淺析B1B2水性漆工藝規(guī)劃

摘 要：文章以奇瑞商用車(chē)河南開(kāi)封30JPH涂裝線(xiàn)為例，介紹了水性漆B1B2工藝噴漆室、色漆閃干、流平段及面漆烘干室體的整體工藝規(guī)劃及設(shè)備布局，對(duì)各工藝段的長(zhǎng)度、參數(shù)、設(shè)備應(yīng)用、材料選擇與應(yīng)用等進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：規(guī)劃輸入B1B2;工藝;規(guī)劃布局;長(zhǎng)度

中圖分類(lèi)號(hào)：U463.67? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1671-7988（2020）17-175-04

Process planning of B1B2 waterborne paint

Xu Guoqing

（ Chery Commercial Vehicle （Anhui） Co. Ltd， Anhui Wuhu 241000 ）

Abstract： Taking the 30JPH coating line of Chery commercial vehicle in Kaifeng， Henan province as an example， this paper introduces the overall process planning and equipment layout of the color paint flash and dry surface paint drying room of water-based paint B1B2 process spray chamber， and introduces the length parameters of each process section and the selection and application of equipment materials.

Keywords： Planning input B1B2; Process; Planninglayout; Length

CLC NO.： U463.67? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）17-175-04

前言

汽車(chē)涂裝水性漆B1B2工藝應(yīng)用隨著環(huán)保、節(jié)能、低成本的要求日趨廣泛。同時(shí)，鑒于《河南省2017年揮發(fā)性有機(jī)物專(zhuān)項(xiàng)治理工作方案》中明確指出，“要加快推進(jìn)全省整車(chē)制造企業(yè)VOCs排放治理，推廣使用水性等低揮發(fā)型涂料，配套使用“三烘一涂”或“兩涂一烘”等緊湊型涂裝工藝，VOCs綜合去除率要達(dá)到70%以上”的相關(guān)要求，奇瑞商用車(chē)公司在河南開(kāi)封規(guī)劃新建一條30JPH涂裝新產(chǎn)線(xiàn)，需滿(mǎn)足該環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，給該條生產(chǎn)線(xiàn)涂裝工藝提出了更高的要求。因此，在規(guī)劃該條面漆線(xiàn)時(shí)，規(guī)劃人員決定采用緊湊型（B1B2）水性漆+雙組份清漆工藝。

1 工藝規(guī)劃思路

B1B2工藝的設(shè)計(jì)理念：經(jīng)濟(jì)性方面，減少工藝過(guò)程、整合涂層、減少人工操作、減少固定資產(chǎn)投資;環(huán)境方面，減少VOC排放、減少碳排放;節(jié)能方面，減少能源消耗;品質(zhì)方面，油漆外觀(guān)、一次合格率提升、漆膜性能得到保證。

B1B2工藝規(guī)劃思路主要從工藝、設(shè)備、材料三個(gè)方面進(jìn)行規(guī)劃，確定本條生產(chǎn)線(xiàn)的整體思路。

根據(jù)產(chǎn)品的要求，采用噴漆采用B1B2水性色漆+雙組份清漆工藝。

色漆、清漆均采用自動(dòng)內(nèi)、外噴涂和人工檢查補(bǔ)漆相結(jié)合的辦法來(lái)完成，漆膜質(zhì)量達(dá)到“奇瑞公司-成品車(chē)涂層” E1-2-2012的相關(guān)要求。

2 工藝規(guī)劃輸入

2.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

最大車(chē)身外型凈尺寸（L×W×H）：5200mm×2200mm（裝面漆工裝時(shí)的寬度）×2000mm

外表面最大噴涂面積：15m2

生產(chǎn)方式：連續(xù)通過(guò)式涂裝生產(chǎn)線(xiàn)

面漆返工率：5%

設(shè)備負(fù)荷率：93%

2.2 生產(chǎn)線(xiàn)各工序節(jié)拍及鏈速，見(jiàn)表1所示

2.3 工藝流程，見(jiàn)表2所示

3 工藝布局規(guī)劃

在確定了工藝規(guī)劃思路及工藝路線(xiàn)后，根據(jù)廠(chǎng)房整體的位置布置及結(jié)構(gòu)、廠(chǎng)房立柱間距等要素，首先需要繪制基本的工藝平面布局圖。規(guī)劃思路是操作層布置在一層、廢漆處理系統(tǒng)布置在在一層、空調(diào)系統(tǒng)布置在一層。本項(xiàng)目中，廠(chǎng)房長(zhǎng)300米，主廠(chǎng)房寬66米;主廠(chǎng)房分11跨;兩層半結(jié)構(gòu)，二層為主操作平臺(tái)，標(biāo)高7.0米，三層空調(diào)平臺(tái)，標(biāo)高17.0米。結(jié)合廠(chǎng)房結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本項(xiàng)目規(guī)劃具體如下：噴漆室的操作間、動(dòng)靜壓室、流平段、色漆閃干、面漆烘干設(shè)置在二層，見(jiàn)圖1所示;噴漆室的漆霧捕集系統(tǒng)及排風(fēng)、循環(huán)水系統(tǒng)全部放置在一層;噴漆室的送排風(fēng)系統(tǒng)，新風(fēng)空調(diào)設(shè)置在三層、循環(huán)風(fēng)空調(diào)設(shè)置在一層，噴漆廢氣處理系統(tǒng)（沸石轉(zhuǎn)輪濃縮+TNV裂解處理）也放置在一層，見(jiàn)圖2所示。

