Усманов хумоюн абдуносир угли

ОБОРУДОВАНИЯ ЛИНИИ НАНЕСЕНИЯ КАТАФОРЕЗНОЙ ГРУНТОВКИ

Процесс нанесения катафорезного грунта состоит из самой ванны для нанесения электролитического покрытия и связанного с ней оборудования, такого как теплообменник, фильтрующие устройства, системы ультрафильтрации, нескольких стадий ополаскивания для очистки частей с покрытием от непокрытого материала ванны для электролитического покрытия и, наконец, печи для термического отверждения нанесенного слоя. Промывки могут быть сконфигурированы как этапы распыления или погружения в различных комбинациях, например, распыление-погружение-погружение или распыление-погружение-распыление. Система ультрафильтрации - это процесс мембранной фильтрации, производящий жидкость для ополаскивания изделий с покрытием и обеспечивающий систему с замкнутым контуром. Система с замкнутым контуром значительно сокращает количество выбрасываемой краски, повышая эффективность процесса при использовании более 95% краски. Выпрямитель подает постоянный ток для осаждения через анодную систему в случае катионного электрогрунтования. Конвейер транспортирует детали в процессе. На рис. 5.4 показан упрощенный процесс.

Схема процесса электроосаждения
Линия электроосаждения в сочетании с линией предварительной обработки, которая ей предшествует, спроектирована либо как непрерывная линия, либо как указательная линия. Принципы показаны на рисунках 5.5 и 5.6.

Непрерывная линия электроосаждения


Периодическая линия электроосаждения
Большинство линий в автомобильной промышленности представляют собой непрерывные линии, в то время как в общепромышленных линиях или линиях автомобильных запчастей чаще встречаются индексные линии[ CITATION KLa04 \l 1033 ]. Индексная строка занимает меньше места, так как окрашенные предметы транспортируются вертикально и горизонтально из одной ванны в другую. Общая длина непрерывной линии намного больше, поскольку транспортировка осуществляется горизонтально. В автомобильной промышленности бак для электролитического покрытия изготавливается из низкоуглеродистой стали с электроизоляционной облицовкой. Все остальные резервуары, резервуары для хранения, фильтр, теплообменник и корпуса выполнены из нержавеющей стали. Трубы изготавливаются из нержавеющей стали или ПВХ. Промышленные резервуары для нанесения электролитического покрытия все чаще изготавливаются из прочных пластиковых (полипропиленовых) панелей.
Тела или предметы транспортируются автоматически с помощью системы подвески/переноски. На непрерывной линии транспортировка подвесов осуществляется с помощью конвейерной системы и осуществляется цепью или своего рода роботом, здесь во вращательном движении - см. «Rodip E» и «Vario Shuttle». Конвейерная система работает с фиксированной линейной скоростью как для предварительной обработки, так и для нанесения гальванических покрытий. Различное время обработки на каждой стадии процесса определяется продолжительностью самой стадии. На индексной линии транспортировка осуществляется с одной ступени на другую с помощью роботизированной системы, которая поднимает и опускает ангары. В зависимости от производительности может быть более одной роботизированной системы, обычно от трех до пяти. Роботизированная система может быть запрограммирована на различное время обработки для разных этапов.
Объем ванны или резервуара для нанесения катафорезного грунта может составлять до 500 м3, как в случае нанесения покрытия на коммерческие фургоны на автомобильной линии, или в случае нанесения покрытия на 3–5 транспортных средств с большим объемом производства одновременно. Резервуары периодического электроосаждения меньше и, в зависимости от артикула и объема производства, обычные размеры резервуаров составляют от 5 до 100 м3.
Для очистки резервуара и для обслуживания каждый резервуар для электролитического покрытия имеет соответствующий резервуар для хранения, рассчитанный на полный объем производственного резервуара. Циркуляция ванны внутри резервуара для хранения необходима и рассчитана на 1 оборот в час.
Ванна для нанесения электролитического покрытия находится в резервуаре, сделанном из низкоуглеродистой стали и электрически изолированном через изоляционную облицовку. Облицовка должна быть химически стойкой, обеспечивать отличные барьерные свойства и полную электрическую изоляцию. Искровые испытания при напряжении от 15 000 до 20 000 В используются для подтверждения изоляционных свойств футеровки. Например, эпоксидно-виниловые полиэфиры можно использовать для покрытия всех стальных деталей, обращенных к электрически заряженной ванне. Волокна типа Class также могут быть ламинированы в покрытие для улучшения его механических свойств. Для анодных электролитических покрытий резервуар из мягкой стали можно использовать без футеровки, так как стенка резервуара может использоваться в качестве заземленного катода.

