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粉末涂装生产线调试及解决方案 Ⅰ.缩孔

发布时间:2015.01.21    点击数: 164641

1 引言
        缩孔,是造成粉末涂装缺陷的原因之一,它不仅会影响涂层外观,还会影响产品腐蚀性。因为缩孔所在处的涂层一般会比其他正常涂层薄,在经过外部因素(如:撞机、划伤)、气候等影响会触及到底材料,产生局部腐蚀。
众所周知,缩孔的产生是由水、油、含硅SILICON污染物质、粉末污染、设备静电等原因造成的,但在实际工作当中,产生这些问题的设备、水源以及人员管理问题本文要做更加细致的推销和阐述。
我公司以镀锌及铝加工管和护栏为主要产品,粉末涂装全部出口到澳大利亚、美国、加拿大、新西兰等地,在涂装方面要求非常严格,在各个检测指标中均要保证客户10年的产品质量。由于产品需求量的增大,两年前工厂重新建立了一条链条长度300米以上的,前处理、预烘干、自动回收喷涂、固化一体化的全自动生产线,但由于设备厂商没有全面理解对于出口产品质量的概念,在生产线建成后产生了一系列影响产品质量的涂装问题,而无法凭经验解决。由于公司生产需要,本人只得自己搜集大量信息,并做大量对比试验,用长达几个月的时间去摸索经验,解决、预防并保证了产品质量,本文仅为大家针对缩孔问题的排查、解决及预防做详细介绍。

2 试验部分
2.1 前处理部分
        针对工件为无锈铁件、镀锌件、铝材,的前处理工艺是:
        脱脂-水洗-水洗-表调-磷化-水洗-纯水洗
        方式是:喷淋
        缩孔产生原理:水、油
        实际工作问题:
        1)水膜是否连续,表面有无残留物;
        2)脱脂或磷化后水膜连续或工件表面干净,但出前处理箱体后水膜不连续或工件表面有残留物;
        3)反喷工件经过前处理的处理。
        解决方案:
        1)检查脱脂剂的PH值,标准在9-12呈碱性,游离碱6-8,总碱度23-28(根据不同材质工件而定),温度20-40度,链速要保证足够清洗3分钟。
        脱脂剂检验方法:
        游离碱度:用移液管量取10ml脱脂剂,加入到250ml锥型瓶中,再向锥型瓶中加入1-2滴酚酞指示剂,此时溶液呈粉红色,以0.1N的硫酸标准溶液滴定至溶液变为无色,消耗的硫酸标准溶液的毫升数即为脱脂剂的游离碱度。
        总碱度:用移液管量取10ml脱脂剂,加入到250ml锥型瓶中,再向锥型瓶中加入1-2滴溴酚蓝指示剂,此时溶液呈紫色,以0.1N的硫酸标准溶液滴定至溶液变为黄色,此时消耗的硫酸标准溶液的毫升数即为脱脂剂的总碱度。
只要脱脂剂的PH值和工件匹配,温度控制在标准值,就可以把工件的油污和杂质处理的很干净,表面没有油污水膜就会连续。
        2)检查脱脂后的两道水洗和磷化后的两道水洗,观察水面是否有大量油污,水质是否有异味,要注意及时更换,建议2吨的水洗槽,每天处理工件3000平米,2天更换一次水源为佳。
        注:考虑生产成本,一道水洗根据各地方水质而定,碱性高的井水需用纯水设备净化,其他水源后无需使用纯水。
        3)反喷的工件有两种处理方法:
        1.前处理喷淋关闭两个小时,待喷头和箱体上部沥水结束后,再使工件经过,否则会使得喷涂产品因二次水或前处理药剂而产生缩孔导致涂层耐腐性下降。
        2.如果工作任务不允许停止,让工件经过,必须用纯水喷淋后再烘干,方可继续作业。
2.2 预烘干箱部分
        预烘干箱建议采用辐射式烘干,箱体上中下三点温度差不超过5度,炉温在120-140度之间,满足烘干链速不低于8分钟不超过10分钟。
        (注:现在有些涂装设备安装厂,给客户安装接触式烘干方式,看似烘干彻底,节约填料,但填料中的化学成分会直接与工件、前处理药剂和粉末涂层接触,会产生不可预知的化学反映,所以本人不建议接触式加热方式的加热载体。)
        缩孔产生原理:水、油、污染物
        实际工作问题:
        1)炉温没有满足120-140度
        2)箱体上中下三点温度差异过大
        3)链速过快或过慢
        4)箱体内污染物
        解决方案:
        1)在预烘干炉的引风机安装上下限温度控制器
        2)调整热风循环出入风口的速比和流量
        3)链速过快工件水分烘干不彻底会导致缩孔;链速过慢,预烘干时间超过10分钟,磷化膜会粉化(本公司采用的晶体磷化膜,陶化的前处理方式不要超过160度10分钟)
