对于电泳涂装线设备安装工艺要点的解析

'对于电泳涂装线设备安装工艺要点的解析   摘要：随着我国汽车业、轻工业、家电市场的不断发展，对于在防腐方面的技术要求，电泳涂装技术也在这些行业得到普及。但大多数的电泳涂装线加工的都是小件工件，一般这些电泳涂装线规模较小、投资少、工艺管理的意识也比较淡薄，所以就造成了涂装设备的简陋、电泳涂装质量频现问题等缺陷。所以对于了解电泳涂装线设备安装的相关工艺是非常有其必要性。下面就将简述小型电泳涂装线设备安装的工艺管理要点，希望对此行业者有所帮助。 一、电泳涂装线的工艺流程设计：     一般的电泳涂装线工艺都要求有如下配置，这些都是保证涂装工艺的基本要求：上线前预处理（除重油重锈）-预脱脂（浸）-脱脂（或脱脂、酸洗二合一）-水洗-水洗-表调-磷化-水洗-水洗-新鲜纯水喷淋水洗-电泳-UF水洗-水洗-喷淋水洗-下线（晾干或吹水）-烘干。只有保证了基本工艺流程，才能得到基本合格的电泳漆膜。例如：减少脱脂次数，则容易导致缩孔；减少磷化后水洗次数，则容易导致串液引起的电泳槽液受到污染，导致针孔、击穿等弊病；减少电泳后水洗次数，则容易导致干漆迹或出现二次流痕等。二、以下各工序在平时生产和设备安装时是都要注意的关键点:    1、脱脂和预脱脂：    很多小涂装线只有一道脱脂或者一道二合一脱脂酸洗处理，此种情况下必须要注意二次污染问题。由于只有一道脱脂处理，导致脱脂槽液工作负荷较大，槽液中油污含量也较高，再加上脱脂槽液表面油污没有采用溢流方式处理或没有经常性的人工漂油，必然会经常导致已经脱脂好的工件在出槽时受到槽液表面油污的二次污染，从而使电泳漆膜出现缩孔。如果此油污长期带到下道水洗，并一直带入电泳槽液中，必然导致电泳槽液油污含量不断增加，超过电泳槽液的容忍度后将集中导致电泳漆膜出现整批量的缩孔问题，严重时直接导致电泳槽液报废。因此建议：必须两道脱脂，脱脂经常漂油，脱脂后水洗经常漂油及经常更换。    很多小电泳涂装线会采用预脱脂（浸）-脱脂（浸）的模式，也有采用两道喷淋模式的，建议两道脱脂均采用喷浸结合方式。有喷淋压力有利于加速对油污的去除，有浸洗有利于内腔或夹缝除油。    平时生产时工艺管理上要重点关注脱脂时间、温度、喷淋压力。一般处理时间在3-5分钟左右、温度需要达到55度以上、喷淋压力能达到0.2-0.4MPa左右。同时建议在生产时能够对脱脂槽液进行循环，槽液的循环量要达到2次/小时，循环泵的扬程在30米左右。    对脱脂槽液的加温方式，最好是用热水经板式换热器换热，但是很多线直接在槽中盘几圈加热盘管，直接通蒸汽或者烟道气加热。此方式有其弊病：采用蒸汽加热的话，由于蛇形盘管周围局部温度很高，会导致表面活性剂的析出，降低脱脂槽液的除油效果。     2、关于酸洗：汽车零部件及各种轻工、家电小件电泳前，往往由于中转原因放置时间较久，如果正逢雨季或者潮湿天气，再加上管理不善，则很容易生锈，这样往往需要进行酸洗除锈。采用酸洗可以，但建议如果采用酸洗的话，也要在线外单独进行酸洗。酸洗在线的弊病：1）酸雾会腐蚀相关设备，对操作人员健康即为不利；2）工件经过酸洗后，一方面由于“氢脆”影响工件的强度，另一方面工件上的残酸会影响到电泳漆膜的耐盐雾性能；3）酸清洗不净，对电泳槽液的稳定性影响也很大，会严重破坏电泳树脂的稳定性，长期累积严重时会导致槽液沉槽以至电泳槽液报废。由于磷化槽液为强酸性，具有一定的处理轻微浮锈的能力，因此个人建议，如果工件表面只是轻微浮锈的话，就不要采用酸洗在线处理了，虽然会增加磷化液的工作压力，但总比工件经过酸洗对工件质量、电泳槽液参数稳定的影响、漆膜质量的影响要弱，利还是大于弊的。    如果在电泳涂装线上实在需要采用酸洗，则建议酸洗后至少2道以上水洗，并对酸洗后水洗进行及时更换，建议必须一班一次。    3、各道水洗的更换：建议对各道水洗要经常更换。