Ванна электроосаждения
Бак для электролитического покрытия имеет отдельную перегородку. Водослив можно регулировать, чтобы обеспечить оптимальный перелив, необходимый для хорошей циркуляции ванны. Размер водослива рассчитывается с учетом установленной производительности насоса.
В случае непрерывной линии размер резервуара для нанесения гальванического покрытия будет зависеть от размера изделия с покрытием или размера подвески, конвейерной системы и времени осаждения. Минимальное расстояние между изделием или подвеской и анодами должно составлять около 30 см, до дна резервуара - около 50 см, а до границы раздела краска-воздух над изделием при полном погружении - около 30 см. Конвейерная система на непрерывной линии определяет угол входа и выхода покрываемого изделия. Маятниковая конвейерная система с цепным приводом имеет угол входа / выхода, как правило, от 15 ° до 40 °. Система вращения, такая как «Родип» и «Варио Шаттл», позволяет телу входить под любым углом. Одним из последствий крутого наклона кривой, обеспечиваемой ротационными системами, является уменьшение размера резервуара на всех этапах, поскольку уменьшаются площади входа и выхода. Конечно, крепление кузова автомобиля к держателю требует большего внимания в ротационной конвейерной системе.
Циркуляция ванны непрерывно перемещает краску по круговой траектории. Хорошее перемешивание необходимо, чтобы избежать осаждения краски, обеспечить правильные объемы для хорошей фильтрации и ультрафильтрации, а также для транспортировки краски к поверхностям, где происходит осаждение. Это также обеспечивает однородное распределение нароста пленки, поскольку на формирование пленки влияет скорость течения краски и местная температура. Поток краски удаляет пузырьки водорода и захваченные пузырьки воздуха с поверхности изделия с покрытием. Циркуляция поверхностной ванны по непрерывным линиям происходит в том направлении, в котором движется окрашенное изделие, как кузов автомобиля. Поверхностный поток должен быть выше скорости конвейера, чтобы пена не перемещалась вместе с телом. Оно должно быть от 15 до 30 см / с. Пена образуется путем стрижки тела под поверхностью ванны и должна рассеяться и перейти к водосливу. Боковые эжекторы оптимизируют поверхностный поток. Используемые насосы представляют собой либо горизонтальные роторные насосы с гидродинамическим уплотнением двойным скользящим кольцом и ультрафильтратом в качестве уплотняющей жидкости, либо вертикальные роторные насосы с механическим уплотнением. Вертикальные насосы имеют валы, которые проходят от двигателя на воздухе к корпусу насоса под жидкостью в ванне. Хотя нет проблем с утечкой, как в случае с горизонтальными насосами, вертикальные насосы имеют тенденцию всасывать воздух и генерировать пену, если уровень ванны не поддерживается должным образом.

