工程機械防銹涂裝技術概述
0 引 言
工程機械是為城鄉建設、鐵路、公路、港口碼頭、農田水利、電力、冶金、礦山、?？栈氐雀黜椈窘ㄔO工程施工服務的機械 ; 凡是土方工程、石方工程、混凝土工程及各種建筑安裝工程在綜合機械化施工中 , 所必需的作業機械設備 , 通稱為工程機械。在我國工程機械主要包括 : 挖掘機械、鏟土運輸機械、工程起重機械、路面機械、壓實機械、樁工機械、鋼筋混凝土機械、鑿巖機械、叉車、專用工程機械等 10 大類。其在其他各國的分類大同小異 , 如美國稱工程機械為建筑機械 , 日本稱為建設機械 , 俄羅斯則叫建筑與筑路機械。具體常見的工程機械有 : 液壓挖掘機、履帶推土機、輪式裝載機、壓路機、平地機、攤鋪機、叉車及汽車起重機等。
眾所周知 , 工程機械是一種戶外工作機械 , 長期暴露在戶外大氣 ( 包括海洋大氣、工業大氣、城市大氣和鄉村大氣 ) 和不同水質 ( 海水、河水 ) 等惡劣環境中 , 每時每刻都在承受不同地域和環境的不同程度腐蝕 , 從而造成了工程機械的各種“慢性病”和“多發病”。工程機械涂裝是工程機械產品制造工藝中的一個重要環節。防銹、防蝕涂裝質量是產品全面質量的重要方面之一。產品外觀質量不僅反映了產品防護、裝飾性能 , 而且也是構成產品價值的重要因素。
1 涂裝工藝
工程機械防銹涂裝工藝一般可分為涂裝前表面處理工藝和防銹底漆涂裝工藝。
1. 1 表面處理
表面處理是防銹涂裝的重要工序之一。工程機械防銹涂裝質量在很大程度上取決于表面處理的方式好壞。
據英國帝國化學公司介紹 , 涂層壽命受 3 方面因素制約 : 表面處理 , 占 60%; 涂裝施工 , 占 25%; 涂料本身質量 , 占 15% 。
工程機械行業 , 不同零部件的表面處理方式。
機械清理可有效去除工件上的鐵銹、焊渣、氧化皮 , 消除焊接應力 , 增加防銹涂膜與金屬基體的結合力 , 從而大大提高工程機械零部件的防銹質量。機械清理標準要求達到 ISO8501 — 1 ∶ 1988 的 Sa2 . 5 級。表面粗糙度要達到防銹涂層厚度的 1 /3 。噴、拋丸所用鋼丸要達到 GB6484 要求。
薄板沖壓件的表面處理稱一般用化學表面處理。工藝流程為 :
預脫脂→脫脂→熱水洗→冷水洗→酸洗→冷水洗→中和→冷水洗→表面調整→磷化→冷水洗→熱水洗→純水洗→干燥
上述工藝過程也可根據薄板沖壓件的油、銹情況作適當調整 , 或不用酸洗工序 , 或不用預脫脂工序。而脫脂和磷化是化學處理工藝中的關鍵工序 , 這兩道工序直接影響工件化學處理的質量和防銹涂層的質量。有關工藝參數和相關輔助設備也是影響表面處 __ 理質量的不可忽視的因素。
1. 2 涂裝工藝
由于工程機械范圍廣、規格多、整機重、零部件大 , 一般采用噴涂方式進行涂裝。噴涂工具有空氣噴槍、高壓無氣噴槍、空氣輔助式噴槍及手提式靜電噴槍?？諝鈬姌寚娡啃实?nbsp;( 30% 左右 ) , 高壓無氣噴槍浪費涂料 , 兩者共同的特點是環境污染較嚴重 , 所以已經和正在被空氣輔助式噴槍和手提式靜電噴槍所取代。如世界第一工程機械公司———美國卡特彼勒 (CAT) 公司就采用空氣輔助式噴槍進行噴涂 , 對發動機罩等薄板覆蓋件則采用手提式靜電噴槍。工程機械用涂裝設備一般采用較為先進的水旋噴漆室。中小零部件也可采用水簾噴漆室或無泵噴漆室 , 前者具有先進的性能 , 后者經濟實惠 , 方便實用。由于工程機械整機和零部件較重 , 熱容量大 , 因此 , 其防銹涂層的干燥 , 一般采用烘烤均勻的熱風對流的烘干方式。熱源可因地制宜 , 選用蒸汽、電、輕柴油、天然氣和液化石油氣等。
2 主要涂裝設備
2. 1 通過式拋丸室
通過式拋丸室由清理室體、拋丸器、彈丸循環系統、通風除塵系統、底部基礎和電氣控制系統組成?？筛鶕煌幐竦墓ぜM行大小不等的非標設計 , 也可選用定型設備。
通過式拋丸室適用于工程機械結構件 , 鍛鑄件的表面清理、強化 , 使之獲得一定粗糙度的光潔表面 , 增加涂膜結合力 , 提高工件防腐蝕效果。當工件進入拋丸室后 , 由電動機帶動的拋丸器離心拋出高速彈丸 , 強力沖擊工件表面的鐵銹、氧化皮。工件作勻速運動或若干次自轉后即清理干凈 , 表面質量即可達到 Sa2 ～ Sa2. 5 級標準。
