置,使ASU在夏、冬季的运行中使用同一加热段,从而降低ASU的制造成本。对喷漆室和打磨等工位供风,ASU必须具有过滤、冷却、升温、加湿和降噪音等功能段。对于车间内供风,ASU只需具有过滤、冷却、升温和降噪音等功能段。以喷漆室为例,典型的ASU流程见图3。 4、ASU的技术参数和能耗的关系 4.1 确定ASU的风量 汽车涂装线各工作场所的ASU通常由多个组成,考虑到设备的安装空间和风管布置的合理性,通常每个ASU的风量不大于25万m3/h,,具体的数量和风量视该工作场所需要的通风量而定,具体计算公式如下: V=3600·L·W·v (1) 式中:V——工作场所需要的通风量,m3/h; L——室体的长度,m; W——室体的宽度,m; v——工作场所需要的空气流速,m/s。 或:V=n h·V r (2) 式中:n h——工作场所需要的换气次数,次/h; V r——工作场所的容积,m3。 4.2 确定ASU的最大能耗 在确定ASU的最大能耗时,通常是根据当地的气象资料,以夏季最高焓值时的空气状态作为计算最大致冷量的起始点,即图1中的A点;以冬季最低焓值时的空气状态作为计算最大加热量的起始点,即图2中的D点,结合i—d图中的空气状态变化过程,计算出ASU 所需的最大致冷量、最大加热量和冬季最大加湿量,为冷冻机组、锅炉房和纯水站的规划提供依据。 4.2.1确定ASU所需的最大致冷量 根据图1,当空气状态由A→B进行冷却除湿时,所需要的致冷量即为ASU所需的最大致冷量,即 Qc=V·p·(i A —i B)/3600 )(3) 式中:Qc=——ASU所需的最大致冷量,KW; p——空气密度,1.2kg/m3; i A——夏季最高气温时空气的焓,KJ/kg; i B——夏季热空气通过表冷器进行冷却除湿后的焓,KJ/kg; 4.2.2确定ASU所需的最大热能 根据图2,当空气状态由D→E进行等湿升温时,所需要的热能即为ASU所需的最大热能,即 Q h=V·p·(i E —i D)/3600 )(4) 式中:Q h——ASU所需的最大热能,KW; i E——冬季冷空气通过等湿加热后的焓,KJ/kg; i D——冬季最低气温时空气的焓,KJ/kg。 4.3 确定ASU的最大加湿量 根据图2,当D点为冬季最低焓值的空气状态点时,通常其含湿量也接近最低,当其由D→E进行等湿升温后,在喷水段由E→F进行等焓加湿过程中所需要的加湿量即为ASU所需的最大加湿量,即 W W=V·p·(d F —d E)(5) 式中:W W——ASU所需的最大加湿量,kg /h; d F——等焓加湿后的空气含湿量,kg/kg; d E——冬季空气最低焓值的含湿量,d E =d P,kg/kg。 5、节能措施及效果对比 为了降低ASU的能耗,当涂装线的工艺条件允许时,通常采用一次回风ASU 。以产能为27台车/h的水性金属底漆喷漆室为例,平面布置见图4。 根据上海市的气象资料,车间外空气的夏季最高温度是34℃,相对湿度是80%,冬季最低温度是-4℃,相对湿度是75%,现采用2台ASU为其供风,其中1#ASU负责手工擦净室、自动擦净室、离子风吹净室和手工喷漆室的空气供应。根据各室体的尺寸和风速的要求,由公式(1)可求得V=22万m3/h。 5.1 全新风ASU的能耗 1#ASU采用全新风方式时的喷漆室供、排风系统见图5a。按图1的空气变化过程,查i—d 图可知i A =105.17KJ/kg,i B=58.37KJ/kg由公式(3)可求得Qc=3432 KW。 