Краткое руководство по порошковым краскам Interpon

Дешевый хостинг

КРАТКОЕ РУКОВОДСТВО
ПО ПОРОШКОВЫМ КРАСКАМ

Порошковые краски

Виды порошковых красок

Концепция покрытия металлических поверхностей путем нанесения сухих красок, которые затем расплавляются в равномерное покрытие по всей поверхности предмета, постоянно развивалась со дня её первого практического применения в середине 50-х годов. Изначально были использованы термопластичные краски, но за последние 3 десятилетия термореактивные краски пришли им на смену. В процессе нагревания в них происходит химическая реакция. В результате такого перехода область применения порошковых красок значительно расширилась из-за их уникальных свойств, таких как стойкость к ударам и долговечность.

Порошковую краску часто называют краской без растворителя, что для потребителя является хорошей характеристикой в общем, описании продукта. Порошковая краска сегодня — это технология сама по себе, это разработка таких свойств покрытия, которые никогда не могут быть достигнуты при применении жидких красок, получение покрытия, выдерживающего немыслимые нагрузки и отвечающего постоянно меняющимся запросам промышленности. Порошковые краски являются наиболее экономически эффективным решением для нанесения покрытий на большое количество продуктов. Они наносятся электростатическим способом с последующим обжигом в печи; такие покрытия отличаются высокой стойкостью и долговечностью с минимальным влиянием на окружающую среду. С момента начала активного внедрения данная технология постоянно занимает место самого быстрорастущего сегмента рынка промышленных покрытий.

Преимущества:

  • Порошковые краски не содержат летучих растворителей (VOC) и практически не загрязняют атмосферу
  • При обжиге происходит химическая реакция, в результате которой молекулы полимерного покрытия «смешиваются» между собой, образуя очень прочное и долговечное покрытие
  • Сбор и повторное использование нанесенной краски позволяет достичь высокой эффективности при небольшом проценте отходов
  • Простота автоматизации процесса позволяет сделать производство эффективным и малозатратным
  • Простой и легко контролируемый процесс нанесения позволяет достичь высокого качества покрытия и малого процента брака
  • Гибкая технология позволяет достигать толщины покрытия от 20 до 1000 микрон
  • С покрашенными изделиями можно производить операции формовки, сгибания и сборки без ущерба для покрытия
  • Большое количество товаров доступно «со склада», а также есть возможность создания материала для покрытий с заданными заказчиком свойствами
  • Полный набор типов покрытий, включая специальные эффекты и металлизированные краски
  • Эффективность использования краски более 95%, поскольку не нанесенная краска собирается и используется повторно
  • Не нужно растворителей для размягчения краски при очистки системы нанесения. В случае жидких красок здесь необходимы большие затраты
  • Цена конечного покрытия сравнима с ценой жидкого аналогичного покрытия, если принимать во внимание эффективность и энергетические затраты
  • Воздушные системы для порошковой краски проще в устройстве и дешевле в использовании
  • Требуется гораздо меньше места для хранения краски и оборудования. Рекомендуется вентиляция в месте хранения порошковой краски, но эта система всё равно дешевле, чем циркуляционные насосы, мешалки и системы подачи растворителей
  • Хорошая укрывистость на краях изделия у порошковых красок объясняется меньшей усадкой при полимеризации.

Разновидности порошковых красок

Существуют две группы порошковых красок: термореактивные, т.н. реактопласты, и термопластические.

Термореактивная порошковая краска: во время нагревания в печи происходит химическая реакция, которая придаёт порошковой краске её конечную способность образовывать твёрдые прочные покрытия. Термопластические же порошковые краски при нагревании подвергаются только плавлению, а затем в процессе остывания затвердевают (образуют твёрдые покрытия). Эти покрытия обычно, более пластические.

ТЕРМОРЕАКТИВНЫЕ ПОРОШКОВЫЕ КРАСКИ — РЕАКТОПЛАСТЫ

Термореактивные порошковые краски очень хорошо подходят для окраски большинства изделий, производимых в машиностроении, в тех случаях, когда от покрытия требуются твёрдость, стойкость и высокие декоративные свойства.

  • Эпоксидные
  • Эпоксидные/Полиэфирные
  • Полиэфирные
  • Акрилатные
  • Полиуретановые

Обозначение типа краски основывается на входящих в её состав плёнкообразующих. Это может быть эпоксид, смесь эпоксид/полиэфир, полиэфир или акрилат; плёнкообразующие оказывают решающее влияние на свойства.

ЭПОКСИДНЫЕ порошковые краски

Были разработаны первыми. Они до сих пор широко используются. Важные свойства этих материалов — механическая прочность, очень хорошая стойкость к растворителям и хорошая адгезия- Однако при перегреве краски желтеют. При воздействии ультрафиолетового излучения (солнечный свет) верхний слой разрушается, «мелит» (становится мелоподобным). Этот эффект, вместе с тем, имеет только эстетическое (внешний вид) значение и не влияет на защитные свойства нижележащих слоев. Эпоксидные порошковые краски могут использоваться в любом типе лакокрасочного оборудования. Для быстро отверждающихся красок период отверждения составляет 15 минут при температуре 140°С. Краски обычного типа отверждаются в течение 15 минут при температуре 170°С. (Период отверждения зависит от формы и массы покрываемого изделия, а также от типа печи.)

ЭПОКСИДНО-ПОЛИЭФИРНЫЕ порошковые краски

В состав эпокси-полиэфирных красок входят эпокси- и полиэфирные плёнкообразователи, реагирующие друг с другом при отверждении. Эпокси-полиэфирные краски являются преобладающим на сегодняшний день видом порошковых красок. Этот вид имеет меньшую тенденцию к пожелтению и выдерживает более высокие температуры в печи. Раньше было невозможно применять трибозаряжающие пистолеты- распылители для эпоксиполиэфирных красок, поскольку они плохо заряжались. Эта проблема была успешно решена путём использования особых вариантов типов эпокси-полиэфиров, которые хорошо заряжаются в большинстве трибопистолетов.

ПОЛИЭФИРНЫЕ порошковые краски.

Эти краски предназначены прежде всего для объектов, используемых вне помещения, или в тех случаях, когда пожелтение покрытия при перегреве не допускается. Полиэфирные порошковые краски не «мелят» на открытом воздухе и поэтому широко используются для покрытия фасадных элементов, алюминиевых профилей для окон, снегоуборочных, сельскохозяйственных машин и т.д. В остальном свойства полиэфирных и других видов порошковых красок относительно схожи. Основное отличие — несколько меньшая их устойчивость к растворителям. Время отверждения полиэфирных красок обычно около 10 минут при температуре 200°С. В случае быстроотвердающихся видов требуется 15 минут при температуре 150°С.

АКРИЛАТНЫЕ порошковые краски. Эти порошковые краски уже продолжительное время имеются на рынке. Они применялись прежде всего для покрытия изделий, подвергающихся внешнему воздействию. Их потеснили полиэфирные краски, которые являются экономически более выгодными.

ПОЛИУРЕТАНОВЫЕ порошковые краски. Иногда упоминающиеся, но в настоящее время мало используемые в Скандинавии порошковые краски. Подходят для подвергающихся воздействию окружающей среды объектов, обладают также хорошим розливом (способностью к растеканию), но, в основном, они сравнимы в другими видами краскок.

ЦВЕТ Порошковые краски могут производиться любого цвета в соответствии с имеющейся на рынке красок цветовой гаммой. Сегодня цвет краски может быть подобран очень точно в соответствии с требованиями в пределах определяемого спецификацией допустимого отклонения.

БЛЕСК Возможно производство порошковых красок любой степени блеска: от высокоглянцевых до глубокоматовых, в зависимости от типа.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПОРОШКОВЫЕ КРАСКИ Порошковые краски могут применяться для специальных целей для получения декоративных эффектов (дающих определённую фактуру поверхности). Это относится к эпоксидным, эпоксиполиэфирным и полиэфирным краске.

Краски для элементов фасада — особый сорт полиэфирных красок, для которых пигмент и плёнкообразующее выбираются с учётом долгого экспонирования при переменных погодных условиях.

Металлик — много различных вариантов.

Краски, обеспечивающие получение текстурированных покрытий- с варьирующейся текстурой: от эффекта апельсиновой корки до эффекта шероховатой наждачной бумаги.

Молотковые краски есть во многих разновидностях.

Непигментированный лак используется для защиты неокрашенных металлических поверхностей, а также для придания окрашенным поверхностям эффекта «глубины»и для нанесения верхнего слоя на некоторые виды покрытий типа металлик.

Многоцветные. Этот особый эффект достигается путём приготовления определённых смесей порошковых красок различных цветов. Поверхность приобретает эффект «глубины», что даёт большее, чем при обычном покрытии, сходство с натуральным материалом.

Антифрикционные краски для поверхностей с требованием малого трения.

«Противокоррозионные»     — высококачественные эпоксидные краски, применяемые в случае

экстремальных коррозионных условий, например, морских и т.п.

Краска, предотвращающая образование пузырей и вздутий — особая порошковая краска, используется на пористых поверхностях: например, изделий из алюминиевых сплавов, горячеоцинкованных материалов или пористых сварочных швах.

Краски с повышенным содержанием цинка. Порошковый праймер для антикоррозионной защиты стали.

Термостойкие порошковые краски. Особые термостойкие полиэфирные порошковые краски.

Краткое руководство по порошковым краскам “Interpon”, компании

«Акзо Нобель».

Введение

Основой промышленного нанесения покрытий являются две основные технологии:

  • Технология нанесения жидких покрытий (влажная), используемая уже почти два столетия;
  • Порошковая технология (сухая), используемая в промышленных масштабах всего лишь около 30 лет.

За последние 10 лет рост использования технологии порошковых покрытий во всем мире составил в среднем приблизительно 7-9%. В зависимости от страны эти цифры могут значительно отличаться. Такие достаточно высокие результаты были достигнуты благодаря увеличению использования собственно порошковых покрытий, с одной стороны, и заменой жидких покрытий, с другой.

Цель данного справочника — предоставить общую информацию и информацию в поддержку новой технологии тем предпринимателям, которые уже приняли решение перейти на использование порошковых покрытий, и тем, которые только собираются принять такое решение. Когда возникает необходимость выбора, какую технологию покрытий использовать, необходимо учитывать множество факторов по степени их важности и по степени оказываемого воздействия. В данном пособии мы рассмотрим следующие вопросы:

  • Применяемые материалы
  • Приемы нанесения покрытий
  • Влияние на вопросы охраны труда, техники безопасности и защиты окружающей среды
  • Достижения в области обеспечения качества
  • Экономические преимущества

Несмотря на то, что первоначально использовались термопластические смолы, больше возможностей для применения открыли порошковые покрытия термического затвердевания, разработанные и внедренные позже. Ускоренный переход на использование этих покрытий, таким образом, стал логическим развитием в свете ужесточающихся экологических требований и спроса на более привлекательные в коммерческом плане покрытия по сравнению с обычными жидкими промышленными красками.

Существует много преимуществ, которые делают использование порошковых покрытий термического затвердевания таким привлекательным для компаний, специализирующихся в этой области:

  • Готовность порошкового покрытия к немедленному использованию
  • Снижение потерь порошка в процессе применения
  • Уменьшение опасности для здоровья обслуживающего персонала
  • Великолепные качества покрытия после затвердевания
  • Снижение капитальных затрат

 

В настоящее время многие преимущества порошковых покрытий все реже используются в рекламных целях, так как они и без этого заняли прочное место в области отделочной обработки. Достижения в производстве порошковых покрытий открыли новые возможности, такие как:

  • Покрытия с более тонким верхним слоем
  • Нанесение покрытий на неметаллические основы
  • Возможность затвердевания при более низких температурах.

Сегодня использование порошковых покрытий зависит от следующих факторов:

  • Рыночный спрос
  • Промышленные требования и стандарты
  • Цена и себестоимость конечного продукты

Свойства и отбор Группа компаний Akzo Nobel производит порошковые покрытия как термопластические, так и на основе термического затвердевания, причем основным спросом на рынке пользуется продукция на основе термического затвердевания.

Термопластические покрытия не вступают в химические реакции при увеличении температуры; вместо этого они расплавляются и расплываются по нижнему слою. Такие покрытия применяются, обычно, в условиях промышленного рынка при нанесении покрытий на провод, трубы и вспомогательные материалы. Толщина слоя покрытия составляет, как правило, около или более 250 микрон.

Покрытия на основе термического затвердевания также плавятся при повышении температуры; однако, одновременно происходит химическая реакция полимеризации в устойчивую пленку посредством структурирования. После завершения этой химической реакции дальнейшее плавление полученного слоя порошкового покрытия невозможно. Такие покрытия применяются как в декоративных целях, так и на промышленных рынках.

В декоративных целях толщина слоя покрытия на основе термического затвердевания составляет от 20 до 80 микрон. Толщина слоя функциональных покрытий на основе термического затвердевания может варьировать от нескольких микрон до нескольких миллиметров (в зависимости от применения).

Ниже приводится описание того, каким образом свойства компонентов оказывают воздействие на качество конечного материала для порошкового покрытия.

Смола: Очень большое значение имеет правильный выбор сорта смолы или смеси смол, так как именно смола формирует основные свойства материалов для порошкового покрытия, а также регулирует такие характеристики, как температура плавления, расплывание и распределение по поверхности. Температура размягчения смолы с относительно низкой молекулярной массой, что характерно для твердых сортов, составляет от 60°С до 110°С.

В результате низких температур плавления на этапе хранения готовой продукции может возникнуть тенденция на «спекание» порошка. Кроме того, им свойственна крайняя степень расплывания на этапе затвердевания, когда вследствие расплывания покрытия в сторону, противоположную кромках, достигается низкая степень «охвата острых кромок».

К типичным смолам относятся эпоксидные смолы, полиуретан, сложный полиэфир и акриловые смолы.

Отвердитель: Отвердитель используется для структурирования смолы при данной температуре. Степень структурирования также используется для определения уровня глянцевитости, степени «апельсиновой корки» поверхности и других аспектов, включая влияние на структуру и текстуру. Отвердитель не должен вступать в реакции при комнатной температуре, должен оставаться в латентном состоянии при температурах до 100°С, а полное реагирование должно наступать в пределах от 100°С до 180°С. Скорость протекания реакции должна быть достаточно низкой, чтобы не допустить полного вытекания расплавленной смолы, и достаточно высокой, чтобы не допустить возникновения коммерческих трудностей. Обычно, в качестве структурирующего агента используются амины, ангидриды и заблокированные изоцианты. В целях повышения скорости затвердевания используются катализаторы.

