四川宜宾长庆电泳涂装线设计说明.docx
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四川宜宾长庆电泳涂装线设计说明
四川宜宾长庆公司
欧阳光明（2021.03.07）
电泳涂装生产线及喷漆设备
初步方案说明书
制作2004年4月20日
重庆立道科技有限公司
一、设计依据
二、任务及生产纲领
三、设计原则
四、设计任务
五、设计目标
六、设计条件
七、工艺流程
八、主要设备说明
九、设备构成
十、概算除外项目
十一、环境保护、职业安全卫生、消防
十二、设计方案图
十三、设备投资概算表
一、设计依据
本规格说明书是我公司根据贵公司的要求，遵循下列原则设计的。
1．1公司提供的有关的初步设计资料。
1．2公司提出的工艺要求。
1．3涂装作业安全规程。
1．4劳动保护及环境保护相关技术规范。
二、任务及生产纲领
2．1工件：
甲方已定。
2．2生产纲领：
甲方已定。
2．3工件参数：
甲方已定。
2．4工作制度：
甲方已定。
2．5现有能源情况：
2．5．1动力电源：
AC380V±10%三相四线制50Hz。
2．5．2照明电源：
AC220V±10%50Hz。
2．5．3车间设备电容量：
约300KW
2．5．4空气用量：
1m3/min，供气压力≥0.5Mpa，进入车间的空气不能有油和水。
2．5．5用水量：
2T/h。
2．5．6加热用能源：
采用燃油加热方式。
三、设计原则
3．1满足产量，保证产品质量，改善劳动环境，提供宽敞明亮的操作空间；
3．2采用成熟先进的工艺形式，方案可靠合理；
3．3主要配套件及电控元件，选用国内知名企业产品；
3．4执行国家在消防安全、环境保护、工业卫生等方面要求。
3．5设备的投资省，运行费用较低，操作维护方便。
3．6环保、劳保、安全设计满足如下要求：
3．6．1“废气、废水”排放环保要求。
国家现行排放标准GB16297-1996、GB8978-1996。
3．6．2设备的安全符合
GB7692—1987《涂装作业安全规程-涂漆前处理安全规程》
GB14443—1993《涂装作业安全规程-涂层烘干室安全技术规范》
四、设计任务
按照产品的特点，采用阴极电泳涂装工艺，遵循设备先进，保证品质的原则，对零（部）件的前处理、阴极电泳、电泳后清洗、电泳漆烘干、喷漆、烘干等工序进行工艺及设备设计。
五、设计目标
本车间系根据贵公司提供的相关参数，在新建车间内布置车轮的前处理、阴极电泳、电泳后清洗、电泳漆烘干、面漆喷涂、烘干及其附属设备，按照保证产品质量和节约投资的原则，采用及优化目前具先进水平的涂装工艺和涂装设备。
本涂装生产线涂装工序完善，工艺设备先进，完全能满足车轮的涂装要求，在新建车间场地内力求达到物流畅通，设备布置协调、整齐、美观，操作安全、维修方便，其水平可达到同期相同涂装产品的优良品质。
六、设计条件
6.1基本条件
1
处理物
名 称
尺寸
重量
Max
250Kg/单钩
吊下距离
1100
吊挂尺寸
设计值
1100×450×350mm
2
生产
操作条件
工作日数
306
工作班数
2
工时
16
年时基数
Φ＝4896h
工时效率
η＝85%
3
动力源规格
电气
动力
AC220/380V1Φ/3Φ50Hz
控制
AC220V1Φ50Hz
照明
AC220V1Φ50Hz
工作指示
AC220V1Φ50Hz
水
工业用水2t/h，纯水0.5t/h
热源
天然气
4
其他
气象条件
气温
设计值
Max:
（车间内）36℃
Min:
（车间内）3℃
厂房
面积
42×10m
梁下高
8．5m
6.2生产纲领计算
№
项目
数值
备注
1
吊挂间距
平均间距600mm（T）
2