按图2的空气变化过程,查i—d图可知,i D=0.8KJ/kg,i E=55.51KJ/kg,d F=12.28×10-3 kg /kg, d E=1.94×10-3 kg /kg,由公式(5)可求得W W=2370 kg /h 5.2一次回风ASU的能耗 由于通过喷漆室的手工擦净室、自动擦净室和离子风吹净室的空气可以回用,因此可将它们作为1#ASU进风的一部分,当新风风量为16.8万m3/h,回风量为5.2万m3/h时,新风比为76.4%。喷漆室的供、排风系统见图5b,其空气状态变化过程见图6、图7。 按图6的空气变化过程:A1+C→A→B→C,通过i—d图进行混风计算可知,夏季新风点A1和回风点C按上述风量混合后,1#ASU的进风状态点A的焓i A =95.07KJ/kg,i B=58.37KJ/kg 由公式(3)可求得Qc=2691 KW。 按图7的空气变化过程:D1+F→D→E→F,冬季新风点D1和回风点F按上述风量混合后,1#ASU进风状态点D的焓i D=13.58KJ/kg,i E=55.51KJ/kg,d F=12.28×10-3 kg /kg,d E= d D=4.32×10-3 kg /kg,由公式(4)可求得Q h=3075 KW; 由公式(5)可求得Ww=2101 kg /h。由上述计算结果可知,对于1#ASU而言,当采用新风比为76.4%的一次回风方式时,所需的最大致冷量可降低21.6%,最大热能可降低23.4%,最大加湿量可降低23%。 6、结语 对ASU及配套的冷冻机组、锅炉房和纯水站进行规划时,还需注意以下几点,方能使ASU正常运行,并且在运行过程中能够最大限度地节能。 6.1 采用一次回风ASU的前提条件 显而易见,增加ASU的回风量可提高节能效果,但是,必须要在工艺条件允许的前提下才可采用一次回风ASU。例如供应喷漆室的空气,经过喷漆室后含有较多的漆雾和溶剂,即使在喷漆室底部经过了文丘里或水旋式的净化处理,但仍有少量的残留物,如回收利用, 残留的漆雾会较快地阻塞ASU的过滤系统,使之阻力增大,而溶剂分子重新进入人工喷漆室内也会引起喷漆工的不舒适感,这时不能采用一次回风ASU。 6.2 ASU的空气品质与工作场所的匹配 要合理布置整个涂料车间的送、排风管,尽量使ASU的温、湿度处理能力与工作场所要求的空气品质匹配,从而避免高品质的空气被供应到低要求的工作场所造成的能源浪费。 6.3 ASU的变频技术 在实际生产过程中,涂装线各工作场所运行的连续性各不相同,因此,ASU的风机要采用变频控制,其控制系统与机械化输送系统联锁,使>EF 的供风量能根据工作场所的实际需要可自动连续地调节,从而避免能源浪费。 ASU加湿泵也应采用变频控制,使循环喷淋泵根据进风段的空气湿度自动调整喷淋量,从而使对应的加湿量达到要求。同时,有效地降低了泵的能耗和纯水消耗量。 6.4 电动调节阀的应用 在新风、回风、排风管路上要设置电动调节风阀;在表冷器、加热器回水管上设置电动二通调节阀,根据室外空气焓值及室内外温、湿度的变化自动调节电动 风阀和电动水阀的开度。 6.5 管路的保温 ASU的壁板、冷热水管、供回风管等均应采用绝热保温,保温材料使用A" HH 厚的岩棉或相类似的材料,从而最大限度降低由散热产生的能源损失。 6.6 ASU能源供应的动态调整 在ASU的日常运行中要对车间外空气的温、湿度进行监测,以便根据室外空气焓值相应地调整冷冻机组、锅炉房和纯水站的运行负荷,使之尽可能与ASU的能耗相匹配,从而达到节能和降低运行成本的目的。 涂装质量问题的基本分析方法(下) 2008-4-30 17:5:20 3 解决涂装质量问题的 生产上出现了问题,并不都是容易找到原因的。