Пигменты и наполнители: В качестве пигментов используются инертные, светостойкие и теплоустойчивые материалы. Как и в большинстве случаев нанесения покрытий, они используются для создания декоративного эффекта.

  • Диоксид титана создает белые, пастельные и светлые оттенки
  • Технические углерод создает черные и серые оттенки
  • Фталоцианин создает синие и зеленые оттенки
  • Алюминий и бронза создают металлические эффекты

 

 

С органическими пигментами необходимо обращаться осторожно, так как некоторые из них могут вступать в реакцию в процессе обработки и затвердевания. Результатом может явиться потеря яркости и чистоты, и в этих случаях приходится применять альтернативные варианты пигментации. В формулы могут быть включены некоторые неорганические наполнители, что не снижает качества слоя покрытия. Как правило, наполнители обладают высокой удельной плотностью, и, хотя они и уменьшают стоимость исходных материалов, наполнители могут оказать неблагоприятное воздействие на область, покрытую порошком.

Добавки: Даже после того, как были подобраны оптимальные смола, отвердитель и пигменты, может по-прежнему потребоваться доводка формулы. Это необходимо для изменения характеристик расплывания и слоя покрытия с тем, чтобы они соответствовали условиям нанесения и затвердевания (т.е. применение тиксотропных агентов для замедления скорости расплывания и UV-стабилизаторов). Добавки выполняют и другие функции:

  • Уменьшение/увеличение электростатического притяжения
  • Уменьшение/увеличение степени распределения по поверхности
  • Создание декоративных эффектов
  • Снижение требований по температуре сушки в печи
  • Изменение характеристик проводимости
  • Увеличение возможности повторного нанесения покрытия
  • Повышение твердости поверхности

Ниже приводятся описание 5 типов порошковых покрытий термического затвердевания и сравнение их основных характеристик.

Порошки из эпоксидной смолы: Используя в качестве компонента порошки из эпоксидной смолы, можно разработать такую формулу, которая обеспечит высокую степень глянцевитости гладкости покрытия, отличные характеристики по адгезии, гибкости и твердости, а также стойкость к химическому воздействию и к растворителям. Основными недостатками являются низкая тепло — и светоустойчивость, а также выраженная тенденция желтеть при повышении температуры и под воздействием рассеянного дневного света.

Акриловые порошки: широко используются при нанесении покрытий на поверхности; имеют хорошую степень сохранения таких характеристик, как глянец и цвет, под воздействием внешних раздражителей, а также обладают стойкостью по отношению к тепловому воздействию и щелочным средам.

Порошки из сложного полиэфира: Общие характеристики могут по отдельным позициям совпадать с характеристиками порошков из эпоксидной и акриловой смол. Такие порошки обладают высокой прочностью и высокой устойчивостью к пожелтению под воздействием ультрафиолетового света. Большая часть покрытий, имеющихся на зданиях в настоящее время, основана на линейных полиэфирах, структурированных с помощью TGIC. На сегодняшний день, современные полиэфирные порошки не содержат TGIC.

Гибридные порошки с содержанием эпоксидной и полиэфирной смол: По происхождению это порошки и эпоксидной смолы, которые содержат в качестве компонента большую часть (иногда более 50%) специальной полиэфирной смолы. Свойства таких гибридов напоминают свойства порошков и эпоксидной смолы; однако, их дополнительным преимуществом является повышенная стойкость к пожелтению в результате пересушки и улучшенная способность переносить погодные условия. В настоящее время гибридные порошки считаются основой отрасли порошковых покрытий.

Полиуретановые порошки: обладают ровным набором хороших физических и химических характеристик, а также обеспечивают хорошую прочность внешней стороны.

 

 

Влияние распределения размера частиц на характеристики декоративного порошка термического затвердевания в процессе нанесения покрытия — Основа, на которую наносится покрытие, а также в большой степени размер частиц порошка оказывают воздействие приблизительно на 12 операций процесса нанесения порошка. По своему исходному состоянию воздействие на порошок может оказать только компания, производящая порошок.

Наиболее чувствительными операциями процесса нанесения порошка являются следующие:

  • Транспортировка порошка
  • Электростатическая зарядка частиц порошка и проникновение в клетку Фарадея
  • Формирование в окружающем воздушном пространстве однородного порошкового облака
  • Осаждение и скорость нарастания слоя порошка на основе
  • Эффективность переноса

Нанесение порошков термического затвердевания осуществляется электростатически, поэтому частицы порошка должны обладать, способностью заряжаться в электростатическом поле или посредством статической (фрикционной) зарядки Трибо (Tribo). Такой заряд должен обладать достаточной силой для того, чтобы притягивать адекватные частицы к поверхности и кромкам основы. Однако, осаждение порошка не должно приводить к возникновению изоляции, препятствующей нарастанию необходимого слоя покрытия.

Подвижность порошка должна соответствовать всем требованиям по внутренней и внешней транспортировке. В значительной степени сыпучесть порошка определяется размером частиц. Такая подвижность зависит не только от порошкового материала, но и от формы и размера частиц.

Размер частиц большей части коммерческих порошков составляет от 10 до 100 микрон. На графике 1 представлена кривая типичного РРЧ пигментированного порошка из эпоксидной смолы. Если бы диапазон был слишком широкий, это могло бы привести к увеличению массы возвращенного и утилизированного порошка, что оказало бы воздействие на эффективность переноса.

График 1: Типичное распределение размера частиц в пигментированном порошке из эпоксидной смолы

Взаимосвязь между распределением размера частиц порошка и формированием слоя порошкового покрытия в процессе нанесения.

Чтобы добиться формирования гладкой, непористой пленки, необходимо до расплавления и структурирования в печи обеспечить максимально возможное уплотнение на поверхности основы осажденного в процессе нанесения порошка. В результате степень усадки и формирования пустот, пузырей и «апельсиновой корки» будет минимальной.

 

 

Значение взаимосвязи между размером частиц порошка и толщиной слоя покрытия после затвердевания также показано на рисунке 2. Рисунок показывает, что добиться равномерного слоя покрытия в 25 микрон трудно, используя частицы, размер которых превышает 50-75 микрон (если только полимер не обладает исключительно хорошими свойствами расплывания).

Рисунок 2: Взаимосвязь между размером частиц и толщиной слоя покрытия

В результате уплотнения однородных сфер образуются пустые места, доля которых может достигать 48%. Однако, порошки термического затвердевания состоят из неправильных частиц разнообразной формы, размера и РРЧ. Когда эти частицы порошка осаждаются в слой, объем пустого пространства будет еще большим. Поэтому, толщина слоя порошка перед расплавлением и структурированием может превышать фактическую толщину окончательного слоя покрытия после затвердевания в 3-7 раз.

В настоящее время не существует технологии уменьшения доли пустого объема в осажденном слое, используя существующие методы. Однако, использование частиц меньшего размера и меньшего масштаба РРЧ, как правило, облегчает процесс получения более гладкого слоя покрытия. К сожалению, применение этих меньших по размеру частиц чрезвычайно затруднительно.

Очень важными критериями получения гладкого слоя покрытия при сохранении адекватного охвата кромок являются скорость затвердевания порошка по показателю «расплавление — расплывание» и размер частиц.

Большое значение в деле обеспечения качества материала для порошкового покрытия имеют отбор типа и сорта исходных материалов и их использование в процессе разработки формулы. Так же, как и форма и размер частиц порошка и РРЧ, эти факторы оказывают воздействие на качество, внешний вид и рабочие показатели слоя порошкового покрытия после нанесения на основу.

Компания «Порошковые Покрытия Akzo Nobel» имеет возможности для оказания помощи фирмам, специализирующимся на нанесении порошковых покрытий, и производителям оборудования в деле выбора наиболее оптимальных материалов для порошковых покрытий.

Нанесение порошковых покрытий на объект

Нанесение порошков осуществляется на металлические и неметаллические основы с предварительным или без предварительного придания формы, которые используются в декоративных и функциональных целях в большинстве сегментов рынка промышленного нанесения покрытий:

Бытовая техника: холодильные установки, морозильные установки, моечные машины, микроволновые печи, кондиционеры

Архитектура: профили для оконных и дверных рам, панельная отделка

Газонные покрытия и огородничество: мебель для улицы, садовый инструмент и тракторы

Свободное время: рамы для велосипедов и транспортных средств, ручной инструмент

Антикоррозионная обработка: бурильные трубы, арматурный профиль, вентили и арматура, моторные блоки

Автомобилестроение: автомобильная грунтовка/обработка поверхностей, колеса, бамперы, зеркала Офисная мебель: столы, файловые шкафы, книжные шкафы, компьютерная техника Электрооборудование: корпусы, компоненты, кабельные лотки, кожухи для ламп

Нанесение порошка на большую часть объектов осуществляется электростатически, поэтому они должны обладать электропроводностью и, как правило, выполнены из металла. В настоящее время компания Akzo Nobel выпускает несколько видов пользующейся коммерческим спросом продукции для нанесения на неметаллические основы (включая стекло, керамику, пластмассу и дерево); ведутся разработки по другим видам продукции.

Металлические основы —

Необходимо учитывать следующие характеристики продукта:

  • Отклонения по размеру
  • Конфигурация
  • Конструкция и объем
  • Размер, высота, ширина, длина:

о Очень большие и тяжелые (до 10 м в длину/ширину) о Весом несколько тонн и более

о Небольшие и легкие, малой высоты и весом до нескольких грамм

  • Конфигурация

о Плоские панели и круглые заготовки, форма которым придается позднее, посредством гибки, штамповки, сверления и т.д.

о Коробки, проволочные изделия и промежуточные продукты (предварительно отформованные заготовки), из которых позднее собираются готовые изделия

  • Материалы конструкции

о Разнообразные металлы из различных сплавов о Полиметаллические основы

  • Количество

 

 

о Любое количество от одного сделанного на заказ изделия до нескольких тысяч на один заказ

Чтобы избежать возникновения потенциальных проблем, желательно до начала процесса нанесения покрытия проинформировать поставщика порошкового материала о составе и состоянии основы. В зависимости от качества основы можно подобрать такой тип порошкового покрытия, который смягчит или уменьшит последствия в случае возникновения проблем. Пористые отливки низкого качества, как правило, выделяют газ на этапе затвердевания в печи, в результате чего образуются пузыри и вздутия. На рисунке 3 представлена блок-схема типичного производственного процесса линии нанесения порошкового покрытия.

Предваритеьная подготовка — В соответствии с общей тенденцией по отрасли последнее десятилетие идет процесс перехода предварительной обработки на методы, не оказывающие вредного воздействия на окружающую среду. Выбор метода и интенсивность подготовки поверхности тесно связан с исходным состоянием и природой основы, вида загрязнения и требований, предъявляемых конечному продукту. Критическое значение имеет предварительная подготовка поверхности, на которую будет наноситься покрытие, до начала самого процесса нанесения порошка; это позволит в полной мере использовать потенциал отобранных материалов порошкового покрытия.

Предварительная обработка металлических поверхностей проводится в следующих целях:

  • Удаление примесей, включая почву, сварочные отходы, окалину, смазку, масло и т.д.
  • Придание поверхности оптимального состояния для адгезии слоя покрытия
  • Обеспечение однородности всей подготовленной поверхности основы

Достижение всех этих целей обеспечивается в том случае, если выполнен правильно отобранный способ предварительной подготовки. Не все из указанных методов пригодны для подготовки всех видов поверхностей. Способ предварительной подготовки будет выбираться в зависимости от требований по конечному варианту использованию основы. В целом, процесс предварительной подготовки состоит из следующих операций:

  • Очистка
  • Промывка
  • Нанесение конверсионного покрытия
  • Промывка с уплотнением
  • Сушка
  • Охлаждение

В качестве химических растворов используются щелочные и кислые растворы, эмульсии и растворители для химической чистки (на основе железа с хромом или ортофосфатов цинка).

Очистка — Изначально методы очистки включали в себя химическую или механическую подготовку; однако, в настоящее время получаемые от поставщиков исходные материалы имеют, как правило, такой уровень качества, который позволяет не проводить дополнительную механическую подготовку и свести процесс очистки только к химической подготовке.

Наиболее обычной основой для электростатического нанесения порошковых покрытий является металл. В последующих главах идет обсуждение общих вопросов, связанных с очисткой, и приводятся характеристики различных основ, включая стальные, алюминиевые и цинковые основы, например, оцинкованная сталь.

Сталь: Сталь находит широкое применение в строительстве и в обрабатывающей промышленности. В процессе обработки на прокатном стане до необходимого размера сталь подвергается горячей прокатке, в результате чего образуется вторичная окалина. Как правило, окалину можно удалить на сталелитейном заводе посредством травления. Затем сталь покрывается слоем масляной пленки для предотвращения коррозии на последующем этапе хранения. Эту масляную пленку и другие загрязнители (включая нарисованные отметки, цеховую грязь и отходы сварки), которые прилипают к стали в процессе изготовления до нанесения покрытия, необходимо удалить на первой стадии процесса предварительной подготовки. При этом используются разнообразные моющие растворы.

Алюминий: Алюминий является обычным материалом, используемым в жилищной, автомобильной и аэрокосмической отрасли. На поверхности алюминия образуется оксидный слой, который обеспечивает эффективную защиту, когда алюминий находится под воздействием воздуха. Очистка поверхности алюминия и удаление оксидной пленки представляют собой нелегкий процесс, так как алюминий вступает в реакцию со щелочными и кислыми моющими средствами. Поэтому, критическими факторами выступают подбор состава моющих растворов (ингибиторы) и температура процесса. На очищенные поверхности порошок ложится легко, обеспечивая отличные результаты адгезии.

Оцинкованная сталь: Основы, имеющие в своем составе цинк, например, оцинкованная сталь, применяются в обрабатывающей промышленности в целях производства корпусов для бытовых приборов или строительных профилей. Оцинкованная сталь это металлическая основа с покрытием, в которой слой цинка входит в соединение со сталью либо через погружение в расплав, либо посредством электроосаждения. Как и алюминий, цинковый слой образует под воздействием кислорода оксидный слой. Следовательно, очистка оцинкованной стали, имеет большее значение, чем очистка стали. Очистка есть удаление всего органического и неорганического загрязнения поверхности металлической основы, на которую будет наноситься покрытие.

