電泳涂裝專用設(shè)備(教材)課件

長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》

第四章工藝裝備4．2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－＋長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》1長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》

第四章工藝裝備

4．2．1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），形狀有船形和長方形兩種。典型電泳槽的斷面間隙尺寸見下圖：長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》2長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》

第四章工藝裝備電泳槽體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：（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，液面流向與工件運行方向相同，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傾斜，其斜度為10/1000～15/1000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100mm以內(nèi)。（8）電泳槽內(nèi)表面要進行絕緣防腐處理，確保槽體的絕緣及防腐能力。備用槽供清理、維修電泳槽時儲存電泳槽液用，故又稱轉(zhuǎn)移槽。其形狀取決于安置的場所，可以是長方形、．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)裝有安全保護鏈鎖裝置，以防止正常工作時人員進入，發(fā)生觸電事故。另外，電泳槽中有機溶劑要設(shè)排風換氣系統(tǒng)。

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第四章工藝裝備

4．2．2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間不應(yīng)超過2小時。循環(huán)攪拌的主要功能有以下四個：

（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械能轉(zhuǎn)換成的熱量。

（4）及時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)泵冷水進溫水出過濾器超濾循環(huán)泵過濾器UF液儲槽UF超濾器長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》4長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》

第四章工藝裝備槽液循環(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（0.2～0.3)m/s，靠近槽底部的流速最低為0.4m/s。在連續(xù)式生產(chǎn)場合，槽液流向與被涂物（如車身）前進方向一致，液流速度一般要為車身移動速度的（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，以此來選用循環(huán)泵的流量。新一代電泳漆的指標變化要求循環(huán)次數(shù)有所下降，下降的同時也節(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。一般使用臥式泵場合，為防止電泳涂料的滲漏和對雙機械密封進行冷卻，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，而且要裝低點排放口。長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》5長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》

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)及布置對延長使用壽命很重要。蝶閥用得較多，其閥片及軸只能用不銹鋼制造，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大（3一4）倍。其工作原理見下圖。

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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，便于對槽液、循環(huán)清洗液進行最大限度的過濾。

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)生成的臟物）及其他機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。當過濾的槽液量為槽容量7倍時，這樣至少有質(zhì)量分數(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，把它裝在標準袋式過濾器中，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出口壓力而定，壓差控制在（0.05～0.08)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。當壓差達0.08MPa時就需要換新濾芯。現(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，在要求高的使用場合為100％地通過25μm。過濾器殼體及．支承架等應(yīng)用耐酸鋼或長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》7長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》

第四章工藝裝備合成材料制造。有時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)下是對槽液進行冷卻，在電泳涂裝過栓中，主要由來自四個方面的熱量產(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通過以上四個方面可計算出總熱量，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)，控制溫度需進行冷卻。

一般陰極電泳涂裝槽液的工作溫度是（27～28）℃，．要求冷卻系統(tǒng)具有在滿負荷生產(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(29～35）℃，這樣冷卻系統(tǒng)在滿負荷生產(chǎn)情況下具有保持槽液溫度為（27士l)℃的能力即可。從發(fā)展趨勢來看，由于工作溫度的提高，冷卻負荷可進一步減少。

槽液溫度控制：冷卻用（7～10）℃的冷水，加熱用（40～5）℃的溫水。整個調(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℃以上時，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來對竄液問越進行監(jiān)控，

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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：（1）電泳涂料的回收，在使用超濾系統(tǒng)時，因為可以用超濾透過的清洗液充分洗滌除去粘附在被涂物上的電泳涂料，進行回收，回收效益可高達95％以上，節(jié)約電泳涂料，減少污水處理量及費用（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，下圖為四種超濾器的結(jié)構(gòu)示意圖，

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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單易堵塞難大簡單易堵塞較難長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》10長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》

