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钢桶涂装前处理带液问题分析改善

文/白扬

摘要:涂装前处理电泳过程中,钢桶经过处理槽或者喷淋工序,桶身及桶底盖不可避免地残存着上道工序的处理液,这些液体随钢桶带入下道工序槽液中,影响槽液参数稳定且不利于保证车身质量。重点介绍了涂装前处理线带液问题产生的影响、原因及改善措施。

关键词:沥水;带液;带液问题

 

0 引言

涂装前处理除油磷化的处理方式可以分为浸渍式和喷淋式,2种处理方式均是将整个钢桶用药液或者水进行处理,处理液存留在钢桶桶身内部或桶盖的表面,随钢桶进入下道处理区域流入处理槽的过程称为带液。

通常在前处理钢桶行进过程中都会设置一定的沥水时间和沥水区段,以此减少带液的量和对钢桶质量的影响,但由于设计过程分析不充分及产品开发、生产管理不足等因素的影响,带液问题依然需要进行重点分析和考虑。

本文将从生产实际出发,剖析前处理带液问题的影响;并从生产线设计、同步工程以及生产管理角度出发浅析带液问题的改善和避免措施。

 

1 带液问题的影响

1.1 水洗污染度升高

前处理过程主要分为脱脂、表调磷化、钝化3个工艺,一般前处理线每道处理过后均设置两道水洗工序,依次喷淋水洗和浸渍水洗。通常每经过一道水洗钢桶残存药液浓度会稀释10倍,药液留在水洗槽中,槽液污染度会相应增加。工艺上对各区最终浸洗的污染度有相应的控制要求:脱脂后浸洗≤1.5pt(0.1mol/L盐酸滴定);磷化后浸洗≤1.0pt;钝化后纯水浸洗槽液电导率≤30μS/cm。

水洗污染度过高对钢桶质量会造成一定的损害:脱脂后水洗污染度升高会造成钢桶表面碱液聚集,对钢板材造成腐蚀,形成条纹状瘢痕;磷化后水洗污染度升高,会对冷轧板材造成酸液反腐蚀现象,严重的反映为表面起锈;钝化后污染度升高会增加带入喷涂系统中杂离子的量,造成次生危害。

通常75t水槽,按照每日3000只产量运行,6个生产日后各水洗槽污染度应接近且低于控制要求。如果带液问题较为严重,污染度升高速度会对应加快,需要加大浸洗槽补水量,不断更新槽液,维持污染度在控制范围内,补水量需要根据实际生产情况进行调整。大的溢流量不但增加用水量和排污负担,还需要额外的人工干预,造成人力物力的浪费。

1.2 槽液平衡破坏

1.2.1 加速表调液老化

表调槽液的主要成分是钛的胶体粒子,老化程度主要与时间相关。同时,受到车身带液进入的铁屑、油污以及脱脂碱液等杂质影响,会加速表调老化,其中铁屑作为富集中心吸附胶体粒子。碱液的带入会导致表调液电导率急剧升高,从而使钛胶体在处理液中突发性地凝聚,加速老化。

1.2.2 磷化槽液消耗

磷化前的表调液pH呈碱性(约8.5~9.5),磷化液呈酸性的表调液带入磷化槽中对槽液影响较为明显。首先造成磷化渣急剧增加,钛胶体在车身上作为晶核促进磷化结晶,同样游离在槽液中也会与磷化液反应,加速磷化渣的产生;其次消耗游离酸,表调中的碱性缓冲剂进入磷化液中发生酸碱中和反应消耗游离酸。如果表调液被长期大量带入磷化槽,将破坏磷化液平衡,影响磷化成膜效果。

1.3 漆膜质量受影响

1.3.1 附着力不足

由于喷涂时钢桶表面没有形成完美的磷化膜,所以对于漆膜的附着力会有较大的影响。

1.3.2 漆膜表痕加重

伴随带液问题,漆膜附着力不高。清洗后残存高固体分槽液在钢桶表面和夹缝中,在烘干过程中表面洗液不断浓缩聚集形成流痕,另在夹缝位置包藏的洗液经过烘干炉向外沸腾,在钢桶转角处形成流痕。

