摘要:本文從工程機(jī)械行業(yè)涂裝技術(shù)發(fā)展應(yīng)用及涂裝工藝設(shè)備設(shè)計(jì)應(yīng)用出發(fā),探討工程機(jī)械行業(yè)節(jié)能、環(huán)保、低碳涂裝技術(shù)應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:工程機(jī)械,節(jié)能,環(huán)保,低碳,涂裝,前處理,電泳,噴粉,噴漆,烘干
一、引言
“十一五”期間,我國工程機(jī)械行業(yè)走過了極不平凡歷史階段,創(chuàng)造了我國工程機(jī)械行業(yè)發(fā)展史上最好的輝煌的五年,而且為國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和世界工程機(jī)械的發(fā)展做出了積極的貢獻(xiàn)。
據(jù)統(tǒng)計(jì)2010年全行業(yè)銷售收入達(dá)到4367億元,其中出口金額103.4億美金,全行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)1400多家,其中主機(jī)廠710多家;根據(jù)預(yù)測,2015年國內(nèi)銷售規(guī)模將達(dá)到9000億元,主機(jī)產(chǎn)品國際需求量將達(dá)到2100億美金,中國工程機(jī)械產(chǎn)品出口將達(dá)到260億美金,成為世界出口大國。
工程機(jī)械行業(yè)規(guī)模總量已躍居世界首位,成為我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)。
工程機(jī)械行業(yè)發(fā)展從粗放型、模仿型、數(shù)量型向科技創(chuàng)新型、質(zhì)量效益型、美觀環(huán)保型轉(zhuǎn)變。工程機(jī)械行業(yè)“十二五”科技發(fā)展目標(biāo)是以科技先行,重點(diǎn)圍繞低碳、綠色、高效、節(jié)能、信息化工程全面展開。而節(jié)能、降耗、減排的發(fā)展目標(biāo)實(shí)現(xiàn)一方面是通過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化與輕量化設(shè)計(jì)、減低尾氣排放;另一方面改造傳統(tǒng)制造工藝,提高專業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模,在生產(chǎn)過程中采用節(jié)能、環(huán)保、低碳工藝設(shè)備進(jìn)行產(chǎn)品制造。而涂裝工藝恰是制造過程的能耗大戶、環(huán)保重點(diǎn)環(huán)節(jié)。因而在工程機(jī)械這樣規(guī)模的行業(yè)進(jìn)行節(jié)能、環(huán)保、低碳涂裝技術(shù)應(yīng)用勢在必行。這也是我國“資源節(jié)約型”、“環(huán)境友好型”的兩型社會(huì)建設(shè)需要。
二、工程機(jī)械涂裝特點(diǎn)
近些年工程機(jī)械企業(yè)不斷加大技改投入,提高產(chǎn)能,持續(xù)更新提高制造工藝水平,主要表現(xiàn)在制造質(zhì)量水平的提高和表面涂裝水平的提高。單從涂裝工藝發(fā)展來看,擺地?cái)偮短靽娡抗に囈呀?jīng)淘汰,涂裝工藝水平不斷提高,涂裝設(shè)備越來越先進(jìn),越來越自動(dòng)化,效率越來越高,一些零部件涂裝已經(jīng)采用汽車行業(yè)先進(jìn)的涂裝工藝與設(shè)備,工藝更加完善,涂層更加美觀耐候,防腐更加可靠,涂料及設(shè)備更加環(huán)保。但是工程機(jī)械作為一個(gè)規(guī)模行業(yè)它有別于汽車、家電、家具等其他行業(yè),它有其自身特點(diǎn),需認(rèn)真加以研究.
