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[涂装] 谈涂装水性漆工艺升级改造方案

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发表于 2021-4-6 11:38:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
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谈涂装水性漆工艺升级改造方案
苏晓卫
(陕西重型汽车有限公司)
摘 要:随着我国工业化的高速发展,我国也面临着严重的环境污染问题,国家相继颁布了一系列法规。针对汽车涂装过程产生的大风量废气,要求做到源头控制和治理减排,近年来各主机厂积极响应环保政策,开展涂装水性漆工艺升级改造,文章通过对一条溶剂型涂装生产线按照B1B2、3C2B、3C1B三种水性漆工艺方案进行比对分析,选定方案实施改造后的效果,阐述水性漆工艺升级改造思路。
关键词:水性面漆;涂装工艺;升级改造
1 背景及现状
我国2012年之前建设的汽车涂装生产线,油漆材料主要使用的是传统溶剂型面漆,在环保、安全、质量等方面远落后于当前主流的水性漆工艺,废气排放已不能满足《挥发性有机物排放控制标准》(DB61/T1061-2019),同时设备长期高负荷的运转,老化严重,故障率高,设备运行、维修费用逐年攀升,影响生产节拍及高端驾驶室外观质量。
2 改造必要性
环保方面,法律法规要求实施原料替代工程、工艺技术改造工程、回收及综合治理工程,要求各企业确保按标准要求稳定达标排放。
质量方面,溶剂型生产线通常采用自然风,漆膜性能质量方面受到制约,通过对喷漆室增加恒温恒湿改造,提高过程控制能力。
安全方面,原有喷淋消防系统主要为二氧化碳灭火,存在设计不足及风险,需要进行开式高压细水雾升级改造。
通过对涂装水性漆工艺升级改造,使生产线在环保、安全、质量方面得到提升,以符合国家法律法规,提高企业产品的市场竞争力。
3 水性漆工艺改造方案
面漆线根据油漆材料可分为传统溶剂型面漆线和水性面漆线,近年国家环保政策愈趋严格,法律法规要求实施原料替代工程、工艺技术改造工程、回收及综合治理工程,同时国务院2012年9月27日批复实施的《重点区域大气污染“十二五”规划》(环发【2012】130号)针对涂料及涂装行业提出把VOC污染控制作为建设项目环境影响评价的重要内容,采取严格的污染控制措施:新建机动车制造涂装项目,水性涂料等低VOC含量涂料占总涂料使用量比例不低于80%。
传统溶剂型面漆线排放标准已经不能满足环保标准,须对喷漆全区域采用转轮吸附浓缩+RTO废气处理工艺实现废气排放达标,因总排风量较大,造成设备投资费用高、占地面积大、运行维护成本高。水性漆工艺中涂、银底、色漆使用水溶剂取代有机溶剂,是从源头上减少VOCs排放量最有效措施,水性漆工艺应用后废气处理量下降,水性漆工艺在国内外已得到普遍应用。为确保涂装废气排放长期满足环保标准,本方案采用水性漆工艺方案。
目前水性漆工艺主要有:B1B2水性工艺,3C2B水性工艺、3C1B水性工艺。三种改造方案如下:
3.1 方案一:A线B1B2水性面漆线,B线水性实色面漆线
B1B2水性面漆工艺须要对色漆进行预烘干,目前原有的面漆A线长度不足,喷漆室须在原基础上延长约15.5m(考虑中控室搬迁),线体延长约6.6m。A、B线施工主要包含:擦净室、喷漆室(含气封)、流平室(增加风幕)、热闪干(含气封、冷却)、空调、离线打磨室、机器人、输调漆、输送、电控等。
A线工艺布局包括:擦净、气封、BC1外喷、气封、BC2内喷、BC2外喷、补漆、气封、热闪干、气封、冷却、气封、清漆内喷、清漆外喷、补漆、流平,较原有增加热闪干工艺(含气封、冷却);B线为水性实色漆喷涂线,B线工艺布局保持不变,同时根据水性漆特性要求配套公用、消防系统。
3.2 方案二:3C2B水性面漆线
3C2B水性面漆工艺要求面漆喷涂前须喷涂水性中涂漆并进行烘干,即驾驶室在B线喷涂中涂漆后才可进入面漆A线喷涂水性色漆、清漆。
A、B线体主要包含:擦净室、喷漆室(含气封)、流平室(增加风幕)、热闪干(含气封、冷却)、空调、机器人、输调漆、输送、电控等,同时对配套的公用、消防系统进行恢复。
3.3 方案三:A线3C1B水性面漆线,B线水性实色面漆线
面漆A线采用3C1B水性面漆工艺,B线水性实色面漆线。须延长面漆A线喷漆室约30m(中控室、卫生间须搬迁),线体延长约18.5m。其中线体主要包含:擦净室、喷漆室(含气封)、流平室(增加风幕)、热闪干(含气封、冷却)、空调、离线打磨室、机器人、输调漆、输送、电控等,同时根据水性漆特性要求配套公用、消防系统。
工艺布局包括:擦净、气封、中涂、气封、热闪干、气封、银底内喷、银底外喷、补漆、气封、热闪干、气封、冷却、气封、清漆内喷、清漆外喷、补漆、流平,较原有增加中涂喷涂、中涂热闪干(含气封、冷却)、银底热闪干(含气封、冷却)工艺。
4 方案对比4.1 水性漆工艺方案
表1 水性漆工艺方案对比

表2 水性漆改造内容对比

4.2 水性漆改造内容(表2)4.3 水性漆油漆费用
表3 三种水性漆工艺油漆费用对比

注:单车成本需考虑金属漆、实色漆占比;表中数据统计仅为面漆油漆成本;油漆成本以厂家报价为准,此表不体现油漆价格。
4.4 水性漆预算费用对比
水性漆工艺升级改造内容及费用主要涉及擦净室、喷漆室、流平室、热闪干、空调、离线打磨室、机器人、输调漆、输送、电控、废气处理、公用配套、消防系统、安全、环保、职业危害“三评”、外围工程、车间公用配套、不可预估费及拆除、土建、地坪、高压水枪、精修排风、烘干炉恢复、保洁等,方案一投资预算y万元,方案二0.87y万元,方案三1.02y万元。
4.5 水性漆费用对比(表4)5 方案选择
因方案一、方案三水性漆工艺涉及工艺布局变化,新建文式喷漆室须对二楼地面建筑进行改造,影响房屋结构承重,存在安全风险;同时改造周期长,影响企业产能;另结合冲压、装焊外观板材过程控制现状,最终选择3C2B水性工艺方案实施改造。
表4 三种水性漆工艺费用与现有工艺对比

表5 方案优缺点对比
6 结论
本企业通过3C2B水性漆工艺升级改造,目前涂装线在环保、安全、漆膜质量等方面领先同行业,驾驶室漆膜DOI值、光泽度、色差均得到显著提升,VOCs废气含量远低于环保标准,驾驶室回炉率处于历史最低水平,实现了水性漆升级改造设定的工艺目标、安全目标、环保目标、智能化目标、质量目标。
由此可见水性漆工艺方案各有优劣,针对不同的水性漆工艺,企业在水性漆工艺升级改造时需从生产现状、产品质量、改造周期、投入成本、运行成本等多方面进行分析论证,选择适合本企业的水性漆工艺方案才可实现升级改造目标。

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