電泳涂裝專用設(shè)備(教材)

1、 第四章 工藝裝備42 電泳涂裝設(shè)備 電泳涂裝設(shè)備系指電泳涂裝方法的專用設(shè)備。這一般由電泳槽、轉(zhuǎn)移備用槽、槽液循環(huán)過濾系統(tǒng)、超濾（UF）裝置、電極和極液循環(huán)系統(tǒng)、漆液溫度調(diào)控系統(tǒng)、直流電源及供電系統(tǒng)、涂料補(bǔ)給裝置、電泳后清洗裝置、電泳涂裝室（防塵罩）、電氣控制柜等專用裝置（系統(tǒng)）組成。再由這些專用設(shè)備與輸送被涂裝物的設(shè)備、烘干室、強(qiáng)冷室等組成電泳涂裝生產(chǎn)線。烘干室純水洗UF水洗電泳超濾裝置溫度調(diào)節(jié)泵陽極裝置整流電源 第四章 工藝裝備 421 電泳槽、備用槽和電泳涂裝室體 電泳槽是電泳涂裝作業(yè)的浸槽（或稱主梢），形狀有船形和長(zhǎng)方形兩種。典型電泳槽的斷面間隙尺寸見下圖： 第四章 工藝裝備 電泳槽體

2、通常分為主槽和輔槽兩部分，由鋼板及型鋼焊接制成。 電泳槽體的特點(diǎn)： （1）在滿足電泳漆工藝條件的前提下，應(yīng)盡量減小主槽的容積。 （2）主槽的橫斷而形狀應(yīng)與漆液攪拌流向相適用，以增強(qiáng)攪拌效果。 （3）主槽的縱斷面應(yīng)使漆液沿單一循環(huán)路線連續(xù)流動(dòng)，液面流向與工件運(yùn)行方向相同，為此，在入槽端應(yīng)設(shè)置導(dǎo)流板。 （4）主槽底板向入槽端或向中部?jī)A斜，其斜度為10 / 100015 / 1000 并在槽底最低處設(shè)置漆液排放口。 （5）盡量避免槽內(nèi)產(chǎn)生死角，在轉(zhuǎn)角處應(yīng)以圓弧或斜板過渡。 （6）輔槽設(shè)置在出槽端，可以回收工件帶出的余漆。它的作用是盛接電泳槽表面流帶入的泡沫和塵埃，并有消除泡沫的功能。 （7）主槽與輔

3、槽之間應(yīng)設(shè)置溢流堰，用以調(diào)整主槽的液面高度。主槽與輔槽液面高差應(yīng)保證在1 00mm 以內(nèi)。 （8）電泳槽內(nèi)表面要進(jìn)行絕緣防腐處理，確保槽體的絕緣及防腐能力。 備用槽供清理、維修電泳槽時(shí)儲(chǔ)存電泳槽液用，故又稱轉(zhuǎn)移槽。其形狀取決于安置的場(chǎng)所，可以是長(zhǎng)方形、槽車或圓柱形。備用槽的容量應(yīng)能容納全部槽液，并留有足夠的余量。備用槽內(nèi)表面的涂層不需要絕緣性，僅需耐電泳槽液的防腐蝕處理； 電泳槽上設(shè)置一個(gè)封閉的防塵室（又稱為電泳涂裝室），該室一般用鍍鋅鋼板，最好用不銹鋼材料制成，電泳涂裝室留有玻璃窗和出入門，門上應(yīng)裝有安全保護(hù)鏈鎖裝置，以防止正常工作時(shí)人員進(jìn)入，發(fā)生觸電事故。另外，電泳槽中有機(jī)溶劑要設(shè)排風(fēng)換氣

4、系統(tǒng)。UF超濾器 第四章 工藝裝備 422 電泳槽液循環(huán)系統(tǒng)（包括過濾器和冷卻裝置） 陰極電泳槽液自配槽后就應(yīng)連續(xù)循環(huán)攪拌，因故障而停止的攪拌時(shí)間不應(yīng)超過2小時(shí) 。循環(huán)攪拌的主要功能有以下四個(gè)： （l ）保持槽液均勻棍合和防止顏料在槽內(nèi)或被涂物的水平面上沉淀。 （2）槽液循環(huán)經(jīng)過濾器，除去槽液中的顆粒狀的塵埃和油污。 （3）保持槽液的溫度均勻，通過使用熱交換器，交換掉由涂裝電能和泵工作的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成的熱量。 （4）及時(shí)排除在電泳過程中在被涂物表面上產(chǎn)生的氣體。 電泳槽循環(huán)管路和噴射布置示意圖，如下圖所示； 過濾器板式換熱器換熱循環(huán)泵主循環(huán)泵冷水進(jìn)溫水出過濾器超濾循環(huán)泵過濾器UF液儲(chǔ)槽 第四章

