050涂裝線的輸、調(diào)漆系統(tǒng)

涂裝線的輸、調(diào)漆系統(tǒng)李付民楊學(xué)巖楊濤摘要：本文介紹了汽車涂裝線的集中輸、調(diào)漆系統(tǒng)。包括其優(yōu)點(diǎn)、組成及調(diào)試，并將三種輸漆系統(tǒng)做了詳細(xì)介紹和比較。關(guān)鍵詞：集中輸調(diào)漆系統(tǒng)；循環(huán)；調(diào)試0引言在現(xiàn)代化的涂裝線中，輸、調(diào)漆系統(tǒng)所起的作用是非常重要的，根據(jù)實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)，在這里討論一下輸、調(diào)漆系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝及調(diào)試階段應(yīng)注意的問題。輸調(diào)漆系統(tǒng)的設(shè)計(jì)集中輸調(diào)漆系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)（1）對(duì)涂料的粘度、顏色和溫度的均一性能進(jìn)行較好的控制。（2）對(duì)改善現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、安全生產(chǎn)、減少車間內(nèi)運(yùn)輸?shù)榷加幸妗＃?）由于系統(tǒng)的不斷循環(huán)，減少了涂料在輸漆管內(nèi)沉淀，能保證涂料供給的連續(xù)性。（4）由于整套系統(tǒng)內(nèi)的涂料除調(diào)漆外，呈密閉狀態(tài)運(yùn)行，避免了外來(lái)臟物進(jìn)入涂料內(nèi)而影響產(chǎn)品質(zhì)量。（5）最大限度的減少現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)危險(xiǎn)性。設(shè)計(jì)輸調(diào)漆系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮的因素（1）此系統(tǒng)要供給的噴涂室的規(guī)模，即系統(tǒng)供涂料的噴漆點(diǎn)數(shù)。（2）每個(gè)噴漆點(diǎn)所需的涂料量以及所有噴漆點(diǎn)同時(shí)使用率為多少。（3）除上述兩點(diǎn)之外，對(duì)系統(tǒng)的外部環(huán)境也應(yīng)加以考慮，例如：輸送距離、環(huán)境溫度、調(diào)漆間的構(gòu)成及消防要求，噴涂室是否會(huì)由于產(chǎn)量的增加而擴(kuò)大規(guī)模，增加噴漆點(diǎn)，資金許可程度，以及整個(gè)系統(tǒng)的先進(jìn)性的要求等，在考慮了上述各種因素后，才能對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)部分進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。集中輸調(diào)漆系統(tǒng)的組成它是由調(diào)漆間，調(diào)漆裝置，輸漆部分，控溫裝置，循環(huán)管路系統(tǒng)等組成，現(xiàn)將它們的功能及有關(guān)要求介紹如下：調(diào)漆間和調(diào)漆裝置輸調(diào)漆系統(tǒng)的主要部分輸漆、調(diào)漆等工序均在調(diào)漆間內(nèi)進(jìn)行。由于調(diào)漆過(guò)程中溶劑的揮發(fā)，空氣中有機(jī)溶劑含量較高。