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工程机械节能、环保、低碳涂装技术的应用

2011-12-07 09:21:36   来源: 机械工业第一设计研究院 董军
导读:摘要:本文从工程机械行业涂装技术发展应用及涂装工艺设备设计应用出发,探讨工程机械行业节能、环保、低碳涂装技术应用。关键词:工程机械...

 

4.粉末喷涂工艺设备

    (1)对于结构相对简单的工程机械结构件,比如挖掘机的动臂、斗杆、铲斗,装载机的动臂、摇杆、铲斗,泵车布料杆、臂架,塔机标准节,脚手架钢管,叉车的性结构件等等,经过这些年的推广应用,使用粉末喷涂工艺可行、可靠,可以达到有机溶剂的零排放,节能降耗,绿色环保。

    主要工艺流程如下:

    上件→抛丸→清理补喷→脱脂(50-60℃)→水洗→磷化(30-40℃)→水洗→吹水→水分干燥(80-100℃20-30min)→冷却→喷底粉→固化(180-220℃30-40min)→冷却→喷面粉(180-220℃30-40min)→固化→冷却→下件

    (2)一般采用自行葫芦系统输送或积放链系统输送,清洗磷化采用通过喷淋式,节能降耗,尤其是对于长工件;喷粉操作可以人工,也可以采用自动+人工不喷方式,自动方式可以是往复机,也可以选用机器人喷涂。

    (3)随着粉末涂料的技术革新,一方面是提高粉末涂料各种理化性能,另一方面是开发低温固化粉末涂料,同时提高其流平性能,提高其美观度。降低固化温度,可以降低能耗。目前已有140-160℃固化的粉末涂料投入应用,一方面工艺可以达到绿色环保,一方面又可以节能降耗,降低生产成本,提高产品附加值。

    (4)通过这些年的不断研发改进,粉末喷涂的破损已可以通过专用油漆进行修补,配套性能良好。

    5.刮灰、打磨工艺设备

    工程机械产品生产以及材料供应情况的特点决定刮腻子、打磨工序不可或缺。

    (1)目前刮腻子量大,宜在线下设置集中刮灰、晾干(或烘干)封闭区域,加强有组织地通风换气,并对废气进行过滤处理后达标排放。

    (2)通过工艺手段及设计更新升级,随着材料供应状况的改善,补腻子及打磨工作量会越来越少,可以实现在线点补、点烘及少量打磨操作,从源头上做到节能环保。

    (3)传统结构件涂装刮腻子工序设置在底漆后进行,工艺流程如下:

    上件→抛丸→清理(补喷)、屏蔽→喷底漆→流平→底漆烘干(60-80℃20-30min)→冷却(→在线或转线打磨→刮腻子→腻子晾干或烘干→打磨)→喷中涂→流平→喷面漆(湿碰湿)→流平→面漆烘干(60-80℃30min)→冷却→下件

    这样的工艺刮腻子面大,干燥时间长,打磨工作量大,而且会造成对底漆的打磨破坏,在后期增加中涂和面漆的喷涂量,造成浪费与损耗。

    并且发现焊接一些缺陷返回结构车间重新带漆补焊,既造成车间环境污染,又浪费生产成本。

    (4)现在经过改进与推广,刮腻子、打磨工序设置在抛丸清理工序后,仅对局部不平处进行点刮,刮涂量少,干燥时间短,打磨作业量也小,也不会将涂好的油漆打磨掉。同时如发现焊接一些缺陷可以直接返回结构车间重新补焊,不会带来任何浪费。

    工艺流程如下:

