Лако-красочные материалы — производство

Процесс окрашивания электроосаждением осуществляется на конвейерных линиях, включающих агрегат для подготовки по­верхности, установку окраски электроосаждением и сушильный агрегат.

В зависимости от характера производства установки окра­шивания электроосаждением могут быть непрерывного и перио­дического действия. Установки непрерывного действия имеют большую производительность, но при их использовании требу­ются ванны большего объема.

Установки периодического действия менее производительны, имеют сложное транспортирующее устройство (автооператор), однако ванна их имеет меньший объем и установка занимает меньшую площадь.

Установка окрашивания электроосаждением состоит из ван­ны злектроосаждения с системами, обеспечивающими ее нор­мальное функционирование (источник питания, токосъемное устройство, теплообменники, фильтры, дозирующие устройства для приготовления рабочего раствора ЛКМ, установка для по­лучения обессоленной воды), а также секций промывки изделий и обдува их горячим воздухом. Имеется также устройство для очистки сточных вод, ультрафильтрационные установки. На рис.. 7.45 представлена принципиальная схема установки окрашива­ния электроосаждением.

Ванна электроосаждения представляет собой сварную ем­кость из листовой стали, корпус которой в большинстве случаев является катодом при анодном электроосаждении. В ваннах с электродиализными карманами катодами служат специальные пластины, вставляемые в диализные карманы. В этом случае ванна изолируется с внутренней стороны, как правило, эпоксид­ной смолой или другими изоляционными материалами.

В случае катодного электроосаждения использование элек­тродиализа обязательно. Анодами в этом случае являются спе­циальные пластины из нержавеющей стали, графита или графи — топласта. При использовании для катодного злектроосаждения

ЛШ с низким pH необходимо использовать трубопроводную арматуру из пластика или нержавеющей стали. Повышенные требования предъявляются к насосному оборудованию, которое работает в более жестких условиях, чем на анодных уста­новках.

Погруженное в ванну изделие должно находиться на рас­стоянии не менее 300 мм от стенок, днища и верхнего уровня рабочего раствора ванны. При больших габаритах ванна может состоять из нескольких секций. Необходимо соблюдать плавные сопряжения стенок и днища ванны. Последнее должно иметь уклон к сливному трубопроводу. Система перемешивания в ван­не должна поддерживать стабильность ЛКМ, в ванне не должно быть застойных зон. Обычно ванна разделяется перегородкой на две части — рабочую и карман, в которой системой цирку­ляции сдувается пена с поверхности ванны. Соотношение между рабочей частью и карманом составляет 10: 1.

Система электропитания ванны включает источник питания (преобразователь) и токосъемные устройства. Может использо­ваться несколько режимов подачи электрического тока — по­стоянной плотности тока, постоянного напряжения, ступенчато­го подъема напряжения.

Наибольшее распространение получил режим постоянного. напряжения, который, однако, требует повышенной мощности источника постоянного тока вследствие больших токовых пере­грузок в начальный период окрашивания изделий. С целью уменьшения начального тока рекомендуется применять режим ступенчатого подъема напряжения, что достигается разделением шины на отдельные участки, потенциал на которых повышается в соответствии с увеличением времени электроосаждения.

На установках периодического действия следует применять источники питания со ступенчатым регулированием подаваемо­го напряжения по заданной программе.

Точность поддержания рабочего напряжения составляет ±2°/о — Источники тока должны иметь защитные устройства от перегрузок типа плавких предохранителей и реле максимально­го тока. Регулирование напряжения производится с помощью тиристорных выпрямителей.

Существенное влияние на процесс электроосаждения оказы­вает пульсация выпрямленного. тока. Предпочтительным явля­ется применение схем выпрямления, обеспечивающих малую величину пульсации.

Токосъемные устройства со скользящими контактами из гра­фита получили наибольшее распространение. Навеска деталей на конвейер производится на токопроводящих подвесках, изо­лированных от конвейера и имеющих скользящий контакт с то­косъемной шиной в зоне окрасочной ванны. Токосъем может быть организован непосредственно на подвеску или с помощью специального токонесущего конвейера. В случае наличия на изделии закрытых полостей, трубчатых или коробчатых сечений следует предусматривать на токосъемном конвейере специаль­ные катодные (или анодные) шланги, которые вкладываются1 в эти полости и способствуют лучшему их прокрашиванию.

Электроосажденное на подвесках покрытие в местах контак­та с изделием должно удаляться перед последующим погруже­нием, что обычно достигается при прохождении подвесок через камеру горячего обезжиривания при анодном электроосажденин или отжигом.