В обычной системе жидкостной очистки важную роль в таких процессах, как смачивание, эмульгирование, нейтрализация, растворение и т.д., играют поверхностно-активные вещества. Как правило, первым шагом является удаление масла и смазки с помощью моющих средств, растворителя, эмульсии или щелочных очистителей. Очистку можно проводить методом погружения или разбрызгивания; в обоих случаях требуются ряд последовательно используемых емкостей. Правильный выбор метода зависит не только от характера и степени загрязнения, но и от масштабов операции и требуемого результата. Если необходимо удалить ржавчину и окалину, дополнительно может потребоваться очистка кислыми средами. Рекомендуется, чтобы компания, занимающаяся нанесением покрытий, разработала основанный на практике или на научных исследованиях метод анализа степени чистоты поверхности. Этот метод можно использовать для установления воспроизводимых стандартов качества.

Промывка — Как показала практика, при жидкостной системе очистки требуется промывка поверхностей водой высокого качества. Промывка необходима для того, чтобы смыть остающиеся следы от предыдущей операции и нейтрализовать поверхность. Необходимо гарантированное отсутствие на очищенной и высушенной основе компонентов щелочи, кислоты или других веществ. Для обеспечения высококачественной промывки критическое значение имеют следующие факторы: [1]

  • Длительность контакта воды с основой
  • Метод промывки (погружение или разбрызгивание)
  • Конфигурация объекта

Объем и качество промывочной воды имеют огромное значение в деле обеспечения качества окончательно промытой поверхности основы, т.е. основа не может быть чище воды, которая была использована для промывки! Объем воды и качество должны поддерживаться на определенном уровне, что необходимо для достижения оптимальных результатов промывки. Эффективным приемом является контроль чистоты воды путем измерения с помощью надежных автоматических устройств общего объема растворенных твердых веществ (ОРТВ) и щёлочности (рН). Доказанной концепцией оптимального использования воды является «система обратного потока». При этой системе на завершающем этапе промывки подается чистая вода, которая направляется против течения к уже обработанным частям.

Недопустимо использовать воду с показателем жесткости более 250 ppm по CaCO3, и суммарным содержанием хлоридов и сульфатов более 100 ppm. Обессоленная вода часто берется из отдельной установки и возвращается в эту установку для утилизации.

Рисунок 4: Схема процесса предварительной подготовки с обратным потоком и двумя этапами промывки

 

Нанесение конверсионного покрытия — После удаления с поверхности металла всех посторонних включений можно начинать её подготовку для оптимальной адгезии слоя покрытия.

В технологии порошковых покрытий самым обычным способом повышения устойчивости по отношению к коррозии является нанесение конверсионного покрытия. Используются различные методы, среди которых — нанесение фосфатного покрытия на основе железа, цинка и хрома. Выбор конкретного метода зависит от основы и требований, предъявляемых конечному продукту, например, какой обслуживается рынок и какие необходимо обеспечить спецификации. По экологическим соображениям в некоторых странах рассматриваются варианты прекращения использования конверсионных покрытий, в состав которых входят тяжелые металлы, или перехода с цинка на железо или с хрома на нехромовые компоненты. Очень важно, чтобы отделочники проверяли по спецификациям клиента возможность проведения такой замены. Если техническое задание предусматривает солевой туман 200-800 часов и хорошо разработанную систему предварительной подготовки, состоящую из 5 или 6 стадий, в сочетании с хорошими показателями операций очистки и промывки, не будет никакой необходимости в нанесении конверсионного покрытия на основе цинка или хрома. В этих случаях адекватным материалом является фосфат железа при условии нанесения такого порошкового покрытия, которое предназначено для обеспечения требуемой устойчивости по отношению к коррозии. Когда между очищенным металлом и слегка кислым фосфатным раствором возникает контакт, начинается процесс травления, железо растворяется, освобождается водород, и осаждается фосфатное покрытие. Цель фосфатного покрытия заключается в образовании связи между пленкой порошкового покрытия и поверхностью металла. Преследуя данную цель, фосфатное покрытие должно обеспечить однородный, плотно связанный слой

фосфата по всей подготовленной поверхности основы, что приводит к отсутствию мгновенной ржавчины, измельчения в порошок и образования окон.

Чем больше масса фосфатного покрытия, тем выше устойчивость по отношению к коррозии, а чем меньше масса покрытия, тем лучше механические характеристики. Очень часто приходится искать компромисс между устойчивостью по отношению к коррозии и механическими свойствами. Как показывает опыт, если масса покрытия составляет 300-900 мг/м2, рекомендуется использовать мелкозернистый фосфат железа.

Процесс нанесения конверсионного покрытия может быть основан либо на системе распыления, либо на системе погружения, состоящей, как правило, из 5 операций.

На рисунке 5 представлена возможная схема процесса предварительной подготовки с нанесением конверсионного покрытия и промывкой с уплотнением.

Промывка с уплотнением — Целью промывки с уплотнением является обеспечить окончательную пассивацию. Удаляются непрореагировавшие химикаты, покрываются оголенные участки покрытия, и не допускается образование мгновенной ржавчины на поверхности металла. Используется разбавленный раствор с низкой концентрацией электролита. Вместо обычных соединений хрома применяются нехромовые уплотнители, которые считаются более приемлемыми с экологической точки зрения. см. рисунок 5.

Отдельные требования к проведению очистки и предварительной подготовки

В зависимости от конкретного рынка к проведению этих операций предъявляются определенные требования:

а)  Архитектура — В разных странах спецификации будут различными, однако, как правило, указываются нижние пределы по требованиям в области очистки и химической конверсии, например:

Британские Стандарты BS6496 (конверсия хром 6) солевой туман 1000 часов

Британские Стандарты BS6497 (ортофосфат цинка) солевой туман 500 часов

Европейские Качества Покрытий, Класс 1 (хром или нехромовые вещества) солевой туман 1000 часов Европейские Качества Покрытий, Класс 1 (хром или нехромовые вещества) солевой туман 3000 часов GSB Европа (хром или анодирование) солевой туман 1000 часов AAMA США 2604-98 (хром или нехромовые вещества) солевой туман 3000 часов

AAMA США 605.2-92 (конверсия хром 6) солевой туман 3000 часов

  1. Автомобилестроение/бытовые приборы — ОЕМ (переводчик — в списке сокращений данной аббревиатура нет), как правило, предъявляет свои собственные спецификации, в которых указаны нижние границы по требованиям в отношении очистки и предварительной подготовки.
  2. Прочие области применения — промышленные рынки находят массу возможностей для применения покрытий на самых разнообразных основах, предъявляя самые разнообразные требования по рабочим показателям, которые должны выполняться при использовании в различных средах.

На успешное достижение этих показателей решающее влияние могут оказывать стадии очистки и химической конверсии.

Сушка и охлаждение — После окончательной промывки и до нанесения порошкового покрытия все компоненты должны быть полностью высушены и охлаждены. Для данного типа сушки используются два метода — метод продувки и сушильная печь.

Иногда возникает проблема, связанная с недостаточным дренажом обрабатываемых компонентов. Как правило, проблема решается изменением метода подвешивания или сверлением дренажного отверстия. В некоторых случаях неизбежным становится применение метода продувки. Сушильные печи должны обеспечивать нагревание компонентов до температуры, достаточной для испарения воды с поверхности. В этих целях используются как конвекционные печи, так и печи на инфракрасном излучении. Прежде чем поместить компоненты в камеру для нанесения порошка методом распыления, необходимо их охладить, иначе порошок может расплавиться на поверхности компонента, на который нанесено покрытие, что может в свою очередь отрицательно сказаться на характеристиках слоя порошкового покрытия.

Системы нанесения, используемые на этапе предварительной подготовки — В данном разделе рассматриваются вопросы выбора наилучших методов, оборудования и систем нанесения в зависимости от следующих факторов:

  • Характер, тип, конфигурация и количество компонентов, на которые будет наноситься покрытие
  • Логистика производства, оборудования, транспортера и рабочей силы
  • Влияние на качество, экологические последствия, воздействие на вопросы здравоохранения, техники безопасности и на работу коммунальных сооружений
  • Чувствительность в процессе эксплуатации, технического обслуживания и надежность в работе

Предприятия по производству химикатов, используемых в процессе предварительной подготовки, заняли действенную позицию в том, что перешли на принципы, способствующие улучшению окружающей среды. Этому способствовали внутренние факторы — научно-исследовательские и опытноконструкторские разработки, а необходимость диктовалась внешними факторами — конкуренцией на рынке. В настоящее время проводится большой объем научных исследований по проблеме вывода хромата, из процесса пассивации стали и по проблеме химической конверсии поверхности алюминия, чтобы уменьшить объемы химических отбросов и степень загрязнения водных ресурсов.

Методы, используемые в процессах предварительной подготовки на средних и крупных производствах, можно разделить на системы «Погружения» и «Оборотного Разбрызгивания». В таблицах 2 и 3 представлены некоторые преимущества и недостатки обеих систем.

Таблица 2: Система предварительной подготовки на основе погружения

ПреимуществаНедостатки
•       Низкая стоимость установкиа

•       Может находиться в автономном режиме (экономия пространства)

•       Более высокое качество защиты труднодоступных места

•       Небольшие компоненты легко обрабатываются за одну загруз^

•       Простота в обслуживанииa

•      Трудности автоматизации процесса^ Низкие темпы обработки

•       Тенденция на формирование пылевидного покрытия

•       Объемные емкости требуют длительного времени на разогрев

•       Потребляет больше энергии

•       Качество может варьировать, так как используются ручные операции

Таблица 3: Система предварительной обработки на основе оборотного разбрызгивания

ПреимуществаНедостатки
•      Легкость автоматизации

•       Установка может быть включена в линию по нанесению порошкового покрытия

•       Качество очистки выше

•       Более низкая стоимость химикатов

•       Повышенная пропускная способность

•       Капиталовложения и расходы на техническое обслуживание выше

•       Ниже качество защиты глубоких полостей или компонентов сложной формы

•       Менее эффективная предварительная обработка компонентов малого размера

•      Для выявления и устранения проблем требуются более глубокие знания

 

Два типичных примера по стали
Фосфатирование на основе железа
1.Обезжиривание и фосфатирование железом30-50°С1 минута
2.Обезжиривание и фосфатирование железом30-50°С1 минута
3.Промывка холодной водойКомн. темп.1 минута
4.Промывка водой/хроматом60-70°С1 минута
5.Сушка в печи140-150°С4-5 минут
Фосфатирование на основе цинка
1.Очистка щелочными средствами45-70° С1 минута
2.Промывка холодной водойКомн. темп.1 минута
3.Промывка горячей водой50-60°С1 минута
4.Фосфатирование цинком55-65°С1-2 минуты
5.Промывка холодной водойКомн. темп.1 минута
6.Промывка холодной водойКомн. темп.1 минута
7.Прохождение воды/хромата60-70°С1 минута
8.Сушка в печи140-150°С4-5 минут

Примечание: Информация, представленная выше, имеет отношение только к предварительной подготовке. Необходимо получить рекомендации вашего поставщика химикатов для предварительной подготовки. Как и во всех покрытиях, общее качество отделки настолько хорошо, насколько хорошо была проведена изначальная подготовка металла.

Мы советуем Вам проконсультироваться с Вашим поставщиком химикатов, чтобы определить необходимые условия, выполнение которых обеспечит соответствие предъявленным спецификациям. Мы подчеркиваем, что в целях обеспечения длительного качества порошкового покрытия все химические процессы предварительной подготовки должны соответствовать спецификациям поставщиков химической продукции. Если в процессе очистки стальных основ применяются сильные кислоты и/или тепловое воздействие, концентрация обугленных остатков на поверхностном слое может увеличиться. Для удаления этой сажи может потребоваться смесь моющих средств и физическое воздействие, которое оказывает удар струи. Наибольшей популярностью в связи с высокой эффективностью и непрерывностью операции пользуется процесс предварительной подготовки, основанный на системе оборотного разбрызгивания. В процессе задействованы системы циркуляции на стадиях очистки, промывки и конверсии. Если клиенту необходимо более высокое качество покрытия, как правило, требуется система предварительной подготовки, состоящая из 5, 6 или 7 стадий.

На рисунке 6 представлен упрощенный план системы, состоящей из 3 стадий. Если в систему входит большее количество стадий, схема не претерпевает принципиальных изменений.

Каждая камера обработки образует единый агрегат с резервуаром, расположенным снизу. Съемный насос, расположенный сверху, циркулирует химический раствор по системе трубопровода и стояков. На стояке смонтированы ряд распылительных насадок, которые разбрызгивают раствор на основу. Длина стадии есть функция времени обработки и скорости транспортера. Для системы, в которой время промывки составляет 90 секунд, а скорость транспортера 3 м/мин, требуется длина стадии 4,5 метра.

Очистка отходов — В результате процесса предварительной подготовки возникает необходимость слива из резервуаров части промывочных растворов или шлама. Содержимое ванн хромата и ортофосфата цинка сливается редко. Однако, когда это происходит, необходимо провести обработку этих растворов; кроме того, необходимо обеспечить соблюдение и выполнение местных, национальных и /или региональных законов и положений в области охраны окружающей среды. Меньшие трудности вызывает размещение растворов фосфата железа, так как их уровень рН находится в пределах 4-6. Местные власти могут разрешить промышленному пользователю повысить значение рН до 6-9 и произвести слив вещества в местную систему канализации.

Нанесение порошка — В большинстве случаев в соответствии с требованиями порошок наносится на заготовку путем распыления и заряжается электростатически с помощью распылителей. Могут использоваться и другие методы: погружение в псевдоожиженный слой, нанесение по принципу порошкового облака и электростатической кисти. Большая часть применяемых методов относится к одному из следующих процессов:

  1. Процесс электростатического разбрызгивания Распылитель типа «Корона»

Распылитель типа «Трибо»

  1. Процесс погружения в псевдоожиженный слой

Выбор метода нанесения для использования в технологической установке зависит от индивидуальных потребностей, выявляемых через изучение рынка, и от вопросов, связанных с эксплуатацией установки, таких как:

  • Характер и размер компонентов, на которые наносится покрытие
  • Спецификация слоя покрытия
  • Разнообразие используемых цветов и количество изменений цвета
  • Обрабатываемые объемы в расчете на 1 заказ и за год
  • Логистика порошкового материала и конвейерной доставки компонентов
  • Располагаемые возможности обработки по площади и объему
  • Время доставки оборудования для нанесения покрытия

Ниже приводится сравнение преимуществ и недостатков процесса электростатического разбрызгивания и процесса погружения в псевдоожиженный слой. Из этого сравнения ясно, что оба метода имеют свои собственные области применения. В большинстве случаев более гибким и универсальным методом выступает процесс электростатического распыления.