1.產(chǎn)品、工件種類復(fù)雜,工件大小不一,零部件長度從幾百毫米到一、二十米,重量從幾公斤到二、三十噸;整機(jī)從幾米到五、六十米,重量從幾噸到二、三百噸;板厚從一、二毫米到一、二百毫米。
2.結(jié)構(gòu)復(fù)雜,工件內(nèi)腔多,單件作業(yè)時(shí)間長。
3.工件加工面及加工孔多,屏蔽復(fù)雜。
4.板材供應(yīng)狀況較差,大多采用熱軋板與熱軋型材,表面銹蝕嚴(yán)重,坑洼不平。
5.零部件及整機(jī)涂裝工藝復(fù)雜,工序多。零部件有底涂后加工或裝配后再進(jìn)行中涂、面涂的;有整機(jī)裝配、整機(jī)試驗(yàn)中污損,甚至需要裝配過程中的配焊損,整機(jī)重新打磨再做面涂;整機(jī)或零部件還需多次套色。這些都給涂裝工藝設(shè)備選擇及節(jié)能、環(huán)保、低碳涂裝技術(shù)應(yīng)用帶來挑戰(zhàn)。
三、涂裝工藝設(shè)備的節(jié)能、環(huán)保、低碳涂裝技術(shù)應(yīng)用
1.拋丸前處理工藝設(shè)備
(1)現(xiàn)在各主要主機(jī)或結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)廠商生產(chǎn)規(guī)模與“十一五”以前不可同日而語,生產(chǎn)綱領(lǐng)大,效率高。例如挖掘機(jī)廠起步規(guī)模在1萬臺(tái)/年以上,有幾個(gè)廠能力已達(dá)2-3萬臺(tái)/年;裝載機(jī)廠第一集團(tuán)軍產(chǎn)能均達(dá)到3萬臺(tái)/年,一些廠已達(dá)到4萬臺(tái)/年以上;叉車廠產(chǎn)能都在1萬臺(tái)/年以上,一些廠已超6萬臺(tái)/年;起重機(jī)產(chǎn)能多在1萬臺(tái)/年以上,一些廠已超2萬臺(tái)/年;水泥攪拌車產(chǎn)能多在3千臺(tái)/年以上,一些廠已在規(guī)劃3萬臺(tái)/年的產(chǎn)能。
這樣的批量,種類又多,須將工件進(jìn)行細(xì)致分類,尤其是按截面尺寸進(jìn)行分類,對(duì)于連續(xù)通過式拋丸室工件截面尺寸影響拋頭布置、拋頭數(shù)量及室體大小,從而影響除塵風(fēng)量,而這兩部分功率消耗占到拋丸設(shè)備功率的70%以上。
就挖掘機(jī)而言,1萬臺(tái)/年以上綱領(lǐng)的結(jié)構(gòu)件涂裝線需建兩條,傳統(tǒng)設(shè)計(jì)為兩條通用線,現(xiàn)在設(shè)計(jì)為:上下平臺(tái)拋丸噴漆一條線,動(dòng)臂、斗桿、鏟斗拋丸清洗磷化噴粉一條線,僅拋丸設(shè)備能耗可節(jié)約200Kw。
(2)拋丸器驅(qū)動(dòng)型式采用直連方式,減少傳遞功率損耗,并且增加維修空間。
(3)丸料回收選用皮帶輸送機(jī),減少設(shè)備故障,節(jié)約能源。
尤其對(duì)于起重機(jī)臂架、塔機(jī)起重臂、平衡臂、履帶吊臂架等長形工件,其拋丸設(shè)備加上清理補(bǔ)噴設(shè)備很長,采用螺旋輸送,往往需6-8級(jí),功率消耗大,故障率高,地坑較深,投資加大,如果改為皮帶輸送,就比較節(jié)能、簡單實(shí)用。
(4)除塵器必須采用兩級(jí)除塵:旋風(fēng)+濾芯,濾芯采用進(jìn)口濾紙,自動(dòng)脈沖反吹,排放管設(shè)有檢測孔,方便檢測,濾芯按照要求進(jìn)行維護(hù)與更換,保證達(dá)標(biāo)排放。
(5)對(duì)于懸掛通過式拋丸設(shè)備,頂部開口處密封材料及結(jié)構(gòu)型式需持續(xù)改進(jìn),一些合資公司的密封結(jié)構(gòu)值得借鑒,切實(shí)降低外泄飛丸造成人身傷害,減少對(duì)車間環(huán)境污染。現(xiàn)在通常做法還需從分離器平臺(tái)往下用復(fù)合彩板制作一個(gè)隔擋墻,能大大減少飛丸四濺,效果不錯(cuò)。
(6)防護(hù)材料推薦選用軋制Mn13,耐沖擊,拋出的丸料沖擊反而使其更耐磨,使用壽命明顯提高,安裝維護(hù)方便,采用焊接連接即可。
2.溶液前處理電泳工藝設(shè)備
(1)使用低溫、常溫處理液,使用低溫磷化工藝,降低能耗,節(jié)約成本。
