前处理电泳改造线技术文件.docx
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前处理电泳改造线技术文件
九、技术说明
一、项目名称
本生产线为阴极电泳涂装线（改造）。
二、项目内容
该涂装线满足对工件表面质量的要求，该线主要设备有：
前处理、阴极电泳线；电泳漆烘干室。
该线主要配套设备有纯水设备、超滤设备、电泳整流电源设备、电泳备用电源、制冷设备、各类泵、压力仪表、低压电气及自动控制系统等。
（注：
应甲方要求，将原生产线能够继续使用的设备重新安装使用不再购买新设备）。
同时以上工程量均为设计、制造、安装、调试和技术服务的“交钥匙”工程，承揽方应保证与定做方做好相应的配合工作。
三、项目设计依据
1、最大工件尺寸：
工件：
L2500×W1300×H2300（mm）
2、工件重量：
450Kg
3、工作时间：
300天，双班8小时
4、年产量：
10000件
5、输送：
前处理、电泳设备采用自行葫芦吊挂输送、电泳烘干室采用垂直地面链输送。
6、工艺流程
6.1、前处理、电泳、电泳烘干线
上件→预脱脂→脱脂→水洗1→水洗2→表调→磷化→水洗3→水洗4→纯水洗1→电泳→UF1→UF2→纯水洗2→下件转电泳漆烘干。
四、设计原则
1、设备设计原则
1.1、本着先进、可靠、经济、实用的原则，同时尽量节约设备投资，充分考虑产品的特点，积极采用先进成熟的工艺和设备，提高产品表面质量，使涂层各项理化指标达到规定技术要求，增强产品市场竞争能力。
1.2、设计中做到合理布局，物流通畅；并注重设备的节能措施（如前处理采用逆流返水，充分利用水资源），合理使用能源。
1.3、贯彻执行国家有关环境保护、劳动安全卫生方面的政策法规，工业卫生标准和消防要求。
整个工程本着以上原则进行设计。
2、运输及物流方式：
（自行葫芦甲方自备）
2.1、前处理及电泳采用自行葫芦输送，根据生产节拍的要求设计4套电动葫芦即可完成。
3、前处理输送节拍：
（设备利用率取85％）
d＝（300天/年×8小时/天×60min/小时×0.85）/（10000挂/班.年）＝14.38min/挂件，设计定节拍为15分钟/件。
五、工艺方案设计
㈠、工艺参数
序号
工艺
名称
处理时间min
处理温度℃
处理工艺及方式
备注
一
前处理、电泳线
1
上件
2
预脱脂
1.5
50-60
喷淋
3
脱脂
3
50-60
槽浸
4
水洗1
1
喷淋
5
水洗2
1
RT
槽浸
6
表调
1
RT
槽浸
7
磷化
3
45-55
槽浸
8
水洗3
1
RT
槽浸+槽口喷淋
9
水洗4
1
RT
喷淋
10
纯水洗1
1
RT
槽浸+槽口喷淋
11
阴极电泳
3
28±2
槽浸+槽口喷淋
12
UF1水洗
1
RT
喷淋
13
UF2水洗
1
RT
喷淋
14
纯水洗2
1
RT
喷淋
15
下件转电泳烘干
16
电泳漆烘干
25-30
170-180
热风循环
17
自然冷却
10
RT
㈡、各设备说明及结构设计
前处理是涂装的基础，也是涂装的关键，其处理的效果直接影响到漆膜的附着力和抗蚀能力。
因此，前处理工艺、设备设计制造方式极为重要。
前处理由脱脂、水洗、表调、磷化、纯水洗等组成；
阴极电泳由电泳、UF水洗、纯水洗和电泳烘干等组成。
现将各设备分述如下：
1、前处理、电泳线
1）预脱脂槽：
预脱脂的主要目的在于为后道工序脱脂除油做预先加热清理的准备
主要由槽体、加热系统、喷淋系统、过滤系统、供水系统等组成。
槽体：