Направление циркуляции ванны
Трубопроводы для катионных красок выполнены из нержавеющей стали типа AI SI 304 / Lor WNR 1.4301 / 1.4306. Для анодных красок, работающих при pH от 8,0 до 9,0, трубопроводы могут быть выполнены из мягкой стали.
Несколько циркуляционных систем используются для питания теплообменника, фильтровальных установок и системы ультрафильтрации. Большая часть объема краски, направляемого в систему ультрафильтрации и либо в контур фильтрации, либо в теплообменник, выводится из водослива.
Электропокрытие возвращается в ванну из контура фильтрации и контура теплообменника через эжекторные трубы. Трубопроводы - напольные коллекторы - внутри резервуаров для нанесения электролитического покрытия изготовлены из ПВХ или окрашенной нержавеющей стали. Чтобы увеличить скорость ванны, трубы имеют выпускные отверстия через каждые 30–50 см, оборудованные эдукторами из полипропилена, использующими эффект Вентури для увеличения скорости потока. Новые линии сочетают напольные коллекторы с дополнительными вертикальными боковыми трубами, установленными между анодами, чтобы обеспечить наиболее эффективное перемешивание резервуара.
Материал из контура ультрафильтрации свободно течет обратно в ванну, чтобы избежать любого противодавления в системе. Рекомендуемая установленная производительность насоса позволяет прокачивать весь объем ванны не менее 3,5 раз в час (исключая контур ультрафильтрации). Водослив должен быть достаточно большим, чтобы избежать завихрения и захвата воздуха при перекачивании жидкости. Примерно водослив должен быть в 2–2,5 раза больше установленной производительности водосливного насоса.
Нижняя передняя торцевая фильтрация забирает ванну из передней части электролитической ванны. Всасывающее отверстие выполнено в виде плоской трубы, и циркуляционный насос занимает от 30 до 50% общего объема, используемого для фильтрации или для контура теплообменника. Более тяжелые частицы грязи, такие как сварочные шары или металлическое оребрение, слишком тяжелые, чтобы пройти через водослив в его систему фильтрации. Они оседают на дно резервуара, откуда их может вывести нижняя передняя система фильтрации.
Есть несколько линий с водосливом на входе и выходе из резервуара с целью создания противотока, уменьшающего количество дефектов из-за сварочных шаров, пыли и грязи.
Указательные линии для деталей в большинстве случаев имеют перегородку сбоку, поскольку транспортировка из одной ванны в другую осуществляется поперек продольной стороны резервуаров. Некоторые автомобильные линии также спроектированы как индексные линии, где производство невелико, поскольку производительность ограничена примерно 8-10 кузовами в час.
Ванна для электроосаждения и этапы ополаскивания непрерывно циркулируют таким образом, что фильтруется 100% объема ванны. Фильтрация очищает ванну от мусора, такого как металлическая пленка, остатки клея, волокна, коагулированные частицы краски и т.д. Помимо очистки ванны, они защищают ультрафильтрационные мембраны и теплообменник от частиц грязи.
Чаще всего используется рукавная фильтрация, используются фильтровальные сосуды из нержавеющей стали, содержащие от 1 до 8 фильтровальных рукавов, см. Рисунок 5.9. Мешки изготовлены из полипропиленового тканого фильтрующего материала с типичным размером ячеек или пор от 10 до 50 мкм. Замена фильтра производится в большинстве случаев, когда перепад давления превышает определенный уровень, обычно от 0,7 до 1,0 бар. Большинство линий используют фильтры с размером ячеек 10 и 25 мкм для ванн электролитического покрытия.

Открытый рукавный фильтр-сосуд
Ультрафильтрация играет важную роль в повышении эффективности использования катафорезной грунтовки и минимизации его воздействия на окружающую среду, поскольку количество сточных вод, которые необходимо слить, резко сокращается. Ультрафильтрация - это процесс мембранной фильтрации, управляемый давлением и потоком краски. Прохождение ванны электроосаждения через ультрафильтр приводит к образованию пермеата или ультрафильтрата, который в основном состоит из воды и несколько концентрированной фазы краски. Пермеат содержит все элементы электролитической ванны, которые могут проходить через поры мембраны при заданном давлении (растворители, молекулярно-массовая доля смолы и ионов). Принципы, показанные на рисунке 5.10.

