陰極電泳設(shè)備

1Lecture17：陰極電泳設(shè)備

1、教學(xué)目的及要求：

掌握電泳設(shè)備的組成及各組件的功能。2、教學(xué)內(nèi)容：陰極電泳的十大系統(tǒng)3、重點(diǎn)難點(diǎn)：UF系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)。4、作業(yè)：

①簡述電泳涂裝設(shè)備的組成和各部件的作用．

②畫出電泳涂裝的循環(huán)攪拌管路圖．

③復(fù)習(xí)講課內(nèi)容。23四、電泳涂裝設(shè)備

1.設(shè)備構(gòu)成電泳涂裝設(shè)備包括：

①電泳槽、備用槽②槽液循環(huán)系統(tǒng)③槽液過濾系統(tǒng)④超濾（UF）裝置⑤電極和極液循環(huán)系統(tǒng)⑥溫控系統(tǒng)⑦直流電源及供電系統(tǒng)⑧涂料補(bǔ)給裝置⑨電泳后清洗裝置⑩電泳涂裝室（防塵罩）、電氣控制柜等專用裝置。這十大系統(tǒng)（設(shè)備）與輸送鏈、烘干室、強(qiáng)冷室等組成電泳涂裝生產(chǎn)線。

電泳生產(chǎn)線4電泳涂裝流水線5二汽電泳槽62.陰極電泳設(shè)備和陽極電泳設(shè)備的差別：

兩者組成基本相仿，所不同的是：①極向不同；②涂料離子電荷相反，極罩隔膜和UF膜不同；③陽極電泳的槽液呈酸性，不銹鋼器材多，造價貴；④陰極電泳的電壓略高一些。

73.電泳涂裝設(shè)備各系統(tǒng)（裝置）的結(jié)構(gòu)及功能

①

電泳槽、備用槽和電泳涂裝室

⑴電泳槽：形狀有：船形電泳槽

長方形電泳槽主槽設(shè)計(jì)原則：①有間隙。②無死角。③體積小。④落差≤150mm（一般為50mm以內(nèi)）8⑵備用槽（又稱轉(zhuǎn)槽或傾卸槽）作用：形狀：容量：⑶溢流槽（也稱輔槽）：位置：作用：9⑷電泳槽和備用槽的技術(shù)要求：a.足夠的強(qiáng)度和剛性。b.

絕緣防腐處理。

⑸為什么電泳槽內(nèi)表面及槽內(nèi)的所有構(gòu)件（包括溢流槽）表面都應(yīng)進(jìn)行襯里處理？①裸露金屬電泳膜層碎落。②槽液酸性腐蝕作用。③小型-PVC板，大型-改性環(huán)氧樹脂或不飽和聚酯玻璃鋼。

10涂布玻璃鋼襯里的工藝要點(diǎn)如下：①涂襯里前，鋼板表面必須進(jìn)行噴砂處理，露出金屬色，表面粗糙度為（40～70）um，吹、吸干凈被處理表面及縫隙，達(dá)噴砂3A質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。②滾、刷涂第一道底漆（改性環(huán)氧或不飽和聚酯涂料）。③在室溫（20℃左右）固化（8～10）h。④滾、刷涂第二道底漆，貼玻璃纖維布，速貼兩層，并用涂料滲透，滾涂平，用排氣筒排除涂層中的氣泡，轉(zhuǎn)角處多鋪一層玻璃纖維布，以增加涂層強(qiáng)度。⑤在室溫下固化24h。⑥滾、刷涂第一道面漆（改性環(huán)氧或不飽和聚酯涂料），在室溫下固化（8～10）h。⑦仔細(xì)打磨、磨平涂面。（打磨后露底涂面約50％左右），清理磨灰。⑧絕緣檢查（耐高壓試驗(yàn)）；須耐壓15000V以上。不合格處補(bǔ)涂。⑨檢查、修補(bǔ)耐壓合格后，再滾、刷涂最后面漆。⑩固化。備用槽內(nèi)表面的涂層不需要絕緣性，僅需防腐蝕處理；陰極電泳專用的擺桿、掛架等，表面也需要進(jìn)行絕緣防腐蝕處理。其工藝是經(jīng)噴砂處理，刷涂（2～3）道電泳槽內(nèi)壁用的涂料。