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，供漆部分有兩種形式，對于小型電泳槽采用直供式，即供漆和超濾循環(huán)共用一臺泵。對于大型電泳槽，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為超微孔過濾，超濾膜上有細微孔，允許水和小分子溶劑及相對分子質(zhì)量小的樹脂分子通過，若電泳涂料在進超濾器之前不進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（100～150)pm的袋式過濾器，但對進入超濾器的機械雜質(zhì)含量要求嚴格，所以要求過濾精度為25pm。

（3）控制及檢測部分超濾器運行過程中不允許隨意停機，因為停止運行時漆液沉積在超濾器內(nèi)，易堵塞超濾器，所以對其控制要求較嚴格，當超濾器供漆泵停止運行時．應(yīng)自動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)子流量計和濁度計，隨時觀察透過量的變化情況和超濾膜有無破損現(xiàn)象。在超濾器進口處應(yīng)裝有緩開閥，當供漆泵起動時進口閥門是緩緩打開的．以避免進漆壓力過高，損壞超濾膜。在超濾器的進出口應(yīng)安裝高壓、高溫保長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》11長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》

第四章工藝裝備護器，一旦壓力、溫度超過許可范圍，整個系統(tǒng)就自動停止運行。

（4）清洗部分超濾器工作一段時間后由于膜在濃差極化的作用下慢慢被堵塞，當超濾液透過量下降到額定值的70％就應(yīng)進行清洗，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、正常維護性清洗或堵塞不嚴重時清洗；b、磷酸鉛、磷酸鐵堵塞時清洗；c、生物堵塞時清洗；

4．2．2

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(0～500)V之間可調(diào)，泳涂零部件的電壓可適當?shù)鸵恍?0～400)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%，在滿負荷情況下電壓脈動率要小于5%。對于連續(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，多個整流柜，多段電壓供電方式已在電泳涂裝中經(jīng)常使用。長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》12長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》

第四章工藝裝備2、在陰極電泳涂裝場合的陽極在陰極電泳涂裝場合，陰極和陽極的面積之比為4:1～5:1。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%，在全浸泳涂時間超過或等于3min場合，陽極從出槽口向前排，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，每個極罩可配裝一個安培計，以便可連續(xù)觀察各極罩的運行情況。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-塑料護板4-框和膜陽極板6-防護罩7-電線8-隔膜9-陰極陽極結(jié)構(gòu)示意圖長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》13長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》

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)生有機酸，如果不及時除去，就會進入槽液使PH值下降，影響工藝參數(shù)PH值的穩(wěn)定，影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）：

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第四章工藝裝備4．2．3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)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水清洗部分長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》15長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》

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)。噴洗時間（10～30)秒（達到置換清洗液）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（0.05～0.1）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，浸洗液每小時也要過濾(2～3）次，過濾精度最大為25μm。（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。長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》16長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》

第四章工藝裝備

4．2．4電泳涂料補加裝置隨著生產(chǎn)的進行，電泳槽液的固體分下降，其顏基比、中和劑和有機溶劑的含量也都有所變化，需根據(jù)涂裝面積和實際測定的結(jié)果，算出相應(yīng)的涂料和各種助劑的補給量、補給配比和補給周期。

向電泳槽補加涂料的方式有以下幾種：

（1）配備專用的涂料補加裝置（包括混合罐、攪拌機、輸送和內(nèi)循環(huán)用泵、過濾器等）。按涂料調(diào)配的要求，先將涂料在混合罐中與槽液或去離子水充分混合（或加中和劑調(diào)好PH值和稀釋）攪勻后，再借助泵將調(diào)好的涂料輸入電泳槽。（2）在槽液循環(huán)管路上安設(shè)混合器補加，在混合器一端分別輸入槽液和補加的涂料，從混合器另一端輸出，補加涂料與槽液混合比一般為1:50～100。（3）直接用泵分別將顏料漿和乳液供給到兩條槽液循環(huán)管線上，在循環(huán)泵的進口端注入顏料漿的注入速度不應(yīng)大于38L/min，乳液的注入速度不大于76L/min。采用何種補加方式取決于涂料品種。高固體分、高粘度的和未完全中和的電泳、涂料一般都采用第一種補加方式。長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》17長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》