5、工藝裝備 槽液循環(huán)系統(tǒng)一般由主循環(huán)過濾、熱交換循環(huán)過濾、超濾（UF ) 3 條回路組成。 在槽液循環(huán)過程中應(yīng)確保液面的流速（0.20.3 ) m / s ，靠近槽底部的流速最低為0 . 4m / s 。在連續(xù)式生產(chǎn)場(chǎng)合，槽液流向與被涂物（如車身）前進(jìn)方向一致，液流速度一般要為車身移動(dòng)速度的（2 4 ）倍。管路內(nèi)的槽液流速一般為（2 . 5 一3 . 5 ) m / s 。 槽液的循環(huán)次數(shù)根據(jù)所選用的陰極電泳涂料品種不同有差異，一般為( 2 6 ）次小時(shí) ，以此來選用循環(huán)泵的流量。新一代電泳漆的指標(biāo)變化要求循環(huán)次數(shù)有所下降，下降的同時(shí)也節(jié)約了成本和降低了熱量的產(chǎn)生。 泵一般使用臥式和立式端吸式離

6、心泵，分體臥式泵已成功地用于陰極電泳系統(tǒng)，泵的材質(zhì)用不銹鋼。電機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)在1450r / min 左右。在循環(huán)系統(tǒng)中不推薦設(shè)置備用泵。立式、臥式泵的循環(huán)管路布置方式各有優(yōu)越性，立式泵價(jià)格較高、維修不方便，但結(jié)構(gòu)緊湊、不易泄漏。一般使用臥式泵場(chǎng)合，為防止電泳涂料的滲漏和對(duì)雙機(jī)械密封進(jìn)行冷卻，需增加UF液水封裝置。 陰極電泳涂裝的管路一般都用不銹鋼管，在陰極電泳槽內(nèi)分布的噴管使用PVC 管和塑料噴嘴，所以管路布置都要有一定的傾斜度，以允許完全排凈，而且要裝低點(diǎn)排放口。 第四章 工藝裝備 在電泳系統(tǒng)中閘閥、偏心閥、球閥和蝶閥都可用，其結(jié)構(gòu)材質(zhì)及布置對(duì)延長(zhǎng)使用壽命很重要。蝶閥用得較多，其閥片及軸只能用不

7、銹鋼制造，閥座要用聚四氯乙烯。閥門要盡可能地靠近“T ”型結(jié)構(gòu)安裝，以使閥面得到?jīng)_刷；壓力表安置的位置對(duì)減少其堵塞極其重要，將其安裝在管線的上端，不能水平或環(huán)形連管。 達(dá)到更好的循環(huán)效果，在電泳槽、備用增中的循環(huán)攪拌管上安裝引流噴嘴，利用文丘里原理，使噴嘴通過引流器噴出的槽液量擴(kuò)大（3 一4 ）倍。其工作原理見下圖。 第四章 工藝裝備 1、電泳涂裝用過濾裝置： 為確保優(yōu)良的電泳涂膜的外觀質(zhì)量，在槽液的循環(huán)管路、電泳后清洗的循環(huán)UF 液及循環(huán)去離子水管路中都應(yīng)裝過濾器，便于對(duì)槽液、循環(huán)清洗液進(jìn)行最大限度的過濾。 槽液中塵埃顆粒（外界和被涂物帶入的臟物）、凝聚顆粒（前處理帶來的雜質(zhì)與漆反應(yīng)生成的臟

8、物）及其他機(jī)械污染物靠過濾器來清涂。要求通過過濾器的稽液量為槽容量的（4 6 ）倍h ，最小不能低于槽容量。當(dāng)過濾的槽液量為槽容量7 倍時(shí)，這樣至少有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99 . 9 的槽液經(jīng)過了一次過濾。 槽液中有油污是涂膜產(chǎn)生縮孔的主要原因之一，可使用吸油過濾器，把它裝在標(biāo)準(zhǔn)袋式過濾器中，并降低流速，以獲得最佳效果。 一般的過濾器有濾袋式和濾芯式兩種。濾袋式大多用紡織物和無紡織物制成，安裝在金屬結(jié)構(gòu)的支撐筒中，濾袋的清洗或更換視過濾器進(jìn)出口壓力而定，壓差控制在（0.050.08 ) MPa 。濾芯式一般是纖維質(zhì)或塑料燒結(jié)而成，一般初期壓差不大于0.08MPa 。當(dāng)壓差達(dá)0 . 08MPa 時(shí)就需要換