(2)使用無磷酸鹽成膜技術(shù),沒有磷酸鹽及其他重金屬排放,廢水治理簡單,從源頭上保護(hù)了環(huán)境;工序減少,節(jié)約了廠房面積,減少了投資;反應(yīng)時(shí)間短,生產(chǎn)效率高;采用常溫成膜,降低了能耗。
一般磷化工藝流程
上件→脫脂(50-60℃)→水洗→表調(diào)→磷化(30-40℃)→水洗→鈍化→純水洗→瀝水→電泳A硅烷表面處理技術(shù)
硅烷表面處理技術(shù)是一種較成熟的新型金屬表面處理技術(shù),其防腐性能與鋅系磷化相當(dāng),優(yōu)于鐵系磷化性能。
工藝流程如下:
上件→脫脂(50-60℃)→水洗→硅烷處理(常溫)→純水洗→瀝水→電泳
B金屬表面納米陶瓷化
金屬表面納米陶瓷化是替代鋅/鐵磷化的新工藝,它在工件表面形成一層薄薄的“陶瓷”轉(zhuǎn)化涂層,可用于浸漬和噴淋。
工藝流程如下:
上件→脫脂(50-60℃)→水洗→純水洗→納米陶瓷成膜(常溫)→純水洗→瀝水→電泳
(3)合理規(guī)劃水流,水洗從后一級(jí)向前一級(jí)逆向補(bǔ)給溢流,減少水耗量,節(jié)約水資源,降低廢水處理量及處理成本。
(4)薄板件、覆蓋件采用前處理電泳工藝,提高底涂質(zhì)量,電泳涂料是水性涂料,基本杜絕了有機(jī)溶劑的排放。
駕駛室、機(jī)罩等薄板件涂裝典型工藝如下:
上件→預(yù)脫脂(50-60℃)→脫脂(50-60℃)→水洗→表調(diào)→磷化(30-40℃)→水洗→純水洗→瀝水→電泳→一級(jí)超濾水洗→二級(jí)超濾水洗→純水洗→瀝水→電泳烘干(140-180℃30-40min)→冷卻→打磨→刮膩?zhàn)?rarr;膩?zhàn)雍娓苫蛄栏?rarr;打磨→噴中涂→流平→噴面漆(濕碰濕)→流平→面漆烘干(60-80℃20-30min)→冷卻→下件
面漆還可以采用噴粉工藝,表面更加豐滿有光澤。同時(shí)因?yàn)榈酌嫫峋鶡o使用有機(jī)溶劑型涂料,整個(gè)涂裝工藝沒有有機(jī)溶劑排放,是個(gè)綠色、環(huán)保涂裝生產(chǎn)工藝。
其工藝如下:
上件→預(yù)脫脂(50-60℃)→脫脂(50-60℃)→水洗→表調(diào)→磷化(30-40℃)→水洗→純水洗→瀝水→電泳→一級(jí)超濾水洗→二級(jí)超濾水洗→純水洗→瀝水→電泳烘干(140-180℃30-40min)→冷卻→打磨→刮膩?zhàn)?rarr;膩?zhàn)雍娓苫蛄栏?rarr;噴粉→粉末固化(180-220℃30-40min)→冷卻→下件
但由于國內(nèi)工程機(jī)械行業(yè)板材供應(yīng)狀況較差,大多采用熱軋板與熱軋型材,表面銹蝕嚴(yán)重,坑洼不平,薄板件全沖壓成型工藝還沒有完全采用,因而需要酸洗工序,以除去工件表面銹蝕。
工藝流程如下:
上件→預(yù)脫脂(50-60℃)→脫脂(50-60℃)→水洗→酸洗(15-20min,鹽酸)→水洗→中和→水洗→表調(diào)→磷化(30-40℃)→水洗→純水洗→瀝水→電泳→一級(jí)超濾水洗→二級(jí)超濾水洗→純水洗→瀝水→電泳烘干(140-180℃30-40min)
一般采用自行葫蘆輸送系統(tǒng)一條線,連續(xù)完成各工序。經(jīng)過這幾年應(yīng)用來看,因工件銹蝕嚴(yán)重,多采用高濃度鹽酸處理,酸洗時(shí)間較長。鹽酸揮發(fā)性太強(qiáng),對(duì)工藝設(shè)備及廠房腐蝕影響超出預(yù)計(jì),基本上半年左右滑觸線就會(huì)腐蝕壞,葫蘆也會(huì)陸續(xù)出現(xiàn)故障,嚴(yán)重影響生產(chǎn)。設(shè)置酸洗工藝,須將酸洗工序單獨(dú)設(shè)置,輸送設(shè)備可根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)選擇行車或程控行車,為了防腐,酸洗間宜采用鋼筋耐酸混凝土結(jié)構(gòu),行車或程控行車可采用不銹鋼防護(hù)。工藝流程如下:
上件→預(yù)脫脂(50-60℃)→脫脂(50-60℃)→水洗→酸洗(15-20min,鹽酸)→水洗→中和→水洗→瀝水→轉(zhuǎn)掛(程控行車輸送)
上件→表調(diào)→磷化(30-40℃)→水洗→純水洗→瀝水→電泳→一級(jí)超濾水洗→二級(jí)超濾水洗→純水洗→瀝水→電泳烘干(140-180℃30-40min)→轉(zhuǎn)面漆線(自行葫蘆系統(tǒng)輸送)