Электростатическое распыление порошка:

Преимущества

  • Возможность нанесения покрытия на сложные формы
  • Толщина слоя от 30 до 250
  • Легкость и низкая стоимость автоматизации
  • Относительная легкость смены цвета
  • Не требуется предварительное подогревание компонентов

Недостаток

  • Стоимость оборудования выше, чем стоимость установки псевдоожиженного слоя Процесс погружения в псевдоожиженный слой:

Преимущества

  • Возможность нанесения слоя очень большой толщины (>250^) за один цикл нанесения и затвердевания
  • Однородная толщина пленки
  • Низкая изначальная стоимость установки и технического обслуживания Недостатки
  • Для загрузки установки требуются относительно большие объемы порошка
  • Для достижения требуемых результатов требуется предварительное нагревание заготовок, а в некоторых случаях затвердевание по окончании процесса
  • Данный способ можно использовать только в тех случаях, когда требуется нанесение покрытий относительно большой толщины
  • Форма компонентов — простая
  • Данный метод не может использоваться для нанесения покрытий на тонкий материал вследствие его низкой теплоемкости
  • Средняя толщина слоя 200-250 микрон
  • Смена цвета — трудоемкий процесс

Процесс нанесения покрытия посредством электростатического распыления — Электростатическое распыление является наиболее широко применяемым методом нанесения покрытий. Это не только более универсальный метод, но и, как правило, он обеспечивает более широкие возможности контроля качества порошкового покрытия. Процесс электростатического распыления основан на применении электростатической зарядки частиц порошка.

Порошок содержится в бункере в псевдоожиженном состоянии рядом с камерой нанесения. Система порошкового насоса и перемещения воздушным потоком доставляет порошок к электростатическому распылителю. На выходе из распылителя частицы заряжаются и с помощью воздушного потока двигаются в направлении заземленной заготовки. Приближаясь к заземленной заготовке, заряженные частицы под действием электростатического притяжения осаждаются и закрепляются на заготовке. В упрощенном виде этот процесс показан на рисунках 8а и 8б.

Различают, в основном, 2 метода накопления заряда на поверхности частиц. Метод зарядки «Корона» (рисунок 8а) основан на применении генератора высокого напряжения (80-100 кВ), который передает частицам порошка электростатический заряд (как правило, отрицательный) через промежуточный процесс создания ионов кислорода.

по методу «Трибо» (рисунок 8б) электростатический заряд (положительные частицы) накапливается на частицах порошка посредством высокоскоростного трения частиц о специально отобранный материал (например, тефлон) внутри распылителя в течение достаточного количества времени; при этом генератор высокого напряжения не используется (рисунок 8б). Оба метода распыления имеют свои особенные способы нарастания порошкового облака (сравните рисунки 8а и 8б).

Чтобы помочь вам в принятии решения, какой использовать метод нанесения — «Корона» или «Трибо», ниже перечислены преимущества и недостатки обоих методов.

Метод зарядки «Корона»:

Преимущества

  • Сильное электростатическое поле повышает эффективность зарядки и степень осаждения
  • Линии электростатического поля поддерживают движение частиц порошка в направлении заготовки
  • Возможен простой ремонт поверхности, на которую наносится порошок
  • Легкий и прочный распылитель
  • Использование различных типов порошковых материалов и размеров частиц
  • Толщина слоя меняется простым изменением напряжения
  • Простота конструкции способствует быстрой смене цвета Недостатки
  • Избыточные ионы создают самоограничивающий эффект
  • Сильные линии поля приводят к возникновению эффекта Фарадея (неравномерное нанесение покрытия, ненадлежащее качество покрытия углов и расщелин)
  • Эти эффекты могут быть уменьшены или устранены соответственно изменением напряжения или использованием антиионизационных колец (для уменьшения эффекта Фарадея и «апельсиновой корки»)

Распыление по методу «Трибо»:

Преимущества

  • Отсутствие эффекта Фарадея; более высокая степень проникновения в глубокие расщелины, углы и полые места
  • Применение направленных пальцевидных распылителей и законов аэродинамики улучшает направление движения порошка
  • Меньшее количество или отсутствие наплывов на покрытой поверхности
  • Равномерность покрытия
  • Очень хорошие возможности автоматизации
  • Более высокий результат зарядки без применения генератора высокого напряжения
  • Более высокий результат осаждения
  • Более высокая продуктивность при более близком расположении объектов
  • Оптимальное нарастание толщины слоя
  • Более высокая степень расплывания; практически отсутствует эффект «апельсиновой корки»
  • Снижение риска обратной ионизации
  • Более низкий расход порошка Недостатки
  • Большое влияние на характеристики оказывают воздушные неконтролируемые потоки
  • Требуется особый порошок; необходимо доведение формулы под требования процесса зарядки методом «Трибо»
  • Частицы менее 10 микрон заряжаются трудно
  • Зарядка частиц занимает больше времени, а эффективность в процессе длительных циклов снижается
  • Смена цвета занимает длительное время
  • Более высокая стоимость инвестиций при равных показателях производительности
  • Более высокие темпы износа и, соответственно, меньший ресурс внутренний компонентов распылителя и других частей, таких как вставка Вентури порошкового насоса
  • Более точные требования по чистоте и влажности сжатого воздуха
  • Рекомендуется всестороннее обучение персонала, который непосредственно занят на операциях нанесения покрытия

Примечание: Метод нанесения «Трибо», как правило, используется на предприятиях, расположенных в Северной Европе, где более постоянная влажность, а температура в летние месяцы ниже.

В рамках обоих процессов электростатического распыления предусматривается возможность улавливания и повторного использования порошка, который не отложился на объект. Эффективность переноса есть отношение массы порошка, перенесенного на заготовку, к общей массе порошка, прошедшего через распылитель порошка за тот же период времени. После нанесения порошка происходит процесс плавления в печи (рисунок 9).

Как описано выше, многие производители, как европейские, так и в других регионах мира, предлагают самые разнообразные виды оборудования. К этому оборудованию относятся конвейерные линии в сборе, системы предварительной подготовки, печи для сушки/затвердевания или индивидуальные изделия, такие как порошковые насосы, распылители или даже адаптеры к этим изделиям. Каждый компонент системы нанесения покрытий может быть приобретен у компании, специализирующейся в этой области (например, печи, транспортеры, камеры); или можно приобрести установку в сборе у поставщика на условиях «под ключ». В этом случае всю ответственность за установку принимает на себя такой поставщик. Эффективность переноса оказывает воздействие на уровень ресурсного порошка в системе.

Процесс нанесения покрытия по методу псевдоожиженного слоя — Несмотря на то, что основным методом нанесения порошка является метод электростатического распыления, мы также рассмотрим метод погружения в псевдоожиженный слой, как один из альтернативных процессов нанесения покрытий.

Если применяются порошки термического затвердевания, то в том случае практически исключительно используются порошки на основе эпоксидной смолы для нанесения покрытий на крупные изделия, такие как вентили для трубопроводов, опоры заграждений и так далее или на продукцию электронной промышленности малого размера в целях создания изоляционного слоя. В большинстве случаев процесс нанесения покрытия погружением в псевдоожиженный слой используется как процесс термопластического нанесения. Как правило, такие покрытия имеют прочный слой большой толщины, высокую устойчивость по отношению к коррозии и очень хорошие механические, электроизоляционные и химические характеристики. Процесс нанесения покрытия погружением в псевдоожиженный слой не требует электростатической зарядки частиц порошка, а объекты могут подогреваться либо до, либо после процесса. При передаче электростатического заряда псевдоожиженному слою необходимо предпринять меры безопасности во избежание взрыва.

Установка псевдоожиженного слоя выполняется, как правило, в виде контейнера, нижняя часть которого представляет собой воздухораспределительную камеру, а верхняя — пористую пластину. Пространство выше пластины заполняется определенным количеством порошка, который ожижается воздухом, подаваемым снизу. Возникающее в результате электрически заряженное облако порошка притягивается к объекту и осаждается на объект, когда последний подвешивается в порошковом облаке.

Камера распыления порошка — Порошок, который не отложился на объекты в камере распыления, (излишки распыления), не отводится на выброс. В ходе процесса такой порошок улавливается и

утилизируется. Конструкция камеры распыления должна быть такой, чтобы эффективно удерживать, переносить и собирать излишки распыления для повторного использования в системе подачи порошка. В результате сочетание таких процедур обеспечивает оптимальную эффективность всей операции по нанесению порошка. Процесс улавливания приводится в действие вентилятором отработанного воздуха, который создает воздушный поток мощностью, достаточной для прохождения через соответствующее оборудование для экстракции, такого как циклонный уловитель и фильтры (рисунок 11).

В идеальном варианте воздух в камере распыления, где накапливается и двигается порошковое облако, должен находиться в статическом состоянии. Тогда, электростатические силы, имеющие отношение к частицам порошка, в сочетании с проекционной скоростью частиц, выходящих из распылителя (до 60 м/сек), обеспечивают управляемое движение частиц по направлению к объекту, на который наносится покрытие. Идеальная ситуация невозможна по трем причинам:

  • Необходимость улавливания (как показано выше);
  • Распыление порошка осуществляется и поддерживается потоком сжатого воздуха. Этот поток воздуха должен быть удален вытяжным вентилятором.
  • Необходимо поддерживать в камере распыления отрицательное давление, чтобы не допустить выхода порошка через отверстия в камере в рабочую атмосферу. Поэтому в камере поддерживается отрицательное давление и через её отверстия в камеру поступает воздух, но этот воздух также необходимо вытягивать, так как он представляет собой дополнительный объем.

Необходимо обеспечить тщательный контроль движения воздушного потока и найти четкий компромисс по эксплуатационным условиям внутри и вокруг камеры распыления и системы улавливания. В особо важных зонах внутри камеры распыления скорость воздуха поддерживается на уровне 0.4-0.5 м/сек, что достаточно низко, чтобы не оказывать воздействия на проекционную скорость частицы на выходе из распылителя. По причинам безопасности и во избежание риска взрыва максимальный объем порошка в

воздухе должен составлять 10 г/м3; данное требование закрепляется в законном порядке. См. Вопросы безопасности при нанесении порошковых покрытий по версии СЕРЕ

Улавливание порошка — Функцией системы улавливания порошка является сбор излишнего материала распыления и подготовка его к утилизации, а также удаление частиц порошка из потока отработанного воздуха перед выбросом в атмосферу.

Имеются два типа уловителей:

  • Циклонные уловители
  • Патронные уловители

(известны различные конструкции систем улавливания, которые основаны на этих двух принципах). Циклонные уловители:

Входное отверстие циклона подсоединяется к камере, а выходное — к подходящему выхлопному вентилятору. Излишки порошка поступают ко входному отверстию в циклон со скоростью 20 м/сек. Воздушно-порошковая смесь поступает в камеру циклона по касательной; при этом, смеси придается вращательное движение, которое создает действующие на частицы центробежные силы. Более крупные и тяжелые частицы отбрасываются к стенкам камеры и опадают на дно, где и собираются. Более легкие фракции остаются подвешенными в воздушном потоке, который по достижении данного участка отклоняется конической хвостовой частью воздушно-порошковой смеси, направляется по восходящей спирали и уносится через центральную трубу в направлении фильтрующего коллектора. По стандартному порошку эффективность улавливания составляет до 95%. По линиям с высоким содержанием частиц размером <10m в уловленном порошке эффективность улавливания ниже (минимум 85%). Поэтому, неизбежным становится использование патронного фильтра в сочетании с циклонным уловителем с единственной целью не допустить выброса в атмосферу мелких частиц порошка.

Дополнительным преимуществом циклонного улавливания с учетом замены цветовой гаммы является то, что в результате фрикционной связи частиц порошка друг с другом и отскакивания, на циклонных стенках нет или практически отсутствует прилипание частиц. Это означает, что в большинстве случаев при смене цвета краски необходимо тщательно очистить лишь накопитель (бункер) порошковой краски. В большинстве циклонов диффузоры сменные и их замена может при необходимости производиться при наличии запасных диффузоров. Таким образом, после установки запасного диффузора засоренный диффузор может быть очищен. Улавливаемый порошок удаляется из циклона с помощью поворотной заслонки и после этого пропускается через сито с целью отсеивания агломератов и инородных тел. После этого, уловленный порошок смешивается с исходным материалом в заранее обусловленных пропорциях. Соотношение компонентов должно быть всегда в пользу исходного материала. Так как производительность циклона зависит от скорости прохождения частиц через циклон, то патронный фильтр, установленный после циклона должен обеспечивать стабильность в требуемой скорости во всей системе. Фильтрующий материал должен быть легко доступным для проведения частой чистки. Используемые в течении длительного времени тканевые фильтры собирали порошок на внутренней поверхности мешков, что не соответствует высоким требованиям производства, так как такие мешки требуют периодической очистки. Наилучший метод заключается в том, чтобы внутри металлической камеры установить несколько патронных фильтров для того, чтобы порошок накапливался на внешней части фильтров и после этого удалялся потоком обратного сжатого воздуха через примерно каждые 30 секунд в соответствии с интервалами подачи порошка. Общее сопротивление такой многопатронной системы может, настроено на сопротивление циклона и, соответственно, на поддержание производительности циклона.

Патронные фильтры:

При данном методе излишки порошка из покрасочной камеры поступают в камеру, оснащенную несколькими патронными фильтрами.