当量挂数
3268挂/天
1634挂/班
3
悬链速度计算
4
悬链速度
计算：
2.4m/min
采用：
2.5m/min
5
输送装置
XT通用悬挂输送机
6
产量计算
车轮3268只/天
6．3基本事项
№
项目
内容
1
装置地点
贵公司指定车间内
2
施工期限
照合约期限
3
合约范围
设计、制作、安装、调试
4
动力源配置
各必要位置，请贵厂配合
5
风管工程
各排风管超过屋顶，并与墙保持1.0m以上距离
6
电气工程
各必要位置一次侧配置，请贵厂配合
7
设备涂装
设备涂底漆一道，面漆一道，色泽可由贵厂确定
8
安装
工程合约内包含之主体、附件设备的安装
9
调试
工程竣工后，立即进行调试
10
验收
调试完毕，贵厂配合验收
11
保证
验收后一年内，明显为本公司设计或制造上疏忽所致之损坏，由本公司尽免费修复之责
七、工艺流程
在进行多方案分析比较基础上，根据贵公司所提供的初设方案，拟定以下方案设计：
7．1前处理、电泳共线，采用直线龙门式PLC程控自动生产，同时使用计算机作为PLC的上位机（DMS）对系统进行控制、监视和记录。
设备运行可靠，除上下件人工操作外，其他主要工序全部自动化进行。
电泳漆烘箱采用步进式输送方式；面漆喷涂及烘箱设备单独摆放，这样可使整个生产线自动化程度提高，占地面积变小，投资省，管理更为方便。
7．2整个前处理、电泳和后清洗过程中，采用浸渍方式，充分考虑工件清洗得更彻底干净的前提下，节省了用电，降低了运行能耗。
7．3烘干室为通过式燃油对流桥式（或直通式）烘干室，其运行费用约为电加热的1/3。
7．4本生产线适用全钢件和钢铝复合件的混线生产。
7．5工艺流程表
№
工艺名称
方式
工艺参数
备注
温度℃
时间min
1
上线
手动
2
脱脂
浸渍
60-70
2
3
热水洗1
浸渍
80-90
1．0
4
电解除油
浸渍
60-70
5
5
热水洗2
浸渍
RT
0．8
6
水洗3
浸渍
RT
0．8
7
酸洗
浸渍
RT
3
8
水洗4
浸渍
RT
1
9
水洗5
浸渍
RT
1
建议：
酸洗除锈工序最好不放在线上，以免酸雾污染腐蚀程控行车；可考虑其他的线下除锈方式，如：
喷丸（砂）
10
表面调整
浸渍
RT
1.0
11
磷化
浸渍
45
3
12
水洗5
浸渍
RT
1.0
13
水洗6
浸渍
RT
0.8
14
纯水洗
浸渍
RT
1．0
15
新鲜纯水洗
喷淋
RT
0．3
16
沥水
17
电泳
浸渍
28±2
3．0
18
#1UF水洗
浸渍
RT
1．0
19
#2UF水洗
浸渍
RT
0.7
20
纯水洗
浸渍
RT
0．8
21
新鲜纯水洗
喷淋
RT
0．3
22
沥水
23
烘干
自动
190-210
30
24
冷却
自动
RT
5
25
准备
手动
RT
1-2
26
面漆
手动
RT
2-3
27
流平一
自动
RT
6
28
烘干
自动
150
30
29
冷却下线
手动
RT
八、主要设备说明
8．1电泳及前处理设备（1套）：
8．1．1.设备类型：
全密闭通过浸渍式设备。
8．1．2设备组成：
由棚体、供液系统、槽体、喷淋系统、槽液加热系统、排风系统、磷化除渣系统等组成。
8．1．3.设备说明：
8．1．3．1机组为全封闭结构，棚体双侧面设有检修门及平台。
8．1．3．2各加热槽设无油空气搅拌系统，可采用无油汽泵设备实现。
8．1．3．3加热槽侧设抽风装置，设气封防蒸汽溢出。
8．1．3．4各段之间设有过渡段及接水盘，防止工位间液体外溢污染环境。
8．1．3．5纯水喷淋采用立式液下泵，防止泄漏。
8．1．3．6采用夹扣式喷嘴，易撤换，喷射角度可调，喷淋压力设计能力0.06-0.15Mpa。