槽体内板选用δ4碳钢板涂覆玻璃钢制作,骨架采用16#工字钢及10#槽钢制作而成。
由于预脱脂槽需加热，因此槽外加设δ100mm岩棉保温,外板为δ0.5冷板制作而成。
槽体尺寸：
3580L×2380W×3750H（mm）
加热系统：
用原线拆除的加热器进行加热，温度用气动阀结合电器元件,控制仪表实现自动控制。
过滤系统：
用不锈钢网制成滤网，以对槽内的槽液进行过滤。
供水管路：
人工补水
注：
因原槽尺寸不符，而且玻璃钢和保温需要重新制作，建议重新制作该槽。
2）脱脂槽：
脱脂的主要目的在于清除掉工件表面的油脂、油污。
主要由槽体、加热系统、搅拌系统、过滤系统、供水系统等组成。
槽体：
槽体内板选用δ4碳钢板涂覆玻璃钢制作,骨架采用16#工字钢及10#槽钢制作而成。
由于脱脂槽需加热，因此槽外加设δ100mm岩棉保温,外板为δ0.5冷板制作而成。
槽体尺寸：
3580L×2380W×3750H（mm）
加热系统：
用原线拆除的加热器进行加热，温度用气动阀结合电器元件,控制仪表实现自动控制。
过滤系统：
用不锈钢网制成滤网，以对槽内的槽液进行过滤。
供水管路：
人工补水
注：
因原槽尺寸不符，而且玻璃钢和保温需要重新制作，建议重新制作该槽。
3）水洗槽1：
主要由槽体、喷淋系统、过滤系统、供水系统等组成。
槽体：
槽体内板选用δ4碳钢板涂覆玻璃钢制作,骨架采用16#工字钢及10#槽钢制作而成。
槽体尺寸：
3580L×2380W×3750H（mm）
过滤系统：
用不锈钢网制成滤网，以对槽内的槽液进行过滤。
供水管路：
人工补水
注：
因原槽尺寸不符，而且玻璃钢需要重新制作，建议重新制作该槽。
4）水洗槽2：
主要由槽体、搅拌系统、过滤系统、供水系统等组成。
槽体：
槽体内板选用δ4碳钢板涂覆玻璃钢制作,骨架采用16#工字钢及10#槽钢制作而成。
槽体尺寸：
3580L×2380W×3750H（mm）
过滤系统：
用不锈钢网制成滤网，以对槽内的槽液进行过滤。
供水管路：
人工补水
注：
因原槽尺寸不符，而且玻璃钢需要重新制作，建议重新制作该槽。
5）表调：
表调的主要作用是控制游离酸度，过高时不能成膜，容易出现黄锈;过低时，易生成其它残渣。
主要由槽体、搅拌系统、过滤系统、供水系统等组成。
槽体：
槽体内板选用δ4碳钢板涂覆玻璃钢制作,骨架采用16#工字钢及10#槽钢制作而成。
槽体尺寸：
3580L×2380W×3750H（mm）
过滤系统：
用不锈钢网制成滤网，以对槽内的槽液进行过滤。
供水管路：
人工补水
注：
因原槽尺寸不符，而且玻璃钢需要重新制作，建议重新制作该槽。
6）磷化
磷化的主要作用是给工件镀上致密的磷化膜，提高油漆的附着力。
主要由槽体、搅拌系统、过滤系统、磷化除渣系统、磷化加料系统、供水系统等组成。
槽体：
槽体内板选用δ4碳钢板涂覆玻璃钢制作,骨架采用16#工字钢及10#槽钢制作而成。
槽体尺寸：
3580L×2380W×3750H（mm）
槽液每小时循环≥4次。
磷化加热器中二次加热介质为蒸汽，加热槽液的温度不能过高，以免引起磷化液沉渣增多。
此工位设置清槽所需的磷化液置换槽（后道工序水洗3槽为置换槽）。
设置磷化剂手动控制补加装置。
过滤系统：
用不锈钢网制成滤网，以对槽内的槽液进行过滤。
供水管路：
人工补水
注：
因原槽尺寸不符，而且玻璃钢需要重新制作，建议重新制作该槽。
7）水洗槽3（磷化置换槽）：
主要由槽体、搅拌系统、喷淋系统、过滤系统、供水系统等组成。
槽体：