第四章工藝裝備長城汽車股份有限公司第二事業(yè)部涂裝車間

陰極電泳生產(chǎn)線工藝設(shè)備示意圖去底涂線電泳UF1水洗UF2水洗UF3水洗一次純水洗二次純水洗Π型烘干室燃氣加熱器過濾器換熱器UF超濾器過濾器過濾器過濾器陽極液槽過濾器過濾器過濾器過濾器+—長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》18長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》第四章工藝裝備長城汽車股份有限公司第二事業(yè)部車架車間涂裝工藝裝備示意圖人工預(yù)清理預(yù)脫脂脫脂一次水洗表面調(diào)整循環(huán)純水洗陰極電泳UF水洗純水洗烘干熱水槽硝酸槽磷化二次水洗瀝水工位沉淀槽壓濾機換熱器冷水槽極液槽下線-+長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》第四章工藝裝備19長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》

第四章工藝裝備本節(jié)思考題

（1）電泳設(shè)備是由哪幾部分組成的？（2）電泳后沖洗的作用是什么？（3）長城的電泳生產(chǎn)線是什么類型的生產(chǎn)線？長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》20長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》

第四章工藝裝備4．2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－＋長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》21長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》

第四章工藝裝備

4．2．1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），形狀有船形和長方形兩種。典型電泳槽的斷面間隙尺寸見下圖：長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》22長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》

第四章工藝裝備電泳槽體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：（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，液面流向與工件運行方向相同，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傾斜，其斜度為10/1000～15/1000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100mm以內(nèi)。（8）電泳槽內(nèi)表面要進行絕緣防腐處理，確保槽體的絕緣及防腐能力。備用槽供清理、維修電泳槽時儲存電泳槽液用，故又稱轉(zhuǎn)移槽。其形狀取決于安置的場所，可以是長方形、．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)裝有安全保護鏈鎖裝置，以防止正常工作時人員進入，發(fā)生觸電事故。另外，電泳槽中有機溶劑要設(shè)排風換氣系統(tǒng)。

長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》23UF超濾器長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》

第四章工藝裝備

4．2．2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間不應(yīng)超過2小時。循環(huán)攪拌的主要功能有以下四個：

（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械能轉(zhuǎn)換成的熱量。

（4）及時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)泵冷水進溫水出過濾器超濾循環(huán)泵過濾器UF液儲槽UF超濾器長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》24長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》

第四章工藝裝備槽液循環(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（0.2～0.3)m/s，靠近槽底部的流速最低為0.4m/s。在連續(xù)式生產(chǎn)場合，槽液流向與被涂物（如車身）前進方向一致，液流速度一般要為車身移動速度的（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，以此來選用循環(huán)泵的流量。新一代電泳漆的指標變化要求循環(huán)次數(shù)有所下降，下降的同時也節(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。一般使用臥式泵場合，為防止電泳涂料的滲漏和對雙機械密封進行冷卻，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，而且要裝低點排放口。長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》25長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》

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)及布置對延長使用壽命很重要。蝶閥用得較多，其閥片及軸只能用不銹鋼制造，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大（3一4）倍。其工作原理見下圖。

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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，便于對槽液、循環(huán)清洗液進行最大限度的過濾。

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)生成的臟物）及其他機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。當過濾的槽液量為槽容量7倍時，這樣至少有質(zhì)量分數(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，把它裝在標準袋式過濾器中，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出口壓力而定，壓差控制在（0.05～0.08)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。當壓差達0.08MPa時就需要換新濾芯?，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，在要求高的使用場合為100％地通過25μm。過濾器殼體及．支承架等應(yīng)用耐酸鋼或長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》27長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》