隨著產(chǎn)品技術(shù)性能更新?lián)Q代,質(zhì)量與附加值進(jìn)一步提升,我國工程機(jī)械行業(yè)越來越多地會(huì)采用冷板及全沖壓成型工藝,盡量少的采用酸洗工藝,就會(huì)更加環(huán)保、節(jié)能。
(5)工程機(jī)械零部件前處理電泳設(shè)備不同于汽車整車及零部件的連續(xù)通過的船形槽設(shè)備,一般采用槽浸式設(shè)備,投資少,能耗低。
(6)對(duì)于專用車輛底盤、車架也應(yīng)推廣采用電泳工藝,最近有生產(chǎn)廠提出挖掘機(jī)上下平臺(tái)和裝載機(jī)前后車架采用電泳涂裝工藝,已經(jīng)作了一些試驗(yàn),效果很好。估計(jì)不久就會(huì)投入生產(chǎn)應(yīng)用。
典型工藝如下:
上件→拋丸→清理補(bǔ)噴→脫脂(50-60℃)→水洗→磷化(30-40℃)→水洗→純水洗→瀝水→電泳→一級(jí)超濾水洗→二級(jí)超濾水洗→純水洗→瀝水→電泳烘干(140-180℃30-40min)→轉(zhuǎn)面漆線(自行葫蘆系統(tǒng)輸送)
相應(yīng)要求板材最好經(jīng)鋼板預(yù)處理后再行拼焊,預(yù)處理不用作防銹底涂,這樣一些后處理拋丸設(shè)備不易拋打清理到的部位可以保證一個(gè)無銹的工件表面,有利于后序的磷化及電泳工藝。
3.電泳烘干工藝設(shè)備
(1)電泳涂料的技術(shù)革新,一方面是提高了電泳涂料自身性能,另一方面開發(fā)低溫烘烤電泳涂料,降低烘烤溫度,可以降低能耗,目前已有120℃烘干的電泳涂料投入生產(chǎn),對(duì)節(jié)能降耗很有意義。
(2)采用遠(yuǎn)紅外加熱技術(shù),熱能通過不同波長的可見光直接輻射到工件表面,能量被工件直接接收,工件表面升溫快速,節(jié)約能源。遠(yuǎn)紅外加熱特別適用于薄板件的升溫加熱。
(3)電泳烘干設(shè)備由于烘干溫度較高,一般不采用懸掛通過式結(jié)構(gòu),避免頂部開縫處大量熱量損失。采用橋式結(jié)構(gòu),有效解決熱量在兩端外溢問題,減少熱量損失。輸送設(shè)備一般采用滑橇輸送系統(tǒng),可以地下返回,也可地面平行返回。使用效果良好。
4.粉末噴涂工藝設(shè)備
(1)對(duì)于結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單的工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件,比如挖掘機(jī)的動(dòng)臂、斗桿、鏟斗,裝載機(jī)的動(dòng)臂、搖桿、鏟斗,泵車布料桿、臂架,塔機(jī)標(biāo)準(zhǔn)節(jié),腳手架鋼管,叉車的性結(jié)構(gòu)件等等,經(jīng)過這些年的推廣應(yīng)用,使用粉末噴涂工藝可行、可靠,可以達(dá)到有機(jī)溶劑的零排放,節(jié)能降耗,綠色環(huán)保。
主要工藝流程如下:
上件→拋丸→清理補(bǔ)噴→脫脂(50-60℃)→水洗→磷化(30-40℃)→水洗→吹水→水分干燥(80-100℃20-30min)→冷卻→噴底粉→固化(180-220℃30-40min)→冷卻→噴面粉(180-220℃30-40min)→固化→冷卻→下件(2)一般采用自行葫蘆系統(tǒng)輸送或積放鏈系統(tǒng)輸送,清洗磷化采用通過噴淋式,節(jié)能降耗,尤其是對(duì)于長工件;噴粉操作可以人工,也可以采用自動(dòng)+人工不噴方式,自動(dòng)方式可以是往復(fù)機(jī),也可以選用機(jī)器人噴涂。
(3)隨著粉末涂料的技術(shù)革新,一方面是提高粉末涂料各種理化性能,另一方面是開發(fā)低溫固化粉末涂料,同時(shí)提高其流平性能,提高其美觀度。降低固化溫度,可以降低能耗。目前已有140-160℃固化的粉末涂料投入應(yīng)用,一方面工藝可以達(dá)到綠色環(huán)保,一方面又可以節(jié)能降耗,降低生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)品附加值。
(4)通過這些年的不斷研發(fā)改進(jìn),粉末噴涂的破損已可以通過專用油漆進(jìn)行修補(bǔ),配套性能良好。
5.刮灰、打磨工藝設(shè)備
工程機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)以及材料供應(yīng)情況的特點(diǎn)決定刮膩?zhàn)印⒋蚰スば虿豢苫蛉薄?/p>