Типичные для фильтров материалы:

Бумажные гильзы

Сцинтерные пластины (пластиковые)

Полиэфирная ткань

Патронные фильтры отделяют порошок от воздуха, заставляя порошково-воздушную смесь проходить от внешней стороны патрона к внутренней сквозь слой фильтрующего материала, который задерживает порошок и позволяет воздушному потоку выходить в атмосферу. В процессе фильтрации улавливаемый порошок аккумулируется в верхней части патрона и образует порошковую прослойку свободную для прохождения воздуха, которая увеличивает эффективность фильтрации за счет увеличения сопротивления воздушному потоку. Эту порошковую прослойку необходимо периодически удалять для того, чтобы контролировать производительность фильтра. Уловленные частицы порошка периодически удаляются из фильтров методом реверсивного (обратного) продува. Высокоскоростные, нагнетательные реверсивные жиклеры работают менее 0.2 секунды с интервалом в 30 секунд и, в результате того, что они воздействуют только на часть фильтра течении небольшого интервала времени, они практически не влияют на основной поток воздуха и дают постоянные показатели фильтрации. Освобождаемые из патронного фильтра частицы порошка после этого попадают в камеру для просеивания и возврата в систему. Эффективность патронных фильтров очень высока и достигает 99%. Коэффициент эффективности зависит от типа используемого фильтра и частоты его очистки. Система улавливания циклона или патронного фильтра должна быть оснащена пыленепроницаемой прокладкой, т.е. поворотной заслонкой, с помощью которой можно дозировать регенерируемый порошок после его прохождения через сито в исходный материал.

Печи для отвердевания — Для полимеризации порошковой краски, наносимой на основу нам следует подогреть их на несколько минут. В этом заключается процесс отвердевания. Так как порошковые краски не содержат растворителей ( в отличии от жидких покрытий), то в печах отвердевания не обязательно наличие зоны оплавления. Объем выхлопных газов при этом достаточно низкий, что значительно снижает расходы по эксплуатации установки. Консистенция порошка в значительной степени определяет время отвердевания и температуру покрываемого объекта. Она также отразиться и на характеристиках порошкового покрытия.

Конвекционные печи: Могут подразделяться на печи с внутрикамерным и внекамерным обогревом. В качестве топлива могут использоваться природный газ, пропан, бензин или электричество. При использовании печей с внутрикамерным обогревом газообразные продукты сгорания могут смешиваться с порошком в процессе отвердевания и оказывать влияние на характеристики порошкового покрытия. При использовании любой печи необходимо обеспечить защиту от образования быстрого воздушного потока, который бы смог нарушить исходный или еще не застывший слой порошкового покрытия. Приемлемая скорость воздуха находится в пределах от 1 до 2 метров в секунду.

Печь на инфракрасном излучении: Использует энергию излучения для нагрева изделия посредством электромагнитных волн. Такое нагревание происходит очень быстро. Существует три вида излучателей электромагнитных волн — коротковолновые, средневолновые и длинноволновые. Их основные различия в характеристиках — это рабочая температура (2000, 1050 и 600 С соответственно) и коэффициент излучения (80, 60 и 50 % соответственно). Наиболее высокая температура дает наибольшую скорость нагревания, а более низкий коэффициент излучения приводит к большим потерям через конвекционную теплоту.

Двойные или комбинационные печи: В данном случае используется как инфракрасное излучение, так и конвекция. При воздействии инфракрасного излучения порошковая пленка расплавляется, с тем , чтобы избежать ее попадания в конвекционную секцию, где предусмотрено дополнительное время для завершения всего процесса структурирования полимера.

Индукционная печь: Теплота вырабатывается в металлических объектах за счет вихревых токов. Преимуществом данного метода является то, что как и в случае с инфракрасным излучением, порошковая краска может вступать в реакцию до момента вступления с компонентами сгораемых газов. Промежуточное значение температуры излучения дает наиболее эффективный источник нагрева для отверждения порошков. Газоразрядные индикаторные панели, обеспечивают температуру в 900 С, электрические индикаторные панели обеспечивают температуру в приблизительно 800 С.

Обрабатываемые детали должны находиться на расстоянии около 300 мм от пультов излучения. Предметы, покрываемые порошком, более темного цвета поглощают большее количество инфракрасного излучения, в то время как объекты, покрываемые более светлыми тонами краски, нагреваются более медленно. В этой связи рекомендуется проведение проверки каждой отдельно взятой порошковой краски на совместимость с печью отверждения для оценки показателей отвердевания.

Качество и испытания

Компания Akzo Nobel обеспечивает качество на каждом этапе операции порошкового покрытия. Это отражено не только в ее программе «Прогресс через качество», относящейся ко всем аспектам качества при производстве, но и при разработке, сбыте, управлении и менеджменте. Одним из элементов является соблюдение нормативов стандартов ИСО 9001. Большинство клиентов и поставщиков компании также сертифицированы на стандарты ИСО 9000.

Контроль — Отверждающаяся порошковая пленка может испытываться на соответствие целому ряду характеристик. В зависимости от спецификаций, необходимо провести различные испытания каждой партии продукции, прежде чем покрытое изделие может быть поставлено конечному потребителю. Перечень некоторых методов испытаний представлен на таблице 4.

Таблица 4: Методы испытания — сравнение. Метод испытанийISODINASTMBSNTF
Толщина пленки2178

2360

D1186

D1400

3900D5
Глянец28136730D 523
Цвет — Визуальный Фотометрический3668

7724

D22443900D1
Адгезия (измеряемая по методу решетчатого надреза)2409D2197

D3359

3900E6
Ударопрочность6272D27943900E3
Испытание на цилиндрический изгиб151953152D17373900E130040
Испытание на конический изгиб6860D 55230078
Покрытие кромки296
Твердость по Кенигу371153157
Твердость по Персозу155230016
Индекс по Бушхольцу2815531533900Е9
Устойчивостьк царапинам1518D27933900Е2
Органолептическая оценка по Эриксену1520501023900Е430019
Твердость на вдавливание карандашомD 3363
Износостойкость53774D 968 D406030015
Влагоусто йчивость627050173900F2
Устойчивость к воздействию серы3231500183900F8
Устойчивость к соли922750021В 117
Устойчивость к воздействию уксусной кислоты37696496 С15

При проведении большинства испытаний существует величина с отрицательным и положительным допуском. Фактическое значение должно всегда находиться в пределах допустимого диапазона. Для многих из критериев оценки характеристик имеются стандартные для мировой практики процедуры проверки и, следовательно, они могут быть легко подвергнуты сравнению. Ниже приводится информация о некоторых наиболее распространенных в мире методах испытаний, используемых в ряде отраслей промышленности, а также примеры соответствующих мировых стандартов испытаний. Очень важно отметить, что при нанесении конкретного порошкового покрытия может быть использована какая- то отдельная техническая спецификация или стандарт качества, которые требуют особых испытаний или оборудования.

Выявление и устранение неисправностей оборудования.

Как и в любом другом производственном процессе, во время нанесения порошкового покрытия могут произойти нарушения. На покрытых краской поверхностях могут быть такие участки, одна или несколько качественных характеристик, которых выходят за рамки всех допустимых норм и приводят к отбраковке изделий.

Если конкретная деталь не может быть использована, то ее следует восстановить или отбраковать. Деталь подлежит восстановлению только в том случае, если этот процесс достаточно легкий и недорогостоящий. Незначительное восстановление может означать лишь простую доводку, а более сложное восстановление — это повторное покрытие. Решение о восстановлении или отбраковке изделия должно приниматься на основании сравнения общих затрат на восстановление и отбраковку. Расходы на отбраковку будут дополнением к расходам на материал, стоимости изделия, хранению и использованию. В случае переделки, затраты (в зависимости от характера изъяна) будут равны сумме одной или нескольких возможных операций, таких как доводка, шлифование, обдирка, повторное покрытие или повторное отверждение. Для обеспечения успеха рекомендуется выбирать тот или иной метод на каждой стадии.

Шлифование — Загрязнение поверхности материала под покрывающей пленкой и создающее грубые точки — это наиболее трудные для восстановления места. Шлифование (ошкуривание) может привести к положительному результату только в случае правильного выбора и применения наждачной бумаги.

Доводка — устранение незначительных дефектов, небольших пятен или царапин может быть легко осуществлено с помощью доводочной краски (наносимой кистью или пульверизатором). Очень важное значение при этом имеет выбор необходимого доводочного материала. Краска должна полностью соответствовать тону уже нанесенного порошка. При этом следует учитывать следующие факторы:

  • Исходные характеристики нанесенной порошковой пленки
  • Предназначение покрытия или экспозиция
  • Химический состав порошка и процесс его отверждения
  • Количество восстанавливаемых изделий
  • Ограничения по времени

Повторное покрытие — При использовании порошкового покрытия возможно нанесение второго слоя на уже имеющийся без ухудшения свойств покрытия. Поставщик должен информировать об этом своего заказчика. Повторное покрытие наносится на все изделие, а не на какой-то отдельный участок и при этом толщина пленки должна быть стандартной.

Повторное отвердевание — Если какая-то часть подверглась незначительному отвердеванию, то она должна быть помещена в печь повторно. Перед обработкой большого количества деталей данным способом результаты должны подвергаться тщательной проверке. В случае сомнений необходимо проконсультироваться у поставщика.

Обдирка — В некоторых серьезных случаях весь верхний покрывающий слой должен быть удален либо химикатами, либо механическим способом, либо отжигом. Очень важно, чтобы после обдирки изделия были очищены или вымыты, или же прошли полный процесс предварительной подготовки, и только после этого на них наносилось новое порошковое покрытие.

Устранение погрешностей

Многих проблем можно легко избежать при условии соблюдения всех правил и обращении внимания на то, что делаем мы и другие. При всем при этом могут возникнуть трудности в результате технологических нарушений в любом из этапов нанесения порошковой краски. Это может произойти в секции предварительной обработки, в системе восстановления порошка или любой системе снабжения.

Эти трудности могут негативно сказаться на функционировании тех или иных систем и повлиять на качество окрашиваемых изделий.

В таблицах 5 — 10 приводится ряд рекомендаций относящихся к некоторым секциям установки для нанесения порошковой краски.

Рекомендации подразделяются на 6 разделов:

  • Подача порошка, шланги, насосы и расходомеры
  • Процесс электростатического нанесения порошковой краски
  • Восстановление и переработка регенерата
  • Отверждение порошкового покрытия
  • Загрязнение грунтовки или порошковой пленки
  • Сложности с металлическим порошком

Примечание: В дополнение к данной информации, необходимо следовать инструкциям по эксплуатации и техническому обслуживанию, которые прилагаются к оборудованию, химикатам и порошковым материалам.

Таблица 5: Подача порошка, шланги, насосы и расходомеры

НеисправностьВозможные причиныУстранение
Плохое разжижение в порошковом бункереУровень порошка слишком низокДобавить порошок до нормального уровня
Порошок спрессован или Увлажнена)  Вручную размешать порошок в бункере

б)  Проверить качество сжатого воздуха

Частичная закупорка МембраныПроверить дно бункера и мембрану на предмет засорения
Размер частиц порошкаа)  Уменьшить объем регенерата в бункере

б)  Проверить плотность исходного порошка

Засорение шлангов, насосов для подачи порошка или расходомеровВозникновение наростовПрочистить или заменить детали
Слишком высокоедавление подаваемого воздухаСнизить давление воздуха в насосе и краскопульте
Увлажнение подаваемого воздухаПроверить качество подаваемого воздуха
Выбор некачественного материала для шланговПроверить качество материала, из которого изготовлены шланги
Шланги для подачи порошка слишком длинныИзменить схему подачи порошка и/или Укоротить шланги
Изнашивание расходомера или насосаЗаменить изношенные части
Слишком мелкозернистый порошока)  Уменьшить подачу регенерата в бункер

б)  Проверить плотность исходного порошка

Порошок вылетает из бункера в видеСлишком высокое давлениеУменьшить давление воздуха
пыливоздухаподаваемого кпсевдоожиженному слою
а) Уменьшить подачу регенерата в
Слишком мелкозернистыйбункер
Порошокб) Проверить плотность исходного
порошка
Устранение погрешностей

 

 

Таблица 6: Процесс электростатического нанесения порошкового покрытия

НеисправностьВозможные причиныУстранение
Плохое прилипание порошка к деталиНеправильное напряжение на распылителеПроверить напряжение, прочистить или заменить распылитель
Плохое заземлениеОчистить точки заземления и зажимы
Чрезмерные наросты затвердевшего порошка на зажимахЗаменить зажимы
Повышенная влажность воздуха в камере покраскиПроверить качество подаваемого воздуха
Давление в распылителе слишком высокоеУменьшить давление подаваемого воздуха
Неправильное расположение РаспылителейПравильно установить распылитель
Плохая конструкция ЗажимовПеределать зажимы с целью снижения экранирования
Толщина наносимой на деталь порошковой пленки слишком малаНедостаточная подача порошковой краскиа)  Установить правильное давление подачи порошковой краски

б)  Проверить размер расходомера, его чистоту и правильность установки

Недостаточное время нанесения покрытияа)  Увеличить время покрытия за счет снижения скорости движения конвейера

б)  Увеличить напряжение и давление воздушного потока, переустановить распылители

Эффект клетки ФарадеяОтрегулировать напряжение и давление воздушного потока, переустановить распылители
Поверхность зажима слишком велика по сравнению с поверхностью обрабатываемого изделияУменьшить размер зажимов
Увлажненный порошокЗаменить порошок. Обеспечить опечатывание всех порошковых покрытий до момента их использования
Толщина наносимой на деталь порошковой пленки слишком великаИзбыточная подача порошковой краскиа)  Уменьшить подачу краски к распылителю

б)  Увеличить расстояние между распылителем и обрабатываемой деталью

Слишком высокое напряжение на распылителеОтрегулировать напряжение
Избыточное время нанесенияа) Увеличить скорость конвейера
покрытияб) Увеличить скорость поршневого компрессора
Чрезмерный предварительный подогревУменьшить время предварительного подогрева
Различный объем подачи из распылителя(толчки и разбрызгивание)Подача влажного воздухаа)  Проверить осушитель воздуха

б)  Установить охладительную установку

в)  Опорожнить водопроводные краны

Нестабильная подача ВоздухаПроверить загруженность компрессора
Увлажненный порошокУдалить порошок, прочистить установку и загрузить новый порошок. Обеспечить герметичность хранения порошка.
Слишком мелкая зернистость порошкаПроверить соотношение восстановленного иисходного порошка. При необходимости привести в необходимое соответствие.
Плохая пропиткаНедостаточная подача порошкаУвеличить поток подаваемой краски
Плохое заземлениеПроверить и привести в норму заземление
Неправильный тип РаспылителяПопробуйте использовать различные типы распылительных насадок
Слишком высокое напряжениеУменьшить напряжение с тем, чтобы наиболее близко расположенные к распылителю поверхности не отталкивали порошок.
Неправильная скорость подачи порошкаУменьшить подачу воздуха с тем, чтобы порошково-воздушный поток не выдувал порошок.
Плохое расположение РаспылителяОтрегулировать положение распылителя для обеспечения более прямого доступа к углублениям.
Слишком мелкая зернистость порошкаа) Уменьшить соотношение подаваемого в бункер регенератаб) Проверить плотность исходного порошка
Перед отвердеванием поверхность покрываемой детали выглядит неровнойОбратная ионизацияа)  Уменьшить напряжение

б)  Проверить чистоту точек заземления

в)  Уменьшить скорость напыления и толщину пленки

г)  Обеспечить влагонепроницаемость системы

д)  Отодвинуть распылитель от детали

е)  Проверить распылитель на наличие в нем наростов из металлических частиц; при необходимости удалить.

