生產管理降低涂裝車間VOC 、CO2排放量

郭定邦，王洪亮，許 蕭，沈彥亭，梁卿卿

（長城汽車股份有限公司技術中心，河北省汽車工程技術研究中心，河北保定 071000）

百家論壇

生產管理降低涂裝車間VOC 、CO2排放量

郭定邦，王洪亮，許 蕭，沈彥亭，梁卿卿

（長城汽車股份有限公司技術中心，河北省汽車工程技術研究中心，河北保定 071000）

隨著中國經濟的快速發(fā)展，汽車產銷量快速增長，市場競爭日趨激烈，涂裝作為汽車生產中的VOC（揮發(fā)性有機化合物）、CO2排放大戶，就需要從生產管理方面來降低VOC、CO2的排放，減少汽車制造過程中對環(huán)境的污染，為人類的生存環(huán)境貢獻一份薄力。

VOC排放；CO2排放；環(huán)境污染；生產管理；涂裝換色；涂料利用率

0 引言

伴隨我國GDP（國民生產總值）的持續(xù)升高，人民生活質量快速提高，汽車已經成為生活必需品走進普通百姓家庭。我國汽車產銷量逐年增長，2015年達到2 300萬輛，占全球整車產銷量的1/4，成為名副其實的全球第一汽車產銷大國。涂裝車間在整個汽車生產過程中占整車生產能耗的25%以上，控制汽車涂裝過程中的能耗及排放可以較大限度地降低整車生產過程中的能耗和揮發(fā)性有機化合物（VOC）的排放，保護環(huán)境。

涂裝工藝工作者應從工藝規(guī)劃、生產管理、過程控制、生產安排等多方面來降低車間VOC及CO2排放和能耗，減少由VOC及CO2排放帶來的環(huán)境污染，為人類的居住環(huán)境貢獻自己的微薄力量。

1 汽車涂裝VOC及CO2排放的來源

圖1列出了汽車涂裝VOC及CO2排放的主要工序，包含了涂料和膠類的施工及烘烤過程。

圖1 VOC排放工序示意圖Figure 1 The scheme of process for VOC emission

汽車涂裝車間VOC排放來源主要有：中涂噴涂和烘烤、面涂噴涂和烘烤、點修補和烘烤、電泳烘烤、涂膠烘烤、噴蠟。雖然溶劑型中涂和色漆逐漸被水性中涂和色漆替代，但水性涂料存在施工固體分偏低、設備一次投入成本高、能耗增加、涂料利用率低、返修、返工率高等問題，2000年前建設的涂裝車間大多仍采用溶劑型工藝。

溶劑型汽車涂裝車間CO2排放主要來源有：噴漆室空調送風、涂料調和室空調送風，電泳、涂膠、中涂、面涂烘烤，前處理，涂料換熱等其它工序，統(tǒng)計數據見表1，表1中數據為以天然氣為燃燒原料統(tǒng)計的結果，不適用于燃煤的企業(yè)。

表1 CO2來源及排放量Table 1 The source and emission of CO2

2000年后新建的工廠采用的中涂、色漆或免中涂工藝中，除清漆外全部替換為水性涂料，但水性涂料中依然含有13%～15%的溶劑，水性換色溶劑中溶劑含量高達15%。

2 VOC及CO2排放控制分析

以溶劑型涂料施工工藝為前提，介紹VOC及CO2排放的控制，涂裝工藝過程中VOC排放比例如圖2所示。

圖2 VOC排放比例Figure 2 The emission proportion of VOC

2.1 中涂

要降低涂裝過程中VOC的排放，需要減少換色次數、減少每天生產的顏色種類，一種顏色配備一把靜電噴槍，嚴格控制噴涂過程（按標準作業(yè)書要求作業(yè)）。

2.2 色漆

色漆是涂裝過程中VOC揮發(fā)量較大的工序，嚴格控制色漆施工對降低整車VOC排放有很大幫助。

中涂打磨按標準作業(yè)要求，用手托、橡膠塊打磨，保證打磨后的中涂漆膜平整，沒有砂紙印跡，避免內外板色漆噴涂前的點補；有需要補漆的地方應該用修補中涂點補，點補用槍噴涂過程中可用0.2～0.3 MPa的壓縮空氣霧化，噴涂扇面按200 mm的槍距、50 mm調試，涂料利用率可提高50%以上，減少噴涂面積和過噴漆霧量；操作人員不能穿戴毛絨類衣物，避免纖毛掉落引起返工；噴涂的槍距和噴幅，按200 mm和300 mm進行點檢，班組長作業(yè)過程中進行巡檢，避免超出噴涂距離，造成油漆浪費；機器人軌跡仿形時要求膜厚均勻，誤差不超過1 μm，為保證車身顏色和消除色差，通常用最低膜厚來衡量，因為色漆的主要功能是著色。

