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[冲压] 涂装工艺规划中的先进技术和设备

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发表于 2011-2-20 13:42:25 | 显示全部楼层 |阅读模式
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轿车涂装生产线工艺设备的选型、规划非常重要,它除了直接影响投资成本外,还影响着系统的稳定性、整车生产直行率、车身油漆质量以及运行成本。
笔者这几年经历了一个轿车涂装车间的项目规划、建设以及运行管理整个过程,深有体会,这个项目在工艺设备规划时使用了大量的先进技术和设备,这些技术和设备的应用大大提高了涂装生产线的工艺先进性、稳定性和安全性,确保了能生产出质量稳定且优良的车身油漆,同时也大大降低了生产线的投资成本和运行成本,现通过以下几方面进行阐述和总结。
在涂装前处理线上的应用
车身前处理是涂装生产线的第一道工序,其表面处理的质量直接影响后续的车身电泳漆漆膜质量,本次在前处理线规划时应用了几种新的技术和设备。
1.三次脱脂工艺技术
本次采用了三次脱脂工艺,分别是一次脱脂(1/4浸+喷淋)、二次脱脂(喷淋)和三次脱脂(浸+喷淋),每个脱脂槽都单独配套有油水分离器,其中一次脱脂采用洪流喷洗,循环喷洗水量达240m3/h,通过此项技术能有效地将白车身表面油脂、铁屑和灰尘等清理干净。
2.连续通过式磷化除渣装置
本次采用一套全新的磷化除渣系统,该系统由除渣循环泵、板框压滤机、旁通管道及阀门组成,除渣循环泵连续运转不间断,正常工作时,槽液通过板框压滤机后再流回到磷化槽;板框压滤机不工作时或磷化渣满量需人工进行清理时,系统通过自动切换相关电动阀打开旁路,槽液直接返回到磷化槽。该套装置除了能自动有效地将磷化槽内磷化渣除净,同时也解决了磷化槽内泵、阀门和管道等易被磷化渣粘住、堵住的技术难题。
3.简易式过滤装置在脱脂槽铁屑捕集中的应用
三次脱脂工艺对应着有3个脱脂槽,本次每个脱脂槽都设置了一套简易过滤式除铁屑装置,每套装置分别装有8支过滤袋,从槽底抽出来的浓缩槽液进入过滤装置,槽液经过过滤袋过滤后重新返回槽内。停产后,人工将过滤袋取出来,倒掉铁屑并清洗干净后重新放回过滤装置进行重复使用。
蒸汽冷凝水二次回收利用
在冬季,一般涂装车间前处理线和空调机组要大量使用蒸汽,多数情况下,蒸汽换热后产生的冷凝水没有被再次利用就直接排放了,而此时冷凝水还有很高的重复利用价值,如在前处理蒸汽经过蛇形管或板式换热器换热之后冷凝水一般都在70~80℃之间;在空调机组蒸汽经过加热段换热器换热之后冷凝水一般都在40~50℃之间。
考虑到空调机组表冷段可以用热水换热,而喷淋段需要不停地补加工业水,故在作项目的时候,我们规划了一整套蒸汽冷凝水的二次回收利用方案,对于前处理蒸汽冷凝水,设置一个专门收集冷凝水的储水罐,通过泵将冷凝水打到两台空调机组表冷段进行二次换热,用以降低加热段蒸汽耗量;对于空调机组冷凝水,也设置了一个专门收集冷凝水的储水罐,通过泵将冷凝水打到空调机组喷淋段进行补水,既可以节省工业水又可以降低加热段蒸汽耗量。该储水罐接有工业水水管,用于当冷凝水不够时补水或夏季时正常供水。
变频器技术的应用
根据工艺要求的需要,本次对关键工艺参数调节有决定性影响的风机、水泵等设备采用变频器控制,针对各台工艺设备的运行及使用要求,我们在规划时考虑了以下较为关键之处:
1.磷化除渣系统循环泵采用变频器控制,用于对流量、压力进行比例调节,正常工作时,磷化液通过板框压滤机,这样板框压滤机滤袋上磷化渣会越积越多,这就要求循环泵能根据系统的流量、压力反馈进行相关调节;当压滤机滤袋积满磷化渣后,管路旁通开启,磷化液直接返回磷化槽,这时循环泵调节系统的流量、压力在一个低值(相对正常工作时)进行循环工作。
2.烘房废气循环风机采用变频器控制,用于对系统流量、风压进行比例调节,对于废气循化燃烧焚烧炉系统,一般设置有废气循环风机用于将保温段的空气抽到焚烧炉进行燃烧再利用,而从保温段抽走的分量将影响烘房系统的风量、风压平衡,本次对该废气循环风机采用变频器控制,能根据反馈对系统流量、风压进行比例调节,以此到达系统的风量、风压平衡。