Принцип ультрафильтрации
Уже применяемый в анодных электролитах, химический состав мембран был быстро адаптирован к быстро развивающейся технологии катионных электролитических покрытий. Техника ультрафильтрации позволяет в процессе нанесения электролитического покрытия создавать ополаскивающий материал из ванны с краской. Неосаждаемый материал электролитического покрытия, приставший к поверхности изделия с покрытием, смывается пермеатом в замкнутом контуре, где пермеат течет обратно в ванну для нанесения электролитического покрытия вместе с смытой краской. Степень восстановления краски зависит от количества пермеата и количества этапов ополаскивания, предусмотренных в процессе. Таким образом, эффективность процесса нанесения электролитического покрытия увеличивается до более чем 95%.
Для оптимального ополаскивания требуется от 1,5 до 2,0 л пермеата на квадратный метр покрытой поверхности. Для автомобильной линии с производительностью 40 автомобилей среднего размера в час должно быть доступно минимум 6-7 м³ пермеата в час.
Помимо ополаскивания, для «очистки» ванны может использоваться ультрафильтрация. Пермеат содержит некоторые растворители для ванн, некоторые низкомолекулярные фракции смол для гальванических покрытий и ионы, такие как Fe³⁺, P0₄^3-.
Путем слива пермеата в дренаж и замены этого объема деионизированной водой количество растворителей и ионов в ванне уменьшается. Эта очистка, называемая ультрафильтрованной очисткой, может выполняться на регулярной основе или в качестве дополнительного мероприятия для снижения уровня растворителя для улучшения распределения пленки, рассеиваемой мощности или отображения фосфатных неровностей.
Ванну для нанесения электроосаждения необходимо поддерживать в определенном температурном диапазоне. Температура ванны влияет на формирование пленки и ее необходимо контролировать и регулировать в пределах ± 0,5 * C. Типичные катионные ванны для электроосаждения работают при температуре от 28 до 35 ° C. Анодные и акриловые гальванические покрытия при температуре от 22 до 30 ° C.
Теплообменник должен охлаждать ванну, поскольку температура увеличивается за счет энергии, поступающей от насосов, и за счет электрической энергии во время осаждения. Теплообменники обычно представляют собой пластинчатую и рамную систему из нержавеющей стали, поэтому рекомендуется предварительная фильтрация. Производительность чиллера должна быть достаточной для обеспечения высокой производительности и текущего расхода.
В некоторых редких случаях теплообменник также должен иметь возможность нагрева. Если температура падает очень низко, а тепловая энергия, отдаваемая насосами, недостаточна, возможно, потребуется нагреть ванну перед запуском после остановки производства.
Промывка изделия с покрытием начинается непосредственно над резервуаром, когда детали выходят из ванны.
На рис. 5.14 показан пример с тремя стадиями ополаскивания ультрафильтрации, также возможны другие комбинации, такие как распыление-погружение или только погружение. На схеме показана стадия ополаскивания распылением, называемая рециркуляционной UFR 1, за которой следует стадия погружения, называемая рециркуляционной UFR 2. В зависимости от конструкции линии UFR 3 может быть стадией погружения или опрыскивания. Последние распылительные кольца питаются чистым пермеатом, поступающим из накопительного резервуара ультрафильтрации. Все стадии фильтруют с помощью рукавной фильтрации от 10 до 25 мкм.
Конструкция зоны распыления в отношении количества коллекторов (распылительного кольца), типа форсунок, давления и объемного расхода важна для хорошего результата ополаскивания и предотвращения чрезмерного накопления пены в зонах распыления.