1112⑹電泳涂裝裝室：封閉防塵塵室；排風(fēng)換氣氣系統(tǒng)。。13（1）槽液循循環(huán)系統(tǒng)統(tǒng)組成：：槽液循環(huán)環(huán)系統(tǒng)一一般由：：循環(huán)過過濾、循循環(huán)熱交交換過濾濾、超濾濾（UF）3條回路組組成，電電泳槽循循環(huán)管路路和噴射射布置示示意圖，，如圖所所示。2）電泳槽槽液循環(huán)環(huán)攪拌系系統(tǒng)14（2）循環(huán)攪攪拌的主主要功能能①成分均均勻混合合和防止止顏料沉沉淀。②過濾除除去塵埃埃和油污污。③熱交換換器保持持溫度均均勻。④排除電電解氣體體。⑤借助UF采取UF液。15⑶槽液循環(huán)環(huán)系統(tǒng)的的技術(shù)要要求：①液面的的流速（（0.2～0.3）m/s，槽底流流速≥0.4m/s。②槽液流流向，液液流速度度為移移動速度度的（2～4）倍。③管路內(nèi)內(nèi)的槽液液流速（（2.5～3.5）m／s。④槽液的的循環(huán)次次數(shù)（2～6）次/h。⑤泵。⑥管路。。⑦閥。⑧壓力表表的位置置。1617183）電泳涂涂裝過濾濾裝置槽液的循循環(huán)管路路，電泳泳后清洗洗的循環(huán)環(huán)UF液，循環(huán)環(huán)去離子子水管路路中都應(yīng)應(yīng)裝過濾濾器。①過濾器器的作用用：以消除槽槽液中塵塵埃顆粒粒（外界界和被涂涂物帶入入的臟物物）、凝凝聚顆粒粒（前處處理帶來來的雜質(zhì)質(zhì)與漆反反應(yīng)生成成的臟物物）及其其他機(jī)械械污染物物。②過濾器器的要求求：要求通過過過濾器器的槽液液量為槽槽容量的的（4～6）倍/h，最小不不能低于于容量。。③過濾器器種類：：濾袋式和和濾芯式式兩種。。19濾袋式：：進(jìn)出口壓壓差控制制在（0.05～0.08）MPa。濾芯式：：初期壓差差≤0.02MPa，當(dāng)壓差差達(dá)0.08MPa時就需要要換新濾濾芯。還有吸油過濾濾器，磁性過濾濾器。2021④陰極電泳泳槽液的的過濾精精度粗過濾，，精過濾濾。224）槽液溫溫度控制制（冷卻卻裝置））①作用：：冷卻。②電泳過過程中使使槽液升升溫的因因素：電泳電流流產(chǎn)生的的熱量Q1；泵機(jī)械攪攪拌的機(jī)機(jī)械能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換的熱熱能Q2；被涂物帶帶入的熱熱量Q3；槽壁傳熱熱的影響響Q4水分揮發(fā)發(fā)散熱Q5③總熱量與與換熱器器選擇：：Q總=Q1+Q2+Q3+Q4-Q5冷凍機(jī)組通過計(jì)算算出的總總熱量，，就可選選擇所用用換熱器器的大小小。23④槽液溫度度控制：：冷卻使用用（7～10）℃的冷冷水，加加熱使用用（40～45）℃的溫溫水。⑤槽液溫度度控制系系統(tǒng)構(gòu)成：由熱交換換器、泵泵及冷水水（或溫溫水）循循環(huán)管路路、溫水水加熱器器、冷水水槽、冷冷卻機(jī)組組、冷卻卻塔和溫溫度控制制器、調(diào)調(diào)節(jié)閥等等組成。。如廠房房溫度能能保證在在10C以上時，，溫水加加熱可不不考慮。。