Файл: Крылова И.А. Электроосаждение, как метод получения лакокрасочных покрытий.pdf

тания. При переходе токосъемника с одного элемента шины на другой возникает опасность работы источника питания в режиме, близком к режиму короткого замы­ кания. Поэтому такой переход осуществляется либо при выключении соответствующих источников питания*, либо с применением специального электронного устройства, служащего для выравнивания потенциала в момент пе­ рехода [242]. Иногда деталь погружается в ванну электроосаждения не под током, во влажном (с пленкой обессоленной воды) состоянии. В этом случае напряже­ ние на первый элемент шины подается в момент полного погружения деталей, причем специальным программным устройством обеспечивается плавный подъем напряже­ ния.

В процессе окраски в режиме постоянного напряже­ ния значение напряжения не должно изменяться. Одна­ ко при замене партии лакокрасочного материала, частич­ ном загрязнении ванны электролитами, определенных изменениях рецептурного состава, вызванных эксплуата­ ционными условиями или неточностью корректировок и другими причинами возникает необходимость в изме­ нении напряжения. Поэтому в электросхему источника питания необходимо встраивать соответствующие регу­ ляторы напряжения, обычно управляемые вручную. Источник питания должен быть обеспечен специальным блокирующим устройством для того, чтобы после корот­ ких замыканий он опять был готов к употреблению.

Силу тока, потребляемого ванной электроосаждения, контролируют амперметром, устанавливаемым на цент­ ральном щите или рядом приборов, если токоведущая шина состоит из отдельных элементов. Контроль силы тока дает общее представление о ходе электроосажде­ ния, так как при оптимальных условиях и постоянной производительности линии по окрашиваемой поверхности сйла тока должна быть постоянной. Отклонения от этого значения служат сигналом для контроля за условиями окраски.

На ряде крупногабаритных установок проверяется от­ сутствие контакта между деталью и вспомогательными электродами, между положительным и отрицательным токосъемниками. Делается это по той причине, что при

* Такая система принята, например, на ГАЗ и АЗЛК.

117

эксплуатации линии вследствие износа отдельных изоля­ ционных элементов периодически .возникают короткие замыкания токовой цепи. Контроль за качеством изоля­ ции осуществляют обычно с помощью низковольтных и высоковольтных устройств, причем для безопасности — в самой высокой части .монорельса конвейера. При нали­ чии нежелательного контакта включается предупреди­ тельный звуковой сигнал.

Секция промывки изделий после окраски и секция обдувки горячим воздухом

Окрашенные изделия промывают в камере мойки. Если между зонами окраски и промывки окрашенное изделие находится более 3 мин, возможно подсыхание пены, ухудшающее качество покрытия. Для устранения этого вводится дополнительный контур орошения изде­ лия обессоленной водой (в виде легкого тумана) непо­ средственно над ванной электроосаждения. При этом сокращаются общие потери лакокрасочного материала.

Промытые после окраски изделия поступают в секцию

'масла и пыли. В работающей секции обычно не произво­ дят никаких технологических регулировок.

Секции промывки и обдувки начинаются односторон­ ним стоком (в сторону секции мойки) и кончаются там­ буром.

Установка для окраски электроосаждением стыкует­ ся на входе с агрегатом подготовки .поверхности, а на выходе с сушильной установкой. Обычно стыковка осу­ ществляется без разрывов (проемов). Если разрывы не­ обходимы (поворот конвейера или создан не между уста­ новкой электроосаждения и сушильной установкой зоны осмотра деталей), они обычно закрываются сплошным туннелем.

Сушильные установки

Конструкция сушильных установок, применяемых в линиях электроосаждения, не имеет существенных от­ личий от конструкции сушильных установок, используе­

118

мых для сушки лакокрасочных покрытий, полученных другими методами.

Наиболее широкое распространение получили конвек­

ционные и терморадиационно-конвекционные сушильные установки.

Сушильные установки должны иметь три зоны: пред­ варительного разогрева, высокотемпературной сушки, постепенного охлаждения. Во всех зонах предусматрива­ ется независимое регулирование и поддержание темпера­ туры воздуха. Скорость циркуляции воздуха в сушиль­ ной установке 0,5—0,8 м/с, температура воздуха на 15— 20 °С выше температуры изделия.

Наряду с продольной циркуляцией воздуха необхо­ димо предусматривать поперечную циркуляцию; Торце­ вые проемы проходных туннельных установок оборуду­ ют воздушными завесами.