(1)目前刮膩?zhàn)恿看螅嗽诰€下設(shè)置集中刮灰、晾干(或烘干)封閉區(qū)域,加強(qiáng)有組織地通風(fēng)換氣,并對(duì)廢氣進(jìn)行過濾處理后達(dá)標(biāo)排放。
(2)通過工藝手段及設(shè)計(jì)更新升級(jí),隨著材料供應(yīng)狀況的改善,補(bǔ)膩?zhàn)蛹按蚰スぷ髁繒?huì)越來越少,可以實(shí)現(xiàn)在線點(diǎn)補(bǔ)、點(diǎn)烘及少量打磨操作,從源頭上做到節(jié)能環(huán)保。
(3)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)件涂裝刮膩?zhàn)庸ば蛟O(shè)置在底漆后進(jìn)行,工藝流程如下:
上件→拋丸→清理(補(bǔ)噴)、屏蔽→噴底漆→流平→底漆烘干(60-80℃20-30min)→冷卻(→在線或轉(zhuǎn)線打磨→刮膩?zhàn)?rarr;膩?zhàn)恿栏苫蚝娓?rarr;打磨)→噴中涂→流平→噴面漆(濕碰濕)→流平→面漆烘干(60-80℃30min)→冷卻→下件
這樣的工藝刮膩?zhàn)用娲螅稍飼r(shí)間長,打磨工作量大,而且會(huì)造成對(duì)底漆的打磨破壞,在后期增加中涂和面漆的噴涂量,造成浪費(fèi)與損耗。
并且發(fā)現(xiàn)焊接一些缺陷返回結(jié)構(gòu)車間重新帶漆補(bǔ)焊,既造成車間環(huán)境污染,又浪費(fèi)生產(chǎn)成本。
(4)現(xiàn)在經(jīng)過改進(jìn)與推廣,刮膩?zhàn)印⒋蚰スば蛟O(shè)置在拋丸清理工序后,僅對(duì)局部不平處進(jìn)行點(diǎn)刮,刮涂量少,干燥時(shí)間短,打磨作業(yè)量也小,也不會(huì)將涂好的油漆打磨掉。同時(shí)如發(fā)現(xiàn)焊接一些缺陷可以直接返回結(jié)構(gòu)車間重新補(bǔ)焊,不會(huì)帶來任何浪費(fèi)。
工藝流程如下:
上件→拋丸→清理(補(bǔ)噴)、屏蔽→(在線或轉(zhuǎn)線→刮膩?zhàn)?rarr;膩?zhàn)恿栏苫蚝娓?rarr;打磨)→
噴底漆→流平→底漆烘干(60-80℃20-30min)→冷卻→噴中涂→流平→噴面漆(濕碰濕)→流平→面漆烘干(60-80℃30min)→冷卻→下件
6.噴漆工藝設(shè)備
(1)工程機(jī)械的零部件、整機(jī)尺寸較大,建議選用水旋噴漆室,其作業(yè)環(huán)境較好,過噴漆霧捕捉效果好。干式噴漆室結(jié)構(gòu)簡單,配置風(fēng)量較小,運(yùn)行費(fèi)用低,但是其過濾材料容漆量小,極易堵塞破損,維護(hù)不到位就會(huì)造成過噴漆霧直接排放至大氣,造成投訴多多,而且,近些年來,干式噴漆室火災(zāi)事故頻出,經(jīng)去現(xiàn)場調(diào)查后發(fā)現(xiàn),幾乎都是由于過濾材料破損,大量漆渣粘附于風(fēng)機(jī)葉片,同時(shí)還粘有報(bào)紙、棉紗等雜物,風(fēng)機(jī)長期超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),發(fā)生支架或軸承損壞,導(dǎo)致機(jī)械部件刮擦引燃漆渣發(fā)生火災(zāi)。對(duì)于批量較大,使用較為頻繁的噴漆設(shè)備不建議選用干式結(jié)構(gòu)。 (2)對(duì)于泵車類整機(jī)的噴涂作業(yè),因?yàn)樾枰贡郏归_長度從30多米到60多米,并且展開后無法再進(jìn)行整車移動(dòng),傳統(tǒng)做法為車間內(nèi)敞開噴漆作業(yè),或采用超大型頂部開縫噴漆設(shè)備,設(shè)備投資大,運(yùn)行能耗大。
近兩年移動(dòng)噴漆室投入使用,將泵車主機(jī)部分放置在一個(gè)較小的水旋噴漆室內(nèi),展開部分的噴漆利用移動(dòng)噴漆室,操作人員在移動(dòng)噴漆室內(nèi)對(duì)工件進(jìn)行噴漆,方便實(shí)用,移動(dòng)噴漆室也由最早的干式結(jié)構(gòu)發(fā)展成文丘里型式,漆霧處理效果良好,能耗大大降低。
