电泳工艺与设备

汽车涂装前处理和电泳的质量直接影响涂层的使用寿命和装饰效果。为获得最佳的磷化膜和耐腐蚀性良好的电泳涂层，必须精心设计和选择前处理、电泳的工艺及设备。优良的工艺设计是建立生产线的基础，科学、合理的设备及参数配置对生产操作及产品质量将会产生良好的影响，同时能够节约成本，减少设备日常维护性活动。批量生产后的一些工艺质量细节与设备维护细节如果未引起足够的重视，也会造成后期管理上的一些困难。前处理、电泳线设备的维护难题之一就是管路的“跑、冒、滴、漏”问题，其中最突出的是轴封液循环系统，尤其电泳线最严重。一旦电泳系统的轴封系统出现问题，轻者造成循环泵和热交换泵停止运转，重者造成电泳槽液沉淀或跑液，将造成非常大的损失。因轴封系统的检修会造成停泵，这是工艺管理中要严格避免的。某公司的一条生产线就是受到这种问题的严重困扰，最后将其电泳线所有轴封以及超滤系统的管道重新改造。涂装电泳设备除车身全浸入的电泳主槽外,还需要有一整套的设备系统来保障,主要有循环过滤系统、阳极液系统、超滤系统、纯水制造系统、温度调节系统、直流电源系统以及电泳涂装后的水洗装置、烘干装置等组成(1)电泳槽电泳槽槽体的大小及形状需根据工件大小、形状和施工工艺确定。(2)循环过滤系统循环过滤系统直接影响着槽液的稳定性和漆膜的质量。电泳槽外装有循环泵及过滤罐等装置,与电泳槽内底部的循环搅拌喷嘴相通,当循环泵开动时,漆液均匀循环,并过滤除去循环漆液中的杂质。(3)阳极系统阳极系统主要由循环泵、阳极液槽、管道、阳极盒、阳极板、流量计和阳极膜等组成。(4)超滤系统超滤是通过一种半透膜,将槽液中悬浮的颜料,高分子树脂截留返回电泳槽,同时槽液中通过半透膜的去离子水、有机溶剂、无机杂子、低分子树脂等收集汇流在一起成为超滤渗透液(UF液)，作为电泳后道工序的清洗液。应当注意的是超滤系统一旦运行后，需24h不停顿的连续运行,严禁间断运行,以防超滤膜干枯。干枯后的树脂和颜料附着在超滤膜上,无法彻底清洗,将严重影响超滤膜的透过率和使用寿命。(5)纯水(去离子水)制造系统电泳对水质的要求较高,好的纯水是保证电泳涂装性能的基础,一般纯水站内的纯水须控制在电导率10s/cm以下。(6)温度调节系统温度调节系统是通过热交换,保证电泳槽内漆液在一定的温度范围内。由于在电泳过程中,电沉积作用时,部分电能转化成热能,同时循环系统的摩擦也产生热量,将导致电泳槽内涂料温度上升。而涂料温度高,成膜速率快,但漆膜外观粗糙,还易引起涂料变质;温度低,电沉积量少,成膜慢,涂膜薄而致密。一般漆液温度控制在28~30,以达到较好的涂膜质量。(7)直流电源系统电泳电源一般采用直流电源,其电压对漆膜的影响很大。电压越高,漆膜越厚,对于难以涂装的部位可相应提高泳透力,缩短施工时间。但电压过高,会引起漆膜表面粗糙,电压过低,电解反应慢,漆膜薄,泳透力差。(8)水洗系统包括超滤液洗及纯水洗两道工序。(9)烘烤装置电泳漆需要较高的烘烤温度(175!5),烘干30min才能完全固化。一般电泳后的烘房设计采用温度较为均匀的热风循环烘烤方式。电泳工艺的特点电泳涂装明显优于其它涂装工艺。它与其他涂装方法相比较,具有下述特点[2-3]:(1)阴极电泳漆具有优异的抗腐蚀性能。