8．1．3．7采用旁路泄压保证喷淋压力、流量可调，以达到最佳工艺参数。
8．1．3．8同药液槽工位采用水流逆补技术，从而节省用水量，降低废水处理量，减少药量消耗，提高清洗质量。
8．1．3．9脱脂采用蒸汽加热，槽内布置蒸汽列管式换热器。
8．1．3．10磷化采用槽外板式换热器加热，防止结渣，便于清理。
系统包括热水槽、循环泵、蒸汽加热系统、板式换热器，硝酸反冲洗系统及除渣系统设备等。
8．1．3．11硝酸反清洗系统皆为不锈钢材料制造，可定期对板式换热器中所产生的磷化垢进行清洗。
8．1．3．12所有的棚体均采用镀锌钢板制造，棚体侧面设有玻璃观察窗，室内设照明装置。
前处理及后水洗槽体中除纯水、电解除油、磷化槽采用不锈钢材料制造外，其余槽体均采用碳钢板制作，内表面敷设1-2mm厚玻璃钢。
8．1．3．13脱脂、热水洗槽、电解除油槽、磷化槽体均采用岩棉保温，岩棉厚度50mm。
8．1．3．14槽体采用双面焊结构，不得有渗漏现象；
8．1．3．15除磷化加热采用槽外板式换热器外，其余槽液加热采用槽内不锈钢蒸汽加热器。
采用温控仪控制电磁阀实现槽液控温。
温控仪采用进口产品，电磁阀采用国内知名品牌产品，确保使用性能。
8．1．3．16各槽排水管均设不锈钢过滤网，防止排水管堵塞；
8．1．3．17磷化段设连续高位斜板沉降式除渣装置，以不断过滤槽液中的磷化结渣；
8．1．3．18磷化处理时由于化学转化的作用，会产生结渣现象。
磷化液中有一定比例的磷化渣不会对磷化效果产生影响，但当比例过大时，将会产生挂灰等磷化缺陷，所以必须对磷化液中的结渣进行清理。
8．1．3．19采用连续式高位沉降槽对磷化渣进行清理，循环沉降泵将含渣槽液从底部泵入高位沉降槽中，利用截面积的突然增大使槽液流速迅速降低，当其流速低于0.5m/min时，已经远远低于磷化渣的上升速度，磷化渣缓慢沉降，再利用槽内斜板的作用防止细微颗粒的磷化渣上浮。
清洁的槽液从槽体上部流入磷化槽。
底部沉渣达到一定高度时，打开排渣阀，放入接渣小车中直接外运处理或采用板框压滤机处理后外运。
本设备由高位沉降槽、沉降泵、接渣小车、管路系统等组成。
8．1．3．20工件在进入电泳槽以前的最后一道前处理工序采用纯水浸渍，新鲜纯水喷淋一次；
8．1．3．21外配管路系统:
系统包括给水管路、排水管路、溢流管路等。
其中电泳、磷化、UF及纯水洗工位管路系统材质为SUS304不锈钢，其余管路系统材质为碳钢。
8．1．3．22电气控制系统包括对加热系统、循环水泵、排风风机、温控仪表、电磁阀等的控制。
槽液控温采用铂热电阻传感器测温，数显式温控仪控制电磁阀或循环水泵，以稳定控制槽液温度。
8．1．3．23风机与棚体的连接处、水泵与槽体的连接处采取减、隔振措施以减少振动及噪音。
使用时按国家标准规定的测试方法整机噪音不得超过85dB；
8．1．3．24主要部件
A．前处理棚体及槽体
前处理及电泳装置棚体:
尺寸（L×W×H）24000×3500×4100mm
前处理及电泳棚体由1.5毫米镀锌钢板制作，内以矩形钢管和其他型材作龙骨，强度可靠。
棚体内部设照明灯，侧面开有玻璃窗，保证光照。
在加热工位设计有排风装置，减少室内水蒸汽对工件的影响。
室体顶部有一定坡度防止冷凝水滴下，在电泳槽上方设有强制排风系统，排走挥发的助剂。
电泳槽两侧设有操作通道；设备侧面设操作平台。
脱脂槽的油水分离装置、磷化除渣装置、纯水装置、冷水机组等设备放在电泳线旁的附属设备间内。
所有水洗槽设置溢流槽，溢流槽设置排液溢流口。
B．预脱脂工位：
采用热脱脂液浸渍，将油污在热水浸泡下松脱，以便于脱脂处理。
工作过程中产生的水蒸气由排风机排出，槽液温度达55～70度。
槽体尺寸：
800×1500×1800mm.