(3)對(duì)于大噸位輪式起重機(jī)、履帶吊、站房類整機(jī)設(shè)備,不易移動(dòng),整機(jī)屏蔽、刮灰、打磨工作量極大,宜設(shè)置抽屜式噴漆設(shè)備,并且最好設(shè)計(jì)為水旋噴漆烘干一體式設(shè)備,整機(jī)進(jìn)入后,一次完成所有屏蔽、刮灰、打磨、噴漆、烘干工作,這樣的布置形式相比較流水工序布置形式,占地較小,投資少,節(jié)約能源,類似在幾個(gè)公司使用后,深受客戶歡迎。
(4)工程機(jī)械零部件面漆化工藝暨整機(jī)免噴漆工藝,各主機(jī)廠已經(jīng)作了幾年的探索與實(shí)踐,目前在裝載機(jī)行業(yè)、挖掘機(jī)行業(yè)應(yīng)用較好。零部件完成面漆涂裝后,整機(jī)僅對(duì)試驗(yàn)造成的破損部位進(jìn)行修補(bǔ)和個(gè)性化裝飾及貼標(biāo)識(shí)等,大量減少了整機(jī)噴涂作業(yè),節(jié)省了大量人力與物力,降低能耗與排放。但是整機(jī)免噴漆工藝的推廣還需投入大量工裝,做到涂裝后的工件不落地,轉(zhuǎn)運(yùn)過程不損壞,還需實(shí)施文明裝配,對(duì)人工踩踏和接觸部位保護(hù),嚴(yán)禁配焊。
另外還要注意合理工藝布局,縮短物流距離。例如,某挖掘機(jī)公司,拋丸底漆工序布置在結(jié)構(gòu)件焊接工序之后,底涂后進(jìn)入加工,然后再分為上下平臺(tái)面漆線、動(dòng)臂斗桿面漆線、配重面漆線分別就近設(shè)置在裝配線對(duì)應(yīng)的分裝工位附近,這樣面漆后的工件經(jīng)部裝后直接進(jìn)行裝配,減少了運(yùn)輸距離,有效避免了運(yùn)輸磕碰及大量工裝的配置與轉(zhuǎn)運(yùn),有利于整機(jī)免噴涂工藝實(shí)施。當(dāng)然,對(duì)裝配車間布置帶來挑戰(zhàn),裝配車間環(huán)境較差。
(5)機(jī)器人自動(dòng)噴涂技術(shù)的采用,在工程機(jī)械行業(yè)的零部件、整機(jī)噴漆采用機(jī)器人自動(dòng)噴涂,可以提高工效,節(jié)約能源,降低較差的作業(yè)環(huán)境對(duì)人員健康衛(wèi)生傷害。
采用機(jī)器人自動(dòng)噴涂設(shè)備,噴漆室內(nèi)截面風(fēng)速可以減小,一般是人工操作噴漆室1/3-1/2,同時(shí)可以采用循環(huán)過濾風(fēng),風(fēng)機(jī)功率消耗大為減少;冬季熱能補(bǔ)充也極大將少,可以實(shí)現(xiàn)低耗、高效、高質(zhì)量。
7.流平工藝設(shè)備
(1)工程機(jī)械行業(yè)涂裝一般認(rèn)為流平工序可有可無,很多線僅設(shè)置工位而無室體,無組織排放,既造成環(huán)境污染,又會(huì)帶來流平過程中工件表面粘灰,影響表面涂裝質(zhì)量。
(2)流平室廢氣需進(jìn)行治理達(dá)標(biāo)后方能排放。一般測算苯及二甲苯散發(fā)數(shù)據(jù)為:
噴漆工序:流平工序:干燥工序=3:4:3,因而其廢氣治理不容忽視。
一般采用蒸汽或電為熱源的流平室、烘干室選用活性炭吸附裝吸附處理后達(dá)標(biāo)排放,以油或燃?xì)鉃闊嵩吹目蓪⒘髌绞覐U氣引入烘干燃燒裝置燃燒處理后達(dá)標(biāo)排放。這樣既節(jié)能又環(huán)保。
8.烘干工藝設(shè)備(1)對(duì)于低溫通過式烘干設(shè)備,應(yīng)設(shè)置自動(dòng)大門。如果生產(chǎn)節(jié)拍太快,可以在控制或輸送上采取適當(dāng)措施,使多件一起進(jìn)出,避免自動(dòng)大門頻繁開啟,減少熱量損失,降低大門故障。
(2)不要采用風(fēng)幕結(jié)構(gòu)。工程機(jī)械產(chǎn)品尺寸較大,采用風(fēng)幕結(jié)構(gòu)難以阻擋熱量外溢損失,某塔機(jī)廠面漆烘干設(shè)備曾采用熱風(fēng)幕結(jié)構(gòu),投入使用后,烘干室向外散熱大,車間溫度高,能耗太大,經(jīng)多次改造,兩端加設(shè)幾米長過渡段,效果仍然不佳。
(3)采用燃?xì)鉄嵩磿r(shí),宜選擇直接加熱方式。直接加熱,熱效率高,并可對(duì)循環(huán)空氣中所含有機(jī)廢氣進(jìn)行燃燒處理。為防止未燃燒充分的灰燼造成對(duì)工件表面二次污染,可在送風(fēng)口設(shè)置高溫過濾器。