9、新濾芯?，F(xiàn)今常用濾袋式過濾器，有單袋、雙袋、四袋、六袋等形式，單袋過濾器的結(jié)構(gòu)見右圖： 陰極電泳槽液的過濾精度，在要求高的使用場(chǎng)合為100 地通過25 m。過濾器殼體及支承架等應(yīng)用耐酸鋼或 第四章 工藝裝備合成材料制造。有時(shí)槽液先通過粗過濾器，再通過精過濾器（或兩層）過濾。 2 、槽液溫度控制（冷卻裝置） 為保證泳涂質(zhì)量，要求將槽液溫度控制在士l 范圍內(nèi)，在正常生產(chǎn)狀態(tài)下是對(duì)槽液進(jìn)行冷卻，在電泳涂裝過栓中，主要由來自四個(gè)方面的熱量產(chǎn)生。（1）由于電泳電流產(chǎn)生的熱量為Q1； （2）循環(huán)泵攪拌帶來的熱量為Q2； （3）被涂物帶入的熱量Q3 （4）周圍環(huán)境溫度的影響Q4 通過以上四個(gè)方面可計(jì)算出總熱

10、量，就可選擇所用換熱器的大小。，一般槽液的溫度處于上升狀態(tài)，控制溫度需進(jìn)行冷卻。 一般陰極電泳涂裝槽液的工作溫度是（2728 ） ，要求冷卻系統(tǒng)具有在滿負(fù)荷生產(chǎn)情況下保持槽液溫度為15 的能力，有些厚膜陰極電泳涂料要求槽液溢度高些，為( 2935 ） ，這樣冷卻系統(tǒng)在滿負(fù)荷生產(chǎn)情況下具有保持槽液溫度為（27 士l ) 的能力即可。從發(fā)展趨勢(shì)來看，由于工作溫度的提高，冷卻負(fù)荷可進(jìn)一步減少。 槽液溫度控制：冷卻用（710 ） 的冷水，加熱用（405 ） 的溫水。整個(gè)調(diào)整系統(tǒng)由熱交換器、泵及冷水（或溫水）循環(huán)管路、溫水加熱器、冷水柑、冷卻機(jī)組、冷卻塔和溫度控制器、調(diào)節(jié)閥等組成。如廠房溫度能保證在10

11、 以上時(shí)，溫水加熱可不考慮。 熱交換器安設(shè)在槽液的循環(huán)管路中，槽液在進(jìn)入熱交換器之前要經(jīng)過濾器，槽液壓力要始終超過冷卻水的壓力，以防槽液污染。板式和列管式熱交換器均可使用，要用不銹鋼制造。熱交換器上要裝有排放口及去離子水沖洗連接管路。為防止板式換熱器結(jié)垢和竄液，可考慮在板換的水循環(huán)一側(cè)使用純水，并在管路上增加濁度計(jì)來對(duì)竄液?jiǎn)栐竭M(jìn)行監(jiān)控， 第四章 工藝裝備 3、超濾（UF ）系統(tǒng) 超濾系統(tǒng)是電泳涂裝工藝中主要設(shè)備之一，其主要作用有如下兩點(diǎn)： （1）電泳涂料的回收，在使用超濾系統(tǒng)時(shí)，因?yàn)榭梢杂贸瑸V透過的清洗液充分洗滌除去粘附在被涂物上的電泳涂料，進(jìn)行回收，回收效益可高達(dá)95 以上，節(jié)約電泳涂料，減

12、少污水處理量及費(fèi)用 （2）電泳槽的控制，電泳槽內(nèi)槽液的電導(dǎo)率及雜質(zhì)離子含量可以通過超濾液的排放而得到有效控制，保證電泳涂膜質(zhì)量。 超濾器的結(jié)構(gòu)形式有多種，常見的超濾器有管式、中空纖維式、卷式和板式四種形式，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)，下圖為四種超濾器的結(jié)構(gòu)示意圖， 第四章 工藝裝備 四種超濾（UF ）系統(tǒng)的性能比較 超濾器形式及性能板式管式卷式中空纖維式膜面積/體積支撐體結(jié)構(gòu)堵塞情況清洗情況較大復(fù)雜易堵塞難小較復(fù)雜不易堵塞易較大簡(jiǎn)單易堵塞難大簡(jiǎn)單易堵塞較難 第四章 工藝裝備 超濾（UF）系統(tǒng)主要有以下幾部分： （1）供漆部分 根據(jù)超濾器本身的結(jié)構(gòu)特性，要保證超濾器內(nèi)部電泳涂料的一定流速和流量選擇供漆泵，供