Устранение погрешностей

 

 

Таблица 7: Восстановление и переработка регенерата

НеисправностьВозможные причиныУстранение
Плохая защита порошковой камерыПовреждены или засорены фильтры первичной очисткиа)  Прочистить или заменить мешочные фильтры

б)  Прочистить систему очистки обратным продувом

в)  Проверить качество сжатого воздуха

 

 

 

Перегрузка фильтров тонкой очистки в результате повреждения фильтров первичной очисткиа)  Проверить и заменить мешочные фильтры

б)  Прочистить или заменить фильтрующие патроны

Слишком большие отверстия в камере покраскиУменьшить открытые места в корпусе
Плохое расположение РаспылителяОтрегулировать положение распылителя
Чрезмерная подача краскиУменьшить количество распылителей
Загрязнение поверхности обрабатываемой деталиПадение порошка илиинородных частиц сконвейера или зажимовРегулярно чистите конвейер и зажимы (подвески)
Загрязнение порошковым регенератом; повреждено встроенное ситоЗамените поврежденную сетку фильтра
Загрязнение инородными телами, попадающими сподходящей к камере рабочей площадкиПроверить чистоту деталей с предшествующих этапов процесса покраски
Загрязнение от подаваемого сжатого воздухаПроверить качество сжатого воздуха
Загрязнение

переработанным порошком

Плохая очистка системы восстановления и переработкиПрочистить всю систему согласно инструкциям поставщика
Восстановление порошка не по указанным нормамСлишком низкая скорость подачи воздухаСравнить скорость подачи воздуха стехническими условиями
Слишком мелкая зернистость ПорошкаПроверить плотность порошка; связаться с Поставщиком

 

Таблица 8: Отвердевание порошкового покрытия в печи

НеисправностьВозможные причиныУстранение
Глянец слишком сильныйТемпература отверждения лишком низкаяа)     Увеличить температуру воздуха и металла

б)  Снизить скорость конвейера

Слишком короткий цикл Отвержденияа)  Снизить скорость конвейера

б)  Повысить температуру в печи (проверка печи)*

Глянец слишком слабыйТемпература в печи слишком высокаяа)  Уменьшить температуру воздуха и проверить температуру металла

б)  Увеличить скорость конвейера

Слишком длинный цикл Отвержденияа)  Увеличить скорость конвейера

б)  Уменьшить температуру в печи (проверка печи)*

Загрязнение несовместимым порошкомПроизвести чистку всего оборудования, включая распылитель, камеру и систему улавливания и перезагрузки новым порошком
Попадание растворителя, который может содержать хлорированный углеводородПроверить микрозазор установки для сниженияпаровыделения; ограничить подачу воздуха к зоне нанесения порошкового покрытия.
Плохая текучесть (разлив)Слишком медленное нагревание металлаПовысить температуру на первой стадии отверждения (проверка печи)*
Плохая обработка выковки или текстурыСлишком медленный ПодогревПовысить температуру на первой стадии отверждения (проверка печи)*

 

 

 

Слишком большой процент регенератаУменьшить количество регенерата и добавить нового порошка
Слабая адгезияОбразование недоотвержденной пленкиа)  Увеличить температуру печи

б)  Снизить скорость конвейера

Плохая предварительная обработкаПроверить качество предварительной обработки и отрегулировать ванны в соответствии с рекомендациями поставщиков
Равномерное

обесцвечивание

Слишком высокая температура отверждеванияУменьшить температуру в печи, или увеличитьскорость конвейера (проверка печи)*
Неравномерное

обесцвечивание

Плохая предварительная Обработкаа)  Проверить качество предварит. Обработки

б)  Проверить и отрегулировать химический баланс предварительной обработки

в)  Проверить качество окончательной промывки и просушки

Коррозия на поверхности металлаУдалить с помощью химической обработки Проверить качество окончательной промывки
Загрязнение порошкаПроверить чистоту установки и системы Переработки (повторного использования порошка)

 

Проверку температуры воздуха и металла в печи следует проводить с использованием термографа печи, оперируемого квалифицированным техником. Температура должна соответствовать рекомендациям

Устранение погрешностей

Таблица 9: Загрязнение грунтовки или порошковой пленки (слоя)

НеисправностьВозможные причиныУстранение
В пленке инородное телоПлохая очисткаа)  Проверить или отрегулировать скорость потока, положение насадки распылителя и температуру на каждой подготовительной стадии

б)  Проверить или привести в соответствие параметры химикатов

в)  Прочистить распылитель, камеру покраски и систему улавливания

Порошок слишком крупный или не просеянПросеять весь порошковый регенерат, проверитьцелостность сита или сменить размер его ячеек
Порошок в виде крупинокСвязаться с поставщиком
Химическое

перекрестное

загрязнение

Неправильное размещение Деталейа)  Проверить и установить детали для обеспечения максимального дренажа

б)  Проверить и откорректировать время просушки между различными этапами

Загрязнение цветаПлохой контроль при смене цвета порошкаПолностью прочистить установку, распылитель и перерабатывающее оборудование и загрузить новый порошок
Перекрестное загрязнение на заводе-изготовителеСвяжитесь с поставщиком порошка
Наколы (пузырьки) в пленкеЗагрязнение кремнием Определить и устранить источник загрязненияОпределить и устранить источник загрязнения
Загрязнение масломПроверить установку обезжиривания
обезжиривания
Наличие масла/воды вподаваемом воздухеПроверить улавливатели (сепараторы) масла и воды
Таблица 10: Железные порошки

НеисправностьВозможные причиныУстранение
«Трекинг

диэлектрика»

Избыточное

содержаниеЖелеза

Свяжитесь с поставщиками
Порошок увлажненУдалить порошок, прочистить все оборудование изагрузить новый порошок
Избыточный процент РегенератаПроверить соотношение регенерата и нового порошка
Плохое заземлениеПроверить все точки заземления распылителя, оборудования и окрашиваемой детали
Частицы железа в порошкеСвяжитесь с поставщиками

 

 

 

Экономичность порошкового покрытия

В настоящее время стоимость порошкового покрытия дискутируется как никогда прежде. Многие из занимающихся этим делом хотели бы знать насколько отличается стоимость порошкового покрытия от покрытия жидкими красками. Для того чтобы ответить на этот вопрос, необходимо рассмотреть каждый отдельный случай. Для оценки экономичности следует принять во внимание многие аспекты и факторы. Некоторые аспекты относятся к материальным (технические, технологические и инвестиционные), а некоторые к нематериальным (повреждение, риск и качество).

Ниже приводится наставление по выбору порошкового покрытия.

Преимущества порошкового покрытия

  1. Порошок готов к применению:
  • Нет необходимости смешивать порошок с растворителями или катализаторами, или делать какую-то предварительную подготовку
  • Это устраняет любой риск на фабрике или в цехе покраски и снижает случаи отбраковки изделий в результате предварительной подготовки, необходимой для жидкой краски.
  1. Снижение риска возникновения пожара:
  • Растворитель не используется, что снижает рис возникновения пожара. Это дает экономию средств как на принятие постоянных мер безопасности, так и при страховании
  • Отпадает необходимость в наличии изолированной проводки и специального источника света и питания в местах складирования и камерах покраски
  • Необходимо принять меры, для того, чтобы не допустить контакта порошкового вещества с открытым пламенем и тепловыми источниками.
  1. Отсутствие проблем с утилизацией отходов растворителя:
  • В порошковых покрытиях не используются растворители для разбавления, распыления или прочистки, что уменьшает проблемы с утилизацией отходов растворителя
  • Отсутствие затрат на утилизацию растворителя/краски
  1. Снижение риска для здоровья оператора:
  • Отсутствие растворителей в порошковых покрытиях снижает объем вдыхаемых вредных веществ
  • Попадание на кожу менее вредно, порошок может быть легко смыт
  • Нет необходимости использовать растворитель или эмульсионное мыло для очистки кожи. Для предотвращения заражения или раздражения кожи при контакте с порошком достаточно использовать защитный крем.
  • Респиратор предотвратит от вдыхания порошковой пыли
  • Практически нет запаха и, тем самым, уменьшается необходимость в вентиляции.
  1. Низкий процент потерь порошка в процессе нанесения покрытия:
  • Используя хорошо налаженную систему улавливания и переработки в камере покраски, можно добиться 96 — 98% использования порошка.
  • Отсутствие необходимости удаления порошковой эмульсии или порошкового осадка. Отсутствие расходов на установку систем восстановления растворителя.
  • Остатки порошка могут быть собраны и переработаны, что снижает возможность загрязнения окружающей среды.


 

  1. Высокое качество порошкового покрытия
  • В отличие от обычных красок, можно достичь более высоких показателей качества
  • Более привлекательного внешнего вида и параметров можно достичь даже при наложении одного слоя
  • Благодаря более простому процессу управления отверждеванием улучшается сцепление и устойчивость к воздействию коррозии.
  • Во время отверждения порошковое покрытие имеет очень низкий процент усадки, в результате чего срезы имеют очень качественное покрытие.
  • В процессе горячей сушки потери полимера в весе составляют менее 1%. Не имея специальных навыков можно добиться получения однородного и более плотного покрытия (от 35 до 250 микрон)
  • При отлаженном оборудовании толщина покрытия будет неизменна и при автоматизированном производстве
  • Глянец, полуглянец, матовый, металлический и текстурные оттенки могут быть получены при нанесении одного слоя.
  1. Простота восстановления порошкового покрытия:
  • Если поврежден один или несколько участков порошковой пленки до начала отверждения, то порошок можно удалить методом продувки или вакуумом
  • Ректификация поврежденного участка производится повторным напылением
  • Удаленный порошок может быть переработан и использован повторно.
  1. Техническое обслуживание:
  • Камера порошкового покрытия легко чистится методом продувки или вакуумным способом. Для чистки стен и пола камеры могут быть использованы самые простые инструменты.
  • Нет необходимости пользоваться чистящими средствами и ветошью, как в случае нанесения жидких красок
  • Следует постоянно придерживаться инструкций по технике безопасности завода — изготовителя
  • Хороший уход и техническое обслуживание должны быть постоянными.
  1. Дополнительное капиталовложение и экономическая выгода:
  • Автоматическое оборудование обеспечивает простоту нанесения покрытия
  • Нет необходимости в привлечении опытных пульверизаторщиков и специальном обучении оператора
  • Как правило, достаточно простой предварительной обработки: обезжиривание и фосфатирование
  • Время обработки, как правило, сокращается (в отличие от нанесения жидких красок), так как перед отверждеванием нет необходимости в «распылении» растворителей
  • Требуется меньше места для оборудования из-за отсутствия фазы «распыления»
  • Нет необходимости в удалении растворителей или насыщенного растворителем горячего воздуха, что приводит к экономии энергии
  • Не образуется пыль, которая могла бы прилипнуть к покрытию и образовать дефекты
  • Требуется меньший объем воздуха для замены в печи и установке, что снижает теплопотери.
  • Требуется меньше места для хранения порошковых покрытий без наличия противопожарных средств, таких как антиразрядных устройств.
  • Нет необходимости иметь запас растворителя, так как порошок готов к применению
  • По сравнению с установкой для нанесения жидкой краски, установка для нанесения порошкового покрытия проще и дешевле.

В заключение еще раз отметим основные преимущества выбора порошкового покрытия:

  • Ощутимое снижение стоимости оборудования


 

  • Значительное сокращение затрат на эксплуатацию (энергоресурсы, трудозатраты, эффективность)
  • Снижение технологических затрат (качество, повреждения, окружающая среда)

Конкретные вопросы стоимости (затрат) — В конце линии покрытия наиболее важным показателем является общая стоимость порошкового покрытия одного квадратного метра поверхности. Для определения этой стоимости нам необходимо учесть и проанализировать всю систему порошкового покрытия, начиная с поступления сырья и заканчивая складированием и отгрузкой. Это очень трудная задача.

На таблице 11 показана методика осуществления таких расчетов:

Таблица 11: Упрощенный расчет стоимости порошка и расхода порошкового материала на 1 кв. метр

(Так как порошковые покрытия не содержат растворителя и не требуют смешивания или разведения, то достаточно просто рассчитать вес порошка, необходимого для покрытия какой-то части поверхности, исходя, из этого можно также произвести расчет стоимости):

Удельная плотность х Толщина пленки (микрон) = Граммы порошка на 1 кв. метр поверхности
Возьмем белый порошок с удельной плотностью:

Объем порошка на 1 кв. метр при толщине 1 микрон:

При толщине покрытия (пленки) в 60 микрон расход порошка на 1 кв. м равен: Площадь покрываемая одним кг. порошка будет равна:

1.65 гр./кв. см 1 кубический сантиметр 1 х 1.65 х 60.00 = 99 грамм 100/99 = 10.10 кв. метров
При непрерывном производстве и хорошей отлаженности операций и оборудования можно достичь97% утилизации порошка. Данный показатель эффективности необходимо также учитывать.
Рассчитав таким образом, что:

Порошок закупается по чистой стоимости: Таким образом, окончательная стоимость покрытия:

97/100 х 10.10 = 9.797 кв.м.

