Как правильно проводится порошковая окраска. Виды используемого оборудования, правила эксплуатации.

07.09.11
Что бы получить покрытие на основе порошковой краски можно воспользоваться разными способами. Но я опишу лишь один из них, наиболее часто используемый. Выглядит он так: на нужное изделие наносится электростатически заряженная порошковая краска, для распыления которой используют...

Что бы получить покрытие на основе порошковой краски можно воспользоваться разными способами. Но я опишу лишь один из них, наиболее часто используемый. Выглядит он так: на нужное изделие наносится электростатически заряженная порошковая краска, для распыления которой используют специально предназначенный для этого пистолет-распылитель. При этом краска надежно удерживается на заземленном изделии, что происходит благодаря силе электростатического притяжения.

Данный процесс проводится в камерах нанесения, специально оборудованных двумя совмещенными между собой системами. Первая система отвечает за откачивание воздуха, обеспечивая то, что порошковая краска не загрязнит воздух помещения. Вторая система отлавливает краску, прошедшую мимо изделия, с целью дальнейшей ее утилизации или же обезвреживания.

Установку, используемую для такого процесса, как порошковая окраска, составляют пистолеты-распылители вместе с питателями. С помощью этого агрегата получают порошковую краску, смешанную с воздухом, благодаря чему образовывается факел распыла, и частицы порошковой краски получают нужный заряд электрической энергии.

Краска, выстреливаемая из пистолета распылителя, образует факел (его форма может изменяться в зависимости от используемой насадки), который, движимый силой электрического притяжения, оседает на заземленную деталь, и удерживается на ней благодаря все той же силе электрического притяжения.

Порошковая покраска: выбор и использование  распылителя

Для заряда частиц порошковой краски используют два способа. Это способ с применением коронирующего электрода, который при этом находится под высоким напряжением, и с применением так называемого «трибоэффекта» - эффект приобретения соприкасающимися телами, изготовленных из разных материалов, разноименных зарядов.

Для заряда частиц, которые требует порошковая покраска, с помощью первого способа, используют подвод высокого напряжения (от 20 до 100 тысяч В). Оно подается от специального генератора (в зависимости от конструкции, может находиться как внутри, так и вне пистолета) прямо на коронирующий электрод. При этом напряжение должно иметь постоянный знак. В целях более высокой безопасности, в случае работы с ручным пистолетом стоит использовать вариант встроенного в него генератора. Также, это избавит работника от необходимости подключения к пистолету тяжелого высоковольтного кабеля, и позволит использовать более легкий низковольтный кабель, благодаря чему рабочий будет уставать медленнее.

Для второго способа, используются специальные материалы изготовления тех деталей пистолета, с которыми взаимодействует (то есть, соприкасается) порошковая краска. Для эпоксисодержащих красок чаще всего используют такой материал, как фторопласт.

При выборе подходящего способа окраски для разных деталей, например для такого процесса, как порошковая покраска алюминия, следует учитывать существенную разницу в их эффективности. Она заключается в том, что во время использования первого способа зарядки частиц, в наличии имеется сильное электрическое поле, заставляющее частицы двигаться по его силовым линиям. Во втором же способе, то есть во время трибозарядки, такое поле практически полностью отсутствует. В итоге выходит так, что при принудительной зарядке порошковой краски с помощью пистолета, в котором используется коронирующий электрод, наблюдается большая разница между количеством осевшей краски на ровных, и неровных поверхностях. Имеет значение также и то, как, относительно распылителя, установлены изделия, требующие покраски, насадки, применяющиеся в пистолете, направление дула.

Использование пистолетов-распылителей с коронирующим электродом для такого типа покраски, как порошковая покраска изделий сложной формы создает больше проблем, чем в случае использования трибозарядки. Они усугубляются еще больше, если в пистолете используется автоматический манипулятор. Эти проблемы выглядят как: плохая прокраска внутренних углов и различных углублений, а также пазов, для которых часто требуется ручная покраска в целях корректировки недочетов. Использование для покраски таких областей факелов, которые, благодаря высоким скоростям воздуха, буквально вдувают краску в такие проблемные места, а также снижение напряжения, которое подается на коронирующий электрод – все это приводит к тому, что количество краски, прошедшей мимо изделия, значительно увеличивается.

На конвейерных линиях возможен такой дефект, как чередующиеся полосы на поверхности изделия. Он появляется вследствие сочетания таких факторов, как: низкая, относительно скорости перемещения изделия, частота движений распылителя, а также неравномерный или слишком узкий факел распыла. Но данный эффект может наблюдаться и при ручной покраске, когда работа ведется в условиях сильной спешки, или же человека, выполняющего такую работу, как порошковая окраска недостаточно опыта.

