華夢噴涂
專業噴涂服務二十年
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時間：2018-11-5 瀏覽次數：
我國靜電噴涂加工技術在軌道交通上的研究與應用作為中車株機公司工藝研發項目，旨在解決長期以來公司涂裝作業存在的油漆利用率低、作業環境受污染程度嚴重、產品外觀質量亟待進一步提升等問題。通過對靜電噴涂技術的研究應用，對標靜電噴涂的安全要求，分析靜電噴涂工藝參數對噴涂效果的影響，通過不斷地現場試驗收集數據，最終確定了一套適合現場施工作業的工藝參數，并得以推廣應用。
1.項目簡介
1.1靜電噴涂立項背景
隨著公司的發展，對公司的各項專業技術研究、發展、推廣有了更高的要求，針對涂裝技術發展，通過綜合分析，發現目前的涂裝工藝模式主要存在以下3個問題：
（1）油漆利用率低。制造現場采用的噴涂方式有2種：一種是高壓無氣噴涂；另一種是混氣噴涂。以構架涂裝為例，高壓無氣噴涂的油漆利用率為30%～35%，混氣噴涂的油漆利用率為50%～55%。
（2）作業環境受污染程度嚴重。較低的油漆利用率造成大量的漆霧飛散在空氣中，最后吸附在噴漆房室體上。同時漆霧過多，造成過濾棉堵塞失效，加劇了噴漆房內作業環境的惡化。
（3）產品外觀質量亟待進一步提升。基于從生產制造成本、產品外觀質量、環境保護三方面提出了優化提升的需求，公司決定開展靜電噴涂在軌道車輛上的研究與應用的工藝研發，力求提升涂裝作業的整體水平。
1.2靜電噴涂技術簡介
靜電噴涂最大的優點就是油漆的利用率高。其原理是利用高壓電場的作用，使漆霧帶電，噴槍的端部與工件之間就形成一個靜電場，并在電場力的作用下，漆霧吸附在帶異性電荷的工件上。它先將負高壓加到有銳邊或尖端的金屬上，工件接地，使負電極與工件之間形成一個高壓靜電場，依靠電暈放電，在負電極附近激發大量電子，使通過高壓力霧化的油漆進入電場，油漆微粒獲得電子成為帶負電荷的微粒，在電場力的作用下，迅速移動，最后均勻地吸附在工件的表面上，形成漆膜。
涂料中的成膜物即樹脂和顏料等大多數是由高分子有機化合物組成，多為導電的電介質，溶劑型涂料除有成膜物外還有有機溶劑、助溶劑、固化劑、靜電稀釋劑及其他各類添加劑等物質。這類物質除了苯、二甲苯、溶劑汽油等，大多是極性物質，電阻率較低，有一定的導電能力，它們能提高涂料的帶電性能。
2.項目推進
2.1項目執行
為保證靜電噴涂在軌道車輛上的研究與應用工作的順利進行，達到靜電噴涂技術應用的最優效果，公司積極策劃，周密部署，自2015年12月15日組織開展靜電噴涂技術調研開始，期間分3個階段對構架、機車車體、城軌車體的靜電噴涂技術和應用進行了研究，并完成了靜電噴涂安全標準對標分析，確保項目推進的有效性和高效性。截止至2016年10月28日，靜電噴涂技術在涂裝事業部得到全面推廣及應用。
在歷時11個月的項目推進中，完成了對噴烘房靜電噴涂的安全整改，并組織第三方機構對于靜電噴涂的安全性能進行了評估。同時，確定并固化了在構架、機車車體、城軌車體等產品靜電噴涂過程中的靜電電壓、涂料電阻率、進氣壓力、霧化壓力、噴嘴型號、噴涂距離、噴漆房通風風速、噴槍移動速度等8項工藝參數。并對靜電噴涂在生產制造成本、產品外觀質量、環境保護三方面的實施效果進行了評判。
2.2工藝參數應用研究
通過對靜電噴涂的8項工藝參數分析，從各參數間的相互影響關系和重要程度，將工藝參數分為5個大類進行試驗，盡量減少各個參數間的相互干擾，以求得到更真實的試驗數據。
（1）靜電電壓、油漆電阻率：油漆節省率、油漆利用率與靜電電壓成正相關、與油漆電阻率成負相關關系，即在工藝參數值范圍內，靜電電壓越高、油漆電阻率越小，油漆利用率和油漆節省率越高。
（2）進氣壓力、霧化壓力：進氣壓力、霧化壓力對噴涂的影響較大，針對不同的產品，需要不同的進氣壓力、霧化壓力，以達到最佳噴涂效果。
（3）噴嘴型號：通過試驗數據分析，不同的油漆和工件同樣要采用不同的噴嘴進行噴涂。