⑥熱交換換器的要要求：熱交換器器安設(shè)在在槽液的的循環(huán)管管路中，，槽液在在進(jìn)入熱熱交換器器之前要要經(jīng)過過過濾，槽槽液壓力力要始終終超過冷冷卻水的的壓力，，以防槽槽液污染染。板式式和列管管式熱交交換器均均可使用用，要用用不銹鋼鋼制造。。熱交換換器上要要裝有排排放口及及去離子子水沖洗洗連接管管路。⑦溫度保保護(hù)器：：為防止槽槽液和清清洗液過過熱，應(yīng)應(yīng)設(shè)有溫溫度保護(hù)護(hù)器。溫溫度保護(hù)護(hù)范圍為為：槽液液工藝溫溫度為（（27～37）℃，高高溫警報報41℃，高于43℃停產(chǎn)。清清洗液溫溫度警報報35℃，高于38℃停止清洗洗；超濾濾（UF）停止運(yùn)運(yùn)行（見制造造廠的說說明）24255）超濾（UF）系統(tǒng)（1）超濾原原理：主要作用用：①穩(wěn)定漆液液、提高高漆膜質(zhì)質(zhì)量、延延長漆液液壽命。。②回收數(shù)量量可觀的的漆料，，節(jié)約大大量沖洗洗水。將槽液在在一定壓壓力下0.3～0.5MPa通過有特特定孔徑徑的半透透膜，使使槽液懸懸浮的顏顏料、高高分子樹樹脂(M＞5000)截留，而而使槽液液中的水水、有機(jī)機(jī)溶劑、、無機(jī)離離子和低低分子樹樹脂通過過半透膜膜，從而而使槽液液保持在在正常的的參數(shù)范范圍內(nèi)．．26（2）超濾器器的結(jié)構(gòu)構(gòu)形式：：有：管式式、中空空纖維式式、卷式式和板式式四種形形式。四種超濾濾器不同同結(jié)構(gòu)形形式優(yōu)缺缺點(diǎn)的比比較：超濾器形式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UF液儲槽和和UF裝置的清清洗槽可可用不銹銹鋼、玻玻璃鋼或或塑料制制成，UF液儲槽容容積應(yīng)能能儲存UF裝置的3h透過液量量。272829卷式超濾器30電泳漆超濾裝置31UF超濾裝置管式超濾器32反滲透裝置反滲透裝置33（3）UF系統(tǒng)的組組成：UF含有如下下幾個部部分：①供漆部部分有兩種形形式：a.對于小型型電泳槽槽采用直直供式，，即供漆漆和超濾濾循環(huán)共共用一臺臺泵。b.對于大大型電電泳槽槽，可可專設(shè)設(shè)供漆漆泵，，供漆漆泵的的流量量一般般為超超濾器器透過過量的的20倍，從從超濾濾器回回到電電泳槽槽的電電泳涂涂料量量為超超濾液液量的的19倍。這這一數(shù)數(shù)量要要很好好地掌掌握，，否則則引起起濃差差極化化令堵堵塞超超濾膜膜。②過濾濾部分分超濾器器其實(shí)實(shí)為超超微孔孔過濾濾，超超濾膜膜上有有細(xì)微微孔，，允許許水和和小分分子溶溶劑及及小分分子量量的樹樹脂分分子通通過，，一般般若在在進(jìn)入入超濾濾器之之前先先用過過濾精精度為為（100～150）um的袋式式過濾濾器過過濾，，否則則極易易堵塞塞超濾濾器膜膜孔。。34③控制及及檢測測部分分(1)超濾器器運(yùn)行行過程程中不不允許許隨意意停機(jī)機(jī)，（（因?yàn)闉橥Ｖ怪惯\(yùn)行行時漆漆液沉沉積在在超濾濾器內(nèi)內(nèi)，易易堵塞塞超濾濾器））（2）當(dāng)超超濾器器供漆漆泵停停止運(yùn)運(yùn)行時時，應(yīng)應(yīng)自動動地用用干凈凈超濾濾液將將漆液液排到到電泳泳槽內(nèi)內(nèi)，用用干凈凈超濾濾液將將超濾濾膜浸浸泡。。