它解决了其他涂装方法对工件内腔难以涂装防护的难题,大大提高车身内腔和焊缝的防腐能力,延长车身的使用寿命。(2)阴极电泳底漆涂层均匀、平整、光滑,具有出色的附着力、耐冲击性能、耐腐、防锈性,已经能很好地满足底漆所要求的各项机械性能,及与中涂、面漆的配套性(3)电泳漆是水溶性涂料,以水为溶解介质,其有机溶剂含量低而具有突出的环保优势。(4)电泳涂装效率高,涂料损失小,涂料的利用率可达90%~95%。(5)用于大量流水线的生产工艺,施工可实现自动化连续生产,大大提高劳动效率。电泳漆除上述优点外,还有以下特点:(1)电泳涂装法适用于采用机械化自动传输的大量流水线的生产工艺。其设备系统较为复杂,投资成本高;特别是初次投槽时,就需要投入大量电泳漆,投槽成本高;(2)电泳漆膜其烘干固化要求的温度较高(175~180),日常运行能源消耗较大;(3)日常运行的成本也较高：电泳投槽后.其电泳槽液、超滤、阳极液等系统需要24h不间断运行,日常管理较复杂,施工条件较严格。设备管理是每一条电泳线的重点和难点，电泳设备包括槽液循环系统、热交换系统、过滤系统、整流电源、阳极系统和超滤系统等。超滤系统的管理与维护超滤有三个目的：一是有效地为闭路冲洗系统供应充足的超滤液并净化漆中的水溶性杂质，二是为了提高电泳漆的利用率，三是调节杂离子含量。超滤系统的管理要点是超滤液透过量，每天都要对超滤系统的流量进行检查和记录，发现异常应立即采取相应措施。当透过量下降30％时，就要组织进行清洗。造成透过量低的原因大致有以下几个方面。超滤设备中的槽液流量低、压力设定改变、粗过滤有欠缺、设备经常停滞(设备停止运行超过1h)都会降低透过量，甚至可能造成隔膜(超滤膜)损坏。槽液的温度过高。超滤膜活化层失效：超滤膜上的活化层能够截留电泳树脂、颜料等大分子，活化层的活化作用受时间限制，其耐用度在最佳条件下可达到几个月。活化层被堵塞失效后需借助清洗来恢复功能。清洗时，需严格按照配方和比例配臵清洗液，并认真执行清洗程序，否则会造成超滤膜的失效或报废。纯水系统的管理与维护电泳线必须使用纯水补充液位、对车身进行喷淋。纯水系统的管理要点是纯水透过量，造成纯水量低的原因通常有如下。停产期间维护不当。正确的方法是，在停产时间不超过72h的情况下，每天用纯水冲洗一次反渗透系统．运行30min后停止，以防止元件失水或生长微生物；系统停产时间超过72h.必须采用化学药剂封存。清洗药剂和方法选择不当。正确的方法是，清洗前检查膜元件进水端的沉积物或过滤器滤芯上的沉积物.根据膜表面阻塞物的性质，选择适当的清洗药剂，同时注意清洗液pH值和温度的控制。表4是几种清洗液的配制方法，实际操作时根据不同情况加以选择。超滤液受到污染或预过滤不够，造成超滤液中的细菌或树脂等污染物进入反渗透膜中。阳极系统的管理与维护要经常检查阳极系统的细菌生长情况，避免因细菌生长造成阳极系统循环回路堵塞；阳极槽液中的电导率探头要定期清理．定期将阳级液电导率在试验室进行测定以校准阳极系统的计量仪表；不是所有的不锈钢阳极材料都能同样地防止阳极罩中酸性介质的腐蚀．某些不锈钢阳极材料在阳极罩中溶解比较快。