Вспомогательное оборудование

Установка для приготовления рабочих растворов лакокрасочных материалов

Рабочий раствор лакокрасочного материала приго­ товляется в отдельной емкости по соответствующей тех­ нологической инструкции. Если материал выпускается *в виде высоковязкой пасты с содержанием сухого остат­ ка 70—80%, основную трудность представляет загрузка исходного материала из бочек в смесительную емкость. Объем смесительной емкости составляет 0,10—0,15 объе­ ма ванны электроосаждения. Емкости должны быть снабжены теплообменником, пропеллерной мешалкой и иметь отверстие для загрузки пасты и нейтрализатора. Рабочая часть емкости выполняется из химически стой­ кого материала.

Для линий с большой производительностью по окра­ шиваемой поверхности приготовление корректирующих растворов ведут в двух емкостях. В первой проводят нейтрализацию пасты, а во второй — смешение нейтрали­ зованной пасты с рабочим раствором из ванны электро­ осаждения и окончательную корректировку по pH и со­ держанию сухих веществ.

Из отечественной аппаратуры применяют реакторы типа РСЭН, РЧЭН и другие подобные аппараты [243].

119

Установки для обессоливания воды

Для разведения лакокрасочного материала и промыв­ ки изделий до и после окраски необходима обессоленная вода. Удельная электропроводность воды не должна пре­ вышать 2-10-3 См/м. В некоторых случаях такую элект­ ропроводность имеет конденсат в заводской сети. Обыч­ но линии окраски электроосаждением комплектуются индивидуальными установками обессоливания, работаю­ щими по принципу катионно-анионного обмена. Перед ионообменными колонками устанавливают фильтры предварительной очистки от механических и органиче­ ских примесей, которые заполняют кварцевым песком и активированным углем.

Установка обессоливания воды обычно снабжается емкостью для хранения; для этих целей применяют ци­ стерны типа ЦСЭ.

При окраске методом электроосаждения используют две схемы обессоливания [244, с. 158]:

Первая схема. Установка состоит из шести ионооб­ менных фильтров: трех катионитовых и трех анионитовых. Вода, подлежащая обессоливанию, проходит после­ довательно через катионитовый и анионитовый фильтры первой ступени. В это время оставшиеся катион,итовые и анионитовые фильтры регенерируются. После того как удельная электропроводность обессоленной воды стано­ вится выше допустимого значения, пара фильтров, слу­ жившая первой ступенью, останавливается на регенера­ цию, пара фильтров, ранее являвшаяся второй ступенью, становится первой ступенью, а отрегенерированные фильтры подключаются в качестве второй ступени. В дан­ ной схеме все три пары фильтров взаимозаменяемы. По­ сле каждого анионитовош фильтра имеется проточный датчик кондуктомера, позволяющий контролировать ка­ чество получаемой обессоленной воды в течение всего времени работы установки.

Вторая схема. Установка состоит из двух самостоя­ тельных линий. В состав каждой линии входят катиони­ товый и анионитовый фильтры первой ступени. При рабо­ те установки вода проходит последовательно через фильтры первой линии. Если удельная электропровод­ ность воды повышается, линию ставят на регенерацию,

120

а на цикл обессоливания включают параллельную ли­ нию.

Преимуществом первой схемы является то, что она требует меньшей площади по сравнению с установкой, работающей по второй схеме. Однако обеспечение взаи­ мозаменяемости трех пар фильтров первой схемы вызы­ вает усложнение гидравлической схемы и, следователь­ но, усложнение ее эксплуатации. Наряду с этим при ис­ пользовании второй схемы можно отобрать в случае необходимости частично обессоленную воду после пер­ вой -ступени.

Ионообменные фильтры. Ионообменный фильтр пред­ ставляет собой стальной цилиндр, снабженный эллипти­ ческим днищем. Иногда цилиндр собирается из отдель­ ных секций.

Фильтр снабжен -верхним, средним и нижним патруб­ ками. Внутренняя поверхность фильтра защищена анти­ коррозионным покрытием (полипропилен, дублирован­ ный резиной; резина; эпоксидная смола, армированная стеклотканью). Для того чтобы задержать смолу в фильтре, все выходные патрубки снабжают дренажны­ ми устройствами.

Внутренний диаметр фильтра и его высота опреде­ ляется объемом загружаемой ионообменной смолы, ко­ торый рассчитывают, исходя из общего содержания со­ лей в исходной воде, требуемой производительности установки и обменной емкости смолы.