（3）系統(tǒng)統(tǒng)中應(yīng)應(yīng)安裝裝流量量計(jì)和和濁度度計(jì)，，隨時時觀察察透過過量的的變化化情況況和超超濾膜膜有無無破損損現(xiàn)象象。（4）在超超濾器器進(jìn)口口處應(yīng)應(yīng)裝有有緩開開閥，，當(dāng)供供漆泵泵起動動時進(jìn)進(jìn)口閥閥門是是緩緩緩打開開的，，以避避免進(jìn)進(jìn)漆壓壓力過過高，，損壞壞超濾濾膜。。（5）在超超濾器器的進(jìn)進(jìn)口應(yīng)應(yīng)安裝裝高壓壓、高高溫保保護(hù)器器，一一旦壓壓力、、溫度度超過過許可可范圍圍，整整個系系統(tǒng)就就自動動停止止運(yùn)行行。35④清洗部部分（1）超濾濾器工工作一一段時時間后后，由由于膜膜在濃濃差極極化的的作用用下慢慢慢被被堵塞塞，當(dāng)當(dāng)超濾濾液透透過量量下降降到額額定值值的70％就應(yīng)應(yīng)進(jìn)行行清洗洗，以以恢復(fù)復(fù)到良良好的的工作作狀態(tài)態(tài)，（2）清洗洗為循循環(huán)清清洗的的方式式，清清洗泵泵應(yīng)與與超濾濾器配配套，，在清清洗泵泵的進(jìn)進(jìn)口處處應(yīng)裝裝有100um左右的的袋式式過濾濾器，，以便便在循循環(huán)清清洗過過程中中除去去超濾濾膜上上清洗洗掉的的漆渣渣及其其他臟臟物。。（3）正常常維護(hù)護(hù)性清清洗或或堵塞塞不嚴(yán)嚴(yán)重時時清洗洗，可可采用用1％的丁丁基溶溶纖劑劑、2％的乙乙基溶溶纖劑劑、3％的甲甲酸的的去離離子水水對超超濾器器進(jìn)行行循環(huán)環(huán)清洗洗。366）直流流電源源供電電系統(tǒng)統(tǒng)（1）電泳泳涂裝裝直流流電源源：：由整整流器器供給給，電電壓在在0～500V之間間可可調(diào)調(diào)，，直直流流電電要要經(jīng)經(jīng)濾濾波波，，電電壓壓脈脈沖沖幅幅度度≤≤5％的的平平均均電電壓壓，，在在滿滿負(fù)負(fù)荷荷情情況況下下電電壓壓脈脈動動率率要要小小于于5％。。（2）陰陰極極電電泳泳的的電電流流：：與與涂涂裝裝面面積積及及涂涂料料的的庫庫侖侖效效率率有有關(guān)關(guān)，，電電泳泳平平均均電電流流強(qiáng)強(qiáng)度度可可按按下下式式計(jì)計(jì)算算：：I=(A××δδ××p××10-3)/(E××60)I-------平均均電電流流(A)；δ————涂膜膜厚厚度度（（um）；；p————涂膜膜密密度度g／cm3（一一般般為為1.3～1.4）；；E————電泳泳涂涂料料的的庫庫侖侖效效率率（（mg／c）。。實(shí)際際電電流流要要在在平平均均電電流流（（I）基基礎(chǔ)礎(chǔ)上上乘乘個個因因數(shù)數(shù)K。K的取取值值：：連連續(xù)續(xù)式式電電泳泳涂涂裝裝，，K=1.5～2；步步進(jìn)進(jìn)式式全全浸浸沒沒通通電電，，軟軟起起動動，，K=2～3。還有有經(jīng)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)：：每平平方方米米泳泳涂涂面面積積的的電電流流強(qiáng)強(qiáng)度度為為（（10～20）A。