        4)定时打扫,以防箱体因周围环境和工件掉落的油泥、污染物过多产生缩孔,40米的预烘干箱每天处理3000平米工件,1周打扫一遍为好(注:打扫一遍后开循环风5分钟,再打扫第二遍以防循环风管道中有残留油泥和污染物)
2.3 粉末喷涂粉房及回收系统
        本公司的粉房配置,作为本文指导参考:PP与不锈钢结合粉房(L5m*W4m*H6m)、手补枪两把、自动枪若干、往复机两台、PLC控制系统一台、大旋风一台、二级回收装置一台、粉桶若干。
        缩孔产生原理:水、油、粉末、污染物
        实际工作问题:
        1)工件未完全烘干
        2)工件带油渍以及污染物
        3)不同厂家粉末混合使用
        4)粉末敏感
        5)粉末潮湿
        6)地线或喷枪静电
        解决方案:
        1)进入预烘干箱前工件内部沥水要彻底,预烘干温度要保持在120-140度,烘干10分钟左右,保证工件充分干燥。
        2)检查脱脂剂PH值、游离碱、总碱度保持在适合其工件基材的数值,夏天温度保持常温,冬天保持在40度,定期补充液体,保持各项数值平衡,才能保证工件表面油泥、污染物可清洗干净。
        3)不同厂家的粉末树脂含量不同,使用不同厂家粉末前,一定要彻底清洁粉房,否则会因粉末的不兼容性,在固化时,导致粉末融溶的时间、温度不同,而引起缩孔产生。
        4)对于粉末体质过于敏感,抗污染、抗潮性差,建议保持为了粉房周边环境干净,配备好防尘服、鞋套等劳保用品或更换粉末厂家。
        5)粉末长期放置或夏天粉末场未将粉末晾至常温就进行包装,都会产生水蒸气导致粉末潮湿,出现此类问题。所以使用粉末前必须使用筛子过滤一下。
        6)工件为正极,喷枪打出粉末为负极,当工件表面被粉末负离子所饱和而工件正离子又未全部排出时,就会出现多余的正离子和工件正离子相斥,而相斥部分粉末会被弹出,形成缩孔。
        生产过程中应该注意以下几点:
        1)粉房一定要接地线
        2)地线一定选在安全地方,采用实心铜棒,埋在地下3m以下并浇灌盐水。
        3)地线阻值不得超过25欧姆
        4)喷枪不要离工件太近
        5)喷枪静电不可过大
2.4 固化箱部分
        固化箱建议采用辐射式烘干,炉温与固化时间建表(注:阿克苏诺贝尔普通粉末)

炉温(℃) 固化时间(min)
180 20-25
190 16-22
200 15-18
210 14-16
220 13-15

        (注:本人建议采用辐射式加热载体,具体原因预烘干箱部分已说明)
        缩孔产生原理:水、油、污染物
        实际工作问题:
        1)链速过快
        2)炉温过低
        3)箱体内污染物
        4)箱体内使用含硅产品
        解决方案:
        1)链速过快导致粉末在熔融过程中,粉末自身水分无法排出,需根据自身炉体温度、粉末固化时间来调整链速。
        2)炉温过低粉末固化不完全,粉末自身水分无法排出,需根据自身炉体温度、粉末固化时间来调整链速使粉末得到充分固化。
        3)定时打扫,以防箱体因周围环境和工件掉落的油泥、污染物过多产生缩孔,100米的预烘干箱每天工作3000平米工件,1周打扫一遍为佳(注:打扫一遍后开循环风5分钟,再打扫第二遍以防循环风管道中有残留油泥和污染物)
        4)箱体夹缝处禁止采用含硅SILICON类高温胶,此类胶体因高温蒸发后触及粉末会产生缩孔。
2.4 气路部分
        配置:一台12立方空压机、一个储气罐、一台冷干机、一台空气干燥器、三个过滤器
        缩孔产生原理:水、油、含硅SILICON污染物质
        实际工作问题:
        1)空压机产油量过大
        2)空压机排水量过大
        3)过滤芯精密度不够
        4)冷干机拦截水效果不佳
        5)空气干燥器净化空气不佳
        解决方案:
        1)现在工业上比较广泛使用的就是螺杆式空压机,因其工作需添加机油,而当空压机单向阀密闭出现问题时,机油会伴随高压空气大量飞出,俗称"飞油",进到空气中产生缩孔。所以要时常观察机油度量尺,正常使用1个月下降1-3毫米机油,属自然损耗,如果下降过快,则需考虑更换单向阀,检查空压机与密闭相关的零件。