涂料、溶劑均為易燃、易爆品，要求調(diào)漆間應(yīng)具有良好的通風(fēng)換氣條件，一般換氣次數(shù)為15次/h。為減少外來(lái)臟物的影響，調(diào)漆間的送風(fēng)系統(tǒng)中應(yīng)加多道過(guò)濾器，過(guò)濾精度為5pm,且要求空氣中粒徑在（0.5?5）pm的灰塵含量控制在350萬(wàn)顆/m3一下。為到達(dá)防火防爆要求，調(diào)漆間應(yīng)設(shè)有足夠的泄漏面積，地面上應(yīng)布有防靜電的銅條（布置間距為300mm左右）或鋪導(dǎo)電瓷磚，刷導(dǎo)電涂料。調(diào)漆部分由帶攪拌的調(diào)漆罐，原漆供給泵等組成，原漆供給泵和向輸漆罐輸入涂料的輸漆泵均為氣動(dòng)柱塞泵，二者經(jīng)常共用。小型系統(tǒng)的調(diào)漆罐為0.2m3大型系統(tǒng)為lm3,對(duì)于年產(chǎn)15萬(wàn)輛汽車的調(diào)漆罐為0.5m3較合適，在調(diào)漆罐內(nèi)應(yīng)安裝攪拌器，以便于將涂料和稀釋劑混合均勻，攪拌器可分為氣動(dòng)攪拌和電動(dòng)攪拌，調(diào)漆罐內(nèi)裝有液位指示器，供給泵的進(jìn)口裝有過(guò)濾器。輸漆部分輸漆罐一般為0.5m3左右，輸漆罐上配有輸漆泵，泵出口配有壓力調(diào)節(jié)器，穩(wěn)壓器、過(guò)濾器、流量計(jì)、溫度測(cè)定儀及輸漆管路等，輸漆泵的壓力使涂料流動(dòng)到各個(gè)噴漆點(diǎn)，再返回到輸漆罐內(nèi)，可以通過(guò)系統(tǒng)上的調(diào)壓閥和背壓閥來(lái)調(diào)節(jié)所需的循環(huán)壓力，一個(gè)正確的涂料循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須使涂料通過(guò)整個(gè)系統(tǒng)完全循環(huán)，選擇輸漆泵時(shí)應(yīng)充分考慮很多因素，以提供足夠量的供漆量和供漆壓力，這些因素為：（1）維持整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)管路中涂料的合適流速，一般溶劑型涂料0.3m/s,水性涂料3m/so材料廠家根據(jù)涂料的性質(zhì)可能提出其特殊的要求。（2）整個(gè)系統(tǒng)中噴漆點(diǎn)的總數(shù)量。（3）調(diào)配好的涂料粘度的大小。（4）所有管路的總長(zhǎng)度及其內(nèi)部阻力的大小。（5）由于管路高度變化，儀表、閥門管道彎頭、壓力調(diào)節(jié)器以及其他元件所造成壓力損失的總和。輸漆泵一般為氣動(dòng)柱塞泵，電動(dòng)多級(jí)透平泵。氣動(dòng)柱塞泵調(diào)節(jié)壓力方便，但涂料的壓力波動(dòng)較大，噪聲較大；電動(dòng)泵壓力非常穩(wěn)定，噪聲低，但受電源頻率變化和涂料粘度變化的影響較大，而且不適合輸送金屬閃光漆，因多級(jí)葉片的作用對(duì)片狀金屬粉有損害，且金屬粉易磨損電動(dòng)泵的葉片，影響泵的輸送效率及性能穩(wěn)定，另外電動(dòng)泵比氣動(dòng)柱塞泵價(jià)格高30%左右，在工作時(shí)，有些電動(dòng)泵還需配備冷卻系統(tǒng)。輸漆泵如果采用氣動(dòng)泵，在泵體上經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，為避免此現(xiàn)象的發(fā)生可增加一壓縮空氣預(yù)熱裝置。將壓縮空氣加熱后，此現(xiàn)象將得到好轉(zhuǎn)。