Перемешивающие устройства. Рекомендуется предусматри­вать две системы перемешивания: внутреннюю — с пропеллер­ными погружными мешалками и наружную — с циркуляцион­ными насосами. Двойная система оправдывает себя при экс­плуатации установки — во время перерывов в работе перемеши­вание осуществляется только погружными мешалками.

Общая производительность циркуляционных и погружных насосов — от 10 до 60 обменов в час в зависимости от типа ЛКМ. Максимально допустимая скорость циркуляции рабочего раствора относительно окрашиваемого изделия составляет 0,6—0,7 м/с.

Теплообменник. Процесс электроосаждения сопровождается значительным выделение тепла на электродах — до 400— 800 кДж/м2 окрашиваемой поверхности. При этом температура на поверхности окрашиваемого изделия может повышаться до 70—80 °С. Оптимальная температура рабочего раствора долж­на поддерживаться в пределах 18—26 °С, поэтому установки электроосаждения оборудуются охлаждающими теплообменни­ками, пропускание ЛКМ через которые осуществляется насоса­ми внешней системы циркуляции. На установках малой и сред­ней производительности (до 300—600 тыс. м2 окрашиваемой поверхности в год) для охлаждения рабочего раствора приме­няют кожухотрубные теплообменники, в межтрубном простран­стве которых циркулирует водопроводная вода с температурой 8—15 °С. Для термостатирования рабочего раствора на уста­новках большой производительности используют холодильные машины.

Фильтры. Используются в основном щелевые проволочные фильтры с непрерывной механической очисткой (ширина щели 50 мкм). Для очистки рабочего раствора от металлических включений на трубопроводах внешней циркуляции устанавли­ваются также магнитные фильтры-ловушки.

Дозирующие установки. Приготовление рабочего раствора ЛКМ производится в отдельной емкости согласно соответствую­щей технологической инструкции. Установки небольшой произ­водительности имеют обычно одну емкость для приготовления рабочего раствора, объем которой составляет примерно 0,1 — 0,15 объема ванны электроосаждения. На установках большой производительности имеются две дозирующие емкости — для первичной нейтрализации и приготовления раствора 30%-й кон­центрации и для окончательной нейтрализации и приготовления рабочего раствора. Перемешивание раствора в емкостях произ­водится пропеллерными мешалками.

В связи с тем что в настоящее время ЛКМ выпускаются в основном в виде высоковязких паст с концентрацией 70—80% сухого остатка, основной проблемой является загрузка исход­ного материала из бочек в смесительную емкость. Для этого используются импортные поршневые насосы типа Graco или отечественные поршневые насосы типа НД.

На линии электроосаждения следует предусмотреть также запасную емкость для слива рабочего раствора из ванны (при ремонте, авариях и перерывах работы установки). Ее объем должен быть не меньше объема ванны (желательно на У4 или 7г больше). Она должна иметь устройство для перемешивания и замера уровня ее наполнения.

Установка для получения обессоленной воды. В большинст­ве случаев линии окрашивания электроосаждением комплекту­ются индивидуальными установками обессоливания воды, рабо­тающими по принципу катионно-анионного обмена. Перед ионо­обменными колонками устанавливается фильтр, состоящий из нескольких слоев кварцевого песка различной зернистости. Очищаемую воду высокой жесткости предварительно смягчают пропусканием через дополнительные фильтры.

Устройство для очистки промывных вод предназначено для удаления из бака коагуляции ЛКМ, оставшегося в воде при промывке окрашиваемых изделий после процесса электроосаж­дения и включает воздушный барботер и транспортер для уда­ления скоагулировавших частиц в специальную вагонетку. Для более полной очистки прибегают к дополнительной фильтрации воды угольными и марлевыми фильтрами.

В случае использования катодноосаждаемых ЛКМ, содержа­щих водорастворимые соединения свинца, к серуму добавляют осадители и флоккулянты, осадки отфильтровываются и удаля­ются.

Установка ультрафильтрации состоит из ультрафильтраци — онных элементов, насосов с электроприводами, системы трубо­проводов с фильтром и емкостью для ультрафильтрата, а также контрольно-измерительных приборов, фильтров механической очистки ЛКМ, теплообменников, емкости для сброса ультра­фильтрата. Основной частью ультрафильтрационной системы являются ультра фильтрационные элементы мембранного разде­ления. Используют ультрафильтры плоскорамного и трубчатого типа. Последние нашли более широкое применение.

Для регулирования давления и температуры установки ос-

кащены элекгроконтактными манометрами и термометрами. По мере надобности ультрафильтрационные установки снабжаются также pH-метрами, расходомерами, уровнемерами, переливны­ми клапанами и другими регулирующими и измерительными приборами.