经常更换的好处如下：    1）脱脂后水洗水的经常更换，会尽可能减少油污带入下道工序，尤其是减少带入电泳槽液中，进而导致出现缩孔问题；    2）电泳后水洗水的经常更换，会减少干漆迹和二次流痕的出现。更换频次建议每班一次（一班满负荷生产时）。个人建议在电泳下线时采用新鲜纯水洗喷淋水洗（或高压水枪喷淋纯水洗），会对电泳漆膜外观有很好的益处。    3）各道水洗槽建议开溢流槽或溢流孔，以方便表面脏污（浮油、灰等）流出。    4、关于预处理：建议工件上线前做预处理，包括打磨浮锈、预擦洗除油等，做到工件表面没有明显浮锈、重锈、无明显油污。特别是脱脂槽没有循环或者循环不良、升温不好的线，一定要加强预擦洗，只有这样才能达到良好的脱脂效果。有效的预处理也可以缩短脱脂时间、延长脱脂槽液使用寿命、保证脱脂效果。    5、污水排污槽。很多小涂装线，在设备安装时，会忘记在每个槽体周围安装排污水槽，这样会直接导致无法排污水的问题。同时建议在电泳下线时，留出一个排污水槽工位，其目的一是方便下线的电泳工件晾干水分，一个是可以在此工位做手工喷淋清洗，改善漆膜外观。    6、磷化：磷化槽液为强酸性，因此磷化槽体必须加防腐衬里，对处理方式建议尽可能采用喷浸结合式，不建议只采用喷淋方式，可只采用浸渍处理。喷淋方式处理的话，由于喷淋挥发较大，对磷化槽液的参数控制要求较高。建议磷化槽内设循环系统，循环泵采用不锈钢或者塑料材质，循环量2次/小时，扬程30米左右，实在不行也可以考虑用压缩空气塑料管深入槽液中进行手工搅拌。很多小电泳涂装线一般没有磷化除渣装置，除渣时采用静置一段时间后用潜水泵倒槽来除渣，建议可以考虑增加一个高位槽沉降除渣或建双磷化槽。磷化的加温方式同脱脂，不建议直接用蒸汽或者烟道气对槽液进行加热，会导致磷化组分的析出产生额外的沉渣，影响槽液参数的稳定性。    7、电泳部分：此部分是电泳线最复杂的部分，以下分设备部分及日常工艺管理部分描述。    电泳设备部分：    1）电泳槽体：小涂装线电泳槽体采用的材质可谓五花八门，有的采用塑料PP板焊接，有的采用6-10mm厚的碳钢板焊接外壁用槽钢、方管加固，有的甚至是水泥方砖砌成。除塑料材质外，其他材质都必须槽体内部、边沿上部做玻璃钢防腐处理，玻璃钢的厚度实际操作时在6mm左右，且需要耐20000V干电压测试。玻璃钢的材质大致有两种，一种是环氧树脂玻璃钢，强度好韧性好，价格较高；还有一种是不饱和聚酯玻璃钢，强度较差发脆、价格低廉。很多做防腐的厂家使用不饱和聚酯的玻璃钢，里面掺上黄色的颜料来冒充环氧树脂玻璃钢。     主槽槽体设计时要求工件离槽底、极板、液面的距离一般要求大于20厘米，给槽底、槽壁的循环喷管、以及阳极管（或阳极箱）留出安装位置。槽底与槽壁立面的过渡要做成弧形，防止产生循环死角。一般副槽的容积是主槽的10%左右，副槽槽底设计成到金字塔型。主副槽内的裸露金属都要涂覆环氧树脂玻璃钢，有的槽子在副槽中放置不锈钢盘管用于换热，但是外接的管路一定要用塑料管路。    2）循环系统：电泳槽液循环系统主要包括泵、循环管路、喷嘴、阀门、压力表等。排污阀要使用球阀，不建议使用蝶阀，系统内的阀门可以使用蝶阀。泵、管路、阀门的材质建议采用塑料材质或者不锈钢材质，不能用电镀材质的。资金允许是，建议循环泵采用双机械密封卧式泵、立式泵，条件较差的可以采用普通水泵，但要冒漏液的风险，建议采用此类泵时，泵前后一定要安装阀门，以便于更换、维修。循环泵的转速一般要求1450转/分，主要是怕泵的转速太高剪切力太大容易造成“破乳”产生颗粒，但不强求（转速差异，泵的价格差异也满大）。循环量一般要求槽体容积的4-6次/小时，可以不强求，但对于循环喷嘴不是文丘里喷嘴而是鸭嘴式喷嘴或者直接在喷管上打孔的线，循环量还是尽可能大一些。循环泵的扬程一般为30米。循环管路上的压力表一般要求使用隔膜式压力表，必须垂直或大角度倾斜安装，不能水平安装或者用环形缓冲连接。