3 涂裝生產的安排方式

現在涂裝車間大多為多種車型混線生產，因為面對的消費群體差異，導致車身顏色種類相對較多，在30萬臺/a產能的工廠，生產2～3款車型時，顏色種類通常在20種左右，若生產時不從車型、顏色上進行規(guī)劃調整，每天的換色次數會相當頻繁，在100～150次，按每臺車平均空一個車位，產能就降低50～75臺。

以一條日產750臺車的生產線為例，這條線體有6把靜電噴槍、10個靜電旋杯、2把空氣噴槍，單次換色的VOC排放約6～8 kg，不同顏色換色的排放有所差異，通過合理安排，每天換色次數可減少12～66次（圖3），可節(jié)省約30個空位，每天可以降低約300 kg的VOC排放。

降低換色次數可以從以下幾個方面著手：

（1） 杜絕相同顏色車輛連續(xù)噴涂時中間插入異色車輛，如白色車連續(xù)噴涂時中間插入黑色、紅色車輛，前后需要各空一個車位，換色兩次，即所謂的“夾花”現象；如果待噴涂車輛需要盡快進行異色噴涂，可以安排在換色中間，或清洗時進行噴涂，這樣可以減少一次換色；

（2） 利用總裝車間的粗排區(qū)，對涂裝車間的生產進行調整，可以滿足前后順序小于100臺車的生產調整；

（3） 同色生產，大批量的顏色（黑、白、銀、灰、紅），5個顏色每周安排一天集中生產，同色搭配1～2個小顏色，從根本上杜絕換色頻繁現象（避免因換色清洗不徹底造成返工），這同樣適用于水性漆噴涂和施工過程管理；

（4） 嚴格控制返工車噴涂時間，隨相同顏色車輛返工，建立相應的考核機制；

圖3 換色次數比較Figure 3 The comparison of color changing times

（5） 提高車間直行率和可動率，降低車間的在置數量，為涂裝生產順序提供便利。

4 結語

（1） 提高車身噴涂質量，嚴格控制返工車數量，可以消減VOC和CO2的排放。第一，嚴格控制色漆的噴涂質量及前處理電泳后的車身外觀質量；第二，車間環(huán)境的控制，日常保潔的點檢和顆粒分析，噴漆室和烤房的保潔需要重點監(jiān)控，以往分析的在烤房和噴漆室出現的顆粒要制作成點檢表，每次保潔完畢后按點檢表相關內容進行點檢確認，確保不再重復出現相同的問題。制定合理的生產計劃，做到每天最少的換色次數（一個主機廠同時包含一個低溫噴涂車間，降低塑料件的換色次數）；

（2） 按1 000臺/d排產，250 d/a計算，優(yōu)化管理后，每年可減少105 t的VOC排放、155 t的CO2排放，可節(jié)約成本50～100萬元；

（3） 500人的涂裝廠優(yōu)化管理后，每年可節(jié)約工時約10萬小時，按25元/h計算，可節(jié)約人工成本250萬元；

（4） 優(yōu)化管理后，可以增加10 000臺左右的產量，按5 000元/臺的利潤計算，在生產旺季、處于供方市場時可以增加5 000萬元的利潤空間。

Reducing VOC and CO2Emission in Automobile Painting Workshop by Production Management

Guo Dingbang，Wang Hongliang，Xu Xiao，Shen Yanting，Liang Qingqing
（Technology Center of Great Wall Motor Co.，Ltd.，Hebei Province Automotive Engineering and Technology Research Center，Baoding Hebei，071000，China）

With the rapid development of Chinese economy，automobile capacity has a rapid growth，and market competition is increasingly fierce. Reducing VOC and CO2emission by production management is necessary because of painting as major VOC and CO2emission in the automobile production，which is to reduce the environment pollution in automobile manufacturing and make contribution to human living environment.

VOC emission；CO2emission；environment pollution；production management；painting colorchanged；utilization of coatings

TQ 639

A

1009-1696（2017）01-0051-03

2016-08-10

郭定邦（1982—），男，大學本科，主要從事汽車涂裝工藝的相關研究工作。