槽体内板选用δ4碳钢板涂覆玻璃钢制作,骨架采用16#工字钢及10#槽钢制作而成。
槽体尺寸：
3580L×2380W×3750H（mm）
过滤系统：
用不锈钢网制成滤网，以对槽内的槽液进行过滤。
供水管路：
人工补水
注：
因原槽尺寸不符，而且玻璃钢需要重新制作，建议重新制作该槽。
8）水洗槽4：
主要由槽体、喷淋系统、过滤系统、供水系统等组成。
槽体：
槽体内板选用δ4碳钢板涂覆玻璃钢制作,骨架采用16#工字钢及10#槽钢制作而成。
槽体尺寸：
3580L×2380W×3750H（mm）
过滤系统：
用不锈钢网制成滤网，以对槽内的槽液进行过滤。
供水管路：
人工补水
注：
因原槽尺寸不符，而且玻璃钢需要重新制作，建议重新制作该槽。
9）纯水洗1槽（电泳置换槽）：
主要由槽体、搅拌系统、喷淋系统、过滤系统、供水系统等组成。
槽体：
槽体内板选用δ4碳钢板涂覆玻璃钢制作,骨架采用16#工字钢及10#槽钢制作而成。
槽体尺寸：
4180L×2980W×3750H（mm）
过滤系统：
用不锈钢网制成滤网，以对槽内的槽液进行过滤。
供水管路：
人工补水
注：
因原槽尺寸不符，而且玻璃钢需要重新制作，建议重新制作该槽。
10）辅助设施：
1、预脱脂和脱脂、磷化的工作温度通过热交换器进行热交换，温度自动控制。
脱脂、预脱脂共用一套除油系统，除油时可分时段分别对预脱脂槽、脱脂槽单独进行除油。
除油系统能够连续自动进行设接油桶收集油污。
2、磷化除渣装置，磷化除渣自动连续进行，性能要求可靠，保证磷化槽液含渣量低于200ppm。
3、整个系统设置故障检测及报警装置。
4、前处理设备设计包含与电泳连接的沥水封闭间。
沥水封闭间应与前处理设备和电泳设备协调统一。
5、前处理设备周围设排水沟，沟外设围堰。
按脱脂区和磷化区分别设置排水沟和积水坑，用污水泵将脱脂和磷化清洗污水分别排至厂区污水处理间。
污水排放分别为浓、稀两条管路，排放浓液时，采用槽体自身的循环泵。
前处理设备的泵前都要使用篮式过滤机，并采用快开式过滤器，以方便开启更换滤袋。
6、清洗系统为逆流清洗，采用液位计控制槽液平衡。
7、非标设备结构采用模段化制造，涂装车间所有材料及外购件严禁含有硅酮成分。
8、除油系统
对预脱脂槽、脱脂槽液进行油、水分离。
除油系统能够由泵连续自动进行，除油效率不小于95%，保证槽液表面无浮油。
9、磷化渣处理系统
安装除磷化渣系统，保证槽液的磷化渣含量＜200ppm，自动连续进行。
在系统旁设置压缩空气管路及快速接头。
系统包括供给泵、沉降分离设备、自动压滤机、送磷化渣的小车。
10、其它
在泵、热交换器、过滤器和其它负载前后的每根管路上，要有压力计和阀门，压力计计量单位用MPa表示。
每个热交换器、热水槽等的入口、出口必须装温度计，单位用℃表示。
保温层要作外套保护。
为了加注槽液，每个浸槽要配置工业水出口及管路和阀门，每个工序段都要配置一个工业水的出口及管路和水龙头。
各工艺槽管路适当位置设槽液取样阀。
应提供金属滤网的清洗区和供清洗的工业水管路。
前处理后封闭间要与前处理、电泳设备衔接好。
注：
上述几项均使用原线拆除的产品
15、终饰
设备及主要配套设备应配有名称标牌。
注：
不包括原线产品
10）平台：
与前处理槽子长度方向设有平台装置，采用型钢骨架，外辅以δ4mm花纹钢板结构,平台宽约800mm，中间制成联合平台。
另2侧设有1.05m的高防护栏等组成
11）沥水区：
由于工件出前处理槽时表面肯定存积一定的水珠，若直接进入烘干炉时，一来使水珠滴入烘干炉，二来使得烘干炉烘干时间加长，因此设有沥水区,沥水区的下部为倾斜式导流结构，滴落的水珠顺导流管流进水沟内。