4 水性色漆+2K清漆選擇

涂裝工藝的先進(jìn)、環(huán)保性首先體現(xiàn)在材料的先進(jìn)、環(huán)保性上，材料也是保障漆膜性能的最關(guān)鍵要素之一。在滿(mǎn)足涂料性能的前提下，盡量選用各涂層施工固體分高VOC占比少的涂料系統(tǒng)。結(jié)合當(dāng)前環(huán)保要求，VOC綜合排放濃度的計(jì)算前提是<30mg/m?，油漆涂層固體分和VOC占比是決定空調(diào)新風(fēng)量的重要計(jì)算條件。舉例說(shuō)明，某水性三涂層涂料體系A(chǔ)，其固體分分別是28%、30%、45%，VOC占比分別是0.1、0.1、0.55;某水性三涂層涂料體系B，其固體分分別是50%、34%、50%，VOC占比分別為0.2、0.2、0.5。由計(jì)算書(shū)算出，選用涂料體系A(chǔ)，新風(fēng)空調(diào)總風(fēng)量為40萬(wàn)m?;選用體系B，新風(fēng)空調(diào)總風(fēng)量為53萬(wàn)m?。可知，選用涂料體系A(chǔ)更能節(jié)約一次性投資和后期運(yùn)行成本?；诖藯l件下，規(guī)劃人員對(duì)業(yè)內(nèi)各家汽車(chē)用涂料供應(yīng)商進(jìn)行了對(duì)比、調(diào)查，業(yè)內(nèi)如PPG、關(guān)西、巴斯夫、艾仕得等品牌均能滿(mǎn)足要求。

5 設(shè)備規(guī)劃

5.1 文丘里設(shè)備

目前比較流行的文丘里有兩種，濕式與干濕，兩種處理方式各有優(yōu)缺點(diǎn)。濕式文丘里設(shè)備投資少、維護(hù)方便，處理漆霧后的水經(jīng)過(guò)處理后可以循環(huán)利用。缺點(diǎn)是水的消耗量大，且經(jīng)過(guò)處理后的排風(fēng)濕度較高，空調(diào)除濕量大，而且循環(huán)風(fēng)經(jīng)過(guò)濕式文丘里，溫濕度變化很大，對(duì)循環(huán)風(fēng)空調(diào)的能力要求較高，能耗消耗比較大。為了降低能耗以及減少對(duì)環(huán)境的污染，可以降低循環(huán)風(fēng)空調(diào)能耗的干式文丘里技術(shù)得到了應(yīng)用。循環(huán)風(fēng)經(jīng)過(guò)干式文丘里后，溫度變化較小，可以有效降低循環(huán)風(fēng)能耗，同時(shí)循環(huán)風(fēng)量提高，新風(fēng)需求量和廢漆排放量大幅度降低，減少對(duì)大氣的危害。但該種技術(shù)對(duì)漆霧捕集的石灰石粉末的粒徑分布和CaCO3含量要求極高，產(chǎn)生的廢料處理比較昂貴，同時(shí)捕集漆霧的紙盒過(guò)濾器需要定期更換，維護(hù)成本較高，筆者經(jīng)過(guò)計(jì)算，干式文丘里過(guò)濾器維護(hù)成本較濕式文丘里高出近40元/臺(tái)。二者對(duì)比見(jiàn)表3，通過(guò)上述分析及數(shù)據(jù)對(duì)比，本項(xiàng)目選用濕式文丘里。

5.2 廢氣處理設(shè)備

當(dāng)下新建涂裝線(xiàn)，噴漆產(chǎn)生的廢氣必須要達(dá)到環(huán)保要求。在規(guī)劃時(shí)，考慮了活性炭吸附濃縮法及沸石吸附濃縮法兩種?；钚蕴课綕饪s法，主要是采用防水活性炭，廢氣通過(guò)集氣室、干式過(guò)濾器后，進(jìn)入吸附脫附，經(jīng)過(guò)吸附脫附后的濃度較高的廢氣送達(dá)RCO催化焚燒爐燃燒，潔凈的空氣通過(guò)風(fēng)機(jī)排入煙囪。該套設(shè)備一般初始處理效率≥97%，一年后處理效率≥90%，兩年后處理效率低于90%。投資成本低，設(shè)備操作及維護(hù)簡(jiǎn)單，但有限使用年限較低，適合二次改造的產(chǎn)線(xiàn)或者節(jié)拍比較小的產(chǎn)線(xiàn)。而沸沸石吸附濃縮法，主要是采用通過(guò)四級(jí)過(guò)濾系統(tǒng)、濃縮沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)、廢氣焚燒爐RTO以及解吸附預(yù)熱器等方式，對(duì)噴漆室排放的廢氣進(jìn)行處理。廢氣先經(jīng)過(guò)G4/F5/F7/F9四級(jí)過(guò)濾，進(jìn)入沸石濃縮轉(zhuǎn)輪進(jìn)行VOCs濃縮處理，大部分廢氣在吸附區(qū)域被吸附，之后潔凈空氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)直接排入大氣中。采用180～220℃的新鮮空氣解付濃縮廢氣，濃縮后高濃度廢氣送入廢氣焚燒爐RTO內(nèi)進(jìn)行高溫焚燒處理。該種轉(zhuǎn)輪處理效率≥92%，RTO處理效率≥99.5%以上，而且使用年限比較長(zhǎng)，滿(mǎn)足系統(tǒng)長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行、保證長(zhǎng)期達(dá)標(biāo)排放和經(jīng)濟(jì)節(jié)能的運(yùn)行要求。