先分析问题还是先解决问题,同样需要一定的原则。因为分析问题的一项目的是落实责任,但生产不可能等到责任落实后才重新继续。 311 生产为先原则 解决问题的顺序为:采取所有措施保证生产→分析问题→落实责任。在涂装实际生产中,出现任何质量问题,应同时采取所有可能的措施保障生产,而不能因分析缺陷长期影响生产。如电泳漆成胶体的案例中,保证生产的措施就是更换漆槽。涂层冲击脱起的情况是尽量使工件让步接收,一边继续分析问题。再如钢板磷化发蓝的问题,因威胁到涂层的耐蚀性能,不能涂装,只有选出发蓝工件,暂时停用该批钢板制作工件,保证生产进行。 312 质量为先原则 解决问题的顺序为:分析问题→解决问题→继续生产,落实责任在生产 前后均可。 当质量问题影响到产品销售、影响到企业长远利益时必须先解决质量问题,而不能生产有先天病态的产品。如检验发现涂层冲击试验后裂开,停产分析认为是粉末质量问题,只有停产,待新粉末进厂后才能生产;再如因粉末混合后出现失光,对比明显。停产分析,确认是厂家粉末原因后,对设备进行清理,更换另一厂家粉末,使生产正常进行。 313 实事求是原则 涂装问题关系到企业的生产和企业所有者的收益,关系到供应商的质量声誉和货款结算,关系到各方责任承担等诸多问题,技术人员得到一个基于事实的、不可变更的结论至关重要。要做到不查明原因不下结论,坚持自己的观点不因利益相关方的影响而改变,对主管领导的分析不随便附和,作出了错误的推断时应勇敢地承认自己的不足,时间久了才能树立自己权威的观点,让各方都相信科学,相信事实,相信自己。实事求是原则是追求事实本来面目的原则。尊重事实、尊重科学是人类的基本素质,是分析和解决质量问题的基本准则。 4 结语 涂装质量问题不但涉及到人、机、料、法、环等因素,对质量问题的分析还涉及到物理、化学、生物、数理统计等学科知识。综合运用,分析透彻,解决问题才能更具有针对性,减少弯路,确保涂装生产的正常进行。 同时要学会从解决质量问题中不断地总结经验教训,提高自己分析处理涂装质量问题的能力和水平,以适应生产不断发展的需要。 涂装质量问题的基本分析方法(上) 2008-4-30 17:1:38 1 前言 涂层是一个过程产品,涂层质量是所有因素和过程结果的累加。涂装质量问题有它自己的特点:问题出现多没有征兆,大生产中问题多以批量出现,缺陷分析比较抽象不容易让人人理解,一些参数的变化引起外观质量的变化,工艺过程长,工艺参数多等等。所以,遵循一定的问题分析和解决办法,可以加快问题的解决,更好地减少损失。 2 涂装质量问题的基本分析方法 211 聚焦法则 涂装缺陷往往不是单一的,总是多种缺陷共存,影响程度各不相同,即分为主要缺陷和次要陷。 聚焦法则要求: 第一步:命名并统计所有的缺陷; 第二步:计算各种缺陷的比例; 第三步:找出比例最大的缺陷,即主要缺陷,这就是需要分析解决的主要问题。针对需要首先解决的主要缺陷,其原因也可能有多种,这些原因所起的作用各不相同,分主要原因和次要原因。聚焦法则要求: 第一步:针对某一问题,找到并罗列所有可能的原因(人、机、料、法、 环) ,尽可能不漏项; 第二步: 从这些原因中找到一项主要的原因。方法是观察和试验; 第三步:针对上述的主要原因罗列所有可能的解决方法; 第四步:从这些可能的解决方法中找出最经济、最有效的一个并实施。 聚焦法则的优点是只改变一个条件,根据问题改善的效果,有利于查明 问题根源,防止问题的反复出现。 