П-ри расчете высоты фильтра необходимо учитывать то, что для рыхления смол перед регенерацией над по­ верхностью смолы должно оставаться свободное прост­ ранство, составляющее не менее 7з высоты загрузки -смолы.

Соотношение высоты загрузки -смолы к диаметру фильтра должно быть не менее 2:1 .

В качестве катионообменной смолы обычно применя­ ют сильнокислотный катионит КУ-2-8; в качестве анионо­ обменной смолы — сильноосновный анионит АВ-17.

Режим работы установок для обессоливания воды включает цикл обессоливания и цикл регенерации.

Цикл обессоливания. Обессоливанию подвергают во­ допроводную, артезианскую или озерную воду при тем­ пературе 15—25 °С. Вода поступает в фильтр через верх­ ний патрубок и выходит из нижнего. Скорость протека­

ния исходной воды через фильтр первой ступени должна быть в пределах 15—20 м/ч относительно сечения пусто­ го фильтра. Для ее измерения на входе в установку устанавливают расходомер. Там же находится электро­ магнитный вентиль, автоматически перекрывающий до­ ступ воды на фильтры, когда датчик кондуктомера на выходе установки регистрирует повышение удельной электропроводимости обессоленной воды сверх допусти­ мого значения.

Цикл регенерации. Для предотвращения слеживания ионитов после переключения фильтра на режим регене­ рации смолу предварительно разрыхляют при пропуска­ нии регенерационного раствора или исходной воды со скоростью 20 м/ч противотоком, т. е. снизу вверх.

Катионит КУ-2-8 регенерируют 5%-ным раствором соляной или 2—3%-ным раствором серной кислоты, по­ даваемыми снизу вверх со скоростью 5— 6 м/ч. В целях экономии часть общего объема раствора кислоты можно пускать на рециркуляцию с подкреплением концентри­ рованным раствором, кроме того, часть использованного раствора можно утилизировать.

Раствор кислоты готовят обычно непрерывным спосо­ бом в специальном смесителе-дозаторе.

Анионит АВ-17 регенерируют 2—4%-ным раствором NaOH, подаваемым со скоростью 5— 6 м/ч.

Фильтры промывают от остатков регенерационных растворов обессоленной водой при направлении движе­ ния воды сверху вниз и скорости тока 5— 15 м/ч. При применении обеих схем обессоливания в случае необхо­ димости можно производить промывку исходной водой.

Установка для очистка промывных вод

Установка для очистки промывных вод от лакокра­ сочного материала [245] включает:

1)бак б мешалкой для приготовления раствора электролита-коагулянта (емкость 300 л);

2)бачок с насосом для подачи раствора электролита (емкость 100 л );

3)камеру со скребковым конвейером для грубой

очистки воды (емкость 5 м3) ; 4) фильтры тонкой очистки воды.

122

Объем очищаемой воды до 10 м3/ч. Размер установки

10 000X1500X1900 мм.

Приготовление 20%-ного раствора электролита — хлорида кальция производится в баке с мешалкой. Из бака раствор самотеком поступает в бачок, откуда по трубопроводу насосом подается в резервуар для грубой очистки. В этот же трубопровод поступает вода после промывки окрашенных изделий. В резервуаре грубой очистки лакокрасочный материал, содержащийся в про­

суспензии (хлопья) всплывают вверх вследствие фло­ тации, происходящей при барботировании воздуха из барботера, расположенного на дне резервуара. По по­ верхности жидкости в камере непрерывно движется скребковый конвейер, который сбрасывает частицы коа­ гулята в лоток. После грубой очистки во флотационной камере вода проходит через коксовый фильтр, дополни­ тельно очищается и затем поступает на фильтр для окончательной очистки.

ЛИНИИ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ

Линии периодического действия комплектуют из уста­ новок, аналогичных по принципу действия, но. отличаю­ щихся конструктивным исполнением. Возможны два ва­ рианта такой линии [246].

В первом варианте в одну линию устанавливают ряд ванн гальванического типа, вдоль которых движется си­ стема автоматических операторов. Ванны предназначены для последовательного проведения технологических про­ цессов подготовки поверхности, окраски, промывки и сушки изделий; автоматические операторы предназна­ чены для передачи подвески с окрашиваемыми изделия­ ми из одной технологической ванны в другую, по задан­ ной программе.

Второй вариант линии электроосаждения предусмат­ ривает использование оборудования с подвесным тол­ кающим конвейером и опускной секцией монорельса, при

циклично по заданной программе.