考慮到產(chǎn)線(xiàn)長(zhǎng)期運(yùn)行及環(huán)保要求，最終選擇使用沸石吸附濃縮廢氣處理方法。

5.3 機(jī)器人噴涂設(shè)備

BC、CC內(nèi)、外噴全部采用機(jī)器人噴涂。在確定機(jī)器人噴涂數(shù)量時(shí)，需要與機(jī)器人供應(yīng)商共同確定，同時(shí)需提供油漆材料、車(chē)型噴涂面積等數(shù)據(jù)至機(jī)器人供應(yīng)商，具體提供的參數(shù)見(jiàn)表4機(jī)器人周期時(shí)間計(jì)算所示。通過(guò)機(jī)器人供應(yīng)商核算后，最終確定機(jī)器人數(shù)量見(jiàn)表5機(jī)器人噴涂數(shù)量表所示。

5.4 空調(diào)設(shè)備

噴漆室的送排風(fēng)系統(tǒng)是高能耗的設(shè)備，循環(huán)風(fēng)空調(diào)即是針對(duì)高能耗的全新風(fēng)空調(diào)所做的創(chuàng)新。它是指在噴漆室排風(fēng)經(jīng)過(guò)循環(huán)風(fēng)空調(diào)機(jī)組調(diào)溫調(diào)濕過(guò)濾后，再次循環(huán)送入噴漆室，因進(jìn)入循環(huán)風(fēng)空調(diào)進(jìn)出口的溫差幾乎為零，所以能大幅降低調(diào)溫的能耗。B1B2水性漆工藝，VOCs排放量小，溫濕度要求高，且內(nèi)外噴全采用機(jī)器人噴涂，因此送排風(fēng)系統(tǒng)可以采用新風(fēng)+循環(huán)風(fēng)的設(shè)計(jì)理念。本項(xiàng)目中，在確定了噴漆室各工藝段的長(zhǎng)寬高以及風(fēng)速、溫濕度要求后，空調(diào)設(shè)備數(shù)量、形式可以確定下來(lái)。

6 各工藝段長(zhǎng)度規(guī)劃

各噴漆功能段的寬度規(guī)劃要點(diǎn)：在根據(jù)最大車(chē)型以及滿(mǎn)足機(jī)器人手臂活動(dòng)空間及槍距的前提下，設(shè)計(jì)噴房寬度。

各噴漆功能段的長(zhǎng)度規(guī)劃要點(diǎn)：機(jī)器人段由機(jī)器人供應(yīng)商根據(jù)規(guī)劃輸入資料設(shè)計(jì)長(zhǎng)度。流平、閃干長(zhǎng)度滿(mǎn)足油漆材料的最佳施工窗口。根據(jù)關(guān)西、PPG等涂料供應(yīng)商提供的油漆材料施工窗口及筆者的工作經(jīng)驗(yàn)，確定了流平段、色漆閃干爐的長(zhǎng)度。本項(xiàng)目因考慮后期產(chǎn)能提升，因此噴房各工藝段的長(zhǎng)度都預(yù)留了空間。具體見(jiàn)表6所示。

7 操作人員規(guī)劃

噴漆室操作人員分為內(nèi)表面噴涂人員、外表面噴涂人員、檢查人員。在內(nèi)、外噴涂采用機(jī)器人后，噴涂操作人員主要是噴涂檢查人員。該項(xiàng)目檢查站共計(jì)3個(gè)，分別為BC1外噴檢查站、BC2內(nèi)外噴檢查站、CC檢查站。根據(jù)車(chē)身噴涂面積、檢查區(qū)域以及生產(chǎn)節(jié)拍等要素，3個(gè)檢查站共計(jì)6人，另外增加1名自由人，可對(duì)檢查人員進(jìn)行輪換。

8 結(jié)束語(yǔ)

目前B1B2水性漆工藝應(yīng)用越來(lái)越廣泛，各個(gè)汽車(chē)廠(chǎng)的規(guī)劃思路相差各異，但總體思路基本一致，都是以環(huán)保、節(jié)能、低成本及智能化、自動(dòng)化為總體思想。規(guī)劃人員在規(guī)劃時(shí)，還需要與各設(shè)備供應(yīng)商、材料供應(yīng)商等多交流多學(xué)習(xí)，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，可以更好的規(guī)劃出新產(chǎn)線(xiàn)。

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