如造成涂层表面杂质缺陷的有颗粒和毛絮,每一种又可以分析到十几种原因,造成毛絮的一种原因是杨柳的花絮,改善方法:搬迁厂房、封闭车间、砍伐树木、以窗纱代替开窗、往车间内送过滤的空气使之保持正压等。其中,“以窗纱代替开窗”的方式最简单,可以最先实施,以改善情况决定是否实施往车间内送过滤的空气的。 212 全因素分析法(或称全息分析法) 因为涂层质量是所有因素和过程结果的累加,前期所有工序的问题都可能最终表现为涂层缺陷。出现任何质量问题,应从人(操作人员) 、机(机械设备、工装) 、料(原料、辅料) 、法(工艺方法、检测方法) 、环(环境因素) 诸方面进行全方位的分析,找出关键的因素。 全因素分析法不但要分析涂装施工环节,也可以延伸到原料的制造过程。因为原料是影响质量的重要因素,原料的生产过程、甚至涂装原料的上级原料同样影响涂装质量。 例如,钢板在生产中有夹杂的情况,粉末涂装高温固化后产生起皮缺陷。如果分析不到钢板的原因,无论如何都不能解决它。因为起皮的情况类似于磷化的杂质和外界掉落的物体,将责任落实到任何其它岗位人员都是一种错误。又如,在进行银色粉末涂装时,涂层出现绿豆大小的气泡,初步判断是压缩空气中的油、水在高温下挥发产生的气泡,该分析好像有理有据,但水分在粉末流平前应该挥发,液态油滴在流平温度下应该产生缩孔,显然与气泡不是同一原因。后经过粉末制造厂家共同参与才找到真正原因:粉末制造时银粉(铝粉) 的加入是混合式,当混合不太充分时会造成铝粉的团聚现象,流平温度下封闭的铝粉团内的空气膨胀形成大小不一的气泡,类似于粉点(粉包) 。 涂装生产应用的粉末里会有毛絮,这是将原料全部过筛后发现的。而粉末厂家也搞不清这些毛絮的来源。不要忘记,粉末生产也是需要原料的,所以原料的原料出现问题,也会影响涂装质量。213 问题重现法 生产中出现问题是某个因素变化的结果,这个因素有时可能知道,更多时候不知道变化的因素。在生产上或实验室使问题再次出现并多次重现,就会使原因明朗化。 如在查找缩孔的原因时就可采用该方法,利用生产原料的杂质、各种油类物质、多种表面活性剂、多种粉末材料等,人为产生了多种缩孔。再在这些导致缩孔物质中,确定压缩空气中的油份是产生缩孔的主要原因。 在查找电泳漆电泳不上漆的原因时,就可人为加速溶液的蒸发,使水中的可溶性离子积累,获得与生产线相似的结果(出现果冻状胶体) ;用去离子水做对比试验,得到不出现缺陷的样本。从而得出结论,上述缺陷是由于水的硬度高造成的。 在生产中出现涂层冲击脱起的缺陷,通过在烫干水中加入脱脂槽液,人为提高最后一道水洗的 pH ,涂装四块样板进行对比,重现了生产时的现象,得出脱脂槽液的转 移,会引起抗冲击脱层缺陷。提高磷化液游离酸,部分解决问题,通过改进烫干加热方式,最后防止了缺陷的反复。 解决涂层脱落问题也是这样,在不同的时间和温度下做几组样板,得到不同程度的脱落现象:涂层不开裂、涂层轻微裂痕、裂纹、完全碎裂等,说明固化不足会造成涂层脱落,防治办法是提高固化温度或延长固化时间。 214 因素递减递增法 在重现问题时,只对已知的单一的因素或该因素的量进行加减,直到出现质量问题。 如某一产品涂装后做盐雾试验,出现涂层起泡的现象,在基本排除粉末涂料原因后,对前处理工序进行分析。因前处理采用镀锌、钝化、磷化的工序,分别减少一个工序喷涂三块样板,做相同的试验,结果发现镀锌工序是产生盐雾试验起泡的原因。 再如涂层针孔,知道增加了酸洗后的工件出现程度不同的针孔。逐步降低酸的浓度、调整缓蚀剂浓度做一系列样板,找到一个合理的配方,解决针孔问题。 因素的增减可定性地判定某一因素的作用;再用正交试验法,可以找到合适的工艺及配方,均是分析问题的有力工具。