Поэтому, для окрашивания деталей имеющих сложную форму, лучше подходит  вариант использования распылителя с трибозарядкой. Но учтите, что такой способ зарядки сработает только при применении специальной, более дорогой порошковой краски. Конечно, можно купить добавки, которые позволяют использовать для нанесения обычной порошковой краски трибораспылители. Но не стоит рассчитывать на значительное снижение себестоимости окраски единицы изделия, которое, как можно подумать, есть возможность получить благодаря довольно низкой цене трибораспилителей в сравнении с более дорогими установками, в которых используются генераторы высокого напряжения. Все потому, что производительность нанесения порошковой краски трибораспылителями пониженная, и процент оседания порошковой краски на изделие ниже, чем при использовании пистолетов с коронирующим электродом.

Питатели

Как упоминалось ранее, в распылительных пистолетах (как электро-, так и трибостатических) используется, так называемая, аэровзвесь (то есть, смесь порошковой краски с воздухом). В промышленных системах для нанесения краски аэровзвесь получают с помощью питателя. Порошковая краска засыпается в питатель, а именно на пористую перегородку. Затем через эту перегородку подается воздух под давлением, благодаря чему порошковая краска переходит во взвешенное состояние, которое также называют «кипящий слой». Или же сжатый воздух подается на порошковую краску предназначенным для этого устройством, что позволяет создать местную зону «кипящего слоя». Затем, с помощью эжектора (воздушный насос), из нее высасывается, разбавляется добавочным воздухом и отправляется к распылительным пистолетам аэровзвесь (часто бывает, что в  установках большой производительности, особенно тех, которые находятся в составе конвейерных линий, от одного питателя работает сразу несколько пистолетов).

Многие ведущие фирмы начали производить порошковые краски с уменьшенным размером частиц. Это произошло из-за тенденции снижения удельного расхода порошковой краски на покраску, в связи с чем уменьшилась и конечная толщина покрытия. Такую порошковую краску стало сложнее переводить в нужное состояние, поэтому на данный момент многие фирмы начали выпускать питатели, снабженные вибраторами. Это сделано с целью облегчения такого процесса, как создание «кипящего слоя».

Для мелких или лабораторных работ по нанесению порошковых красок, пистолеты-распылители снабжают встроенным питателем, в котором имеется небольшая емкость, предназначенная для порошковой краски. В таких пистолетах довольно сложно добиться получения равномерной аэровзвеси, и такого же (то есть равномерного) факела. Также, при их включении или выключении, есть вероятность выброса агрегатов. В связи с этим, не рекомендуется при включении или выключении направлять дуло пистолета на изделие. Не стоит забывать и о том, что в таких распылителях воронка имеет емкость не больше, чем 200 грамм. Но процесс зачистки такого прибора происходит гораздо легче, чем распылителей с отдельными питателями.

Особенности эксплуатации установок, предназначенных для нанесения порошковых красок.

Во время процесса нанесения порошковой краски с использованием, как генераторов высокого напряжения, так и трибозаряда, необходимо тщательно проверять, надежно ли заземлены окрашиваемое изделие и распылитель. Хорошее заземление пистолета-распылителя обеспечивает не только безопасность работника, но и делает возможным отток заряда, что, в свою очередь, необходимо для создания непрерывной электрической цепи. Если же пистолет, или изделие заземлено плохо, или же вообще не заземлено, порошковая краска не будет держаться на поверхности изделия, она будет просто осыпаться, вступая в процесс рекуперации, то есть, частицы порошковой краски не будут заряжаться. Залог правильной работы агрегата – это регулярная и тщательная зачистка подвесок для изделий.

Еще одной причиной, по которой порошковая краска может плохо удерживаться на поверхности изделия, является наличие на нем масляных пятен, поэтому нужно всегда хорошо обезжиривать поверхность, на которую будет наноситься краска.

Правильная работа всего агрегата в довольно большой степени зависит от того, насколько хорошо работает питатель. Так что обратите пристальное внимание на подбор оптимальных режимов. Для старых установок следует использовать специальные добавки, которые делают процесс перевода мелкодисперсных порошковых красок в подвешенное состояние легче.

Если питатель плохо работает, с этим вполне может быть связан такой дефект покрытия, при котором на нем появляются местные утолщения. Это происходит тогда, когда питатель и эжектор не обеспечивают достаточного разрушения агрегатов краски, или же порошковая краска переносится к пистолету–растворителю недостаточно разбавленной (то есть, в слишком большой концентрации).  Обычно для того, чтобы предотвратить наличие агрегатов краски в дуле пистолета, достаточно снизить концентрацию порошковой краски в факеле.