第四章工藝裝備合成材料制造。有時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)下是對槽液進行冷卻，在電泳涂裝過栓中，主要由來自四個方面的熱量產(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通過以上四個方面可計算出總熱量，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)，控制溫度需進行冷卻。

一般陰極電泳涂裝槽液的工作溫度是（27～28）℃，．要求冷卻系統(tǒng)具有在滿負荷生產(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(29～35）℃，這樣冷卻系統(tǒng)在滿負荷生產(chǎn)情況下具有保持槽液溫度為（27士l)℃的能力即可。從發(fā)展趨勢來看，由于工作溫度的提高，冷卻負荷可進一步減少。

槽液溫度控制：冷卻用（7～10）℃的冷水，加熱用（40～5）℃的溫水。整個調(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℃以上時，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來對竄液問越進行監(jiān)控，

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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：（1）電泳涂料的回收，在使用超濾系統(tǒng)時，因為可以用超濾透過的清洗液充分洗滌除去粘附在被涂物上的電泳涂料，進行回收，回收效益可高達95％以上，節(jié)約電泳涂料，減少污水處理量及費用（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，下圖為四種超濾器的結(jié)構(gòu)示意圖，

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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單易堵塞難大簡單易堵塞較難長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》30長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》

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，供漆部分有兩種形式，對于小型電泳槽采用直供式，即供漆和超濾循環(huán)共用一臺泵。對于大型電泳槽，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為超微孔過濾，超濾膜上有細微孔，允許水和小分子溶劑及相對分子質(zhì)量小的樹脂分子通過，若電泳涂料在進超濾器之前不進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（100～150)pm的袋式過濾器，但對進入超濾器的機械雜質(zhì)含量要求嚴格，所以要求過濾精度為25pm。

（3）控制及檢測部分超濾器運行過程中不允許隨意停機，因為停止運行時漆液沉積在超濾器內(nèi)，易堵塞超濾器，所以對其控制要求較嚴格，當超濾器供漆泵停止運行時．應(yīng)自動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)子流量計和濁度計，隨時觀察透過量的變化情況和超濾膜有無破損現(xiàn)象。在超濾器進口處應(yīng)裝有緩開閥，當供漆泵起動時進口閥門是緩緩打開的．以避免進漆壓力過高，損壞超濾膜。在超濾器的進出口應(yīng)安裝高壓、高溫保長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》31長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》

第四章工藝裝備護器，一旦壓力、溫度超過許可范圍，整個系統(tǒng)就自動停止運行。

（4）清洗部分超濾器工作一段時間后由于膜在濃差極化的作用下慢慢被堵塞，當超濾液透過量下降到額定值的70％就應(yīng)進行清洗，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、正常維護性清洗或堵塞不嚴重時清洗；b、磷酸鉛、磷酸鐵堵塞時清洗；c、生物堵塞時清洗；

4．2．2

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(0～500)V之間可調(diào)，泳涂零部件的電壓可適當?shù)鸵恍?0～400)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%，在滿負荷情況下電壓脈動率要小于5%。對于連續(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，多個整流柜，多段電壓供電方式已在電泳涂裝中經(jīng)常使用。長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》32長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》

第四章工藝裝備2、在陰極電泳涂裝場合的陽極在陰極電泳涂裝場合，陰極和陽極的面積之比為4:1～5:1。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%，在全浸泳涂時間超過或等于3min場合，陽極從出槽口向前排，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，每個極罩可配裝一個安培計，以便可連續(xù)觀察各極罩的運行情況。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-塑料護板4-框和膜陽極板6-防護罩7-電線8-隔膜9-陰極陽極結(jié)構(gòu)示意圖長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》33長城汽車股份有限公司《涂裝技術(shù)培訓(xùn)教材》

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)生有機酸，如果不及時除去，就會進入槽液使PH值下降，影響工藝參數(shù)PH值的穩(wěn)定，影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）：

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第四章工藝裝備4．2．3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)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