2、阴极电泳设备
2.1、阴极电泳涂装应该达到的主要技术参数
序号
项目
阴极电泳
⑴
PH值（25℃）
5.8±0.2
⑵
电导率（us/cm25℃）
1200±400
⑶
固体份
（16-18）%
⑷
溶剂含量
（2.5-4.5）%
⑸
膜厚（um）
17-25
⑹
灰份（黑）
（9±4）%
灰份（灰）
（21±3）%
⑺
固体分（%）
16-18
⑻
电泳电压
170-250V
⑼
泳透力%
≥80
⑽
击穿电压
>280V
⑾
电泳时间（min）
3
⑿
烘烤温度（℃）
165-180
⒀
烘烤时间（min）
30
⒁
超滤液PH值
5.8-6.8
⒂
超滤液固体份
（0.4-0.7）%
⒃
阳极液PH值
2.5-5
⒄
阳极液电导率（us/cm）
400-800
⒅
槽液更新周期
≤4月
2.2、设备组成
主要包括电泳、UF、UF2、纯水洗等工序过程。
考虑到阴极电泳作业时需恒温状态，设备配有间接换热装置，夏天采用冷冻机组送来的冷水循环冷却。
1）、电泳槽
工艺目的：
完成工件底漆的覆盖及初步清洗工作
工艺方法：
工件在工艺槽中，通过电泳、电解、电沉积和电渗的几种物理、化学反应过程。
在工件表面形成一定厚度的致密涂层，在电泳工作完成后工件上升到槽液上后用超滤水喷淋，工序间实现零污水排放。
工艺设备：
主槽，循环系统，极液循环系统，恒温系统，整流供电系统，超滤装置，水密封装置，涂料补给装置、纯水装置、室体和排风系统。
主槽：
由二部分组成，主槽和辅槽组成，用型钢骨架内贴4mmQ235-A厚钢板焊接而成，内衬6mm厚环氧树脂玻璃钢，耐压20000V，主、辅槽角处全部园角过渡，避免槽液搅拌出现死角和电泳漆沉积。
循环系统：
由吸口、泵、板式换热器及过滤器组成，槽液通过泵及管道通入主槽底部及侧面喷管，同向喷出，在泵出口管中有部分接入超滤系统，部分通入换热系统升温或降温。
电泳液需24小时不停的搅拌。
。
为防止电泳液固体份沉淀，为保证电泳液不沉淀，在槽底设置喷嘴形成了一个循环系统，以阻止固体份下沉。
泵为不锈钢双机械密封泵。
阳极液循环系统：
阳极液槽和阳极液循环系统。
阳极液槽体为型钢和不锈钢板焊接而成，槽体容积为1.0立方米；极液循环系统循环泵出口设有电导率测试仪，根据极液电导率自动进行极液的排放和纯水的补加及时的将阳极液的电导率控制在正常范围内，保证电泳液纯净。
恒温系统：
换热器分别接入热水和深井冷水（槽液温度高时），电泳温度控制都是由三通调节阀全自动完成的。
整流供电系统：
该系统能完成电压、电流调节，有较强的稳压、稳流精度，操作简单，运行可靠。
选用电压为350V，电流为400A，为控制冲击电流对整流电源的影响，采用入槽通电方式，两段电压供电，且有30s的软启动功能，要得到一定的漆膜厚度，可通过电压调节来达到电泳漆膜膜厚。
超滤装置：
该装置主要部件卷式超滤膜为进口，其它为国产件，使用寿命长，维修方便。
槽体：
槽体内板选用δ4碳钢板涂覆玻璃钢制作,骨架采用16#工字钢及10#槽钢制作而成。
槽体尺寸：
4180L×2980W×3750H（mm）
结构：
槽内底部呈圆弧形，以防固体份沉淀。
设付槽与主循环系统相连。
注：
因原槽尺寸不符，而且玻璃钢需要重新制作，建议重新制作该槽。
2）、UF1槽
主要由槽体、喷淋系统、过滤系统、供水系统等组成。
工艺目的：
完成泳后工件的清洗工作
工艺方法：
清冼工件，洗去工件上多余下的电泳漆。