Достигнуть такого же эффекта можно и другим способом, а именно, установив на пистолет-распылитель сопло со специальной насадкой. Также предпочтительно сделать так, чтобы расстояние от сопла пистолета до изделия увеличилось.

Нельзя не заметить, что перечисленные выше дефекты могут происходить по другим причинам. Например, когда во время включения распылителя, который направлен в сторону изделия, осевшая на стенках шланга порошковая краска выбрасывается в факел. Или в том случае, когда в шланге есть проблемные области. Это могут быть отслоения внутреннего слоя в многослойных шлангах, выступы, находящиеся в местах соединения со штуцерами, и т.д. Так вот в таких местах часто скапливается порошковая краска, и после того, как начинается подача воздуха, или же просто при движении пистолета, она может отваливаться, и в итоге в факел попадают агрегаты и комки. Не разрушающиеся агрегаты также могут возникать при не удовлетворительном качестве используемого воздуха (капли масла, или любой другой жидкости). В конечном счете, они оседают на поверхности окрашиваемого изделия. Еще одна причина, по которой могут образоваться трудно разрушаемые агрегаты, это слишком долгий срок хранения порошковой краски. Если при этом в помещении высокая влажность воздуха, а порошковая краска хранится в негерметичной таре, дело усугубляется еще больше. Также причиной увлажнения и агрегирования краски может стать ее перемещение из холодного помещения, в помещение с более высокой температурой воздуха, если при этом открыть упаковки с порошковой краской слишком рано. Гораздо реже причиной агрегирования порошковой краски является неподходящая температура при процессе стеклования краски, или же неправильная транспортировка и складирование порошковой краски, для которой применяется мягкая тара.

Имейте в виду, что с порошковыми красками, которые содержат агрегаты, или склонны к агрегированию, лучше работать в режимах небольшой концентрации факела распылителя. Хоть такой режим работы и требует больше времени, зато он обеспечивает более экономную и равномерную покраску.

Для получения на поверхности изделия непрерывной пленки нужной толщины, следует перемещать вдоль него факел распылителя. В зависимости от того, какой моделью пистолета-распылителя производится покраска, делать это нужно  с определенной скоростью, и на определенном расстоянии (от 200 до 400 мм.). На конвейерных линиях, в целях увеличения производительности процесса, практикуется установка в камерах нескольких распылителей. Их размещают на специальных траверсах, не только стационарных, но и таких, которые делают вертикально направленные возвратно поступательные движения. С недавних пор, в этих же целях стали использовать дисковые распылители с высокой производительностью. Они создают облако заряженной порошковой краски цилиндрической формы, через которое, двигая по кругу, много раз проходит изделие. Для этого его подвешивают на конвейер.

Покрытия декоративного назначения, благодаря материалам с хорошей укрывистостью, можно окрасить слоем, толщиной от 35 до 45 мкм. Для таких покрытий, как защитно-декоративные, оптимальным является слой в пределах 60-100 мкм. На полностью защитные покрытия, стоит наносить слой толщиной от 60 до 120 мкм, но, в крайнем случае, она может быть увеличена до 400-500 мкм.

Толщина получаемого в итоге покрытия, зависит от разных факторов. Например, от того, насколько концентрированная порошковая краска находится в факеле, затем, от размеров факела. Кстати, его размеры имеют довольно большое значение, в зависимости от них, определяется производительность питателя. Еще один фактор – скорость, с которой двигается факел распыла. И еще один фактор, влияющий на толщину покрытия в меньшей степени, чем перечисленные выше – уровень напряжения на коронирующем электроде.

При выборе и использовании распылителей и питателей, обратите внимание на такие зависимости:

При увеличении давления воздуха на подачу краски повышается ее концентрация в аэровзвеси, увеличивается скорость, с которой нарастает толщина наносящегося на изделия слоя порошковой краски и повышается производительность. Но это также может вызвать неравномерность толщины покрытия, полученного в итоге (при этом неважно, наносится  краска автоматически, или в ручную), увеличивается вероятность того, что в факел попадут агрегаты частиц порошковой краски, из-за чего повышается также и риск того, что поверхность изделия в итоге будет иметь дефекты.