        2)空压机距离粉房需在15米以上,并在下一环节必须放置储气罐(冷干一体式空压机除外,如:博格牌空压机),储气罐可避免空压机出气压力过大损坏设备,也可沉淀空气内的水和油,后面的设备无法拦截油,所以储气罐是拦截油和预防缩孔问题的重要一环。
        3)过滤器一般分三级,产品序号是Q、P、S,第一级Q拦截油和粗颗粒,第二级P拦截水和中型颗粒,第三级S精密拦截水和微型颗粒,在储气罐后面加入这三级,并定期检查更换,以免滤芯饱和,放入过量水、油、污染物混入粉末。过滤器滤芯市场假货比较多,一定要在正规厂家购买。
        4)冷干机排水阀要开启。建议:使用定时阀,设定好时间定时排水,以免冷干机排水量饱和,放入过量水,产生缩孔。(注:冷干机分常温和高温,如排气温度超过80℃,需用高温冷干机)
        5)空气干燥器,是很难寻找的一个环节,本人在试验过程中,历经数月才发现其问题。空气干燥器本身的作用是更进一步干燥空气,使得进入粉桶的空气保持洁净,但其内部使用的干燥剂要特别注意。干燥剂为白色成圆形状,选择大颗粒,不会轻易粉化,但因其成分辅助部分有二氧化硅(化学式为SiO?),二氧化硅可分解为硅酸盐,而硅酸盐是含硅SILICON污染物质,如果其产生粉化后混入空气,带入粉末,则会污染粉末,并污染管道,产生大量缩孔,其导致管道污染后,需长时间清理管道,才可继续正常使用,带来危害非常之大,是粉末喷涂生产中预防的重中之重。
2.5 管理部分
        缩孔产生原因:油渍、有害污染物
  实际工作问题:
        1)工件在上线前有落水和机器油渍洒落
        2)高温油工作中滴落到工件上污染
        3)粉房脏、乱、差
        4)粉末存放处高温、潮湿
        解决方案:
        1)需要涂装人员在进入生产线前检查工件、并进行相应处理。
        2)链条加入高温油保养需适度,并开启链条空转2-3条,使其完全吸收,以免滴落到工件上,产生缩孔。
        3)粉房周围每天上、下班都要定期打扫,保持整洁,因回收系统负压很大,污染物极易被其吸入污染粉末。
        4)粉末存放处,温度要保持在16-25度,并干燥,否则粉末容易受潮结块,产生缩孔。
3 结语
        通过实际工作中的操作总结和大量试验,本公司产品已严格把控并预防了缩孔的产生,工件表面非常平整,大大提高了产品质量,因缩孔产生的返喷率从之前月产品总量的百分之10降低到月产品总量的百分之1,获得客户广泛好评,自身成本也大大降低,产量突飞猛进。

        关于人生就是博-尊龙凯时智能 About Liangshi InteRobot:
        上海人生就是博-尊龙凯时智能科技股份有限公司(股票代码:837430 厚积薄发 持续创新),为全球客户提供智能制造和表面处理系统解决方案,从业30多年,是一个集研发、设计、制造、工程安装、工程咨询于一体的专业化制造及自动化智能控制系统集成公司,能为客户解决:
        Shanghai Liangshi InteRobot Technology Corporation (Stock Code: 837430 Accumulate richly and break forth vastly; innovate continuously) provides surface treatment sandblasting system solution for global customers. By engaging in this industry for more than twenty years, we're a professional manufacturing and automatic intelligent control system corporation, which integrates researching, designing, manufacturing, project installation and project consulting. We can provide our customers with:
        1、化学表面处理喷抛丸、喷丸强化设备、热喷涂和涂装设备工艺系统解决方案和工艺装备;
              We provide process system solution and process equipments of surface treatment sandblasting shot blasting, shot peening, enameling, thermal spraying, coating equipment.