油水分离装置：
一台
C．热水洗工位：
槽液温度达70～90度，用热水可保证将油污清洗得更彻底。
槽体尺寸：
700×1500×1800mm.
D．冷水清洗：
为确保下道工序的效果而设立，可彻底清除工件表面的残液，为下道工序做好准备。
槽体尺寸：
700×1500×1800mm.
双联槽：
1400×1500×1800mm.
E．表调工位：
表调的目的是为使磷化膜在工件的表面产生更好的附作力，通过化学制剂的作用，使表面发生化学反应，在金属表面形成大量极细的微小结晶颗粒，从而加速磷化反应，有利于磷化膜的形成。
槽体尺寸：
700×1500×1800mm.
F.电解除油工位：
可彻底出去工件表面残留油污，槽液温度60～70度。
槽体尺寸：
800×1500×1800mm.
配整流电源一台：
电压12V（24V）,电流按6A/dm2设计。
G.酸洗工位：
可除去工件表面锈迹。
该工序为甲方所设计，本公司认为酸洗工位设置在线上不太合理，尽管设置有槽边抽风装置，但仍有部分酸雾将会弥漫在棚体中，这样会造成行车腐蚀。
槽体尺寸：
700×1500×1800mm.
H．磷化工位：
磷化的意义在于钢铁件在含有锌铁锰的磷酸盐溶剂中，由于金属和药液在界面上发生化学反应，产生难溶于水的磷酸盐，使钢铁表面形成一层良好的保护膜，起到防锈的效果。
槽体尺寸：
1000×1500×1800mm.
配高位除渣系统一套；
板式换热加热系统一套；
硝酸反清洗系统一套；
I．冷水清洗（2道）：
双联槽：
1400×1500×1800mm.
J．纯水洗：
纯水槽体尺寸：
700×1500×1800mm.
反渗透纯水制备设备：
1套流量1吨/h。
K.吹水检查工位：
高压空气喷头一套，人工定期检查一下工件前处理的效果。
8．2阴极电泳设备：
本工序设有6个工位，包含阴极电泳，UF水洗两道，纯水洗，电泳烘干，冷却。
阴极电泳采用国内先进的涂装技术，通过电极作用于漆液，在工件上沉积形成漆膜，成膜均匀，外观光整。
电泳主槽体设有溢流槽，用以控制液面高度；设有漆液补充槽，以保证槽体内漆液得以及时补充。
为防止漆液沉淀，设计有循环搅拌装置.
8．2．1设备组成：
由棚体、抽风装置、槽体、阳极液系统、循环搅拌系统、过滤和超滤系统、热交换系统、直流电源和集电系统、电泳液转移槽等组成。
8．2．1．1棚体由外罩、人行走道组成，材料为碳钢型材和镀锌板。
棚体内上侧部设照明灯。
棚体顶部设抽风装置，将不洁空气抽出室外排放。
8．2．1．2槽体为5mm厚碳钢制作，内涂5层玻璃钢，槽体倒圆角，使电泳槽液无循环死角。
电泳槽尺寸为：
L1200xW1500xH1800mm；
走道宽度：
800mm；
电泳槽槽体为全焊结构，槽体骨架及槽板均为碳钢钢，槽底有一定斜度，槽一端设置副槽，槽内设置过滤网，槽底内侧边角为圆弧型。
内表面涂玻璃钢。
击穿电压20000伏。
副槽上配置超滤水喷淋管路，管路材料为不锈钢。
电泳槽与一次超滤水槽之间设置转移管路。
槽液总容量3.24m3,副槽350Kg。
8．2．1．3循环搅拌次数不低于4次/小时。
在槽底部均布置喷嘴，液面流速不低于0.15m/s。
电泳漆过滤不低于4次/小时，由槽内搅拌管及外部管路系统组成，搅拌管上安装文丘里喷嘴，喷嘴布局合理，无搅拌死区，保证电泳漆不沉淀。
管路系统中采用双机械密封泵，设置袋式过滤器，泵、阀、管路材料均为不锈钢。
8．2．1．4主循环、超滤循环及UF1循环设袋式过滤器。
超滤器为美国AMT或星达公司卷式超滤器超滤系统：