（4）噴涂距離、噴槍移動速度：直接影響到表面成膜質量，噴涂距離越小，噴涂壓力就越大，產品受到氣壓的沖擊也越大，涂層就會出現不平均的情況，產生涂膜過厚的問題；噴涂距離越大，噴涂壓力越小，涂料易流失，使被涂物部分噴料過少，涂膜達不到指定的厚度。噴槍移動速度太快，被涂物表面涂層稀薄，顯得干瘦、流平性差、粗拙;噴槍移動速度慢，被涂物表面涂膜肯定很厚，而且易產生流掛現象。
（5）噴漆房通風風速：風速直接影響到靜電噴涂的噴涂效率和靜電吸附效果，屬于比較重要的參數。
2.2.1構架涂裝靜電噴涂工藝參數應用研究
通過對構架靜電噴涂的8項工藝參數分析，從各參數間的相互影響關系和重要程度，通過36d的現場試驗，累計收集現場試驗數據78組，得到以下結論。
通過數據分析，構架底漆靜電噴涂最佳工藝參數為靜電電壓60kV、油漆電阻率（30±5）MΩ·cm、進氣壓力0.6MPa、霧化壓力0.4MPa、噴嘴類型315、噴涂距離150～300mm，噴漆房通風風速0.38～0.67m/s、噴槍移動速度0.5～0.8m/s。油漆節省率為52.62%。
構架面漆靜電噴涂最佳工藝參數為靜電電壓60kV、油漆電阻率（30±5）MΩ·cm、進氣壓力0.6MPa、霧化壓力0.3MPa、噴嘴類型313、噴涂距離150～300mm，噴漆房通風風速0.38～0.67m/s、噴槍移動速度0.5～0.8m/s。油漆節省率為54.78%。
2.2.2車體涂裝靜電噴涂應用工藝參數研究
基于靜電噴涂技術在構架涂裝上的應用經驗，結合各工藝參數對靜電噴涂技術應用的影響方式，在進行車體靜電噴涂在軌道車輛上的研究與應用階段對部分工藝參數進行固化，對其他參數進行現場試驗，通過44d的現場試驗，收集試驗數據56組。最終確定在靜電電壓60kV，油漆電阻率(30±5)MΩ·cm、噴涂距離150～300mm、噴漆房通風風速0.38～0.67m/s、噴槍移動速度0.5～0.8m/s工藝參數情況下，機車、城軌車體各涂層最佳工藝參數見表1所列。
2.3靜電噴涂效果預計
涂裝事業部全面推廣應用靜電噴涂技術后，全年按構架4000件、機車車體600節、城軌車體1000節涂裝生產任務量計算，在最佳工藝參數范圍內噴涂效果預計如下。
（1）全年可減少生產制造成本2439.013萬元。
（2）全年可減少VOC排放量約為108.24t。
（3）根據活性碳吸附VOC能力，3kg活性碳可吸附1kgVOC，全年可節省活性碳用量324.12t。活性碳價格6.15元/kg，即全年可節省活性碳材料費用約199.33萬元。
（4）油漆利用率的提升勢必會減少漆霧、漆渣等污染源的產生，減輕漆霧、漆渣對噴漆房過濾棉的污染，延長噴漆房過濾棉更換周期，節省噴漆房過濾棉更換的材料成本和人工成本。
（5）產品漆膜質量顯著提升。
2.4實際應用效果評估
2.4.1生產制造成本節省
（1）構架靜電噴涂自2016年4月1日全面推廣，2016年全年共計節省構架涂裝生產成本約471.8萬元。
（2）機車車體靜電噴涂自2016年7月1日全面推廣，2016年全年共計節省機車車體涂裝生產成本68.57萬元。
（3）城軌車體靜電噴涂自2016年9月13日全面推廣，2016年全年共計節省城軌車體涂裝生產成本420.43萬元。
綜合以上數據，靜電噴涂在軌道車輛上的研究和應用項目截止2016年12月已完成節省各板塊涂裝生產成本960.8萬元。
2.4.2環境保護
2016年全年共計減少VOC排放量約39.22t，節約活性碳用量約117.66t，節約活性碳材料費用約72.36萬元。
2.4.3產品質量
更改噴涂方式后的產品質量見表2所列。
3.結語
靜電噴涂在油漆利用率、環境保護和產品質量提升方面有成效明顯，自2016年2月啟動靜電噴涂研究與應用，通過技術調研、工藝參數研討、技術原理培訓、現場應用研究、安全對標及整改、應用效果優化、工藝參數平推、分階段推廣應用等過程，解決了靜電噴涂施工過程中發生的實際問題，并對靜電噴涂的安全性能完成了評估，確保施工的安全性和質量穩定性。目前，靜電噴涂技術已在中車株機公司的構架、機車車體、城軌車體等產品的涂裝作業中實現全面推廣應用，并取得顯著效果。
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