    上件→抛丸→清理(补喷)、屏蔽→(在线或转线→刮腻子→腻子晾干或烘干→打磨)→

    喷底漆→流平→底漆烘干(60-80℃20-30min)→冷却→喷中涂→流平→喷面漆(湿碰湿)→流平→面漆烘干(60-80℃30min)→冷却→下件

    6.喷漆工艺设备

    (1)工程机械的零部件、整机尺寸较大,建议选用水旋喷漆室,其作业环境较好,过喷漆雾捕捉效果好。干式喷漆室结构简单,配置风量较小,运行费用低,但是其过滤材料容漆量小,极易堵塞破损,维护不到位就会造成过喷漆雾直接排放至大气,造成投诉多多,而且,近些年来,干式喷漆室火灾事故频出,经去现场调查后发现,几乎都是由于过滤材料破损,大量漆渣粘附于风机叶片,同时还粘有报纸、棉纱等杂物,风机长期超负荷运转,发生支架或轴承损坏,导致机械部件刮擦引燃漆渣发生火灾。对于批量较大,使用较为频繁的喷漆设备不建议选用干式结构。

    (2)对于泵车类整机的喷涂作业,因为需要展臂,展开长度从30多米到60多米,并且展开后无法再进行整车移动,传统做法为车间内敞开喷漆作业,或采用超大型顶部开缝喷漆设备,设备投资大,运行能耗大。

    近两年移动喷漆室投入使用,将泵车主机部分放置在一个较小的水旋喷漆室内,展开部分的喷漆利用移动喷漆室,操作人员在移动喷漆室内对工件进行喷漆,方便实用,移动喷漆室也由最早的干式结构发展成文丘里型式,漆雾处理效果良好,能耗大大降低。

    (3)对于大吨位轮式起重机、履带吊、站房类整机设备,不易移动,整机屏蔽、刮灰、打磨工作量极大,宜设置抽屉式喷漆设备,并且最好设计为水旋喷漆烘干一体式设备,整机进入后,一次完成所有屏蔽、刮灰、打磨、喷漆、烘干工作,这样的布置形式相比较流水工序布置形式,占地较小,投资少,节约能源,类似在几个公司使用后,深受客户欢迎。

    (4)工程机械零部件面漆化工艺暨整机免喷漆工艺,各主机厂已经作了几年的探索与实践,目前在装载机行业、挖掘机行业应用较好。零部件完成面漆涂装后,整机仅对试验造成的破损部位进行修补和个性化装饰及贴标识等,大量减少了整机喷涂作业,节省了大量人力与物力,降低能耗与排放。但是整机免喷漆工艺的推广还需投入大量工装,做到涂装后的工件不落地,转运过程不损坏,还需实施文明装配,对人工踩踏和接触部位保护,严禁配焊。

    另外还要注意合理工艺布局,缩短物流距离。例如,某挖掘机公司,抛丸底漆工序布置在结构件焊接工序之后,底涂后进入加工,然后再分为上下平台面漆线、动臂斗杆面漆线、配重面漆线分别就近设置在装配线对应的分装工位附近,这样面漆后的工件经部装后直接进行装配,减少了运输距离,有效避免了运输磕碰及大量工装的配置与转运,有利于整机免喷涂工艺实施。当然,对装配车间布置带来挑战,装配车间环境较差。

    (5)机器人自动喷涂技术的采用,在工程机械行业的零部件、整机喷漆采用机器人自动喷涂,可以提高工效,节约能源,降低较差的作业环境对人员健康卫生伤害。

    采用机器人自动喷涂设备,喷漆室内截面风速可以减小,一般是人工操作喷漆室1/3-1/2,同时可以采用循环过滤风,风机功率消耗大为减少;冬季热能补充也极大将少,可以实现低耗、高效、高质量。

    7.流平工艺设备

    (1)工程机械行业涂装一般认为流平工序可有可无,很多线仅设置工位而无室体,无组织排放,既造成环境污染,又会带来流平过程中工件表面粘灰,影响表面涂装质量。

    (2)流平室废气需进行治理达标后方能排放。一般测算苯及二甲苯散发数据为:

    喷漆工序:流平工序:干燥工序=3:4:3,因而其废气治理不容忽视。

    一般采用蒸汽或电为热源的流平室、烘干室选用活性炭吸附装吸附处理后达标排放,以油或燃气为热源的可将流平室废气引入烘干燃烧装置燃烧处理后达标排放。这样既节能又环保。

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