 

2 带液问题的成因和改善方法

2.1 生产线设置的影响

2.1.1 沥水区段能力不足

钢桶经过喷淋区段或浸渍区段时钢桶存留液体是不可避免的。通常钢桶携带的槽液需要通过沥水尽量保留在处理槽中,沥水过程需要保证足够的沥水时间。间歇式前处理线只要生产节拍允许可以通过调整程序分配处理和沥水时间,保证沥水效果。连续式前处理线则需要为沥水提供足够的空间保证沥水效果,如果生产线设计的沥水空间过短,则会导致钢桶进入下一区域前沥水不充分,此种带液问题影响较大且不易改善。

2.1.2 沥水段设置原则

为保证各处理区段有效沥水回收槽液,在两个区段间需要设置前沥水段和后沥水段来保证足够的沥水时间,以尽量减少各区之间窜液问题(向后带液或向前窜液)。沥水段设置需要根据不同生产工艺和特性,充分考虑钢桶因素和生产线速进行设置,以保证足够的沥水时间。

在缺乏特殊产品沥水数据时,通常使用L进行估算钢桶沥水长度:生产200升闭口钢桶时L约为2m,生产200升开口钢桶时L约为3m。

沥水段的长度还需要结合不同工艺段及不同处理方式给钢桶留有处理液量的不同分开考虑。

2.1.3 特殊沥水结构提升沥水效果

另外对于沥水要求较高或者生产线投产后沥水效果不良的,可设置或改造沥水滚床提高沥水效果。

2.2 钢桶结构的影响

2.2.1 钢桶结构存在无法排水结构

前处理常用的机运形式有自行悬挂链、地链、立式或卧式等形式。其中立式可动角度范围较大(0°~359°),因此钢桶结构中只要不存在封闭腔体,理论上都可以通过调整输送机进行有效沥水。其充分沥水阶段为立式运行。

在钢桶平放或设定沥水角度下存在无法排水结构,或者兜水腔体过大水量在沥水段内无法排净,导致大量浓液带入后续处理槽。此种带液问题除前后盖可通过调整打开角度改善外,其他位置将伴随产品的整个生命周期。

2.2.2 同步工程分析改善结构

随着同步工程在新产品开发中应用的普及,在数据开发阶段根据新制桶项目规划,结合生产线机运形式进行沥水性能的工艺评审。利用CATIA软件的透明和剖切功能,对产品3D数据进行分析评审,在数据冻结前针对问题提出更改。

1)检查钢桶全表面及弯曲部和贴合部,是否会发生积液,是否有可以排水的孔或缝;

2)如果需要强制排水,可采用以下3种方法:①增设排水孔,②增设排水筋,③通过板与板之间缝隙排水。

2.3 生产管理带来的问题

2.3.1 维保不及时造成设备损坏

通常情况下喷淋是垂直桶身或角度偏向取液槽方向,以此保证喷淋液有效作用桶身且有效回收。若喷淋管路破损、喷头方向偏向反方向导致喷淋液直接喷入其他槽体、喷向向后沥水段后方导致沥水区间之后,沥水效果不良。

2.3.2 有效的管理和维护保证设备稳定

首先对前处理各区喷淋系统要进行有计划的点检,通常每周停产期间要对室体内喷头和喷淋管路进行系统点检,检查是否损坏或松脱,喷淋头最好进行编号记录更换时间,点检后要进行统一调节,保持方向。

重要参数,例如喷淋压力会间接影响喷淋量和桶身带液量,需要尽量保持稳定,通常这部分参数会体现在控制计划上,检查周期不应低于每班1次。重点设备,例如沥水滚床,要保证正常运行,不能停用弃用,根据设备状态开展有效的维修保养,杜绝故障停用。

 

3 结语

前处理带液问题一般无法量化衡量,发生后不易及时被发现,其危害也是在不知不觉中产生的,是一项较为复杂问题,其成因较多且体现在多个维度。工艺管理者要在工厂建设、产品导入和生产管理等多个方面进行关注、分析,以消除此类问题。

 

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