3.喷房供、排风风机采用变频器控制,用于对系统流量、风压进行调节,喷房系统正常工作时,对风速、风压工艺参数要求很高,很小的偏差都会影响到整车批量油漆喷涂质量,对喷房供、排风风机采用变频器控制,调节供、排风风量,使喷房内风速保持在较恒定的值范围内,风压处于微正压状态。
4.供风空调机组加湿段喷淋泵采用变频器控制,用于对供风湿度进行比例调节。
5.电泳排风风机采用变频器控制,用于对电泳槽室体内风量、风压进行调节,由于本次前处理、电泳输送方式采用的是推杆链输送机,电泳槽室体前后段是不能达到完全密封的,为防止电泳槽室体内有害气体外泄,本次电泳排风风机采用变频器控制,使电泳槽室体内风压始终处于微负压状态,以此达到防止有害气体外泄的目的。
6.工位空调供风风机采用变频器控制,用于根据不同的生产模式调整供风风量,因为本次规划的涂装车间为双线,这样就不可避免地会造成有部分工位空调同时给两条线供风,如车间产能不够仅开单线,将会造成很大的动能浪费,有鉴于此,本次对部分工位空调供风风机采用变频器控制,开单线时,降低频率,以此达到降低供风风量,同时将不工作的工作区供风风阀和排风风机关闭,以此来降低运行成本。
快速冷却技术的应用
对于目前使用广泛的TAR烘房系统,都普遍面临一个共同的课题——生产结束后停机降温或处理烘房内输送故障需要临时降温时间太长。生产结束后停机,各循环风机都要继续运转,直到烘房各段温度下降到一定值之后,各循环风机才停止运转,整个降温过程需要2~3h,而每台TAR烘房系统装机容量约为280kW左右,这就意味着每次烘房停机降温过程需要耗掉大量电能;烘房内输送发生故障需要临时降温进行紧急维修,而这时往往需要很长时间才能降到在烘房内作业所能忍受的环境温度。
针对上述课题,我们分析出了问题的关键是新鲜空气供分风量太小,而TAR烘房系统的新鲜空气经换热后主要用于烘房入、出口气封段,有鉴于此,本次规划时除保留原有新鲜空气供给风机外,另外设置了一台独立的新鲜空气供给风机,该风机仅在烘房降温操作时启动运行,通过设置该台风机可以将整个降温过程控制在0.5h以内,这样大大节省了烘房降温所耗的电能。
先进的备用技术的应用
轿车涂装工艺有其特殊性,有很多工艺设备需要24h连续运转,这除了要求系统有很高的稳定性外,同时当发生问题时,还需有备用手段保障系统的正常运行。
1.双电源切换技术的应用:对于电泳循环泵、输调漆系统、制冷系统和消防系统等关键连续运转工艺设备,主电源供电采用双电源,两路主电源来自不同的供电所,能实现断电后自动切换;对于其他相对而言较为重要的需要连续运转的工艺设备,如磷化除渣循环泵、电泳排风风机、调漆间供、排风风机和空压机等,采用在变电间低压柜设置联络柜,手动实现主电源的切换。
2.互为备用技术的应用:对于部分关键工艺设备,如电泳循环泵、电泳整流装置、输调漆系统液压泵、制冷机组和消防水泵等设置备用设备,当主工作设备故障停机后,备用设备能快速切换进行替代工作;对于前处理、电泳以及喷房除渣系统等很多水泵,通过切换管路、阀门等手段,能实现相互备用替代工作,提高了系统的稳定性。
结语
通过上述技术和设备的应用大大提升了涂装生产线的工艺先进性、稳定性和安全性,降低了生产运行成本。经历这个项目之后,特别是在生产运行时,也发现了部分工艺设备规划选型时考虑得有所欠缺,如前处理、电泳后冲洗未设置PT-RO、ED-RO,喷洗之后的纯水大量直接排放,纯水用量过大;制冷系统未设置可根据末端冷量需求自动调节的系统,使制冷机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔等自动运行成本居高不下等。我们一直在反思这个项目上好的经验以及不足之处,为下一个项目的建设作好充足的技术准备。
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 楼主| 发表于 2012-7-12 08:23:19 | 显示全部楼层

涂装工艺规划中的先进技术和设备

轿车涂装车间的工艺先进性、经济性、安全性和环保性等各项指标都取决于工艺设备,故轿车涂装生产线工艺设备的选型、规划尤为重要。本文介绍的项目在工艺设备规划时使用了大量的先进技术和设备,这些技术和设备的应用大大提高了涂装生产线的工艺先进性、稳定性和安全性,确保了能生产出质量稳定且优良的车身油漆;同时也大大降低了生产线的投资成本和运行成本。
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