Увеличение давления воздуха, поступающего на эжектор (в инструкциях это обычно называют, как «разбавление», «распыление» и т.д.). Такое действие увеличивает скорость перемещения аэровзвеси к пистолету, делает концентрацию порошковой краски в факеле меньше, что, соответственно, снижает вероятность возникновения агрегатов, а это, в свою очередь, понижает возможность того, что покрытие получит дефекты. Также, оно практически не влияет на производительность, повышает равномерность толщины наносящегося покрытия; если установить направленные сопла, позволяет улучшить прокраску таких сложных мест, как различные углубления, пазы и т.д. Но обратите внимание, что выбор расстояния от сопла до изделия нужно делать очень осторожно, при неправильном выборе расстояния, появляется вероятность того, что уже нанесенный слой может «сдуть». Также, не стоит слишком увеличивать давление воздуха, особенно если в агрегате используется длинный шланг, ведущий от питателя к распылителю, это может привести к перебоям в подаче аэровзвеси.

Увеличение напряжения, поступающего на коронирующий электрод, увеличивает производительность покраски, но может привести к неравномерной толщине получаемого слоя порошковой краски, от чего повышается и толщина покрытия. Это может привести к появлению такого дефекта, как отваливание слоя порошковой краски в тех местах, где будет превышен максимально возможный предел толщины.

При настройке режимов работы распылителя и питателя, необходимо использовать как советы поставщиков порошковой краски, так и изготовителей распылителей и питателей.

Системы рекуперации и камеры нанесения

Ниже будут перечислены некоторые общие советы по выбору конструкций систем рекуперации и камер нанесения.

Камеры нанесения, в которых используются диэлектрические материалы и электропроводное покрытие делают возможным равномерное и полное нанесение краски на изделие. Но, при их конструировании нужно учитывать все, даже самые незначительные факторы работы с пылевоздушными смесями, обладающими довольно высокой взрывоопасностью. Такие комнаты могут быть очень опасными, из-за чего не рекомендуется их самостоятельное изготовление.

Сейчас, наибольшей популярностью пользуются камеры, сделанные из листового металла (как среди маленьких, так и крупных агрегатов).

В камере не желательно наличие выступов, неровностей, острых углов, щелей и других проблемных мест, затрудняющих зачистку помещения. Из-за этого может испортиться качество полученного покрытие.

В камере нужно обеспечить достаточное разрежение и нужную скорость воздуха в открытых проемах (это нужно для удобного доступа распылителей к изделию). При работе с мелкодиспенсерными красками, скорость должна составлять от 0,25 м/с до 0,6-0,8 м/с при работе с порошковыми красками, состоящими из частиц средних размеров. Скорость, с которой осуществляется скорость подсоса воздуха в камеру, должна быть достаточной для предотвращения попадания в воздух помещения краски.

Система рекуперации должна ловить максимально возможное количество порошковой краски, прошедшей мимо изделия, и обеспечивать такие экологические характеристики агрегата, которые требуются.

Если брать весь имеющийся опыт по эксплуатации установок для нанесения порошковой краски, можно рекомендовать для камеры установку двухступенчатой системы улавливания краски. На первой ступени стоит использовать центробежный  пылеотделитель, а на второй – фильтр. В таком случае, камера будет обеспечена возможностью, при необходимости, возвращать краску из первой ступени улавливания в, так называемый, процесс нанесения, а со второй – направлять материал сразу на утилизацию или же обезвреживание. Это дает возможность использовать 97-98% порошковой краски, помещенной в питатель. Такая система поможет понизить концентрацию краски в воздухе, и она будет ниже ПДК для одного рабочего места, который, в основном, составляет от 5 до 8 мг/м3

Тем не менее, нельзя рекомендовать выбрасывать отработанный, очищенный воздух в помещение, где находится агрегат, как это делают многие фирмы - изготовители оборудования для нанесения. Все потому, что это приводит к общему загрязнению помещения. На оборудовании, лестницах, трубопроводах и прочем, накапливается горючая пыль. Это, при недостаточном количестве влажных уборок в помещение, может привести как к поломке оборудования, так и аварии. Например, из-за нарушения техники безопасности.

Как показала практика, многие фильтровальные, перегородки (в частности, нетканые материалы на основе лавсана), хорошо справляясь с очисткой воздуха от пыли ПК, по мере старения са­ми начинают выделять волокна в выбрасываемый в помещение воздух. Далее с воздухом, забираемым камерой нанесения, они попадают в систему рекуперации и питатель, нарушают работу питателя, распылителя, оседают вместе с ПК на изделии, приводя к появлению дефектов и брака.

Содержание помещения и оборудования в чистоте, влажные, регулярные уборки позволяют избегать получения дефектов покрытия, и механических и других посторонних включений, попадающих в ПК или на изделие на протяжении всего процесса нанесения покрытия. Поэтому, при возникновении дефектов в виде того или иного вида сорности не­обходимо просмотреть всю цепочку операций, которые проходит изделие, прежде чем предъявлять поставщику обвинение.

Работает на Amiro CMS - Free