поверхности

15 Евро

15/9.797 = 1.531 Евро/кв. метр

Примечания:

  1. Погрешности могут быть допущены при расчете требующей покрытия площади поверхности. Общая площадь поверхности должна включать в себя обе стороны изделия (заднюю и переднюю). Если же необходимо покрыть только одну сторону, то необходимо взять в расчет обволакивающий эффект, например, с коэффициентом умножения на один погонный метр среза(торца) покрываемого изделия.
  2. Недостатки периодически и в разной степени имеют место в каждой установке. За короткий период времени эксплуатации проблематично оптимизировать показатели эффективности.
  3. Компания Akzo Nobel может оказать техническое содействие в оптимизации эффективности работы установки для нанесения порошковых покрытий.
Таблица 12: Стоимость порошкового материала

СтрокаОпределяющий показательСсылкаСлучай

1

Случай

2

Случай

3

1Стоимость порошкаNLG на 1 кг15.0016.5016.50
2Удельная плотностьГр/куб.сантиметр1.651.651.65
3Объем порошка м.куб/кв.мПленка в 1 микрон111
4Толщина покрытия в микронахСредняя606070
5Теоретически покрываемая площадь в кв.м/кг1000/( строка 3 х строка 2 х строка 4)10.1010.108.66
6Расход материала в %От 95 до 98%979797
7Теоретически покрываемая площадь в кв.м/кгСтрока 6/100 х строка 59.809.808.40
8Стоимость материала NLG/кв.мСтрока 1/ строка 71.531.681.96

На таблице 12 представлен такой же анализ в форме матричного исчисления. Преимущества данного метода расчета становятся очевидными при одновременном рассмотрении нескольких случаев (случай 1, 2 и 3). Выбранный определяющий показатель может быть изменен и окончательный результат получен сразу же .

Мы рекомендуем проведение подобного анализа и матричного исчисления для каждого из приведенного ниже этапа процесса нанесения порошкового покрытия. Представители компании Akzo Nobel могут оказать техническую помощь при расчете оптимальных затрат вашей установки для порошкового покрытия.

Стоимость химикатов для предварительной обработки — В большинстве циклов предварительной обработки используются такие химикаты, как моющие средства, поверхностно-активные вещества, ионообменные вещества, фосфаты и т.д.

Стоимость используемой энергии — Это дополнительные расходы на такие потребители энергии как:

Печь для отверждения: Печь для термоотверждения порошка требует меньше отработанного воздуха по сравнению с камерой для нанесения жидкой краски. Несмотря на то, что для отверждения порошка требуется более высокая температура, общее потребление энергии при этом ниже, чем в случае с жидкими красками.

Система конвейера — Энергия требуется не только для приведения конвейера в движение, но и для компенсации потери тепла на конвейер и детали.

Энергия для циркуляции воздуха: Системы порошкового покрытия циркулируют воздух, но при этом не требуется подогрева воздуха. Система порошкового покрытия требует поддержания циркуляции определенного объема воздуха в камере покраски, через систему улавливания, системы воздушных фильтров и обратно в здание.

Общие расходы на энергосистему: Зависят от типа нагревания термоотверждающей печи, т.е. природный газ, мазут или электричество. Кроме того, необходимо учесть стоимость энергии на подачу сжатого воздуха, воды и общий объем электроэнергии на побочные нужды.

Стоимость труда и технического обслуживания и ремонта — Сюда следует включить почасовую оплату труда на обслуживание и ремонт. При необходимости эти затраты можно разбить по производственным циклам. Сюда же должна быть включена замена элементов (фильтров, сита) и частей (подшипников, конвейера, насоса, краскопульта, элементов измерительных приборов).

Охрана труда и техника безопасности

Порошки термического затвердевания представляют опасность лишь в том случае, если человек находится в зоне определенных концентраций порошково-воздушной смеси. Если установка по нанесению порошкового покрытия имеет хорошую конструкцию, а ее эксплуатация осуществляется надлежащим образом, такие концентрации могут возникать только в системе распыления и улавливания; таким образом, данная проблема принимается во внимание при разработке этих систем. Температура возгорания обычных концентраций порошково-воздушной смеси очень высока. Температура возгорания типичного порошка из эпоксидной смолы находится на уровне приблизительно 500°С. В качестве сравнения, смеси паров растворителя и воздуха возгораются при температуре приблизительно от 30°С до 40°С.

Уменьшение риска пожара или взрыва может быть достигнуто при исключении условий, перечисленных в подпунктах «а» и «б» выше. Эти условия можно исключить следующими способами:

  • Регулярное проведение технического обслуживания и поддержание в чистоте условий эксплуатации;
  • Исключение сухой уборки и использование сжатого воздуха для удаления, рассыпанного порошка;
  • Применение специально разработанных пылесосов или влажной уборки;
  • Запрещение открытого разведения огня и курения;
  • Создание и поддержание таких конструктивных условий, при которых в камере распыления и системе улавливания концентрация смеси составляет не более 50% от нижнего предела взрывоопасности (НПВ);
  • Информирование пользователя о специфических свойствах продукции, таких как НПВ и температура возгорания.

Опасность поражения электрическим током — Основными источниками опасности поражения электрическим током являются следующие:

  • Ненадлежащие или неисправные системы заземления, в результате чего может идти процесс накопления статического электричества и, как следствие, искрение или электрический удар;
  • Неисправное или перегретое электрооборудование, которое может привести к пожару или электрическому удару;

Исключение перечисленных условий уменьшает риск поражения электрическим током или риск пожара. В этих целях необходимо:

  • Поддерживать системы заземления всех электропроводящих объектов в исправном состоянии, включая источник энергии высокого напряжения;
  • Осматривать и удалять со всех двигающихся компонентов излишнее покрытие или пыль;
  • Обеспечить операторов проводящим напольным покрытием, инструментами и личным защитным оборудованием;
  • Разработка такой конструкции конвейеров, при которой возможность раскачивания заготовок сведена к минимуму;
  • Недопущение скапливания пыли на электрооборудовании и вентиляционном воздухопроводе;
  • Недопущение загрязнения и загромождения вентиляторов охлаждения;

 

  • Обязательное использование операторами антистатической одежды, не изолирующих перчаток и антистатической обуви.

Примечание: В сочетании с вышеперечисленными превентивными мерами в зоне, где установки для нанесения порошкового покрытия на равном удалении друг от друга должны быть обеспечены средства ручного и автоматического пожаротушения.

Воздействие со стороны опасных материалов — Как указывается в главе 3, материалы для нанесения порошковых покрытий содержат 6 или более различных компонентов. В зависимости от формулы некоторые из этих веществ могут представлять опасность для эксплуатационного персонала, но только в том случае, если происходит утечка в зону обслуживания вследствие неправильного обращения или недостаточной вентиляции. Поставщик материала обязан указать на ярлыке продукции и в «Листе Данных по Безопасности Материала» (ЛДБМ) особо опасные компоненты, если таковые имеются. В пакет документов включаются инструкции в отношении «Пределов Профессионального Воздействия» (ППВ) и меры предосторожности, которые необходимо предпринимать в случае попадания на кожу или при вдохе этих веществ.

В приложениях 1 и 2 приведены формат «Листа Данных по Безопасности», который принят в компании «Порошковые Покрытия Akzo Nobel», и формат документа, принятого в Американском Управлении по Вопросам Охраны Труда и Техники Безопасности.

Всесторонний анализ рабочего места, потребностей операторов в средствах защиты и утверждение инструкций по вопросам безопасности на рабочем месте могут значительно снизить, если не устранить совсем, риск нанесения вреда здоровью в связи с воздействием со стороны материалов порошкового покрытия. Ниже приведены примеры таких инструкций:

  • Запрещается принимать пищу и напитки на рабочем месте;
  • Обязательное использование длинных перчаток, покрывающих нижнюю часть руки;
  • Обязательное ношение противопылевого респиратора, покрывающего рот/нос, и защитных очков;
  • Обязательное использование респираторной маски, защищающей всю поверхность лица;
  • Обеспечение умывальников для тщательной мытья рук, особенно в столовой перед употреблением пищи и напитков, и раздаточных машин с увлажняющим кремом, который наносится на руки после помывки.
  • Обеспечение средств для мытья с мылом и водой других участков кожи или всего тела.

Любое лицо, которое будет работать с опасным продуктом, должно быть проинформировано об опасности, как только возможность такой опасности официально установлена. Хотя сама информация носит стандартный характер, при передаче этой информации может использоваться нестандартный формат(пример: приложении 1 и 2).

Сжатый воздух, напорная вода и прочие используемые средства — Системы, в которых используются вещества под давлением, могут представлять опасность:

  • Если оборудование установлено, обслуживается или эксплуатируется неправильно, то давление воздуха может привести к излому части системы;
  • Вещество может проникать в тело человека через рот, нос, уши и т.д., вызывая внутренние повреждения;
  • Вещество может нанести травму или проникнуть через кожу и глаза;
  • Инородные частицы в веществе могут вызвать инфекцию.

По этим причинам вещества под давлением должны всегда храниться на удалении от сотрудников. Обслуживание и эксплуатация систем, в которых используется высокое давление, осуществляется в соответствии с национальными положениями и инструкциями. Именно они контролируют безопасность технологий в процессе использования, перемещения и осмотра в обычных и чрезвычайных ситуациях.

Основные вопросы по конструкции оборудования — В процессе разработки, изготовления и установки оборудования для нанесения порошковых покрытий большое внимание в вопросах охраны труда и техники безопасности необходимо уделить следующим критериям:


  • Адекватная степень вентиляции и удаления веществ из всех рабочих зон;
  • Легкий доступ ко всему оборудованию пожаротушения и оказания первой медицинской помощи в случае возникновения чрезвычайной ситуации;
  • Обеспечение средств безопасности в достаточном количестве и путей эвакуации в случае опасности Камеры распыления и оборудование по нанесению покрытий
  • Правильно разработанные камеры распыления должны устанавливаться с оборудованием вытяжной вентиляции, которое используется для удаления пыли и поддержания концентрации подаваемого воздушным потоком порошка внутри оборудования на уровне менее 50% от НПВ, а снаружи, на рабочем месте — ниже Предела Профессионального Воздействия (ППВ).
  • В целях проведения ручных операций требуются подходящие отверстия для обеспечения доступа; размер отверстий должен быть достаточно большим, что необходимо для эффективного проведения ремонтных работ. Воздушный поток должен перемещаться со спины оператора (в случае ручного нанесения покрытий) в направлении камеры распыления, а оттуда — в вытяжной трубопровод.
  • В целях обеспечения адекватного контроля требуемая скорость воздушного потока зависит от ряда факторов, таких как конструкция камеры распыления, нормы нанесения порошковых покрытий и размеры объектов, на которые наносится покрытие.
  • Как правило, эффективным считается контроль, при котором скорость удаления составляет от 0.5 м/сек до 1.0 м/сек, взятая как средняя величина площади камеры.
  • Осмотр, тестирование и поддержание на определенном уровне работы и эффективности систем удаления и вентиляции должны проводиться в соответствии с местными положениями.
  • Камера распыления и оборудование, расположенное в технологической цепочке вслед за камерой распыления, должно изготавливаться из негорючих материалов.
  • На поверхностях не должен накапливаться электростатический заряд, а все токопроводящие компоненты должны быть надлежащим образом заземлены.
  • Необходимо исключить горизонтальные поверхности, чтобы не допустить отложения пыли; внутри оборудования поверхности должны быть настолько гладкими, насколько это возможно, чтобы обеспечить легкость проведения уборки.
  • Источник электроэнергии и система подачи порошка должны быть заблокированы на объем воздухоотвода таким образом, чтобы в случае выхода из строя вентиляции источник электроэнергии отключался, а подача порошка прекращалась
  • Фланцевые соединения и крепление должны располагаться за пределами камеры распыления.
  • Необходимо обеспечить защиту кабелей высокого напряжения от механического повреждения.
  • Распылители должны быть установлены и защищены в соответствии с действующими положениями по электроустановкам.
  • Всё электрооборудование должно устанавливаться таким образом, чтобы в случае возникновения чрезвычайной ситуации его можно было бы изолировать безопасным образом.
  • Так как камера распыления, как правило, объединяется с системой улавливания, необходимо обеспечить систему отводу взрывной волны, которая разрабатывается и исполняется в соответствии с местными положениями. Отвод не должен быть направлен внутрь здания или к рабочей зоне.
  • По рекомендации местных органов пожарной безопасности в здании могут быть установлены автоматические системы разбрызгивателей. Для тушения локализованных небольших пожаров могут эффективно применяться такие приемы, как слой СО2 или «водный туман».

Печи

  • Конструкция и процесс установки печи для затвердевания должны соответствовать национальным требованиям по выбросам в атмосферу. В процессе изготовления необходимо учитывать тот факт, что отработанные или летучие компоненты должны отводиться в безопасное место; утечка или возращение этих компонентов в рабочую зону недопустимы.
  • В целях обеспечения эксплуатационной эффективности и КПД в соответствии с местными положениями необходимо проводить регулярный осмотр, тестирование и обслуживание печей.
  • На всех стадиях работы с порошком, например, открытие ящиков, загрузка бункеров, сбор неиспользованного порошка, все эти мероприятия необходимо проводить на закрытой


 

территории и/или с использованием соответствующего оборудования для отвода пыли, чтобы не допустить её утечки.

  • Необходимо обеспечить управление температурой в печи и произвести монтаж нескольких защитных выключателей высокой температуры; максимальное положение установки датчиков — 240°С.
  • Конвейер и печи должны быть заблокированы на отключение или уменьшение производительности источника тепла в случае остановки конвейера, что необходимо для предотвращения перегрева компонентов, находящихся внутри.
  • Вся печь должны иметь такую конструкцию и способ изготовления, которые в случае необходимости позволяют легко провести чистку печи.

Система улавливания и рециркуляции

  • Оборудование для системы улавливания и рециркуляции должно изготавливаться из негорючих материалов.
  • На поверхностях не должен накапливаться электростатический заряд, а все токопроводящие компоненты должны быть надлежащим образом заземлены.
  • Схема расположения компонентов системы планируется таким образом, чтобы свести к минимуму длину системы каналов.
  • В процессе разработки и построения всей системы необходимо учесть возможность беспроблемного проведения в случае необходимости чистки.
  • В целях проведения осмотров и чистки необходимо обеспечить доступ в виде отверстий для рук.
  • Необходимо исключить горизонтальные поверхности, чтобы не допустить отложения пыли; внутри оборудования поверхности должны быть настолько гладкими, насколько это возможно, чтобы обеспечить легкость проведения уборки.
  • Осмотр, тестирование и поддержание на определенном уровне работы и эффективности систем удаления и вентиляции должны проводиться в соответствии с местными положениями.
  • Фланцевые соединения и крепление должны располагаться за пределами оборудования.
  • Сбор пыли для сброса должен осуществляться в прочный металлический контейнер через плотное соединение.
  • Так как камера распыления, как правило, объединяется с системой улавливания, необходимо обеспечить систему отвода взрывной волны, которая разрабатывается и исполняется в соответствии с местными положениями. Отвод не должен осуществляться в направлении окружающей рабочей зоны, если не обеспечивается надежная фильтрация.