槽体：
槽体内板选用δ4碳钢板涂覆玻璃钢制作,骨架采用16#工字钢及10#槽钢制作而成。
槽体尺寸：
3580L×2380W×3750H（mm）
注：
因原槽尺寸不符，而且玻璃钢需要重新制作，建议重新制作该槽。
3）、UF2槽
主要由槽体、喷淋系统、过滤系统、供水系统等组成。
工艺目的：
完成泳后工件的清洗工作
工艺方法：
清冼工件，洗去工件上多余下的电泳漆。
槽体：
槽体内板选用δ4碳钢板涂覆玻璃钢制作,骨架采用16#工字钢及10#槽钢制作而成。
槽体尺寸：
3580L×2380W×3750H（mm）
注：
因原槽尺寸不符，而且玻璃钢需要重新制作，建议重新制作该槽。
4）、UF系统
电泳液一部分通过UF超滤器，滤出干净超滤水，其余液体再返回电泳主槽。
超滤器是电泳系统的关键设备。
滤出的干净超滤水用于清洗电泳后工件表面浮着的电泳液及用于各循环泵的密封及清洗系统。
5）、阳极系统
阳极管管内阳极液的电导率可自动控制在工艺要求之内，超过电导率后，电磁阀自动打开，向槽内补充纯水，通过溢流口排掉一部份极液，电导率正常后，电磁阀自动关闭。
由阳极、阳极液储槽、泵及输液管路和仪表等组成。
阳极结构应采用管式阳极，面积比为阳极：
阴极=4：
1。
阳极系统应装有流量计，阳极液应通过泵循环控制阳极液的电导率。
当阳极液电导率超过工艺值时，将自动打开纯水阀门，通过加丝耐压软管流至PVC总管，进入阳极液储槽，然后通过泵再打开回阴极管，形成一闭路循环。
泵及阳极液储槽的材料采用PVC材质，输液管路采用PVC，电极采用SUS。
电导率应在1000±400us/cm范围内。
阳极管选用国内沙市产品。
6）、纯水洗2
主要由槽体、搅拌系统、喷淋系统、过滤系统、供水系统等组成。
槽体：
槽体内板选用δ4碳钢板涂覆玻璃钢制作,骨架采用16#工字钢及10#槽钢制作而成。
槽体尺寸：
3580L×2380W×3750H（mm）
过滤系统：
用不锈钢网制成滤网，以对槽内的槽液进行过滤。
注：
因原槽尺寸不符，而且玻璃钢需要重新制作，建议重新制作该槽。
7）、直流电流及导电系统
整流装置主要由整流电源、电源接地装置、工件通电装置、电源导电机构等组成。
本设计为间歇式，工件垂直进入槽内，在进槽时挂吊上的导电块，自动与阴极轨道相连接。
本设计入槽工件20m2计算，电流密度取15-20A/m2，则整流器选：
300-400A/0-350V。
工件入槽电压为200V，正常工作后有缓慢升压功能，同时要求脉冲电压不能超过电泳电压的5%，电压调定的精度在±3%以内。
波纹系统在额定输出时≤5%，稳定精度在额定输出时≤5%。
具有输出电压软启动，冲击电流小。
设备具有可靠的故障保护功能，如过流、过压、熔断、交流电流异常等，同时发出声光报警。
整流电源必须选用保定莱特或者佳奇产品。
8）、热交换系统
热交换系统是由泵将电泳液通过板式热交换器后再返回电泳槽。
该系统应设自动控温装置，在电泳温度高于28℃时，冷媒水管上的电磁阀将自动打开，进行冷却，以确保电泳温度为28℃-30℃。
9）、泵的密封管路系统
密封液来源于干净UF槽，通过循环泵打入双机械密封泵内进行密封。
10）、备用发电机组
选用功率为50KW的备用发电机组，在停电后以供给电泳主循环泵，确保阴极电泳24小时不间断循环搅拌。
11）、制冷机组
配10万大卡/h制冷机组，以确保电泳漆液温度在28℃-30℃的范围内。
3、电泳烘干室:
1）、工作原理：