13、漆部分有兩種形式，對(duì)于小型電泳槽采用直供式，即供漆和超濾循環(huán)共用一臺(tái)泵。對(duì)于大型電泳槽，可專設(shè)供漆泵，循環(huán)泵按超濾器本身要求選擇，供漆泵的流量一般為超濾器透過量的20 倍（此值僅為常規(guī)估算概念，陽極電泳和陰極電泳、黑漆和灰漆各不相同），從超濾器系統(tǒng)回到電泳槽的電泳涂料量為超濾液量的19 倍。這一數(shù)量要很好地掌握，否則引起濃差極化令超濾膜堵塞。 （2）過濾部分 超濾器其實(shí)為超微孔過濾，超濾膜上有細(xì)微孔，允許水和小分子溶劑及相對(duì)分子質(zhì)量小的樹脂分子通過，若電泳涂料在進(jìn)超濾器之前不進(jìn)行過濾則極易堵塞超濾器膜孔，清洗周期縮短，減短使用壽命，一般情況下采用過濾精度為（100150 ) pm 的袋式過濾器

14、，但對(duì)進(jìn)入超濾器的機(jī)械雜質(zhì)含量要求嚴(yán)格，所以要求過濾精度為25 pm 。 （3）控制及檢測(cè)部分 超濾器運(yùn)行過程中不允許隨意停機(jī)，因?yàn)橥Ｖ惯\(yùn)行時(shí)漆液沉積在超濾器內(nèi)，易堵塞超濾器，所以對(duì)其控制要求較嚴(yán)格，當(dāng)超濾器供漆泵停止運(yùn)行時(shí)應(yīng)自動(dòng)地用干凈超濾液將漆液排到電泳槽內(nèi)，用干凈超濾液將超濾膜浸泡。另外系統(tǒng)中應(yīng)安裝玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)和濁度計(jì)，隨時(shí)觀察透過量的變化情況和超濾膜有無破損現(xiàn)象。在超濾器進(jìn)口處應(yīng)裝有緩開閥，當(dāng)供漆泵起動(dòng)時(shí)進(jìn)口閥門是緩緩打開的以避免進(jìn)漆壓力過高，損壞超濾膜。在超濾器的進(jìn)出口應(yīng)安裝高壓、高溫保 第四章 工藝裝備護(hù)器，一旦壓力、溫度超過許可范圍，整個(gè)系統(tǒng)就自動(dòng)停止運(yùn)行。 （4）清洗部分 超

15、濾器工作一段時(shí)間后由于膜在濃差極化的作用下慢慢被堵塞，當(dāng)超濾液透過量下降到額定值的70 就應(yīng)進(jìn)行清洗，以恢復(fù)到良好的工作狀態(tài)，清洗為循環(huán)清洗方式，清洗泵應(yīng)與超濾器配套，在清洗泵的進(jìn)口處應(yīng)裝有100pm 左右的袋式過濾器，以便在循環(huán)清洗過程中除去超濾膜上清洗掉的漆渣及其他臟物。 超濾器清洗分為 a、正常維護(hù)性清洗或堵塞不嚴(yán)重時(shí)清洗； b、磷酸鉛、磷酸鐵堵塞時(shí)清洗； c、生物堵塞時(shí)清洗； 422 供電系統(tǒng) 該系統(tǒng)包括直流電源，電極及板罩，極液循環(huán)系統(tǒng)等。 1 、電泳涂裝直流電源， 直流電源由整流管供給，供車身的陰極電泳的直流電源電壓應(yīng)能在(0500 ) V 之間可調(diào)，泳涂零部件的電壓可適當(dāng)?shù)鸵恍?

16、(0400 ) V 。直流電要經(jīng)濾波，電壓脈沖幅度不能超過平均直流電壓的5 % ，在滿負(fù)荷情況下電壓脈動(dòng)率要小于5 % 。 對(duì)于連續(xù)通過式的電泳涂裝為了降低入槽段的電流密度，避免過于激烈的電解反應(yīng)發(fā)生，提高涂膜外觀質(zhì)量，入槽段應(yīng)采用低電壓：為了提高被涂物內(nèi)腔的泳透力，在電泳過程中需采用高電壓。所以，多個(gè)整流柜，多段電壓供電方式已在電泳涂裝中經(jīng)常使用。 第四章 工藝裝備 2 、在陰極電泳涂裝場(chǎng)合的陽極 在陰極電泳涂裝場(chǎng)合，陰極和陽極的面積之比為4 : 15 : 1 。陽極沿著槽壁布置，浸入槽液中的深度不得小于槽垂直壁的槽液深度的40 % ，在全浸泳涂時(shí)間超過或等于3min 場(chǎng)合，陽極從出槽口向前