37（3）陰陰極極電電泳泳電電源源接接地地方方式式38（4）陰陰極極電電泳泳供供電電方方式式無瞬瞬間間電電流流沖沖擊擊、、整整流流器器容容量量小小階梯梯痕痕、、厚厚度度不不均均、、水水痕痕（（先先烘烘干干以以改改善善））瞬間間沖沖擊擊電電流流、、整整流流器器容容量量小小無階階梯梯痕痕、、厚厚度度不不均均、、水水痕痕39①對于于連連續(xù)續(xù)通通過過式式的的電電泳泳涂涂裝裝，，為為了了降降低低入入②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。③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。（5）陰陰極極電電泳泳多多段段電電壓壓供供電電方方式式：：407）陽極及陽極極液系統(tǒng)(1)陰極電泳的陽陽極（電場、除雜雜、調(diào)PH）①陰陽極面積比比：在陰極電泳涂涂裝場合，陰陰極和的面積積之比為4：1。計(jì)算:比如汽車車身身涂裝，可按按下式計(jì)算陽陽極面積：陽極面積=（車身數(shù)/min××2min××表面積/車身）/4（全浸時間：：2min）41②陽極布置：⑴陽極沿著槽槽壁布置，浸浸入槽液中的的深度不得小小于槽垂直壁壁的槽液深度度的40％⑵陽極從出槽槽口向前排，，一般在入槽槽端靠近入槽槽車身部位不不布置陽極。。⑶對較大的工工件（如汽車車車身），可可在底部和頂頂部也布設(shè)陽陽極，以使涂涂層厚度均勻勻。⑷在分段供電電場合，要求求分段電極之之間距至少要要大于一個極極罩的間隙，，(防止涂料在電電壓較低的陽陽極和極罩上上沉積)如：分段電壓壓差≥75V時，要留兩個個極罩的間隙隙，電壓差≥100V，要留三個極極罩的間隙。。如果采用了防防止回流的二二極管，就可可留一個極罩罩間隙。4243陰極電泳使用用的陽極有：：板式陽極和管式陽極兩種陽極一般采用用3mm以上厚度的不不銹鋼板或鋼鋼管。③陽極及極罩結(jié)結(jié)構(gòu)：44管式陽極45④陽極液系統(tǒng)：：(1)陽極液系統(tǒng)的的作用：陰極電泳過程程中在陽極區(qū)區(qū)不斷產(chǎn)生有有機(jī)酸，如不不及時除去，，會進(jìn)入槽液液使pH值下降，影響響泳透力及涂涂膜性能，再再溶解性增大大。（H+＋CH3COO-或HCOO-→→CH3COOH或HCOO）（2）除去槽液中中游離酸的辦辦法：①添加未中和和或部分中和和的陰極電泳泳涂料，②采采用陽極隔膜膜系統(tǒng)。（更更常用?。?）陽極隔膜系系統(tǒng)法：是將陽極封閉閉在可沖洗的的陽極罩中，，極罩由不導(dǎo)導(dǎo)電材料制成成，敞開面（（板式電極罩罩朝向被涂物物的一面，管管式電極四周周都可算敞開開面）裝有離離子選擇性的的隔膜。46（4）陽極液系統(tǒng)統(tǒng)的構(gòu)成：由：陽極隔隔膜系統(tǒng)極液循環(huán)管路路泵極液槽電導(dǎo)率和混濁度控制制儀去離子水供給給管路等組成。47（5）技術(shù)要求：：①陽極液循環(huán)環(huán)管路必須用用不銹鋼管或或塑料管制成成（能耐PH=2～5有機(jī)酸）。②陽極液的循循環(huán)量為每平平方米有效極極面積（6～10）L／min，不斷沖洗陽陽極，帶走有有機(jī)酸等陰離離子。