整个循环系统不能采用镀锌件或铝件等易腐蚀件，以免长期使用腐蚀损坏，建议采用不锈钢件或PP塑料件。    槽液循环系统上必须安装过滤器，过滤器建议使用不锈钢过滤器，内装过滤袋过滤精度可根据外观要求适当调整，要求高的过滤精度25μm，一般的50μm。如果电泳车间密闭较差的话，建议只能使用50μm过滤袋，不能采用25μm过滤袋，以免进入电泳槽的灰尘直接将过滤袋堵死。电泳槽体容积10吨以下的，采用单袋式过滤器即可。 3）换热系统：设计正规的电泳涂装线大多使用不锈钢板式换热器，换热面积对10吨左右的小槽子5平方米左右的换热器换热面积足够满足要求。很多小涂装线都没有冷冻机组，而只是采用外接冷水管的方式换热，或者有的线连换热器也没有。另外有些电泳线，只是在循环系统上接出一根副管连通冷水箱，或者直接在副槽中放置不锈钢冷水盘管外接冷水的方式用于夏天降温，此类外接管路的材质一定要用不锈钢或塑料材质。由于对换热系统不够重视，夏天时，很多小涂装线的电泳槽液工作温度可以达到40℃以上，而冬天时温度则在25℃以下。    4）超滤系统：常见的超滤膜管为管式、卷式、中空纤维的超滤管。一般管式和中空纤维的超滤膜管孔径较大，不易堵塞，价格低，因此小涂装线选用的较多；卷式的超滤膜管孔径较小、设备要求较高，价格也较贵，小涂装线一般很少选用。超滤设备一般都是整套配套而来，小涂装线在购买的时候只要要求超滤透过液量即可。对小涂装线，建议必须配备超滤系统，哪怕不常开，但是在槽液出现问题后解决问题时能起到大的作用。超滤透过液量按照正规工艺要求的话，建议按照1.2-1.5L/m2来选择。此透过液量可以保证电泳工件的清洗及浮漆的回收。     5）阳极系统：一般有管式阳极、板式或箱式阳极、帆布袋式阳极、甚至裸电极等形式，阴阳极面积比一般要求4：1，可以低一点到3：1，但不建议高过5：1。自制的箱式阳极只计算正对工件一面的面积，管式阳极的面积由极管外径周长×液面下的高度得出。很多小涂装线阳极系统不能循环（无循环系统），建议阳极液在生产时必须循环，从而保证电泳生产时电场强度的均匀性。采用管式阳极一般都有配套来的循环系统，循环泵的流量一般为0.5吨/小时/平方米阳极面积。对于极液不能循环的，要经常人工抽出更换排放阳极液，避免长时间后槽液PH值偏低。    6）电源系统：一般要求最大输出电压300V左右，最大输出电流根据工件的面积计算。一般每平方米的工件面积要求15A的最大输出电流（冲击电流），电压波动幅度小于5%。施工电压建议采用两段升压，此点通过对整流电源的小改动，即可完成。对于无两段电压的情况，建议采用手动升压的方式达到2段电压的要求。连续式的电泳生产线，入槽端建议不设或者少设极管的方式，此举对避免工件出现斑马纹弊病，有明显效果；对于间歇式线，采取软启动缓慢升压，在30-40秒内升到施工电压，可避免冲击电流过大损伤电源系统。    7）加料系统：很多小涂装线都没有专用的加料系统，色浆乳液助剂等都是人工加入槽中。建议乳液可以直接加入槽中，加色浆时一定要慢，且加入色浆的位置最好靠近循环泵的吸口。对于溶剂、中和剂，如果UF水洗槽有往电泳槽溢流的开口，应加入UF槽中再回流回电泳槽。如果直接加入电泳槽，需要用纯水稀释到20%左右再加入槽液中。此外，往电泳槽或UF中补加中和剂时，一定要少量多次，加入时应提前稀释好，以避免短时间内中和剂加入量过大局部PH值过低导致电泳树脂析出、漆膜返溶。如果安装有专用的加料系统，加料泵建议采用气动隔膜泵；乳液、色浆的加料入口可以直接开在循环泵的吸口管路上，溶剂、中和剂需要有专用的加料管路至UF槽循环吸口管路。    8）纯水系统：目前RO反渗透纯水系统比较普及，少见离子交换纯水系统。纯水质量要求PH=6.5-7.5，K＜10us/cm。一般每平米工件要用2升纯水，但建议纯水产量最好能大于或者2倍于超滤透过量。    