燃气直接燃烧加热是通过燃烧机在不锈钢热能转换装置内燃烧，然后通过耐高温循环引风机和循环管道，把热空气送到炉内加热，这样循环往复加热空气，通过对流将热量传递给工件涂层，使涂层得到干燥，它具有炉内升温速度均匀、烘干时间短，干燥速度快，能量利用率高等特点。
2）、设备组成
该设备由室体、热风循环系统、废气排放系统、平台、风幕等组成。
⑴室体：
室体的作用是使循环的热空气不向外流出，维持烘干室内的热量，使室内温度保持在一定范围内，整体结构采用型材骨架，采用δ150的岩棉夹芯板拼接而成，确保了炉体保温性能，整体结构科学合理，外观平整、光滑。
同时为防止热空气外溢。
⑵热风循环系统：
热风炉主体结构与烘道主体相同，不同之处在于内壁选用1.5不锈钢板制作，具有耐高温、抗老化等优点，外板选用δ1.0冷板，内外板之间填δ150或硅酸铝保温，热能转换装置采用SUS304不锈钢板制作，腔体是引进国外先进技术，通过CAD进行腔体设计而成，具有升温快，使用寿命长等优点。
每套热风炉选用1台热风循环风机，采用国家优质产品，叶轮采用不锈钢材质，具有耐高温，运行平稳等特点，风机轴承冷却采用风冷加油冷方式，确保热空气对流畅通，保证炉内热平衡。
风机选用GW高温型嵌入式风机。
面漆及粉末烘干炉选用1套意大利进口90万大卡的燃烧器进行制热，换热效率为90-95%，工作温度为面漆160~180℃范围内连续可调，并能适应快速关机，关闭循环风机的时间自燃烧器停止燃烧后不大于30分钟。
作为标准的双喷嘴两段火燃烧器，其燃烧空气具有三个工作位置的液压装置来控制，可保证燃烧器停机时风门完全关闭。
由LED显示器提供电子监控功能，它可以显示燃烧器的运行方式，以及燃烧器所有工作状态中运行和失火条件下的诊断信息，其中包括总运行时间、第二段火的运行时间和点火次数。
利雅路公司设计的滑杆系统简化了维护工作，它使燃烧头内的关键零部件的维护工作变行非常容易。
电保护等级为IP40,燃烧器的设计测试符合欧洲标准EN267和DIN4787。
新风口设在箱体进风侧面，内设高效过滤网，外加风量调节装置，整个新风可调，确保炉内空气新鲜。
送风方式采用下送上吸式，风道选用δ1.2镀锌板制作，送风管道在工件的下面，有效地利用了炉内空间，同时在送风管道上设有调节阀门，可以调节风速。
在每个送风口上设有高温过滤装置，保证进入固化炉内空气的洁净。
⑶废气排放管采用δ1.0mm镀锌板，直接伸至室外高出厂房2m。
4、电控部分：
⑴喷涂生产线电控：
分散设置,集中控制
⑵一次配电由用户负责（即车间配电柜至设备电控柜的送电），二次配电由我方负责（即设备电控柜至各设备的送电）。
⑶电控系统的设计和安装应符合国家有关电器安全规范，可靠性高，布局合理，走线整齐，同时维修方便。
⑷所有控制电器元件均为施耐德产品。
同时设有PLC程序控制，可完成自动或手动控制
⑸在上下件区域、喷漆工位适当位置设置急停按钮。
⑺热风循环风机，风机和加热器设置互锁功能即开炉时，先启动风机自动延时一段时间后，启动燃烧机，停炉时先关闭加热装置，自动延时一段关闭风机。
⑻烘干室配置的加热区域设一个控温点和多点的测温点，同时加热箱内设有一个测温点，以防加热箱温度过高，即超温保护。
⑼全线采用PLC集中控制，温度自动控制。
装柜时，事先按各设备起动，停机顺序及间隔时间进行编程。
开机及停机时，设备按一定的顺序自动起动和关闭。
⑽控制面板、灯光显示设备位置及工作状态，另外还配有工作指示灯、温控仪表、调速器等。
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