由卷式超滤器、袋式过滤器、泵、阀、管路、超滤器清洗装置组成，材料均为不锈钢，采用机械密封泵。
超滤膜采用美国进口产品，超滤量为200L/h;
主循环量：
100t/h,循环压力：
0.3-0.4MPa;
温度限制：
32℃,PH值限制：
6～11
8．2．1．5热交换系统设冷热调温水槽和板式换热器，用冷冻水（8~12℃）冷却电泳槽液。
热交换系统：
采用板式热交换器冷却电泳漆，管路系统中采用单机械密封泵，油漆管路中设置温度传感器，设置袋式过滤器，泵、阀材料均为不锈钢。
冷却水管路中设置Y型三通电工调节阀，通过温控系统能自动调节电泳漆的温度。
过滤器：
袋式。
冷冻机：
15000Kcal/h
冷却水泵浦：
1.1KW;
漆液温度：
28±2℃
8．2．1．6选取直流电源容量为：
直流电压：
300V;直流电流：
250A,电源：
380V×50Hz
操作方式：
连续方式;
冷却方式：
气冷式。
0-180V、180-240V阶梯线性升压，波纹系数小于5%，阴极接地。
电泳导电装置：
由于电泳电流较大，在电泳槽上自动接电，电泳槽上方设置导电排，工件进行到电泳槽上方导电排接电，通过电控系统实现工件入槽后通电，出槽后断电，使用安全、可靠。
8．2．1．7阳极系统：
由阳极液槽、管式阳极、泵、阀、管路组成，每只阳极管配流量计，流量可调，电导率自动控制。
阳极系统采用进口膜分离技术
阳极管:
Tas-1.2;10只。
极液泵浦：
CDL2-30,极液槽体容量：
500公斤,电极巢数量：
5组
8．2．1．8电泳漆转移槽由槽体、循环泵（输送泵）、搅拌管路组成。
槽体容积与电泳槽相同，内衬三层防腐玻璃钢。
8．2．1．9电泳后清洗UF1采用袋式过滤器进行过滤，过滤精度20~50μUF水洗工位：
超滤水槽及管路系统：
超滤水槽槽体为全焊结构，槽体骨架及槽板均为低碳钢，内表面涂玻璃钢（或用不锈钢），槽底部有一定斜度至排水口；排水口处设置排水阀门；槽上有去离子水加水口；槽内设置循环搅拌管路，泵、阀、管路均为不锈钢制造，采用液下单机械密封泵。
管路中设置电控阀，可将一次超滤水转移至电泳槽。
8．2．1．10去离子水槽及管路系统：
去离子水槽槽体为全焊结构，浸渍槽体骨架及槽板均为低碳钢，内表面涂玻璃钢，喷淋槽体采用不锈钢材质，槽底部有一定斜度至排水口；排水口处设置排水阀门。
8．3电泳烘干室
8．3．1设备类型：
连续通过式燃油热风循环桥式烘干室。
8．3．2设备组成：
由炉体、热风循环系统、过滤系统、燃油加热系统、排气系统和自动温控系统等组成。
8．3．3设备结构特点：
8．3．3．1利用热空气上升的原理，采用下送上回的方式，使炉内温度均匀。
8．3．3．2采用拼装式壁板结构，内、外板间热桥少，减少热损失。
8．3．3．3采用轻质岩棉板，隔热性能好，隔热层厚度150毫米。
设备外表面温度不高于车间温度10℃。
室体壁板为自承重插接式结构，节省骨架材料，且可很好解决由温度变化引起的热伸缩给设备结构造成的危害；壁板插接处涂耐热密封胶，防止热泄露。
8．3．3．4内外壁板均采用镀锌板折弯后制成。
8．3．3．5送风管中设有调节板，保证炉内温度场的均匀，便于调节。
8．3．3．6加热系统和循环风机均有保温层，减少了管道的热损失。
8．3．3．7循环风机采用国产耐温、低噪音风机。
风机平台骨架为普通型钢和钢板焊接而成。
8．3．3．8送风管出口处设空气过滤器，以确保空气的干净度。
内、外风管均采用镀锌钢板制造，整体结构美观大方。