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              We provide professional system solution and process equipments of automation and robot technology application.
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              We provide professional integrated solution for pressure bearing system in fields of food dairy, biopharmaceutical, refrigerating, petrochemical, marine engineering, energy, paper-making, fabrics, etc.
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              We provide environment protection blasting and painting equipment: process solution and equipment of VOCs waste gas, waste water, dust, noise treatment system.
         5、专业提供压力容器设计制造:为食品乳品、生物制药、水处理、制冷、石油化工、船舶海工、电力能源、造纸纺织、有色金属等领域提供承压系统集成整体解决方案。
              Professionally provide the design and manufacture of pressure vessels: providing overall solutions for pressure system integration in the fields of food and dairy, biopharmaceutical, water treatment, refrigeration, petrochemical, shipbuilding and marine engineering, power and energy, paper and textile, non-ferrous metals and other fields.
        企业主导产品如下 The leading products of our company are as follows:
        主营业务:智能制造和表面处理工程系统集成的设计、研发、生产和销售。
        Main business: design, research, production and sales of surface treatment engineering system integration.
        六类主要产品:自动化涂装生产线、智能机器人喷涂系统、自动化喷抛丸生产线、智能机器人喷抛丸强化系统、自动化热喷涂系统、涂装节能环保设备。
        Six main product categories are: automatic painting production line, intelligent robot painting system, automatic shot/wheel blasting production line, intelligent robot shot peening system, automatic thermal spraying system, energy saving and environmental protection equipment for painting.
        产品主要应用于:新材料、新能源、工程机械、汽车制造、集装箱、船舶海洋工程、航空航天、港口桥梁、电子电气、环保工程、印刷造纸机械、医疗机械、纺织机械等领域。
        The products are mainly applied in: new materials, new energy, engineering machinery, automobiles manufacturing, containers, marine engineering, aeronautics and astronautics, port bridges, electronic and electrical, environmental protection engineering, printing and papermaking machinery, medical machinery, textile machinery and so on.
        公司生产的表面工程系统集成具备智能、自动化的特点,可实现工业生产过程自动化控制,因而属于自动化装备。根据《高端装备制造业“十二五”规划》中对高端装备的定义“主要包括传统产业转型升级和战略性新兴产业发展所需的高技术高附加值装备”,公司产品属于高端装备,是为国民经济其他行业提供技术装备的战略性产业。
        The surface engineering system of our company integrates the characteristics of intelligence and automation, it can realize the automatic control of industrial production process, so it belongs to automatic equipment. According to the definition of premium-end equipment of 《The 125th programme of premium-end equipment manufacturing industry》, “it mainly includes the high technology and high value-added equipment required by traditional industrial transformation upgrading and the development of strategic new-emerging industries”. The company's products belong to the premium-end equipment, which is a strategic industry that provides technical equipment for the other industries of the national economy.
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