調(diào)漆罐和輸漆罐可以合二為一，這時(shí)每套輸漆系統(tǒng)應(yīng)具備二個(gè)罐，共用一套輸漆泵。當(dāng)一個(gè)罐在供應(yīng)涂料時(shí)，另一個(gè)罐進(jìn)行調(diào)漆，用閥門進(jìn)行切換。1.3.3溫控裝置為保證調(diào)配好的涂料粘度和溫度在一定范圍內(nèi)恒定，保證噴涂質(zhì)量，防止由于溫差大產(chǎn)生流掛、桔皮大、厚度偏低或偏高等質(zhì)量問題，在輸調(diào)漆罐外面設(shè)有夾套，或在輸漆管路中安設(shè)熱交換器控溫裝置，夏天用7°C左右的冷凍水，冬天使用高溫水進(jìn)行熱交換控溫。一般設(shè)計(jì)為在循環(huán)泵出口過(guò)濾后，裝有熱電偶和涂料返回到輸漆罐之前的循環(huán)管路上裝有熱電偶，通過(guò)兩熱電偶測(cè)量值的比較，將信號(hào)反饋到供水電磁閥以控制電磁閥的開關(guān)來(lái)控制輸調(diào)漆罐內(nèi)的涂料溫度。隨著涂料外觀質(zhì)量要求的不斷提高和適應(yīng)自動(dòng)靜電涂裝的需要，噴漆粘度溫度控制更加嚴(yán)格，除上述控溫系統(tǒng)外，一般多在向噴漆室的輸漆管上設(shè)有管路熱交換器和管路增加保溫絕熱層，以防止循環(huán)過(guò)程中由于輸漆距離較遠(yuǎn)，且保溫措施不佳以及動(dòng)能變?yōu)闊崮?，在噴涂時(shí)油漆溫度與調(diào)漆溫度不同。油漆循環(huán)管路系統(tǒng)輸漆管路從壓送泵出口至循環(huán)管路（鋼管）之間的連接用軟管，以便于維修和起減振作用。溫度控制系統(tǒng)：涂裝線的生產(chǎn)對(duì)油漆的溫度要求非常嚴(yán)格，必須保證油漆的溫度在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，不能超出溫度的上、下限。由于油漆在自身循環(huán)的過(guò)程中將產(chǎn)生一定的熱能，所以油漆的溫度將隨其循環(huán)時(shí)間的增長(zhǎng)而升高。且我國(guó)北方的涂裝廠在冬季均有供暖設(shè)施，室內(nèi)溫度變化不大，只有在南方部分涂裝廠由于考慮冬季室內(nèi)沒有供暖、溫度低的問題才在輸調(diào)漆系統(tǒng)中增加加熱系統(tǒng)。因此我國(guó)大部分涂裝線在設(shè)計(jì)輸調(diào)漆系統(tǒng)的時(shí)候不考慮加熱，只設(shè)計(jì)安裝了制冷系統(tǒng)。目前對(duì)油漆溫度的控制主要有以下兩種方法：（1）水套法：此方式在較早的涂裝線中較常見，即將輸調(diào)漆罐的罐壁做成雙層的，在兩層中間可以注入冷（熱）水，通過(guò)冷（熱）水對(duì)罐中的油漆進(jìn)行制冷（加熱）。此方法有一個(gè)很嚴(yán)重的弊端，即在媒介水、油漆、室溫控制不好的情況下，在罐壁內(nèi)側(cè)和罐蓋內(nèi)側(cè)將容易出現(xiàn)冷凝水。如有冷凝水出現(xiàn)，將會(huì)對(duì)油漆造成嚴(yán)重污染，車身將產(chǎn)生縮孔等漆膜弊病。（2）管中管法：此方法在目前涂裝線中較為常見，即將主輸漆管路（從調(diào)漆間往噴漆室輸送的主輸漆管路）中一段較長(zhǎng)的管路（一般約為6?12米左右）做成雙層結(jié)構(gòu)，在兩層中間可以注入冷（熱）水，通過(guò)冷（熱）水對(duì)管中的油漆進(jìn)行制冷（加熱）。每條主輸漆管路上的管中管換熱裝置可已對(duì)該系統(tǒng)的溫度進(jìn)行單獨(dú)控制。