Этапы ополаскивания UFR 1 - UFR 3 без ополаскивания Dl водой
Этапы ополаскивания и резервуар для нанесения электролитического покрытия представляют собой систему с замкнутым контуром. Замкнутый контур может быть реализован с использованием промывочных резервуаров разной высоты и силы тяжести, но также могут использоваться насосы и регуляторы уровня. Хороший контроль уровня каждой ступени необходим для поддержания замкнутого контура без риска переполнения.
Некоторые линии работают только с UF-распылителями, но большинство линий используют заключительную стадию распыления DI-воды или стадию погружения, на которой после полоскания рециркулирующей DI-водой следует заключительная свежая струя DI-воды. Свежая деионизированная вода, используемый для окончательного ополаскивания распылением, может стекать на стадию ополаскивания рециркулирующей водой с переливом в слив.
Увеличенное время слива между стадиями снижает переходящий остаток. Когда детали или транспортные средства покидают зону ополаскивания, рекомендуется время, чтобы дать стеканию промывки и высохнуть пленки. На выходе из зоны ополаскивания пленка и изделие с покрытием все еще содержат значительное количество захваченной воды. Наклонный стол для уменьшения задержки воды при ополаскивании изделий сложной формы, таких как кузов автомобиля, и время сушки значительно сокращают унос воды в печь. Это позволяет избежать дефектов в отвержденной пленке электропокрытия, вызванных капанием или стеканием остатков ополаскивателя на пленку электропокрытия в первой зоне печи, где пленка начинает плавиться и течь и становится чувствительной к растеканиям и каплям.
После выхода из зон ополаскивания предметы или тела должны иметь время для высыхания и осушения примерно от 10 до 20 минут, прежде чем они будут помещены в печь. Температура отверждения гальванического покрытия зависит от конкретного используемого материала.
Обычно пленка отверждается в течение примерно 10-15 минут при температуре металла от 150^оС до 200°C. В печи пленка катафорезного грунта до и во время отверждения теряет воду, растворители, блокирующие группы (в случае блокирования реакции отверждения изоцианатом) и некоторые фракции с более низкой молекулярной массой. В мусоросжигательной печи или после горелки дымы обрабатываются при температуре около 720°C, чтобы снизить выбросы органических веществ, в результате чего выделяются, в основном, H₂O и CO₂. В духовке детали нагреваются и выдерживаются при заданной температуре до тех пор, пока не выйдут из духовки для охлаждения.
В случае двухкомпонентной системы связующее и паста используются для пополнения ванны для нанесения электролитического покрытия, чтобы поддерживать постоянным содержание твердых частиц и другие параметры ванны. Добавление материала или процесс подачи связующего и пасты выполняется автоматически для больших линий и вручную для небольших приложений. Количество покрытой поверхности в час или потребление электрического тока, соотнесенное с площадью поверхности с покрытием, указывает количество материала, необходимого для пополнения ванны.
Пневматические мембранные насосы обычно используются для добавления связующего и пасты. Количество корма необходимо контролировать. Для добавок, таких как растворители, кислоты или биоцидные метрические насосы, используемые для объемов от 10 до 200 л / ч. Это оборудование должно быть химически стойким. На больших линиях связующее и паста хранятся в резервуарах для хранения, а на меньших линиях - в контейнерах или бочках объемом 1 м3. Подача осуществляется в водослив или в главную циркуляционную трубу.
Некоторые анодные гальванические покрытия изготавливаются с низкой нейтрализацией, и в качестве исходного материала они нестабильны в воде.
В этом случае используются специальные резервуары для предварительного смешивания с сильным перемешиванием и сдвигом, чтобы привести некоторое количество материала ванны в контакт с загружаемым материалом. В этом процессе используется преимущество возникающего амина, образующегося в ванне во время осаждения, для дальнейшей нейтрализации сырья и обеспечения его диспергирования. При правильном выполнении этот процесс может обеспечить равновесие между потреблением амина сырьем и производством амина во время осаждения. Нейтрализованный диспергированный исходный материал из резервуара для предварительного смешивания перекачивается в ванну.


Непрерывная линия в автомобильной промышленности

3.