(4)對(duì)于高溫烘干而言,宜采用橋式烘干設(shè)備。橋式烘干設(shè)備能有效阻擋熱量外溢,節(jié)約能耗。設(shè)備施工時(shí)一定注意密封,嚴(yán)禁熱橋,避免熱量損失。
(5)烘干室排放煙氣,溫度較高,宜回收利用,可用于噴漆室冬季送熱風(fēng)空調(diào)的預(yù)熱或槽液前處理加熱槽的熱水加熱,進(jìn)一步節(jié)能降耗。
(6)工藝及涂料選擇上盡量采用低溫烘烤涂料,從源頭上節(jié)約能源。
(7)采用遠(yuǎn)紅外加熱或輔助加熱,有利于快速升溫,節(jié)約能源。
四、涂裝生產(chǎn)過程中環(huán)境保護(hù)
1.噴漆廢水漆渣處理
工程機(jī)械行業(yè)涂裝噴漆設(shè)備主要選用水旋式噴漆室。噴漆室設(shè)備較大,循環(huán)水池也比較大,使用中漆渣清理費(fèi)時(shí)費(fèi)力,效果甚微;因?yàn)槠嵩氯艿肋€影響設(shè)備使用壽命;同時(shí)水質(zhì)差,有異味,需經(jīng)常更換循環(huán)水,造成水資源浪費(fèi)。
這幾年在生產(chǎn)實(shí)踐中摸索與改進(jìn),有些新工藝及設(shè)備投入運(yùn)行,可以改善循環(huán)水質(zhì),延長設(shè)備使用壽命,節(jié)約水資源,效果很好。
(1)新型全有機(jī)聚合物漆霧凝聚劑的使用
全有機(jī)聚合物漆霧凝聚劑產(chǎn)品具有以下優(yōu)勢:
破壞油漆是立即的
低pH依賴
使用容易
低使用成本
優(yōu)良的脫水性
對(duì)多樣變化的漆都有效
可以長期維持良好的水質(zhì)
優(yōu)良的漆渣品質(zhì)
適用范圍廣
去漆劑A劑為有機(jī)高分子化合物,帶有較強(qiáng)之正電荷,水溶液呈酸性。可與水混溶,并可自然降解,無毒,不污染環(huán)境。其作用是破壞水中之漆霧粘性,使其均勻分散于循環(huán)水中,防止油漆結(jié)塊或吸附于設(shè)備表面而阻塞管道和泵。懸浮劑B劑為有機(jī)高分子化合物,可溶于水,可自然降解,無毒不污染環(huán)境。其作用是將循環(huán)水中的漆渣凝聚在一起上浮,降低水中固體含量,延長循環(huán)水的使用壽命,以達(dá)到節(jié)約用水的目的。
調(diào)整劑是白色無機(jī)物固體,其作用是調(diào)整水中PH值,降低水的酸性,以減緩設(shè)備腐蝕;調(diào)整水中酸堿平衡,以提高水處理劑的使用效果。
(2)連續(xù)除渣設(shè)備的使用
通過實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化機(jī)械除渣,確保理想的除渣效果,降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度;保證循環(huán)水長期處于合理的清潔范圍,進(jìn)而延長循環(huán)水的更換周期,減少廢水排放量;通過改進(jìn)加藥方案,提高藥劑的有效利用率,節(jié)約生產(chǎn)成本;這也是涂裝行業(yè)技術(shù)裝備發(fā)展進(jìn)步,值得推廣。
2.高空排放
工程機(jī)械行業(yè)涂裝設(shè)備廢氣排放一般為各個(gè)單獨(dú)設(shè)備各自多煙囪排放,排放煙囪高度一般為15-20米,因?yàn)榕欧鸥叨容^低,會(huì)有超標(biāo)排放問題存在,而且多煙囪排放,一條較復(fù)雜涂裝生產(chǎn)線煙囪林立,很不雅觀。
而汽車廠多為集中排放,一個(gè)廠區(qū)往往只有一兩個(gè)煙囪,且高度均在三四十米。
現(xiàn)在已經(jīng)有工程機(jī)械行業(yè)生產(chǎn)企業(yè)采用高空大煙囪排放,使用情況良好。由于大型主機(jī)涂裝線設(shè)備大,風(fēng)量也大,一般需設(shè)置三至四個(gè)煙囪,否則煙囪截面太大。
3.溶劑型涂料應(yīng)選用低“苯”或無“苯型,某油漆供應(yīng)商為國內(nèi)某知名工程機(jī)械公司供應(yīng)的涂料中“三苯”含量不足3%,這樣經(jīng)過治理后的廢氣排放更能滿足排放要求。
4.經(jīng)工藝驗(yàn)證充分后,生產(chǎn)使用中大力推廣應(yīng)用電泳工藝及粉末噴涂工藝;自泳工藝、水性涂料噴涂工藝在汽車零部件涂裝生產(chǎn)中也已應(yīng)用,條件成熟時(shí)也要在工程機(jī)械涂裝工藝中推廣應(yīng)用。這樣才能真正做到?jīng)]有有機(jī)廢氣排放,綠色、環(huán)保涂裝,前景廣闊,大有作為。