常見的三種輸、調(diào)漆循環(huán)系統(tǒng)高低壓回漆管三線循環(huán)系統(tǒng)（見圖1）圖1：三線循環(huán)簡(jiǎn)圖高低壓三線循環(huán)系統(tǒng)的第一條管路供給的是高壓油漆，當(dāng)輸漆泵起動(dòng)時(shí)，涂料沿著噴漆室兩側(cè)流動(dòng)并可直接返回漆罐中，連接在噴漆室中的各噴漆點(diǎn)的噴槍的管道為第二條管路，即高壓回漆管路；再通過(guò)背壓調(diào)節(jié)器的調(diào)整將沒有使用完的涂料輸向回漆管路，這就是第三條管路，稱低壓油漆返回管路，此管路開始于噴漆室的第一個(gè)噴漆點(diǎn)，并繼續(xù)向下一個(gè)噴漆點(diǎn)延伸，直到最后一個(gè)噴漆點(diǎn)后，通過(guò)背壓調(diào)節(jié)器將沒噴完的油漆返回到輸漆罐。這種油漆循環(huán)系統(tǒng)是由一組元件組裝而成，其基本特點(diǎn)是安裝容易，可在已有的盲端式循環(huán)系統(tǒng)上加以改造，可借用原有的油漆循環(huán)管路和已安裝好的輸漆泵，攪拌器等，只需增加一低壓回漆管路即可，若有發(fā)展需要，高低壓回漆管三線循環(huán)系統(tǒng)可直接增加噴漆點(diǎn)的數(shù)量，相應(yīng)的增加泵的出口壓力和流量即可。高低壓回漆管三線循環(huán)系統(tǒng)最佳工作方式，是涂料在噴涂室內(nèi)的第二管路的壓力最大，在回漆管路內(nèi)壓力最小。為了制造方便，此系統(tǒng)低壓循環(huán)管路最好安裝得比輸漆罐稍高，讓沒有使用完的涂料有一段距離是以重力方式返回到輸漆罐，當(dāng)然通過(guò)低壓回漆管內(nèi)的壓力將油漆返回到輸漆罐也一樣沒有問題。對(duì)輸漆管長(zhǎng)的，分支口多的大型循環(huán)系統(tǒng)以采用三線式為宜。1.5.2平行流動(dòng)的兩線系統(tǒng)（見圖2）此系統(tǒng)中只有高壓輸漆管和低壓回漆管，兩管平行流動(dòng)，此系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是不需要壓力調(diào)節(jié)器和流量調(diào)節(jié)器，消除了高壓回漆管，減少了一次性投資，也減少了管路中涂料量。缺點(diǎn)為要用最小的壓力損失，提供最大的涂料流量，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)噴涂室內(nèi)噴漆點(diǎn)的位置和量，按不同的管徑布置回漆管路和供漆管路，以保持管內(nèi)涂料的正確流速，采用這種系統(tǒng)柔性較差，若取消噴漆點(diǎn)，或增加噴漆點(diǎn)，因涉及到循環(huán)管路的直徑變化均有一定的困難，另外二線式循環(huán)系統(tǒng)不需要背壓調(diào)節(jié)閥，只是通過(guò)低壓回漆管的變徑來(lái)得到所需要的流速，但變徑回漆管的設(shè)計(jì)較煩瑣。因此平行流動(dòng)的二線循環(huán)系統(tǒng)不適合于留有發(fā)展余地的場(chǎng)合使用。盲端系統(tǒng)（見圖3）這一循環(huán)系統(tǒng)與二、三線式循環(huán)系統(tǒng)唯一的差別是：油漆循環(huán)沒有到槍，回漆管壓力較高，便于克服管路的壓力損失和提供管內(nèi)油漆所需流速，因此在噴漆點(diǎn)需要使用減壓閥。盲端系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是管路簡(jiǎn)單，造價(jià)較低。