因此，每月都要对阳极系统进行排槽清洗，然后进行杀菌和纯水循环清洗：阳极流量计也要进行定期拆卸、清洗，以免转子被菌尸附着，造成流量减少，臵换减慢，影响电泳槽液稳定。液位计的管理与维护由于电泳漆粘度较大，而且液位计安装处是电泳漆循环的一个死角，因此液位计容易堵塞。如果不及时进行疏通与调整，将影响电泳槽液位的控制。所以每个月都要对电泳系统液位计进行一次疏通和调整，以保证电泳槽液位的准确性。烘干室的清洁管理在每天停产间隙，对电泳烘干室的进、出口进行清洁工作，关键是要做好进口升降机及进，出口辊床的清洁工作。这样做的目的有两个，一是防止电泳烘干室入升降机及烘干室顶部有积油，避免往电泳车身上滴油，二是防止辊床上积漆过多而造成滑橇受阻或因辊床皮带断裂影响生产。在停产阶段，将对整个烘干室系统进行深度清洁。通过对烘干室进行清洁．使受滴油污染的车身量降到了0.25%以下.而且因积漆导致电泳停线的次数也在逐月减少。电泳滑橇的清洁管理由于电泳漆粘度较大，承载车身的滑橇上面容易附着电泳漆。如果不及时对滑橇进行清洁.将随滑橇带入烘干室，使烘干室内的滚床及驱动链因滴漆造成堆积和堵塞，影响生产的顺利进行。因此，在电泳晾干间的滚床上设臵了刮刀，对滑橇底部的积漆进行清理，并且定期对滑橇实行离线高压水枪冲洗。3工艺维护电泳线采用了Rodip-3输送系统，该系统具有许多优点，如彻底消除了车身前后盖和车顶盖内的气泡、电泳漆膜均匀、车身内腔膜厚提高、改善了电泳后的冲洗质量、提高了电泳漆膜的外观质量、槽液污染减少等。但如果没有科学和严格的管理，再好的设备也生产不出合格的车身。因此，针对Rodip线的特点实施以下特殊管理。在生产班次转换的停线期间，维护人员要检查各槽内的喷嘴状况．喷嘴堵塞时应卸下进行疏通,损坏的要及时更换。如果发现喷嘴的喷淋方向不好．还要进行调整以保证最佳的喷淋效果。此外，还应对电泳出、入口及电泳通道的壁板进行清洁，避免灰尘和杂物污染电泳槽。在生产期间，要监控电泳线上的各个设备及其工艺参数，每4h对设备运行情况作一次记录，超出范围的参数要查明原因并及时进行调整(电泳设备运行工艺参数控制见表5)。

对槽液工艺参数的控制。在生产过程中，严格监控电泳槽液参数,每班对电泳槽液参数进行化验，以保证电泳槽液的稳定性。对车身前处理磷化质量的控制。磷化膜的好坏将直接影响电泳漆膜的质量。因此．应监控前处理的脱脂效果和磷化除渣系统的运行情况、各喷淋喷嘴是否疏通以及新鲜纯水洗的喷淋量。对药剂添加的控制。每个班次应根据电泳槽液参数与过车数量及时对电泳槽液进行药剂补加。在补加药剂时，一定要控制好补加速度，并密切跟踪．不允许有抽空现象发生。对滤袋的更换控制。电泳调整工应随时对电泳线进行巡检，如果发现电泳过滤器进出口压力差超过工艺规定值，一定要及时更换。一般选择在停产的情况下更换电泳各循环系统的滤袋。如果生产比较紧凑．一般选择在用餐间隙更换电泳各循环系统的滤袋。更换滤袋时，对过滤器内电泳漆的处理是关键所在——既不能抽空导致空气进入槽内，也不能遗留太多造成电泳漆的浪费，这就要求操作人员要有一定的技能。另外需要引起注意的一点是更换完滤袋后，要对过滤器进行排气，保证过滤器充满电泳漆后才能并入系统，这也是为了保证不将空气带入电泳槽。对电泳烘干温度的控制。每个月都要对电泳烘干炉