2. 2 水旋噴漆室
水旋噴漆室又叫液力旋壓式噴漆室。該室采用氣體層流壓抑方式防止漆霧擴散 , 用液力旋壓管過濾漆霧 , 是目前技術上較完備的噴漆室。
水旋噴漆室由室體、電動門、漆霧過濾裝置、空調送風裝置和排風裝置組成 ; 照明裝置安裝在室體內兩側 , 照度在 500 Lux 以上 , 可分組控制 ; 室內設可燃氣體濃度檢測、報警裝置 ; 漆霧過濾裝置由洗滌板、液力旋壓器、地下水槽和排氣裝置組成 , 漆霧去除率 > 98%; 空調送風裝置是使氣體形成層流狀的主要部件 , 送入供氣室的空氣經過過濾 , 加熱后 , 均勻地由給氣頂棚送向室內 , 使室內風速均勻 , 無工件時垂直風速可達 0 .35 ～ 0.4 m · s - 1 ; 排風裝置是用風機將室體內的含漆霧氣體經液力旋壓管過濾 , 從水槽與洗滌板之間排出。
2. 3 熱風烘干室
烘干方式為熱風循環對流方式 , 其最大優點為烘烤均勻 , 尤其適合熱容量較大的工程機械零部件。加熱熱源有蒸汽、電、輕柴油、天然氣、液化石油氣等。在條件許可情況下 , 優先選用液化石油氣。這是一種清潔高效能源 , 最大優點是生產運行成本僅為用電成本的 35% ～ 40% 。
2. 4 輸送系統
對于工程機械部件 ( 結構件 ) 來說 , 采用自行電動葫蘆是一種行之有效的選擇。
自行電動葫蘆輸送系統由門架立柱、承載軌道、滑導電軌及集電器、載物車、電動葫蘆、 PC 控制的中央控制柜組成。
該系統融合了機械、電子、計算機、自動控制四大技術精髓 , 集中了倉儲、運輸、裝卸、工藝操作四大物流環節。不僅能按預設程序連續或步進輸送工件 , 尤其方便的是在有人工操作的地方如上、下件處 , 噴漆室內均可實現自動或手動自由升降。
3 涂 料
工程機械涂料應具備以下特征 :
①對水、氧及腐蝕介質的滲透性極小 ; ②與底材的附著力強而持久 ; ③有較好的防銹、裝飾性能 ; ④具有特殊性能 , 如絕緣、導電、隔熱性等 ; ⑤具有適當的涂裝配套體系。
隨著工業節能和環境保護的需要 , 在保證上述性能的條件下 , 涂料還應具有低溫快干、環保節能的性能 , 該類涂料還要尤其適合生產批量不大的工程機械零部件和整機的涂裝。
目前國內工程機械采用的涂料一般為環氧酯類底漆 , 聚氨酯類面漆。前者防銹性能好 , 后者具有較好的裝飾性能。
4 環保及勞動安全衛生
4. 1 環境保護
在工程機械涂裝設計中 , 環境保護是一個十分重要的問題。其依據是 :
① GB8978 — 7996 《污水綜合排放標準》 ;
② GB16297 — 1996 《大氣污染物綜合排放標準》 ;
③ GB12348 — 90 《工業企業廠噪音標準》 ;
④ JBJ16 — 2000 《機械工業環境保護設計規范》等。
要堅決執行有關防止污染及其他公害的設計施工 , 執行與主體工程應同時設計、同時施工、同時使用投產的“三同時”制度。
如在工程機械防銹涂裝工程中 , 定期排放的涂料廢水和化學處理排放的酸堿廢水 , 在收集調節后通過專門的廢水處理機組處理 , 在滿足國標 pH = 6 ～ 9,SS = 70 mg/L, COD = 100 mg · L - 1 , 石油類 5 mg/L 以下才可排放。
此外廢氣、廢渣、噪聲等 , 也要采取一定的措施 , 治理達標。
4. 2 勞動安全衛生
在勞動安全衛生方面 , 作為依據的國家標準有 :
① GBJ16 — 87 (2001 年版 ) 《建筑設計防火規范》 ;
② JBJ18 — 2000 《機械工業職業安全衛生設計規范》 ;
③ GB6514 — 1995 《涂裝作業安全規程·涂漆工藝安全及其通風凈化》 ;
④ GB14443 — 1993 《涂裝作業安全規程·涂層烘干室安全技術規定》 ;
⑤ GB14444 — 1993 《涂裝作業安全規程·噴漆室安全技術規定》等。
加強車間勞動安全衛生管理工作 , 并不斷進行安全知識、勞動衛生方面的教育和培訓 , 嚴格執行國家和企業各項勞動安全和工業衛生規定。