其主要缺點(diǎn)是由于油漆沒有循環(huán)到槍，若不噴漆時(shí)油漆沒有流動(dòng)，所以易出現(xiàn)沉淀，造成堵塞槍嘴等故障，并對(duì)質(zhì)量有一定影響。噴涂易沉淀的涂料（如金屬閃光色面漆的底色）不宜選用這種輸漆方式。集中輸調(diào)漆系統(tǒng)調(diào)試調(diào)漆間及漆庫(kù)通風(fēng)：由于調(diào)漆過(guò)程中溶劑的揮發(fā)，空氣中有機(jī)溶劑含量較高。涂料、溶劑均為易燃、易爆品，要求調(diào)漆間應(yīng)具有良好的通風(fēng)換氣條件，一般換氣次數(shù)為15次/h。排風(fēng)量二調(diào)漆間及漆庫(kù)體積（排除罐體體積）X15次/h為保證調(diào)漆間及漆庫(kù)時(shí)刻為微正壓，所以要求送風(fēng)量要略大于排風(fēng)量。下面以我廠調(diào)漆間通風(fēng)的計(jì)算為例：理論計(jì)算：調(diào)漆間及漆庫(kù)換氣次數(shù)要求：15次/小時(shí)調(diào)漆間及漆庫(kù)體積：2390m3（此體積未排除調(diào)漆間及漆庫(kù)內(nèi)照明和管線等設(shè)施的體積，比實(shí)際值大）理論計(jì)算排風(fēng)量：2390X15=35845m3/h實(shí)際測(cè)量：調(diào)漆間及漆庫(kù)內(nèi)共有排風(fēng)口15個(gè)，其中調(diào)漆間11個(gè)，漆庫(kù)4個(gè)。排風(fēng)口直徑約0.35m，單個(gè)排風(fēng)口面積S=3.14X（0.35^2）2?0.09621m2。排風(fēng)機(jī)最大排風(fēng)量為40000m3/h，根據(jù)理論計(jì)算結(jié)果將排風(fēng)機(jī)排風(fēng)量設(shè)為90％，即36000m3/h。測(cè)量各排風(fēng)口風(fēng)速為：測(cè)量時(shí)間2005-10-28上午10?11點(diǎn)調(diào)漆間內(nèi)（11個(gè)）：號(hào)5.0m/s；2號(hào)5.4m/s；號(hào)5.7m/s；4號(hào)6.0m/s；5號(hào)6.0m/s；6號(hào)8.0m/s；7號(hào)8.3m/s；8號(hào)8.1m/s；9號(hào)7.6m/s；10號(hào)6.4m/s；號(hào)6.7m/s；平均值V1為6.65m/s。漆庫(kù)內(nèi)（4個(gè)）：1號(hào)6.2m/s；2號(hào)6.7m/s；3號(hào)7.2m/s；4號(hào)7.9m/s；平均值V2為7m/s。計(jì)算排風(fēng)量：調(diào)漆間排風(fēng)量=V1XSX11X3600^25336.2771m3/h漆庫(kù)排風(fēng)量=V2XSX4X3600~9698.0965m3/h總排風(fēng)量=調(diào)漆間排風(fēng)量+漆庫(kù)排風(fēng)量?35034m3/h實(shí)際排風(fēng)量與理論排風(fēng)量基本相符，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需求調(diào)整送風(fēng)量（略大于排風(fēng)量即可）。輸調(diào)漆系統(tǒng)保壓試驗(yàn)由于油漆中含有大量溶劑，為易燃易爆材料，一旦發(fā)生泄漏現(xiàn)象，極易產(chǎn)生危險(xiǎn)后果。所以在輸調(diào)漆系統(tǒng)投入使用之前必須對(duì)其進(jìn)行保壓試驗(yàn)，以確保系統(tǒng)無(wú)泄漏點(diǎn)。