燃气油热风装置四元体放置于室体顶部，便于桥式炉底部可成为通道。
8．3．3．9热源采用轻质柴油燃烧进行加热，采用进口燃烧器，设有自动点火和检测系统。
（四元体）加热燃烧换热单元、废气单元、过滤单元、循环风机单元。
8．3．3．10整个烘干室有一套热风循环系统，废气可通过风机抽送到车间外。
主要部件：
烘道棚体1座；L18000xW2500xH2200mm；
燃油四元体供热装置1套供热量55万大卡/小时，废气处理量：
2500m3/h；
温度控制系统1套
耐热风机1套
废气排放装置1套
循环热风管道1套
超温报警装置1套
热风循环过滤系统1套
烘道出入口排热气系统2套
九、设备构成
十、概算除外项目
No:
项目
含
除外
内容
1
基础
工程
√
基础地面PIT,排水沟等土木建筑工程
√
设备安装时必要之水泥土木工事
2
厂房建
筑工程
√
厂房建筑工程
√
厂房的打洞,修补,增强工程
√
厂房内隔间工程
√
厂房内照明工程
√
厂房内换气及空调工程
3
现场
安装
√
现场临时办公室
√
工程用材料堆放场地
√
工厂安全及防火设备
√
工程安装用动力
√
废弃物运出
4
一次侧动力
电气
√
各操作台一次侧电力及配线
√
接地工程
√
工厂配电,发电设备
水
√
工业用水及配管、管路、管件、水塔等
√
排水沟工事及设备3m以外之给排水配管
5
其他
√
配套环保设备及设施
√
三废处理设备
√
试车用药液及电泳漆等材料耗费
√
蒸汽锅炉及蒸汽配管设施
√
天然气输送及降压设施
√
空压机设备
√
紧急发电机
√
抛丸除锈设备
√
工作物吊挂具
√
废水处理场设施
√
车间消防设施
十一、环境保护，职业安全卫生，消防
11．1引用技术规范，标准等。
a.工业企业设计卫生标准TJ36-79
b.工业企业照明设计标准TJ34-79
c.电气设备安全设计导则GB4064-83
d.固定式钢梯，台，栏GB40531-4-83
e.涂装作业安全规程GB6514，GB6515-86
GB7691-93-87
f.工业企业噪声卫生标准（1979）试行
g.重庆市污染物排放标准川印356-82（1983）
h.污水综合排放标准GB8978-88
i.大气环境质量标准GB3095-82
j.爆炸和火灾危险环境装置设计标准规范GB50058-92
本车间生产过程中排放的污染物质中，采取的治理措施说明如下：
1、前处理、电泳在生产过程中所产生的废水，排至废水处理站进行处理，达标后排放。
2、在前处理预脱脂、脱脂、表调、磷化槽体处安装抽风罩，通过离心风机把产生的有害气体及时排除，保证车间的空气质量，因此最大限度地减少了对生产工人的危害。
3、对于生产过程中如风机、水泵等产生的噪声，设计中采用了减震措施，选用转速较低，质量较好的产品，使噪声不超过85分贝。
4、加热管道及加热设备均设保温隔热层，以防工人烫伤。
5、凡是高压电场所，均有明显的“警示”标志。
6、车间设计考虑安全门及疏散通道，以便车间发生火灾时及时撤离。
7、工人在操作过程中应穿好工作服，严禁在车间内吸烟。
8、对喷漆时所产生的废气，由于浓度较低，采用高空排放，排放高度为离地面15M；烘干时所产生的废气采用催化燃烧或活性碳吸附处理。
11．2消防：
（车间消防不在本工程范围内）
在车间适当位置设置安全门及疏散通道，以便车间发生紧急情况时及时撤离。
十二、设计方案图（附后）
电泳、喷漆涂装线平面布置图
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