17、排，一般在入槽端靠近入槽車身部位不布置陽極。泳涂汽車車身那樣較大的被涂物場(chǎng)合，可在底部和頂部也布設(shè)陽極，以使涂層厚度均勻。 陽極一般采用3.0mm以上厚度的不銹鋼板或鋼管。在正常情況下，每個(gè)極罩可配裝一個(gè)安培計(jì)，以便可連續(xù)觀察各極罩的運(yùn)行情況。 陽極裝置有板式陽極裝置和管式陽極裝置兩種結(jié)構(gòu)（見下圖）： a）板式陽極 b）管式陽極1-匯流排 2-優(yōu)質(zhì)不銹鋼螺栓 3-塑料護(hù)板 4-框和膜 陽極板 6-防護(hù)罩 7-電線 8-隔膜 9-陰極陽極結(jié)構(gòu)示意圖 第四章 工藝裝備 3、陽極液系統(tǒng)： 在陰極電泳過程中其陽極區(qū)不斷產(chǎn)生有機(jī)酸，如果不及時(shí)除去，就會(huì)進(jìn)入槽液使PH值下降，影響工藝參數(shù)PH 值的穩(wěn)定，影

18、響泳透力及涂膜性能，再溶解性增大。除去槽液中的游離酸的辦法有兩種：添加未中和或部分中和的陰極電泳涂料和采用陽極隔膜系統(tǒng)。一般常用陽極隔膜系統(tǒng)法。 陽極隔膜系統(tǒng)法是將陽極封閉在可沖洗的陽極罩中，極罩由不導(dǎo)電材料制成，敞開面（板式電極罩朝向被涂物的一面，管式電極四周都可算敞開面）裝有離子選擇性的隔膜。 陽極液系統(tǒng)是由陽極隔膜系統(tǒng)、極液往返循環(huán)管路、泵、極液槽、電導(dǎo)率和混濁度控制儀、去離子水供給管路等組成（見右圖）： 術(shù)培訓(xùn)教材 第四章 工藝裝備 423 電泳后沖洗設(shè)備 電泳后沖洗設(shè)備的作用是清洗、回收工件表面從電泳槽中攜帶出來的浮漆，確保電泳漆膜質(zhì)量，提高涂料利用率，減少污染物排放。 電泳后沖洗設(shè)

19、備由超濾液（UF液）清洗及純水清洗兩部分組成，其完整的電泳后沖洗設(shè)備見下圖：UF1水洗UF2水洗UF3水洗一次純水洗二次純水洗三次純水洗純水清洗部分UF水清洗部分 第四章 工藝裝備 選用電泳后清洗設(shè)備應(yīng)考慮以下原則： （1）根據(jù)被涂物的結(jié)構(gòu)及對(duì)涂膜裝飾性要求選擇清洗道數(shù)和方式。像汽車車身那樣復(fù)雜的被涂物則需選用6 道工序以上的噴、浸結(jié)合式的清洗工藝； （2）工件出槽就馬上沖洗，保持工件濕潤，不使表面沾污和干結(jié)。噴洗時(shí)間（1030 )秒（達(dá)到置換清洗液）即可。 （3）槽液本身具有易起泡的特性，落差過高、噴射作用、噴射壓力過高易起泡，應(yīng)調(diào)整在（0.050.1）MPa 之間。 （4）為保證清洗質(zhì)量，泵和噴嘴之間應(yīng)安裝過濾器，浸洗液每小時(shí)也要過濾( 23 ）次，過濾精度最大為25m。 （5）后清洗設(shè)備的泵、管道、過濾器、槽體和殼體等必須用不銹鋼或惰性材料制造。 （6）新鮮UF 液、循環(huán)UF 液無論在生產(chǎn)和不生產(chǎn)場(chǎng)合均逆工序方向流回電泳槽。 （7）增設(shè)吹水和瀝水裝置，增設(shè)防塵罩（通道），以防止灰塵降落在未烘干的電泳涂膜上。 第四章 工藝裝備 424 電泳涂料補(bǔ)加裝置 隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，電泳槽液的固體分下降，其顏基比、中和劑和有機(jī)溶劑的含量也都有所變化，需根據(jù)涂裝面積和實(shí)際測(cè)定的結(jié)果，算出相應(yīng)的涂料和各種助