試驗(yàn)方法：試驗(yàn)分以下兩個(gè)步驟（1）氣體保壓試驗(yàn)：將系統(tǒng)沖入氮?dú)??7bar后，封閉系統(tǒng)，待24小時(shí)后觀察系統(tǒng)內(nèi)氮?dú)獾膲毫?。壓降小于等?.5bar為合格；如壓降大于0.5bar，可采用局部保壓或者在管路上刷涂肥皂水的方法來(lái)檢查泄漏點(diǎn)。（2）液體保壓試驗(yàn)：為節(jié)省成本，此步驟可在系統(tǒng)清洗時(shí)利用溶劑來(lái)進(jìn)行。將清洗溶劑封閉在系統(tǒng)中，并加壓。將壓力調(diào)整到系統(tǒng)工作壓力的1.5倍，但須注意壓力不能超過(guò)系統(tǒng)中壓力表的量程。保壓時(shí)間建議在8小時(shí)以上（至少4小時(shí)）。壓降小于等于0.5bar為合格；如壓降大于0.5bar，可采用局部保壓或者在管路上刷涂肥皂水的方法來(lái)檢查泄漏點(diǎn)。由于采用溶劑進(jìn)行保壓試驗(yàn)，有一定危險(xiǎn)，全過(guò)程必須有人監(jiān)控，做好安全防護(hù)措施。輸調(diào)漆系統(tǒng)循環(huán)管路清洗：為保證日后生產(chǎn)的出車質(zhì)量，在輸調(diào)漆系統(tǒng)投入使用之前必須先對(duì)其進(jìn)行徹底的清潔處理。具體清潔方法可與材料供應(yīng)商及設(shè)備廠家進(jìn)行協(xié)商，共同制定。建議清洗五次，第一次為溶劑清洗，第二次、第三次用清洗樹脂進(jìn)行清洗，第四次溶劑清洗，第五次用新鮮溶劑清洗。為節(jié)省成本，第一次、第四次的溶劑和第二次、第三次的樹脂可以重復(fù)利用，重復(fù)利用次數(shù)視現(xiàn)場(chǎng)管路潔凈度而定，最多不要超過(guò)五次。輸調(diào)漆系統(tǒng)循環(huán)壓力調(diào)整為防止油漆在管路中發(fā)生沉淀，其在輸漆系統(tǒng)中的流速必須得到有效的控制。根據(jù)每種漆性質(zhì)的不同，對(duì)其的流速要求也不盡相同。各種油漆具體的流速的控制范圍可要求材料供應(yīng)商提供，再將此參數(shù)提供給設(shè)備廠家進(jìn)行調(diào)整?？刂朴推崃魉僦饕峭ㄟ^(guò)調(diào)整輸漆壓力、回漆背壓、各工位調(diào)壓器壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。以上三個(gè)值可以根據(jù)輸漆泵的吞吐量，油漆的施工粘度，管路的直徑、長(zhǎng)度等參數(shù)計(jì)算得出。調(diào)整時(shí)，可先在調(diào)漆間將輸漆壓力和回漆背壓調(diào)整好，再到各工位調(diào)整各調(diào)壓器，然后再回到調(diào)漆間確認(rèn)輸漆壓力和回漆背壓?？赡苄枰M(jìn)行多次反復(fù)調(diào)整，才能將壓力確定，且最終的壓力可能會(huì)和最初的計(jì)算值有偏差。調(diào)整結(jié)束后，需要對(duì)實(shí)際的流速進(jìn)行檢查，有如下兩個(gè)方法供大家參考：（1）測(cè)量法：此方法較準(zhǔn)確，即將流速測(cè)量?jī)x器連接到管路上，測(cè)量此處的油漆流速。但是儀器成本較大。（2）估算法：方法簡(jiǎn)單，但是不如測(cè)量法準(zhǔn)確度高。即根據(jù)輸漆泵一個(gè)往復(fù)輸出的流量L,一分鐘內(nèi)輸漆泵頻N,主管路直徑D計(jì)算出主管路的流速VV=4LXN^（nD2）檢查V值是否符合材料廠家要求的油漆流速。然后將主回漆管路閥門關(guān)閉，測(cè)量輸漆泵頻N1；將支回漆管路閥門關(guān)閉，測(cè)量輸漆泵頻N。N