③每個極罩的的進(jìn)液管上要要裝一個流量量計(jì)，以監(jiān)視視極液流量。。④如果極液返返回管為塑料料管，應(yīng)考慮慮陽極液接地地措施。⑤陽極液循環(huán)環(huán)系統(tǒng)要安設(shè)設(shè)極液電導(dǎo)率率的自動控制制裝置，設(shè)極極液電導(dǎo)率為為一定值，當(dāng)當(dāng)偏差為100uS／cm時，自動排放放陽極液，加加入新鮮去離離子水，電導(dǎo)導(dǎo)率傳感器要要裝在陽極液液槽中陽極液液返回管的位位置.488）電泳后清洗洗設(shè)備電泳后清洗的的目的及其工工序組成前面面作了介紹。。下面就如何何設(shè)計(jì)和選用用后清洗設(shè)備備進(jìn)行介紹。。（1）設(shè)計(jì)和選用用電泳后清洗洗設(shè)備的原則則（條件）：①根據(jù)被涂物物的結(jié)構(gòu)及對對涂膜裝飾性性要求選擇清清洗道數(shù)和方方式。像汽車車身那那樣復(fù)雜的被被涂物則需選選用6道工序以上的的噴、浸結(jié)合合式的清洗工工藝；結(jié)構(gòu)較較簡單，無內(nèi)內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的被被涂物可僅選選用噴式清洗洗工藝。對涂涂膜裝飾性要要求較低的被被涂物（如汽汽車車下部件件等），則可可清洗1～2次。②清洗時間：在槽上（含含溢流槽）清清洗，工件出出槽就馬上沖沖洗，保持工工件濕潤，不不使表面沾污污和干結(jié)。噴噴洗時間（10～30）S（達(dá)到置換清清洗液）即可可；浸洗時間間：浸入即出出，在槽上的的輸送鏈的水水平段上不要要求過長。③瀝液時間：：槽上清洗后，，到第一道循循環(huán)UF液清洗之前的的瀝液時間≤≤lmin；新鮮鮮UF液和新新鮮去去離子子水清清洗之之前只只需（（10～20s）瀝水時時間；；其他他各清清洗工工序之之間的的瀝液液時間間應(yīng)為為≥lmin。49④應(yīng)注意意消泡泡問題題：含有槽槽液的的清洗洗液在在噴式式清洗洗時易易產(chǎn)生生氣泡泡。起起泡的的原因因是：：槽液液本身身具有有易起起泡的的特性性，落落差過過高，，噴射射作用用。⑤為保保證清清洗質(zhì)質(zhì)量，，泵和和噴嘴嘴之間間應(yīng)安安上過過濾器器，浸洗洗液每每小時時也要要過濾濾（2～3）次，，過濾濾精度度大于于25um。沖洗洗流量量為（（15～20）L／（m2··min）。新新鮮UF液和去去離子子水的的清洗洗供給給量為為1.2L／（m2··min）左右右。噴噴洗槽槽的容容積應(yīng)應(yīng)為泵泵流量量的（（3～4）倍。。⑥后清清洗設(shè)設(shè)備（（泵、、管路路、過過濾器器、槽槽子和和殼體體等））必須須用不不銹鋼鋼或惰惰性材材料制制造。。如槽子子和殼殼體等等用碳碳素鋼鋼鋼板板制造造，則則需經(jīng)經(jīng)高質(zhì)質(zhì)量的的噴砂砂處理理，涂涂耐化化學(xué)藥藥品的的環(huán)氧氧層（（或襯襯里））。⑦一般般使用用立式式泵，，也可可用臥臥式泵泵，但但后者者需要要水密密封。。噴管設(shè)設(shè)計(jì)應(yīng)應(yīng)考慮慮在不不生產(chǎn)產(chǎn)時能能排凈凈管中中的液液體。。⑧新鮮鮮UF液、循循環(huán)