5.工程機(jī)械行業(yè)涂裝越來越多選用雙組分涂料,隨著規(guī)模、批量增大,涂料耗量也很大,選擇合適的涂料輸送系統(tǒng)及噴槍非常重要。
(1)建議推廣使用自動(dòng)調(diào)配比涂料輸送系統(tǒng),有條件的生產(chǎn)線可以使用集中供漆系統(tǒng),這樣可以節(jié)約涂料耗量,便于生產(chǎn)管理,保證涂裝質(zhì)量。
(2)噴涂工具的選型,對(duì)涂裝作業(yè)至關(guān)重要,
不僅影響到涂層質(zhì)量,而且對(duì)涂裝中產(chǎn)生過噴漆霧及廢氣量有直接影響,對(duì)節(jié)省涂料,控制廢氣排放有著重要意義。針對(duì)工程機(jī)械產(chǎn)品工件結(jié)構(gòu)復(fù)雜,噴漆面積大,涂層要求一次成膜厚(40μm)的特點(diǎn),為增加漆膜豐滿度,建議采用混氣(靜電)噴涂法,混氣噴涂結(jié)合空氣噴涂和高壓無氣噴涂兩種方式,除保留了空氣噴涂油漆霧化好、漆膜質(zhì)量高等特點(diǎn)外,還具有漆霧飛散為普通空氣噴涂的5%,出漆速度快,出漆量大,效率高等特點(diǎn),它比普通空氣噴涂節(jié)約原材料20~40%,漆霧柔軟細(xì)膩,漆膜均勻,附著力好的特點(diǎn),提高了噴涂施工效率,可以獲得細(xì)膩豐滿的涂層,并適用于各種形狀的工件。同時(shí)由于加入靜電影響,可以改善漆霧包容工件狀況,大幅提高油漆利用率。 6.噴漆室廢氣治理
水旋式噴漆室能夠有效捕捉過噴漆霧,漆霧捕捉率大于90%,但是廢氣中的有機(jī)溶劑幾乎沒有得到治理就高空低濃度排放,選擇合適的低“苯”涂料,合適風(fēng)量稀釋,合適高度的排放可以滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求,但隨著環(huán)保對(duì)排放要求的越來越苛刻,廢氣排放問題始終困擾業(yè)內(nèi)人士。
采用普通的活性炭吸附處理,因?yàn)轱L(fēng)量大、濃度低,處理能耗大,運(yùn)行費(fèi)用高,投資多,目前尚無應(yīng)用。
現(xiàn)在汽車行業(yè)以及國外涂裝生產(chǎn)線有采用回轉(zhuǎn)濃縮活性炭吸附塔,能夠解決噴漆室廢氣處理問題,其能耗不大,運(yùn)行費(fèi)用較低,但投資不小。
工程機(jī)械行業(yè)涂裝生產(chǎn)需設(shè)計(jì)與引進(jìn)先進(jìn)大風(fēng)量低濃度噴漆廢氣治理設(shè)備,實(shí)現(xiàn)涂裝全工序廢氣有效治理,達(dá)到涂裝工藝環(huán)保目標(biāo)。
五、總結(jié)
縱觀工程機(jī)械行業(yè)近些年涂裝技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用,工程機(jī)械涂裝正朝向節(jié)能、環(huán)保、低碳涂裝技術(shù)應(yīng)用趨勢發(fā)展:
1.電泳涂裝、粉末涂裝工藝應(yīng)用趨勢;
2.低溫烘干涂料的開發(fā)應(yīng)用趨勢;
3.低溫/常溫處理液、無磷酸鹽成膜工藝應(yīng)用趨勢;
4.零部件面漆化暨整機(jī)免噴漆工藝應(yīng)用趨勢;
5.機(jī)器人自動(dòng)噴涂設(shè)備應(yīng)用趨勢;
6.自動(dòng)輸調(diào)漆系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)用趨勢;
7.環(huán)保低“苯”涂料、適合工程機(jī)械產(chǎn)品的水性涂料、自泳涂料的開發(fā)應(yīng)用趨勢;
8.輕量、高效、低能耗配套設(shè)備開發(fā)應(yīng)用趨勢;
9.“三廢”全面治理設(shè)備開發(fā)應(yīng)用趨勢;
10.節(jié)能、環(huán)保、低碳的涂裝工藝及設(shè)備專業(yè)化、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)趨勢。
作者簡介:
董軍,男,江蘇人。機(jī)械工業(yè)第一設(shè)計(jì)研究院機(jī)械工程第二設(shè)計(jì)研究所所長,高級(jí)工程師,長期從事涂裝生產(chǎn)線設(shè)計(jì),項(xiàng)目管理和工程總承包。