以上为电泳设备部分安装时需注意事项。    电泳日常工艺管理部分：    1）窜液：对于连续式的电泳线，需要在设备方面予以预防，比如喷淋管路两端做隔离板、工序间的连接部位做成坡型，调节好喷嘴的方向等。对于间歇式线，只要保证沥液时间，基本不存在窜液问题。保证各道水洗槽液严格按照工艺要求及时更换，对减少兜液串液危害有很好的效果。    2）挂具：对于挂具的处理，一般的小涂装线多采用酸泡或者泼上溶剂用火烧、用矬子磨、用焊枪烧等方式。个人经验：建议可以把挂具喷上较厚一层银粉漆，待完全固化后把接触点用矬子打磨掉，这样挂具不易沾上电泳漆，也省掉较多处理挂具的费用。    3）高温润滑油：对于连续式线的悬链润滑油，特别是要经过烘道的，在日常生产时必须要使用正规品牌的耐高温润滑油，以免在高温环境下熔化滴落以及在烘道中造成大量的油烟雾，导致电泳漆膜出现油污染缩孔。    4）电泳槽液日常维护：很多小涂装线对槽液的日常维护意识淡薄，很多情况是无日常检测、无日常补加，基本靠个别熟练工人的所谓经验来调整，此点必须避免。电泳槽液参数的稳定，和电泳漆膜的质量有直接关系，如果电泳槽液长期在非稳定状态下运行，一方面造成电泳漆膜质量问题频发，另一方面会造成对电泳槽液的实际状态不清楚，有没有问题不知道，如果长期无监控，最终必然导致电泳槽液报废，最后受损的还是涂装厂。电泳槽液报废，损失的是净利润。     8、电泳后UF水洗：一般超滤系统常开的线都会使用UF水洗，超滤系统不常开的线都使用纯水或者自来水冲洗。UF水洗的水洗方式建议喷浸结合，喷淋泵的流量根据喷嘴数以及每个喷嘴的流量来计算，喷淋压力要大于0.2MPa，浸槽循环泵的循环量要求2次/小时。UF水洗槽体、泵、管路的材质一般选用不锈钢或者塑料材质，槽体如果使用碳钢材质，需要涂覆环氧树脂玻璃钢。对漆膜外观要求比较高的线，要加过滤器。UF往电泳槽的溢流口要高于电泳槽液位，溢流管使用不锈钢材质，应使用直通的“一”字型连接，中间不要有岔路，以免UF中的颜填料粒子因流速较慢，在溢流管的底部沉积而堵塞溢流管路。    9、泳后水洗：对于无UF水洗的电泳线，泳后水洗必须及时更换，以免干漆迹和二次流痕出现。    10、下线：对于沥水时间较短的线，建议在此工位增加压缩空气吹水，避免工件进入烘道后形成水迹。对漆膜外观要求较高的线，在此工位可加人工喷淋水洗，再沥水或吹水。    11、烘干：目前常用的加热空气循环方式为对流方式。连续式生产线多采用桥式烘道，间歇式生产线多采用通道式，甚至有的小涂装厂就一个大烘箱。加热源有煤、天然气、柴油、电等，多采用下送风上抽风模式，热空气一定要经过过滤，燃烧室（炉膛）要与烘道隔绝开，避免带入烟尘颗粒。在日常生产时需要注意烘道的清洁，避免产生颗粒或者油烟滴落形成油缩孔等弊病；必须定期全面清理，避免火灾危险。    12、电泳涂装污水处理：电泳涂装污水排放量较大，建议必须有配套的污水处理设备，切不可将污水直接排放，同时也建议环保部门加强对对此类工厂的环保监管。此项资金投入按照个人经验来看不是很大，请为子孙后代考虑。三、电泳涂装材料的选择:    建议小涂装线在材料选用上选择无重金属、无有害溶剂的原材料，就当前市场来看，此类比较环保的材料普及率已经很高。    四、关于涂装操作安全：由于电泳涂装线涉及到酸碱类化学品较多，同时也存在较多高温、高热、高电压的设备，因此在安全生产上必须重视，建议工人操作规程化，以避免生产过程中的误操作导致人员伤害、财物损失。    结语：对很多小电泳涂装线来说，无论设备安装是否到位、工艺流程是否合理，个人建议都必须关注日常生产中的工艺管理，好的日常管理也可以部分解决设备安装不到位、工艺流程不全面而导致的先天问题；同时也只有关注日常工艺管理才能保证产品质量，降低或者避免不必要的财物损失。        '