Охрана окружающей среды — Власти многих стран разработали «План Национальной Политики в Области Охраны Окружающей Среды», в котором приводится описание основных директив и инструкций в отношении политики в области охраны окружающей среды. План был разработан с тем, чтобы оказать помощь в борьбе против многочисленных выбросов (включая потоки отходов), которые оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду. В плане содержится требование о проведении структурной адаптации экономических процессов производства, а также проводится мысль о том, что «хорошая и здоровая окружающая среда» является предпосылкой продолжения экономического развития.

В начале данной главы мы подчеркнули, что применение порошковых материалов является самым оптимальным выбором технологии для промышленного процесса нанесения покрытий. В области охраны труда, техники безопасности и охраны окружающей среды преимущества этой технологии явно преобладают по сравнению с жидкими материалами для нанесения покрытий. Большая часть современных формул порошка не содержат летучих органических соединений (ЛОС), опасных веществ, загрязняющих воздух (ОВЗВ), тяжелых металлов, таких как свинец, хром, ртуть и кадмий, и отвердителей, которые, как считают некоторые эксперты, являются в некоторой степени канцерогенными и мутагенными веществами. Вышеупомянутый ЗКДР также регулирует процессы выявления, сбора, транспортировки, хранения, обработки и размещения опасных отходов в целом. Закон охватывает несколько сотен таких опасных отходов, включая отходы химического происхождения. Ни одно из этих установленных вредных веществ, содержащихся в отходах, не используется в процессе изготовления порошковых покрытий. Таким образом, в соответствии с ЗКДР отходы установок по нанесению порошковых покрытий не являются токсичными или опасными. Если у вас есть сомнения, проверьте информацию по листу данных по безопасности материалов или наведите справки у специалиста HSE.

В качестве заключения:

  • Компания Akzo Nobel отдает приоритеты вопросам охраны труда, техники безопасности и охраны окружающей среды и выполняет действующие положения в интересах окружающей среды и здоровья и безопасности работников отрасли нанесения покрытий.
  • При правильной разработке и эксплуатации в процессе нанесения порошковых покрытий образуются лишь малые объемы отходов по сравнению с процессом нанесения жидких покрытий. Производимые отходы не являются токсичными или опасными материалами.
  • Компания Akzo Nobel может оказать вам техническое содействие в деле оптимизации вашей установки по нанесению порошковых покрытий.

Определения/Термины

АООСАгентство по охране окружающей среды — Институт правительства США, который регулирует и контролирует деятельность организаций, оказывающих воздействие на окружающую среду.
Апельсиновая коркаВнешний вид поверхности, напоминающий неровную поверхность апельсиновой корки; как правило, причиной является ограниченная способность расплывания материала для нанесения порошкового покрытия.
Взрыв пылиБыстрое сгорание находящихся в воздухе частиц пыли в ограниченном пространстве, которое вызывает сильное расширение.
Взрывное испарениеШаг в процессе нанесения покрытия жидкими материалами, при котором растворитель испаряется до затвердевания.
Время гелеобразованияВремя, необходимое для приведения сухого твердого порошка в гелеобразное состояние при стандартной температуре.
ВыравниваниеСпособность слоя материала порошкового покрытия расплываться и формировать гладкий и однородный слой покрытия.
Газовая пораПоявление на поверхности слоя порошкового покрытия маленьких отверстий (как будто от прокола иглой), видимых невооруженным глазом; как правило, являются результатом недостаточной способности газов выходить из расплавленной пленки в процессе затвердевания.
ГибкостьСпособность затвердевшего слоя покрытия сгибаться без образования трещин.
ГибридМатериал порошкового покрытия на основе полиэфира или акриловой смолы с добавлением эпоксидной смолы.
ГлянецСтепень отражения света поверхностью.
ГрунтПервый слой, состоящий из специального материала покрытия, который наносится на поверхность основ для повышения устойчивости по отношению к коррозии или усиления адгезии с металлом.
ГрязьЛюбой инородный материал на поверхности основы до предварительной обработки.
Деинонизированная водаВода, обработанная таким образом, что она не содержит нехарактерные для воды ионы.
ДисперсияСуспензия или смесь частиц в иной жидкой среде.
ДКСДифференциальный калориметр сканирования измеряет несколько термодинамических свойств химических веществ.
ЖидкотекучестьСтепень флюидизации материала для нанесения порошкового покрытия.
ЗаземлениеПринцип приведения электрического потенциала в равновесие с нейтральной массой.
ЗаполнительНеорганический инертный материал; также наполнитель или определенные пигменты.
Затвердевание излучениемИспользование энергетических лучей конкретного диапазона электромагнитного спектра для затвердевания слоя покрытия.
ЗатвердительСм. «Отвердитель».
Излишки распыленияМатериал порошкового покрытия, который не отложился на покрываемую основу; направляется в систему улавливания и утилизации.
ИнгибиторДобавка, используемая для замедления или нейтрализации химической реакции.
Инфракрасное излучениеЭнергия в инфракрасной зоне электромагнитного спектра несколько выше диапазона видимого света.
Испытание на изгиб по МандрелуМеханический метод испытания гибкости слоя покрытия, нанесенного на стандартную испытательную пластину.
Испытание по Карлу ФишеруМетод химического испытания с целью определения содержания влажности в порошковообразных материалах.
Испытание солевым туманомПроцедура испытания на устойчивость пленок, покрытия по отношению к коррозии с использованием стандартных испытательных стендов в условиях стандартной коррозийной среды.
Камера распыленияСпециальная кабина, в которой в жестко контролируемых условиях на основы вручную или
46 Interpon.

Powder Coalings

 

 

автоматически распыляется материал порошкового покрытия.
Клетка ФарадеяЗона металлической конструкции, которая вследствие своей геометрической конфигурации защищена от электростатических полей, создаваемых внешними источниками. Нанесение покрытия путем электростатического распыления становится более трудным.
КАН CAS, (Commission for Atmospheric Sciences)Комиссия по атмосферным наукам
Кроющая способностьСпособность слоя порошкового покрытия скрывать низлежащую поверхность при стандартной толщине слоя.
ЛДБМЛист данных по безопасности материала — содержит информацию по опасным компонентам, по вопросам техники безопасности и опасности для здоровья, по защитному оборудованию и процедурам оказания первой помощи.
Линии поляВоображаемые силовые линии в электростатическом поле (например, электростатическом).
Материал порошкового покрытияКонечная сухая твердая смесь, включающая все необходимые ингредиенты, измельченные в порошок и которые к нанесению на данную основу в качестве покрывающего материала.
Мгновенная ржавчинаМолекулярный слой ржавчины, возникающий на стальной поверхности в течение нескольких минут после предварительной подготовки.
Межслойная адгезияСпособность двух слоев покрытия сцепляться друг с другом.
МетамеризмОпределение, применимое к слою покрытия, когда его цвет изменяется при рассмотрении под светом различных длин волн.
МикронСтандартная единица измерения толщины слоя покрытия (1/1000 миллиметра).
МикронизацияИзмельчение порошка до размера, измеряемого в микронах.
МономерМолекула, способная вступать в химическую реакцию с другим мономером, образуя длинную цепь идентичных секций, так называемых полимеров.
НАПБНациональная ассоциация пожарной безопасности — это организация в США, которая распространяет информацию об опасностях химических веществ в области здоровья, реакционной способности и возгорания.
НаполнительТим пигмента, которые также передает материалу порошкового покрытия особые свойства.
Неорганическое веществоМатериалы, не содержащие углеродистые смеси, например металлы и его производные.
НесовместимостьНевозможность использования и нанесения порошков в виде смеси в любом соотношении без видимых или механически измеряемых различий получаемого слоя порошкового покрытия при сравнении с исходными материалами.
НПВНижний предел взрывоопасности — это нижний предел концентрации органического порошка, взвешенного в воздухе, при котором может состояться взрыв под воздействием стандартного источника энергии.
ОкалинаСлой ржавчины на стали, которая возникает в процессе горячей прокатки стали.
ОпасностьСостояние контакта или присутствия, при котором создается рискованная, опасная или менее здоровая или токсичная ситуация.
Органическое веществоМатериалы, в состав, которого входят углеродистые соединения, такие как смолы, некоторые пигменты и добавки, и т.д.
ОсноваИзделие или продукт, на который наносится покрытие.
Оцинкованная стальСталь, покрытая тонким слоем цинка.
ПАВПоверхностно активное вещество — это химическая добавка, контролирующая растяжение материала на поверхности.
ПассивацияХимическая обработка металлической поверхности с целью снизить его реакционную способность.
ПДКЗПредельно допустимая концентрация загрязнения
ПереработкаКоррекционная процедура, в ходе которой исправляются недостатки изделия, на которое нанесено порошковое покрытие.
Покрытие кромкиСпособность материала порошкового покрытия перетекать, накапливаться с достаточной
47 Interpon.

Powder Coalings

 

 

толщиной в процессе затвердевания и прилипать к острым кромкам и углам.
ПолимерДлинная молекула, образованная путем химической реакции из большого количества мономеров.
ПолимеризацияРеакция, при которой на основе химического соединения в длинную цепь идентичных секций (мономеров) формируется большая молекула (полимер).
ПолиэфирСмола термического затвердевания, цепь, которая оборвана насыщенным карбоксилом или гидроксилом; процесс полимеризации может быть продолжен добавлением отвердителя.
Порошковое покрытиеПроцесс нанесения материала порошкового покрытия на различные основы с тем, чтобы в дальнейшем образовался слой (пленка) покрытия.
Порошковый насосУстройство для подъема или перемещения, в котором используется воздух для перемещения порошка либо из одного контейнера в другой, либо по направлению к действующему устройству.
ППВПредел Профессионального Воздействия — это нижний предел соприкосновения человека с веществом посредством вдоха; относится к концентрации опасных материалов в атмосферном воздухе.
Предварительная

подготовка

Подготовка поверхности изделия, на которое будет наноситься покрытие, до самого процесса нанесения порошкового покрытия.
Предварительное

перемешивание

Перемешивание и уменьшение размера всех необходимых исходных материалов для получения материала порошкового покрытия до направления этих материалов на стадию экструзионного прессования.
Промывка с уплотнениемЭтап процесса предварительной подготовки, на котором поверхность металла подвергается пассивации в целях предотвращения коррозии до нанесения порошка на основы.
ПроникновениеСпособность частиц проникать на поверхности зоны Клетки Фарадея, такие как полости и расщелины.
ПросеиваниеМеханизм сортировки с использованием проволочной сетки для удаления определенного количества крупного или загрязненного материала.
ПыльВещество, состоящее из частиц, которые находятся или были подняты в воздух; размер частиц до 75 микрон.
Размер частицСредний (в математическом выражении) диаметр частицы неправильной формы, измеряемый с помощью специального оборудования.
Расплывание по пластинеИспытание, с помощью которого измеряется способность порошка к расплыванию в ходе затвердевания; в ходе испытания на пластину, имеющую определенный угол наклона и разогретую до определенной температуры, наносится сжатый слой порошка.
РастворительЖидкость, состоящая из одного или нескольких компонентов, которая часто используется на предприятиях по нанесению жидких покрытий для растворения красок.
РеспираторМаска для лица, обеспечивающая безопасность дыхания.
РециркуляцияЭтап процесса улавливания порошка, на котором утилизированный порошок возвращается в систему.
СмолаСмола термического затвердевания есть органическое вещество естественного или синтетического происхождения, которое может быть в дальнейшем структурировано или полимеризировано путем добавления отвердителя.
Срок храненияУстановленное время, в течение которого продукт может храниться в запасах без изменения состояния и при последующем использовании обеспечивать хорошее качество покрытия.
ТравлениеОчистка стальной пластины, прошедшей горячую прокатку, с целью удаления окалины до того, как металл покрывается маслом в качестве защиты от коррозии; как правило, проводится на сталелитейном заводе.
ТвердостьСпособность затвердевшего слоя порошкового покрытия противостоять проникновению стандартного объекта.
Толщина слояВысота затвердевшего слоя покрытия, измеряемая в микронах.
Точка размягченияТемпература, при которой смола или материал порошкового покрытия начинает плавиться.
УВОТТБУправление по вопросам охраны труда и техники безопасности — это организация в США, которая регулирует вопросы техники безопасности и охраны труда.
УдалениеПроцесс удаления с основы слоя покрытия в целях повторного нанесения покрытия на основу.
48 Interpon.

Powder Coalings

УлавливаниеСтупень процесса нанесения порошка, на которую неосажденный порошок утилизируется, рециркулируется и добавляется к новому порошку для повторного использования.
Установка

псевдоожиженного слоя

Контейнер, в котором порошок постоянно поддерживается в воздухе во взвешенном состоянии.
УтилизацияСм. «Улавливание».
Утолщенная кромкаСлой покрытия повышенной толщины вдоль кромок плоской основы.
ФосфатированиеПроцесс подготовки металлических основ путем нанесения конверсионного покрытия на основе железа (хрома) или цинка и формирование слоя инертного фосфатного покрытия до нанесения материала порошкового покрытия.
Цветной металлМеталл, который не содержит железа.
Черный металлМеталл, в состав которого входит железо.
Чрезмерное затвердеваниеПрименение более высоких величин (температуры, времени или обоих факторов) по сравнению с рекомендуемыми в процессе затвердевания.
ЭкструдатРезультирующий продукт, выходящий из экструдера в изначально расплавленном состоянии и в затвердевшем впоследствии состоянии.
ЭкструдерТехническое устройство, в котором происходит смешивание твердых частиц путем механического перемешивания и последующего повышения температуры до тех пор, пока не образуется расплавленная однородная жидкая среда.
Электростатическая зарядкаПроцесс переноса статического электрозаряда на частицы порошка.
Электростатическое

распыление

Процесс переноса, распыления и осаждения электростатически заряженных частиц порошка на заземленную основу.
Эпоксидная смолаСмола термического затвердевания, получаемая на основе эпихлоро-гидрина, которая может быть в дальнейшем полимеризирована добавлением отвердителя.

More from my site

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: