静电喷涂范文

导语：如何才能写好一篇静电喷涂，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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[关键词] 静电喷枪 接地 上漆率

中图分类号：TQ639.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）08-0273-04

近年来，随着国内汽车市场的竞争激烈，成本已成为汽车竞争力的焦点。随着机器人批量静电喷涂的使用，极大的提高了上漆率，也相应的降低了喷涂成本。而传统的手工喷涂使用空气喷枪，上漆率仅有30%左右，而采用手工静电喷枪，上漆率可提升至60%左右。静电喷涂提高了喷涂设备的传递效率。传递效率的提高是因为静电帮助克服了其他力，如导致雾化材料偏离预定目标体的冲力和气流等。静电方法节省了涂料、时间和劳动力。更多的材料被吸引并附着于目标体，更少的材料浪费在喷漆室和周围空气中。静电方法还减少了进入空气的溶剂挥发，因为喷涂每一部分所需要的涂料减少了。

一、静电喷涂五大优势

涂料经过静电枪带高压电荷，在电场力作用下吸附于被涂物表面，因此相对普通手喷枪有更优的涂层效果，车身表面的致密性、均匀度、结合力等技术指标相对提高约20%～40%。静电枪装备的喷嘴精致雾化效果优良，进行整车车身喷涂时涂料利用率相对大幅度提高30%～50%。

1.涂装效率提升数倍：一条生产线一天可喷涂上千台车身

2.节省50%的油漆：由于采用静电技术，静电喷涂油漆的实际利用率高达90%以上，而空气喷涂利用率只有30%～40%。

3.品质更好：通过静电雾化后，油漆粒子直径只有13～15？m，是空气喷涂的一半，漆膜更细腻、平整；

4.打磨更容易：油漆分子更细，打磨性能更优越，可大大节省打磨时间和人工成本；

5.真正的低碳环保涂装：静电喷涂大大减少稀释剂的用量，从而让整个涂装线像高科技车间一样洁净，即使人站在喷枪旁边，也闻不到油漆的气味，是真正的低碳涂装。

二、现市场中常见几种喷枪如下：

（1） 美国固瑞克（Graco）公司，固瑞克公司的油漆输送系统有名，汽车厂大部份使用其输送设备，固瑞克静电手喷枪采用空气马达驱动，不用静电产生器为其特点。但枪体较重，无电路保护，维修困难，喷嘴单一等缺点。

（2） 德国瓦格纳（Wagner），瓦格纳以喷塑粉为名，静电枪为20年前老产品，未有更新换代，效果一般，电路已淘汰落后。

（3） 法国薛麦斯（Sames），进入国内市场不久。

（4） 日本兰氏公司（nansbarg），以旋蝶disco、自动喷枪出名；但手喷枪沉重，故障率高无优势。

（5） 日本旭大畏（ASAHI），涂装企业先进代表手喷枪技术最先进企业代表手喷枪技术最先进企业，其手喷枪唯一一家2000年后新出产品，电路稳定，喷枪精巧为最佳之静电喷枪。

三、静电喷涂的基本知识

静电喷涂：术语“静电学”或“静电喷涂”是指一种利用电荷和电场将雾化的涂料的粒子吸引到目标体上（喷涂对象）的喷涂工艺。在最普通的静电系统中，电荷被转移到涂料上，并将目标体接地以形成电场。由于正负电荷的吸引力，带电的涂料被电场吸引到接地的目标体表面。其他不太常用的静电系统将电荷转移到目标体上并将涂料接地，或将正负电荷转移到涂料和目标体上。

静电系统的种类：静电喷涂涂系统可为自动或手动的。

自动静电系统包括：

高速旋转（固定的或往复式的）雾化器

往复式的旋碟

自动空气、无气、空气辅助式无气或HVLP 喷枪

手动静电系统包括：

空气静电手握式喷枪

空气辅助式无气静电手握式喷枪

无气静电手握式喷枪

HVLP 静电手握式喷枪

手握式旋转雾化器系统

图1手动和自动静电系统。

静电喷涂剖析

带电粒子间的力

所有物体都有电荷，物体是由三种带电粒子组成的：

1.带负电的粒子具有过多的电子

2.带正电的粒子具有过多的质子

3.中性粒子具有同样数量的电子和质子。

具有相同电荷的粒子或物体互相排斥，而具有不同电荷的粒子互相吸引。单个孤立的带正电或带负电的粒子会吸引中性粒子，带电粒子还会被吸引到最近的接地表面。

图2带电粒子

电场

电场（或静电场）是产生于带一种电荷的物体终止于带相反电荷的物体或地的电力线簇。因此，带电粒子（或物体）和接地物体间存在一个电场。电离针和接地物体间存在一个电场。带相反电荷的粒子间也存在一个电物，场强用伏特/米测量。

进入静电场的带电粒子受电场中的电场力的控制，就象具有质量的物体受引力场中引力的控制一样。

静电喷涂设备

静电喷涂过程

图3的说明显示静电喷涂设备的基本组成部分，这些基本组成部分有：

喷枪或雾化器

雾化的涂料的粒子，以一种喷涂形状从喷枪中射出

位于或靠近涂料流的电离针

喷涂的目标体

图3中显示的设备组成部分共同组成静电喷涂系统进行工作。

电离针将电荷转移到材料粒子上（在静电系统中，涂料或在雾化前或在雾化后被加载电荷）

图4静电系统的电场

静电起电方法

有四种静电起电方法。这四种静电起电方法是：

电晕放电起电

接触起电（又叫做传导起电）

感应起电（又叫做非接触起电）

摩擦起电

这些方法中，电晕放电和接触（传导）起电是用于液体静电喷涂的两种主要方法。

电晕放电起生电

电晕放电起电方法利用具有高电势的突出的或尖的曲线电极，电极上的强电场电离了周围的空气产生了离子，离子自由地依附于雾化涂料，如图5所示。

接触或传导起电

接触起电的一个局限性是不容易将静电荷转移到绝缘的涂料，这种方法只局限于导电的涂料，如图6所示。

感应起电

感应起电方法是用电场将电荷感应到靠近带电面的接地物体上。如果将物体与地面断开，感应电荷不会消散，物体就保持住它的电荷。感应生电地局限于相对导电的涂层，如图7所示。

摩擦起电

摩擦起电是为许多人所熟悉的，但经常引起误解。摩擦起电时，不相同的两种材料接触或摩擦产生电荷，产生的电荷量取决于接触的性质，材料的电特性以及湿度和温度的情况

环包效应

环包是静电喷涂中，不仅喷涂物直接面对一面，而且其它几个面都有这样一种喷涂效应，当经过目标表面的涂料粒子被静电力吸引至物体时环包效应便产生了，如图8所示。

虽然环包效应有助于静电方法效率的提高，环包却不是传递效率提高的主要原因。事实上，静电学的主要优点是涂料到达主要表面的传递效率提高。

法拉第笼效应

环包效应在一些喷涂应用中也许是一个缺点。例如，有深腔的物体不适合喷涂工艺，这是因为涂料被吸引到物体的最外端，导致涂层不均匀，这种不均匀涂层是法拉第笼效应的结果，见图9说明。

四、手工静电喷枪

1、内置加电式静电喷枪的自发电装置，如图10所示。

2、外加电静电喷枪

电压隔离装置，见图11，防止喷涂电压通过涂料供应装置消耗掉。这种方法只适用于高度导电不易燃的水性涂料。

实际运用的手工静电喷枪，如图12所示：

五、手工静电喷枪的接地

当涂料粒子小而轻时静电喷涂工作得最好，因为静电力更容易克服作用于粒子的冲力，静电喷涂对引导和控制低速运动的粒子具有最大的积极影响。在满足OSHA要求的条件下，应尽可能消除过量空气流动等外力以改善静电工艺。另外，被喷涂的物体必须是导电的或有导电的衬垫或涂层，目标体必须很好地接地，如图13所示。

直接用一根导线将车身与台车用螺钉紧固连接。由下线人员将导线按要求安装在车身指定孔；在检验出口处再将导线从车身卸下并按要求摆放好，缠绕在台车梁上，以防止导线拖地而被拉断。

六、手工静电喷枪的维护

正确使用，如图14所示。

被喷涂物必须接地

操作工应保证手与喷柄充分接触使人接地

使用适合静电喷涂的油漆

定期检测工件和设备的接地，检测方法如图15所示

定期检查喷枪的状况

日常清洗注意事项

静电喷枪清洗时必须将静电开关关闭

静电喷枪清洗和存放时喷枪枪口应向下，不能将喷枪浸泡在溶剂中，如图16、图17所示。

手工静电枪的日常问题点，如下表所示：

七、手工静电喷枪的效益

我司商用车从2007年投入手工静电喷枪，效益如下：

通过比较，静电喷枪效果明显优于空气喷枪。

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【关键词】喷涂设备；高压静电；空气静电旋杯

Abstract： Based on the analysis and research of the air electrostatic rotary cup spraying ，In the market has been based on the equipment ，design a kind of spraying equipment used for the DC static high voltage generator.Design shows that further perfect the design requirements. Through the test proved to improve the resistance EMI ability and reduce the power consumption，and has good protection performance.Through the practical application show that the generator to improve the equipment of paint rate of more than 85%，Shanghai juji rate of more than 90%，Spraying quality improved.Still need further study design in order to continue to improve

Key word： Spraying equipment； High voltage electrostatic； air electrostatic rotary cup

0.引言

传统的空气喷枪的上漆率只有30%～40%，而且喷涂质量也不高，而今的空气+静电 +旋杯的空气静电旋杯式喷涂已达70%～80%的上漆率，通过技术改进上漆率还能提高，由于空气喷枪喷涂造成色漆涂料的极大浪费，所以目前新型的空气静电旋杯式喷涂在不断发展和广泛应用之中。

空气静电旋杯喷涂通过压缩空气驱动高速气电机，进而驱动有齿纹的旋杯高速旋转使油漆雾化，将油漆雾化成小液滴，通过调整雾化空气的流量和压力控制油漆雾化程度大小和喷涂扇面形状，通过控制整形空气的压力来调整喷涂幅度，以达到精确喷涂的目的。针对相同的金属底色漆，通过研究空气喷枪喷涂和静电旋杯喷涂的效果和差异，研究人员不断设计出新型的高压静电和高速旋杯供设备使用。空气静电旋杯喷涂原理图见图1，其中高压静电发生器起重要作用，雾化油漆在高压电场的作用下形成定向运动，对提高上漆率、涂复率和上漆质量等有很大影响。

1.空气静电旋杯喷涂的电气原理

静电涂装基本上与针状电极和平板高压电场的性质相似，即以接地的被涂物作为正极， 涂料雾化器（ 即旋杯） 接负高压电作为负极， 在两极间形成高压静电场， 在负极产生电晕放电， 使喷出的漆雾带负电， 并进一步雾化， 按同性相斥， 异性相吸的原理， 已带电的涂料介质受电场力（ F=qE） 作用， 沿电力线定向地流向带正电的被涂物表面， 就可中和沉积成一层均匀、附着牢固的薄膜，如何使带电微粒（ 漆雾） 受静电场作用， 沿电力线方向高效、均匀地吸附到被涂工件上， 呈现独特的环抱效果是直流静电高压发生器的主要任务。通常情况下我们将被涂物作为正极接地。一般使用0.6～200kV作为静电喷枪和工件之间的电压，但含有的金属粉性质不同时电压的选择不一样，导电性能较好的涂料如铝粉漆电压要低一些，同时空气压力伴随的雾化流量也是考虑的因素，由于静电场强度与电压成正比，因此在工艺上，一般选较高电压，使喷涂涂复率达到一定水平，比如在80%以上，电压较低时涂复率较低，但电压也不能太高，易打火花， 不利安全，同时电压过高，绝缘性难以达到，工人和设备的安全性不能保障，通过研究高压恒流特性更有助于提高喷涂质量。

本设计是按照以铝粉漆为主的高压静电旋杯式高压静电发生器，压力指标：涂料压力0.3Mpa，最大0.62Mpa；空气压力0.1 Mpa ～0.4Mpa，最大0.62Mpa。

根据设计，直流静电高压发生器原理方框图如下：

主要控制指标：

输入电压：AC220V，50HZ

电源容量：100VA

输出直流高压：10～100KV

输出直流电流：10～100μA

保护类型：过电压击穿保护，过电流切断。

2.电路设计和特点

2.1 EMI和整流滤波稳压电路

核心器件是EMI滤波器组成，整流滤波稳压电路是由整流电路、滤波电路、稳压电路组成，其中稳压电路的核心器件是2片C2440、1片C1815。

此电路的特点是：具有较强的抗EMI干扰能力，功率因数大幅提高，电源效率也得到提高，恒流特性得到增强。

2.2 直流―交流主电路，以及控制电路

主要采用单相桥式CMOS驱动，核心芯片IRF530和IRF9530，高压电流恒流控制核心芯片主要选用UC3875和3片LM358和2片LM317。

此电路的特点是：采用全桥驱动可靠性提高，频率可高达1MHZ，减少了输出直流的纹波，使直流性能提高。进一步提高输出恒定直流性能。保护功能完善，过电流和短路保护、过电压和电压峰值保护电路、启动和软启动电路等，另外还有温度保护电路和瞬时高压保护（高压击穿保护管）保证了设备的安全性，按喷涂前的工艺参数测试，方便的通过电压电流给定调节电路调节给定电压和电流参数。

2.3升压变压器和倍压电路

升压变压器将输入交流电压升至最高10KV，倍压电路由高压二极管和高压电容组成，十倍压电路将升压变压器的输出电压最高升至最高100KV。

2.4 高压电流显示电路和高压电压显示电路

此电路将采样的电压电流信号放大至WS7107CPL芯片和数码管，显示精度3位半。

3.总结

通过分析几款台湾和日本的相关产品，设计出的高压静电发生器在实际运用中表现良好，特别是在电路前端采用EMI和直流稳压，提高了系统抗EMI能力和提高功率因数以及减少了功率损耗，直流稳压还进一步保证了后级的恒流特性；在保护电路上增加了短路电流和高压峰值保护，特别是在高压电源恒流特性上表现优越。通过试验上漆率进一步提高，达85%以上，铝粉依附性能和产品质量进一步提高，需要改进的地方是第一级滤波稳压电路的功耗需要进一步减少、输出频率1MHZ还可提高、电流检测精度也需进一步提高、需进一步研究倍压电路的稳压性能满足恒流的需要。

参考文献：

[1]刘勇.高速铃型旋杯自动静电涂装机在摩托车涂装领域的应用[J].表面技术，2009，3 ：25（2）.

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[4]王家青，汪朝晖，胡迎锋.静电喷涂技术及其应用探讨[J].表面工程，2006，2：第1期 137-139.

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为适应我国高速公路护拦板的发展要求，浙江大学涂装技术工程公司设计制造了一条年产量为600公里护拦板的粉末静电喷塑生产线。从设备实际使用情况来看，此生产线达到了设计指标，喷涂产品性能较好。

1生产线工艺概述

此生产线由两条流水线组成：第一条，半自动槽浸式工件前处理及工件脱水流水线；第二条，全自动工件静电喷粉及工件粉末固化流水线。

1.1槽浸式前处理工艺

高速公路防护拦板材质为热轧板，其表面在高温下氧化而产生氧化皮。去除氧化皮取决于除锈剂对氧化皮的穿透（渗透）力。他们采用混合酸中加入添加剂，在常温下具有快速渗透、除油、铬化、缓蚀等短时间内去除氧化皮的功能。这样解决了常规硫酸法温度高、环境污染大、材料性能有影响的问题，大大降低了设备的投资费用与厂房维修保养费用。

工件磷化工艺采用常温无渣磷化技术，解决了目前加温磷化工艺耗能大、残渣多、返黄等问题，而且生产技术管理方便，用波美计与PH试纸即可调整与控制。每公斤工作液可处理工件50-60m2，在温度0-35摄氏度、时间3-5min下，形成的磷化膜均恒定在2.0-2.5g/m2内，保证后道工序的喷涂要求。

钝化工艺采用一种无毒钝化剂，解决目前磷化后处理铬酸、重铬酸盐钝化的环境污染问题，并提高磷化膜的耐腐蚀性能，提高涂层的附着力。

工件脱水为箱式烘炉，采用燃油加热换热、热风内循环的加热方式，同时将水气强制排放出去。脱水后工件直接转运至后道全自动静电喷粉及粉末固化流水线。

1.2全自动静电喷粉及粉末固化工艺

静电喷粉及粉末固化工艺采用悬挂输送链形式连接，工件上线后经过静电喷粉及粉末固化后下线，产品检验合格后入库。

粉末静电喷粉设备采用8支自动喷枪双工位喷涂，变频调速升降器控制喷枪的移动速度及移动范围；采用小旋风一级回收器、脉冲空气反吹式滤芯回收器为二级回收器；采用组合式6台静电发生器综合电控系统，每台静电发生器带2支喷枪，剩余2台静电发生器可以作为备用或补喷使用。

粉末固化采用直通式烘道，燃油加热换热，热风内循环加热形式。采用进口燃烧机为热源，在不锈钢燃烧室内燃烧，产生的高温烟气通过高效换热器后排放。采用高温风机使烘道内的空气通过高效换热器交换热量，使烘道内的温度达到粉末固化所需要的要求。

悬挂输送链采用单点吊重100kg的轻型悬挂链，考虑到防护拦板尺寸较长，因此挂具采用软连接，使工件在转弯及上、下坡道时尽量减少对悬链系统的影响。

2生产线流程及其设备技术参数

2.1前处理工艺流程

槽体外形尺寸：5200mm*1000mm*1500mm（长X宽X高）共8个防腐槽

工件传输：手控行车吊运及吊浸

脱水炉外形尺寸：5200mm*2900mm*2000mm（长X宽X高）

耗热量：6万大卡

温控范围：75-140摄氏度

升温速度；20min升温至100摄氏度

加热方式：燃油加热换热，热风内循环

2.2粉末静电喷涂及固化工艺流程

2.2.1粉末静电喷涂设备

设备外形尺寸：7000mm*5000mm*3000mm（长X宽X高）

耗电量：15KW

耗用压缩空气量：180m3/h（表压0.55MPa）

2.2.2粉末固化设备

设备外形尺寸：42000mm*1200mm*4000mm（长X宽X高）

耗热量：40万大卡

温控范围：150-200摄氏度

升温时间：小于60min升温至180摄氏度

加热方式：燃油加热换热，热风内循环

2.2.3悬挂输送设备

QXT-300/100型轻型轴承链悬挂输送机。

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摘 要：工程机械在品质提升的同时，造型和外观已成为广大用户选择时考虑的重要因素，靓丽外观的工程机械往往更受用户欢迎。本文通过工艺、设备、人员等多维度进行探讨，归纳整理出涂装生产现场应重点关注的控制因素。

关键词：工程机械 涂装 质量 管理

1 前言

随着国内工程机械需求量的增加，客户对工程机械的外观质量和防锈要求越来越高，工程机械外观的轿车化已成为行业发展趋势，同时工程机械需求量的增加也引Чこ袒械走向集中化、规模化、流水线化的生产模式，然而先进的理念同行业的实际现状相矛盾，行业内许多大企业对产品开发投入大量的人力和物力，却忽略了对涂装及涂装前处理等关键环节的管控。

汽车涂装拥有高端的喷涂设备、优良的涂装环境、严格的涂装管理、专业的涂装人才等因素，而工程机械的涂装仍然滞后，属于粗放管理类型，不仅专业涂装技术人员匮乏，而且设备、管理和施工水平偏低，质量检验手段欠缺。因此，工程机械涂装需对标汽车行业，采用先进的涂装工艺与设备，培养更多的专业涂装工艺人员，加强涂装的施工管理和质量控制管理。

2 涂装工艺影响因素

在工程机械生产制造过程中，涂装是一道必不可少的工序，具有防锈、装饰、警示等作用。工程机械涂装包括零部件涂装和整机涂装；在工程机械涂装发展的初级阶段，零部件涂装仅喷涂底漆；近年来，零部件面漆化得到推广，零部件在整车装配前完成底漆、面漆的喷涂，整机涂装仅作局部区域的修补。当然，要完全实现工程机械零部件面漆化，需保证零部件涂装的质量，减少转运、装配过程中的磕碰划伤，从而减少整机修补量。电泳涂装和粉末涂装已在工程机械零件涂装中得到应用，但主要限于薄板件，溶剂型涂料的涂装目前仍然是工程机械涂装的主流，但部分地区已开始强制要求应用水性涂料。

2.1 前处理

根据零部件的不同，工程机械零部件涂装分为结构件涂装和薄板件涂装两类，两者的主要区别在于前处理方式。结构件基本上采用抛丸的前处理工艺，一般工艺流程为：屏蔽抛丸清理。由于薄板件抛丸容易变形，故其前处理均采用酸洗磷化工艺，一般工艺流程为：预脱脂脱脂水洗酸洗水洗表调磷化水清洗干燥；目前硅烷前处理工艺已在行业推广应用，不久将取代磷化工艺。

2.2 环境

良好的涂装质量需要严苛的环境作为保障，现阶段国内工程机械涂装施工环境控制缺失，影响最终涂装成品质量，下面从喷漆室、喷漆温度、喷涂压力展开说明。

2.2.1 喷漆室

喷漆室，对喷涂的结果具有决定性的影响。喷漆室中的空气必须通过特定的过滤器确保清洁，同时空气流动要均匀；喷房空气压力维持在微正压即可有效防止外部不净空气的进入；喷房内墙需作防积尘处理，避免积尘。

2.2.2 喷涂温度

底漆和面漆施工的最佳温度为18-20°C，相对空气湿度50-75%。温度过低会影响干燥速度，不利于双组分涂料的交联反应，最终导致涂膜综合性能的降低。温度过高时，需配套使用慢干固化剂和稀释剂来防止针孔的缺陷的产生。

2.2.3 喷涂压力

喷涂用压缩空气必须使用油水分离器作脱油脱水处理，同时需保证喷涂压力维持在喷枪额定工作压力范畴内；供气量应大于喷涂设备所需气体消耗量，同时压缩空气管路的规格应根据输送距离设定，避免因压力不足导致的喷涂质量缺陷。

3 喷涂设备因素

喷涂的主要方式有空气喷涂、混气喷涂、无气喷涂、静电喷涂等方式，应根据实际要求选择合适的喷涂方式。

3.1 空气喷涂

空气喷涂是指利用压缩空气气流通过喷嘴时形成的负压将涂料雾化，涂料雾化效果好，涂层细腻光滑，但是涂料利用率低，大约在25-35%，仅适合表面质量要求高的结构件喷涂或整机局部区域修补。

3.2 混气喷涂

混气喷涂是指将涂料增压后，配合压缩空气将涂料雾化，雾化效果较无气喷涂好，涂料利用率较空气喷涂节高20-50%，比空气喷涂节约10-25%涂料，缺点在于雾化效果较空气喷涂差，油漆利用率较静电喷涂和混气喷涂低。

3.3 无气喷涂

无气喷涂是指涂料在高压下雾化成小液滴的形式进行传递。无气喷涂具备一次喷涂成膜厚、喷涂效率高、施工时漆雾较少的优点；但同时也存在 “压枪”困难、出漆量难以控制、喷嘴的使用寿命短、喷漆设备难以处理、油漆雾化相对不好、有纹理不细腻的缺点。

3.4 静电喷涂

静电喷涂指利用静电喷枪与喷涂对象之间的电场进行油漆传递。静电喷涂的优点在于能够降低涂料消耗，提高工作效率；但是表面漆膜呈明显的颗粒状，有凹陷的部分难以喷涂到位。

4 人

工程机械企业涂装技术人员普遍较少， 高水平的涂装技术人员更是稀缺， 企业有自己人才发展及储备计划是非常必要的。目前的工程机械涂装喷涂技术人员，有以下几个方面问题。

4.1 专业人才少

为适应行业快速发展的需求，解决专业人才不足的现状，人力资源部与制造部应联合制定技术工人发展方案，培养训练有素、高技能的技术工人队伍，贯彻落实模块式员工发展理念。方案应明确发展对象、发展标准、发展途径、发展资源，以及发展过程中人力资源部、职能部门、员工的职责。

4.2 人员流动较大

如何留住人才也是目前企业的常见难题。行业内施工环境差，人员水平参差不齐，企业未设定个人发展规划，导致人员流动性较大。如果增强技术工人发展透明度，并提高企业技术工人队伍的整体素质，用好人才、留住人才，这才是发展壮大的基本条件。

5 体系保证

通过各种管理体系，保证涂装的最终的效果。如涂装材料质量保证系统、涂装施工过程的质量保证系统、涂装设备管理质量保证系统、涂装检验质量保证系统等。

6 结语

工程机械涂装整体水平偏低，各企业应加大对工程机械涂装的重视，提高工程机械涂装质量，使我国工程机械涂装水平更上一层楼。

参考文献：

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关键词：静电；应用技术；危害防护

一、关于静电

物质都是由分子组成，分子是由原子组成，原子中有带负电的电子和带正电荷的质子组成。当两个不同的物体相互接触时就会使得一个物体失去一些电荷如电子转移到另一个物体使其带正电，而另一个体得到一些剩余电子的物体而带负电。若在分离的过程中电荷难以中和，电荷就会积累使物体带上静电。所以在很多运动的物体在与其它物体接触与分离的过程（如摩擦）就会带上静电。固体、液体和气体多会带上静电。如在干燥的季节人体就很容易带上很高的静电而遭受静电电击。

二、静电的应用技术

利用静电感应、高压静电场的气体放电等效应和原理，实现多种加工工艺和加工设备。在电力、机械、轻工、纺织、航空航天以及高技术领域有着广泛的应用。

（一）静电除尘

静电除尘是利用静电场的作用，使气体中悬浮的尘粒带电而被吸附，并将尘粒从烟气中分离出来而将其去除。这是静电应用的主要方面，可用于各种工厂的烟气除尘。

（二）静电喷涂

静电喷漆是在高压静电场作用下，使从喷枪喷出来的漆雾带上电荷，这种带电的漆雾，向带异号电荷的工件表面吸附，沉积成均匀的涂膜。静电喷涂的漆液利用率甚高，可达80～90％。主要用于汽车、机械、家用电器等行业。

（三）静电喷洒

喷洒农药的静电喷雾机和静电喷粉机均装设静电喷头，利用数百到数千伏的高压直流电源通电到喷头，使药液或药粉颗粒带电，而防治目标则由静电感应而引发出相反极性的电荷，从而使药液或药粉颗粒在静电场作用下奔向防治目标。利用静电作用能显着提高命中率，减少药剂损失和对环境的污染，并可将药剂喷洒到目标的背面以增强防治效果。

（四）静电纺纱

在纺纱过程中利用静电场对纤维的作用力，使纤维得到伸直、排列和凝聚，并在自由端须条加拈时起到平衡的作用，使纺纱能连续进行。是属于自由端纺纱范畴的一种新型纺纱技术。

（五）静电植绒

利用静电场作用力使绒毛极化并沿电场方向排列，同时被吸着在涂有粘合剂的基底上成为绒毛制品。其装置由两个平行板电极构成。其中下电极接地，并在其上放置基底材料和短纤维；上电极板施加高压直流电，两电极间形成强电场。

（六）静电复印

利用光电导敏感材料在曝光时按影像发生电荷转移而存留静电潜影，经一定的干法显影、影像转印和定影而得到复制件。所用材料为非银感光材料。静电复印有直接法和间接法两种。前者将原稿的图像直接复印在涂敷氧化锌的感光纸上，又称涂层纸复印机;后者将原稿图像先变为感光体上的静电潜像，然后再转印到普通纸上，故又称普通纸复印机。

（七）静电制版

静电制版是利用静电复印原理，使具有光电导性能的纸版成为静电照相版。与传统的照相制版相比，静电制版速度快、工序少、成本低、操作简便、节约白银。其中光电导纸版是关键，一般采用成本低、制作易、毒性小的氧化锌纸版，它由氧化锌微粉体分散在绝缘树脂中，并和其他一些物质涂布在纸基上制成。

三、静电的危害及防护

所谓有利即有弊，静电的应用技术在生活的各个方面都给我们带来了极大的便利，但在某些方面也会产生一些危害。在石油、化工、航空航天、火炸药、造纸、印刷、塑料橡胶等都存在静电问题。

（一）静电对人体的危害

在干燥的季节若穿上化纤衣服和绝缘鞋在绝缘的地面行走等活动，人体身上的静电可达几千伏甚至几万伏。若人体静电超过2－3kV，当人接触接地金属时则会产生静电电击，若静电电压很高，则会对人体心理和生理造成一定的影响。

除静电对人体电击外，研究表明，静电放电产生的电磁场强度很强，这种强电磁场作用时间短但其强度远比手机辐射的电磁场强，且放电的次数非常多，其对人体的作用是不可忽视的。

而人体静电是否与癌症是否有联系，需进一步研究。但是人体长期遭受静电电击和这种强电磁辐射的作用对人体是不利的，所以应穿防静电服与防静电鞋，以及安装检测防静电服和防静电鞋效果的检测仪器与设备，在有条件时应安装静电检测报警装置。

（二）防止静电危害的措施

静电危害的防止措施主要有减少静电的产生、设法导走或消散静电和防止静电放电等。其方法有接地法、中和法和防止人体带静电等。具体采用哪种方法，应结合生产工艺的特点和条件，加以综合考虑后选用。

1.接地：接地是消除静电最简单最基本的方法，它可以迅速地导走静电。但要注意带静电物体的接地线，必须连接牢固，并有足够的机械强度，否则在松断部位可能会产生火化。

2.静电中和：绝缘体上的静电不能用接地的方法来消除，但可以利用极性相反的电荷来中和，目前“中和静电”的方法是采用感应式消电器。消电器的作用原理是：当消电器的尖端接近带电体时，在尖端上能感应出极性与带电体上静电极性相反的电荷，并在尖端附近形成很强的电场，该电场使空气电离后，产生正、负离子在电场作用下，分别向带电体和消电器的接地尖端移动，由此促使静电中和。

3.防止人体带静电：人在行走、穿、脱衣服或座椅上起立时，都会产生静电，这也是一种危险的火花源，经试验，其能量足以引燃石油类蒸气。因此，在易燃的环境中，最好不要穿化纤类衣物，在放有危险性很大的炸药、氢气、乙炔等物质的场所，应穿用导电纤维制成的防静电工作服和导电橡胶做成的防静电鞋。

参考文献：

[1]陈中银;盛宗生;浅谈静电的危害及其消除[J].今日科苑.2007年16期

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关键词：涂装车间火灾危险性分析

Abstract:this thesis mainly analyses fire risk and the source of fire danger in coating process shop , and finds that the coating with painting room, spraying coating room, conveyor ducts and drying room are fire risk areas.

Key words: coating process shop source of fire risk find

中图分类号：X913.4，TU375.4文献标志码：A

涂装工艺作为现代工业不可或缺的生产工艺，广泛应用于生产的每个环节。尤其是伴随汽车、摩托车产业的飞速发展，涂装车间遍地开花，在带来可观的工业产出与经济效益的同时，也成为各类火灾事故高发的隐患。

1涂装车间火灾特点

1.1燃烧猛烈，极易形成立体火灾

涂装生产工艺过程中大量使用、贮存易燃、可燃的物料，使用的漆料、稀料均为易燃易爆物品，喷涂工件也多为可燃物，车间火灾荷载极大，一旦发生燃烧将产生巨大热量，火场温度高，热辐射强，火灾很容易蔓延扩大。同时，涂装车间多为大空间、立体厂房，生产设备密集布置，工件、原料间距很近，火灾形成的强烈的热辐射将迅速导致火势蔓延，极易形成立体火灾。

1.2功能区域复杂，爆炸危险性高

涂装车间的平面设计服从整体布置需求，一般在一座车间内设置有多条涂装生产线，每条生产线又区分为若干工段。生产线往往立体布置，通道狭窄，行走曲折，一旦发生安全事故，人员疏散难度较大。同时，涂装车间内存放的大量涂料、清洗剂、调漆料均为甲、乙类危险物品，闪点低，易挥发形成爆炸性气体。同时，在喷涂工艺中，喷漆室内喷出的漆雾表面积极大，与空气混合也成为潜在的爆炸危险源。输送漆料的管道多为加压输送，一旦发生泄漏，受压喷出的漆料挥发，也容易形成爆炸性混合气体。由于种种原因导致通风不畅，爆炸性气体一旦发生聚集，遇到点火源就会发生爆炸。

1.3热源相对集中，火灾扑救困难

涂装车间厂房空间巨大，涂装生产设备林立，操作机器密集，物料、漆料动态变化，火灾危险极大。火灾发生后不仅产热量高，由于可燃物多为高分子材料，燃烧产生不完全燃烧产物形成浓烟，烟气毒性极强，短时间内很难通过排烟系统向室外排出。同时，燃烧过程中产生的大量有毒烟气，对灭火扑救极为不利，严重影响人员和设备的安全。尤其是当厂房外墙无窗时，室内发生的火灾往往不容易被外界发现，即使发现后，由于浓烟的笼罩也看不清着火点，不容易选定火灾扑救突破口，极大地威胁火场扑救人员的生命安全。

1.4 火灾间接损失较大，易造成环境污染

涂装车间工程复杂，厂房巨大，设备密集，现代涂装工艺对厂房洁净程度要求高，一旦发生火灾，在直接带来烧毁损失的同时，火灾产生的大量烟气蔓延，很容易对未经火烧的机器设备产生污染，对其余生产设备带来巨大的间接损失。同时，由于涂装生产工艺使用的漆料、工件多为高分子材料，含有大量有毒化学物质，一旦发生火灾，现场泄漏或火灾中形成的燃烧产物，扑救火灾中形成的水渍中都将含有大量有毒化学物品。这部分物质一旦排入大气、江河，非常容易造成大气、水体污染，带来巨大的次生灾害。

2涂装车间火灾原因

据统计近年发生的涂装作业火灾中．多数的火情是由于维护管理、修补焊割、电器故障或违章作业(抽烟等)引起漆渣燃烧，只有少数的静电喷涂作业是由于容器没有接地或喷枪过于接近工件引起静电起火，导致漆雾或漆渣着火。理论分析和火灾实例均已表明．绝大多数的喷漆室火灾均为固体表面火灾。

通过对近年对国内外涂装工艺火灾案例进行分析，我们可以看出，涂装 车间火灾原因主要在于管理因素，操作不慎或未落实安全生产制度是涂装车间发生火灾的最主要原因。同时，设备故障、物料自燃、违章动火等也是火灾的重要原因。

从近年火灾案例来看，涂装车间火灾仍以固体、液体物料起火为主，多为漆渣、漆料、工件等起火，因泄漏、挥发发生气体物质起火爆炸较为少见。

3涂装车间危险源辨识

宗申集团是重庆市摩托车龙头企业。公司是目前国内规模最大的专业化摩托车发动机和通用动力生产企业，摩托车发动机设计生产能力达到400万台/年，并具有年产通用汽油机400万台，微型发电机组、微型耕作机、割草机、微型水泵机组等终端产品150万台的生产能力。

宗申公司涂装车间占地20000平方米，车间长178米，宽72米，车间高三层，目前拥有清漆、油漆涂装生产线3条，一条正在筹建中。涂装车间生产工艺包括塑料件前处理线,真空电镀线,底、面漆线，PU、UV罩光线等10条生产线,涂装车间单班产能为100万套/年(其中包含摩托车骑士车60万台/年，弯梁车40万台/年)。对一条三喷一烤面漆线和一条罩光线（喷漆采用地链式输送双面人工手动喷漆,烘烤采用吊篮悬挂式输送链）进行考察，典型的生产过程包括前处理、喷漆、流平、干燥等主要流程，共分为13个环节。

这些生产环节中，根据危险物质的状态，可分为液态，主要存在于调漆间的漆料、稀料堆放过程中；雾态，主要存在于喷漆间；固态，主要存在于烘干房中。

3.1危险场所

3．1．1 调漆间

调漆间一般为高洁净区，不允许采用天窗、侧窗等自然对流通风，保证空气洁净度达到设计要求。调漆间一般采用全封闭空调送风，为保证调漆间洁净，送风系统设多道过滤，将空气中粒径在0.5-5μm之间的灰尘控制在350万颗/立方米以下。室内空气一般保持微正压，同时，为保证调漆间恒温、恒湿，一般还对送风进行调温调湿处理。调漆间内的漆料、稀料多为有毒物质，具有挥发性强、闪点低等特点。以宗申涂装车间为例，调漆间内的漆料为丙烯酸聚氨酯类涂料，主要成分包括以高级丙烯酸树脂、颜料、助剂和溶剂等组成的漆料为羟基组分，以脂肪族异氰酸酯为另一组份的双组分自干涂料，稀料组分包括甲苯、二甲苯、丙酮、丁醇、己二醇、醋酸丁酯、汽油等。调漆间存放的物质均为甲、乙类火险物质，存放的原料多为桶装，需要时开桶勾兑。调漆间具备典型的易燃液体火灾危险特征。

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关键词：静态模型；制作；材质；工艺

一、静态模型的制作材质

模具硅胶的灌模和分片模的制作方法：分片模具或片模操作方法：把抽过真空的硅胶以涂刷或灌注方法进行施工。假如你是做片模或分片模具有采用涂刷方式，涂刷前先把你要复制的产品或模型涂刷上一层脱模剂或隔离剂，然后把硅胶涂刷在产品上面（注：一定要涂刷均匀）等待30分钟后，将表面粘帖一层纱布或玻璃纤维布来增加强度，然后再涂上第二层硅胶，等硅胶干燥后，再做外模，外模可以使用石膏或树脂等材料。

灌模或灌注模的操作方法：灌模或灌注模，是用于比较光滑或简单的产品，就是将你要复制的产品或模型，用胶板或玻璃板围起来，将抽过真空的硅胶直接倒入产品上面，待硅胶干燥成型后，取出产品，模具就成型了（注：灌注模一般采用硬度比较软的硅胶来做模，这样脱模比较容易，不会损坏硅胶模具里面的产品），以上是模具硅胶使用及操作的全部过程。

为什么模具硅胶会出现表干里不干的现象？模具硅胶是属于缩合型硅胶，它是靠吸收空气中的水份而固化的，硅胶在制做的过程当中，把水份蒸干了，而没有调入适量的水份，就会出现此现象。解决方案：这个现象不属于产品质量问题，而是因为没有控制水份，提升硅胶的储存期，保质期长久才会出现些现象，只要在使用硅胶的时候，适量添加0.05%水份，搅拌均匀就可以解决些状况了。为什么模具硅胶会出现拉力差的现象？因为客户在制作模具的过程中，为了减小硅胶的粘度，使硅胶容易操作而在硅胶中大量的添加了硅油，这样就会使硅胶变得很软，产生不耐拉，撕裂强度降低，拉力变差的现象，从而造成模具不耐用，使用寿命短，翻模次数少等现象。为什么模具会出现冒油状况？模具硅胶本身是不会冒油的，出现冒油就是因为在操作过程中添加了复合型硅油（硅油与白矿油的复配体），因为白矿油是石油化工产品，不是硅油。 为什么模具会产生不耐酸碱，不耐老化的现象？在制作硅胶模具的过程中，我们建议客户最好不加任何硅油，如果需要的话，硅油添加量最多不要超过5%～10%。因为硅油的添加量过多会破坏硅胶的分子量，所以做出来的模具会产生不耐酸碱，不耐老化的现象。

二、静态模型的制作工艺与流程

手板表面处理工艺主要有：打磨，喷砂，抛光，喷涂，喷粉，UV喷涂，印刷，镭雕，电镀，氧化，钝化，发黑，拉丝和磷化共14种工艺。

（一）打磨：使用砂纸对工件外貌进行磨擦，以除去工件表面上的毛刺、机加工纹路、粘接痕迹等缺陷， 从而提高工件的平整度，降低粗糙度，使工件表面平滑，精细。

（二）喷砂：是采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将喷料（铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海砂） 高速喷射到被需处理工件表面，由于磨料对工件表面的冲击和切削作用，使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，使工件表面的机械性能得到改善，因此提高了工件的抗疲劳性，增加工件和喷漆涂层之间的附着力，延长了漆膜的耐久性，也有利于油漆的流平和装饰。

（三）抛光：在打磨的基础上利用柔性抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工。抛光不能提高工件的尺寸精度或几何形状精度，而是以得到光滑表面或镜面光泽为目的，有时也用以消除光泽（消光）。经过抛光工艺的工件表面粗糙度一般可达Ra0.63～0.01微米。PMMA透明工件由于需要非常高的打磨抛光要求，因此PMMA透明件的价格非常昂贵，是普通ABS件的4倍以上。

（四）喷涂：表面喷漆是应用最为广泛的表面工艺之一。 喷涂具有以下几个优点：1、可遮盖成型后工件的表面缺陷；2、工件表面通过喷涂可以获得多种色彩，不同的光泽度，不同的外观视觉效果及多种不同的手感；3、增强了工件表面的硬度和耐擦伤性；喷涂的效果有：哑光，半哑光，亮光（高光），各种各样的颜色，各种各样的纹理、蚀纹，拉丝效果（金属颜色方可拉丝），皮革效果，弹性手感效果（橡胶漆）等。

（五）喷塑（喷粉）：静电喷塑是利用电晕放电现象使粉末涂料吸附在工件上的。其过程是这样的：粉 末涂料由供粉系统借压缩空气气体送入喷枪，在喷枪前端加有高压静电发生器产生的高压，由于电晕放电，在其附近产生密集的电荷，粉末由枪嘴喷出时，形成带电涂料粒子，它受静电力的作用，被吸到与其极性相反的工件上去，随着喷上的粉末增多，电荷积聚也越多，当达到一定厚度时，由于产生静电排斥作用，便不继续吸附，从而使整个工件获得一定厚度的粉末涂层，然后经过热使粉末熔融、流平、固化，即在工件表面形成坚硬的涂膜。静电喷粉的优缺点：不需稀料，无毒害，不污染环境，涂层质量好，附着力和机械强度非常高，耐腐蚀，固化时间短，不用底漆，工人技术要求低，粉回收使用率高；涂层很厚，表面效果有波纹，不平滑，只能加工半哑光，亮光这两种外观效果。

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摘要：

介绍了电解着色的方法与机制，阐述了电解着色过程中常见的问题及相应的解决方法，并对铝合金电解着色产业的前景做了展望。

关键词：

铝合金；电解着色；陶瓷层

0前言

铝及其合金因具有优异的理化性能而成为目前工业中使用量仅次于钢铁的第二大类金属材料［1－2］。但铝合金存在颜色单一、耐磨性差、容易被腐蚀等缺点。着色处理可以改善铝合金的耐蚀性，并提高其装饰效果。目前国内外广泛应用的阳极氧化技术有硫酸阳极氧化、铬酸阳极氧化、草酸阳极氧化、瓷质阳极氧化和硬质阳极氧化等［3］。阳极氧化能在铝合金表面形成厚且致密的氧化膜，再通过改变交流着色溶液的配方及工艺条件，使铝合金着上美丽的颜色。

1铝合金电解着色工艺流程

铝合金机械抛光碱洗阳极氧化电解着色水洗干燥

2铝合金电解着色方法

铝合金电解着色的常用方法有一步电解着色法、两步电解着色法及三次多色电解着色法等。

（1）一步电解着色法

目前一步电解着色法应用最广的有卡尔考拉法、铬酸法及雷诺法等［4］。旷亚非等［5］发明了一套铝合金电解着色机制，可在铝合金表面获得一层耐磨损、耐腐蚀、极富装饰性的类陶瓷膜层［6－10］。

（2）两步电解着色法

与一步电解着色法相比，两步电解着色法可显著提高膜层的耐光性、耐磨性、耐热性、抗化学腐蚀性及色彩性，从而扩大铝合金的应用范围。肖友军［11］为提高电解着色液的稳定性和着色效果，研制了一种复合稳定剂，并分析了其作用机制。该方法具有成本低、着色快、着色效果好等优点。

（3）三次多色电解着色法

三次多色电解着色法很早就已开始研究［12］。三次多色电解着色法是在二次电解着色法的基础上开发得到的一种全新的材料表面处理方法。该方法是利用光的干涉原理来改变材料表面的颜色，即在电解着色处理前增加一道磷酸阳极氧化扩孔工序，以此来改变氧化膜的结构和几何尺寸，从而改变光的反射路径，使铝合金表面的颜色由青铜色系列调变为黄色、金黄色、橙色等多种鲜艳色调［13］。张志强［14］通过添加适量添加剂使材料表面着上明显的颜色。

新型铝合金着色技术主要包括电泳技术、粉末静电喷涂技术、微弧氧化技术等［15］。

（1）电泳技术

电泳是采用电镀原理，通过电流的控制使水溶液中离子化的涂料树脂在电极上不断析出，从而形成不溶性涂层的新工艺。周建军等［16］采用直流叠加脉冲电源对含铜的高硅铸造铝合金进行了阳极氧化，并研究了脉冲电流幅度对膜层性能的影响。通过不断提高脉冲电流幅度可以显著提高膜层的综合性能。巩运兰等［17］在铬酸体系中采用高电压阳极氧化工艺得到了孔径极不规整的多孔膜。王贤等［18］提出了宽温快速阳极氧化工艺，即在硫酸溶液中不断加入合适的添加剂，使溶液中铝离子的质量浓度明显提高，延长了氧化液的寿命。DimogerontakisT等［19］研究了几种添加剂对磷酸体系中纯铝氧化膜性能的影响。通过添加磺化三苯甲烷及其同分异构体，可以制得淡绿色和亮蓝色的氧化膜。

（2）粉末静电喷涂技术

粉末静电喷涂技术是利用高压静电电晕电场的原理，在高压静电和压缩空气的作用下，使通过喷枪头上金属导流环的粉末涂料到达工件并均匀地吸附在工件表面，经加热，粉末熔融固化，形成均匀连续的涂层。

（3）微弧氧化技术

微弧氧化技术是近年来发展起来的一种全新的材料表面处理技术［20］。戴磊等［21］在含有钼酸盐的电解液中，采用阳极火花氧化技术，在铝表面获得一层光滑、致密、色泽美观的复合转化膜，且该膜层具有优异的耐酸、耐碱性能。徐存荣等［22］在硫酸和草酸的复合体系中，采用不对称正负脉冲电压，对LF21铝合金进行硬质阳极氧化。与直流或直流叠加脉冲阳极氧化相比，采用不对称脉冲电源氧化具有成膜速率快、电解温度范围宽、能耗低等优点。

3电解着调的影响因素

电解着色膜的显色机制不同于染色膜的。染色膜的显色机制是利用膜层对光的吸收从而显色；而电解着色膜的显色机制则是通过电解着色膜中的沉积物所具有的金属特征显示出色调。电解着色膜显色的影响因素主要是在膜层中沉积的金属离子的粒径大小与粒径的分布情况等。对于不同的金属盐电解体系而言，由于电解液体系中所含的金属离子不同，不同金属离子所具有的不同特性导致对入射光的散射程度不同，从而导致电解着色膜所反映出的色调也不尽相同。另外，由于在电解着色膜的微孔结构中所沉积的金属离子的数量也是有差异的，所以随着金属离子沉积数量的增加，电解着色膜也会呈现出明显的颜色深浅区别。

4电解着色的机制

铝合金电解着色是将电解着色液中的金属离子通过化学反应沉积在电解着色膜的微孔中。具体可分为三个步骤：

（1）金属离子向电解着色膜的定向移动；

（2）金属离子在电解着色膜／着色液界面获得电子，氢离子穿入阻挡层，在基体／电解着色膜界面获得电子；

（3）析出金属和生成氢气。

5电解着色过程中的问题及解决方案

（1）材料着色后易褪色

电解液体系中的成分改变，导致电解着色后沉积在膜层中的少部分金属离子溶解，从而使得电解着色膜发生褪色。应对电解着色液体系内的成分进行部分稀释，使得电解着色液体系中各物质组成尽量不发生变化。

（2）型材着色不均匀型材着色不均匀

大多是由于对材料进行着色时挂件的牢固程度没达到要求所致。电解着色膜属于非导体材料。在电解着色过程中，如果材料与导电杠发生错位，会使导电点部分偏移，造成导电不良，从而使得着色不深。如果发生的错位相当严重，则会导致着不上色。

（3）材料电解着色后膜层出现花瓣状

这是由于前期对材料的预处理不彻底导致的。这就需要严格对材料进行预处理，并且认真仔细地进行，特别是除油、打磨的过程。

6展望

铝合金电解着色技术越来越被重视。对铝合金电解着色工艺的研究，是获得满足工业要求的着色膜的前提。

参考文献：

［1］王艳芝．铝及铝合金阳极氧化膜着色技术研究进展［J］．电镀与精饰，2001，23（3）：20－22．

［2］袁凌云．铝合金电解着色技术的进展［J］．沈阳大学学报：社会科学版，2004，6（3）：125－128．

［3］韩春华，葛祥荣，王太智，等．简明表面处理手册［M］．北京：机械工业出版社，1999．

［4］曾华梁，吴仲达，秦月文，等．电镀工艺手册［M］．北京：机械工业出版社，1994．

［5］旷亚非，张平，罗鹏，等．铝阳极氧化着色工艺的研究［J］．电镀与环保，2006，26（2）：29－32．

篇9

关键词：国家电网；全寿命周期；铝镁稀土合金防腐涂层；技术性；经济性

1 背景和概况

沿海、湿热、重工业污染等重腐蚀条件地区，采用热镀锌防腐技术的输变电钢构件防腐寿命明显偏短，腐蚀防护性能远远不能满足国家电网公司颁发的《关于进一步提高工程建设安全质量和工艺水平的决定》（国家电网基建【2011】1515号）[1]文件中规定，严重降低钢构件的安全可靠度。相对落后的腐蚀防护技术，成为实现“最优目标”中的“短板环节”之一。

2 输变电工程钢构件防腐技术

输变电工程钢构件普遍采用热浸镀锌技术一般防腐设计寿命为20年。在普通干燥的大气环境条件下，传统热浸纯锌镀层在投运5-10年后防腐性能开始退化。在沿海和重工业污染地区，平均首次维护时间仅为4-8年。而镀层材料合金化和配套涂层设计理念，可大幅度提高镀层的防腐蚀性能。

3 热喷涂锌铝镁稀土涂层的技术性分析

3.1 涂层制备工艺分析

采用热喷涂技术，工艺有表面处理和喷涂施工两道工序，对于存在的缺陷可按原工艺的要求重新施工，涂层基本性能和防护性能没有差别。采用热浸镀技术，各环节需要控制的因素较多，对于漏镀等缺陷不能按原工艺重新处理，只能采用冷涂锌技术，长期使用过程中可能会导致涂层局部防腐性能不能满足设计要求。

3.2 工作效率分析

热喷涂技术一般以单位时间内喷涂面积核算其工作效率，热浸镀技术是以单位时间内浸镀工件的重量核算。经调研，对于结构较复杂的工件，热喷涂技术工作效率低于热浸镀技术；对于结构较简单的钢管杆，如采用生产线进行热喷涂，其工作效率远高于热浸镀技术。

4 热喷涂锌铝镁稀土涂层的经济性分析

热喷涂锌铝镁稀土合金涂层具有涂层成分准确、孔隙率低、耐蚀性能好等特点。采用热喷涂锌铝镁稀合金涂层+封闭处理方案制备钢构件防护涂层，可大大延长钢构件使用寿命。

4.1 初期投资分析

采用热喷涂技术制备涂层，有电弧喷涂和火焰喷涂两种技术。车间施工时，表面处理一般采用喷砂处理，初期投资为十几万元。现场修复处理时，用打磨工具进行表面处理，初期投资较低。采用火焰热喷涂技术喷涂施工，需要氧气瓶、乙炔气瓶、压缩空气瓶和送丝机，初期投资几万元。采用电弧喷涂技术制备涂层，需要喷涂电源、送丝机，其初期投资为几十万元。采用热浸锌技术制备涂层，需要热浸镀锌锅、加热系统、锌锭、行吊等，处理工艺一般为碱洗、水洗、酸洗、水洗、助镀处理、烘干等。除厂房外，初期投资需要1000万元以上。

4.2 经济效益分析

（1）角钢塔涂层制备成本分析。ZnAlMgRe合金丝材单价为38元/kg。电弧喷涂过程中丝材的损耗以20%核算，按标准《输电线路铁塔制造技术条件》[2]的规定，电弧喷涂层厚度以与热浸镀工艺相同的涂层厚度（选择86μm）进行防护处理，不考虑其他因素影响，采用算数加权平均的方法核算ZnAlMgRe合金涂层密度为6.2g/cm3，涂层成本按式计算：c=（t×A×ρ×Ρ）/（1+D），式中P-单价，元；C-成本，元；t-涂层厚度，m；A-涂层面积，m2；ρ-涂层密度，g/m3；D-喷涂中丝材损耗，%。喷涂ZnAlMgRe涂层1m2的丝材成本为25元/m2。采用效果最好的棕刚玉砂的市场价格按4400元/吨，对杆塔塔材进行喷砂表面处理，每平方米消耗棕刚玉砂2kg。喷砂消耗棕刚玉的成本按式计算：c=（2A×P）/1000=8.8A，封闭处理采用硝基清漆，市售价15元/kg，每公斤清漆施工面积以12m2计。查阅相关输变电钢构件角钢手册，在1吨不同规格输变电角钢上制备ZnAlMgRe涂层成本为L63×6型表面积43.2m2/t，合计2741元，L100×10型表面积25.8m2/t，合计1645元，L125×12型表面积21.6m2/t，合计1379元，L160×14型表面积，18.5m2/t，合计1180元。（2）钢管杆涂层制备成本分析。钢管杆的规格参照国家电网公司企业标准《输电线路钢管塔构造设计规定》（Q/GDW391-2009）[3]。采用相同的计算方法，对在不同规格钢管杆表面制备ZnAlMgRe涂层的成本进行计算，如果采用传统热浸镀锌技术制备镀层，每吨钢材的加工价格为1300元/吨。

4.3 耐蚀性能对比分析

重工业污染或酸雨环境下，传统热镀锌层投入运行3～4年后，线路塔出现大量锈点，4-5年便逐步转变为整塔锈蚀。采用热喷涂ZnAlMgRe合金涂层，不进行封闭处理的情况下，当ZnAlMgRe合金涂层的耐蚀性能为热浸镀锌的15倍以上可满足全寿命周期免维护的要求。

4.4 ZnAlMgRe合金涂层全寿命周期经济性分析

（1）重腐蚀地区ZnAlMgRe合金涂层全寿命周期经济性分析。重工业污染区和沿海地区，热浸镀锌初次维护的时间取为4年，在全寿命周期内至少维护8次，如维护采用目前常用的冷涂锌技术，每次费用为1300元/吨，共计10100元/吨，与初次建设投资的费用（仅考虑热镀锌部分）总和为11400元/吨。以铜加速乙酸盐雾试验结果核算，ZnAlMgRe合金涂层+封闭处理可以保证40年免维护，用于防腐的全部成本仅为初期建设时的制造成本。取以上计算中最高的2741元/吨。与热浸镀锌相比较，性价比可达到4倍以上。（2）一般腐蚀性地区ZnAlMgRe合金涂层全寿命周期经济性分析。一般腐蚀性地区，热浸镀锌初次维护的时间为10年，在40年的全寿命周期内至少维护3次，如采用目前常用的冷涂锌技术，每次费用为1300元/吨，共计3900元/吨，与初次建设投资的费用（仅考虑热镀锌部分）总和为5200元/吨。采用热喷涂ZnAlMgRe合金涂层则具有1.8倍性价比。以上分析可知，在一般腐蚀性地区，角钢厚度≥10mm时，采用热喷涂ZnAlMgRe合金涂层具有较好的经济效益，如在不同规格的钢管杆上制备涂层，则均有非常好的经济效益。在重工业污染区和沿海地区等重腐蚀地区，采用ZnAlMgRe合金涂层+封闭处理工艺在角钢塔材和钢管杆上制备的合金涂层，与传统热浸镀锌镀层相比，均具有更加优异的经济效益。

5 结束语

（1）与热浸镀锌相比，采用规格为Φ2～Φ3mm的锌铝镁稀土丝材电弧喷涂工艺技术可以提高耐腐蚀性能5倍以上。适合于输变电工程钢构件的耐环境腐蚀防护应用。（2）采用热喷涂技术可以减少热浸镀锌的污染排放。（3）与传统热浸镀锌镀层相比，在一般腐蚀性地区，角钢厚度≥10mm时，采用热喷涂ZnAlMgRe合金涂层具有较好的经济效益；对于不同规格钢管杆，则均有良好经济效益；而在重工业污染区和沿海地区等重腐蚀地区，采用ZnAlMgRe合金涂层+封闭处理工艺在角钢塔材和钢管杆上制备的合金涂层，均具有更加优异的技术经济效益。

参考文献

[1]国家电网公司2011年颁发的《关于进一步提高工程建设安全质量和工艺水平的决定》（国家电网基建【2011】1515号）[Z].

[2]国家电网公司企业标准.Q/GDW391-2009.输电线路钢管塔构造设计规定[S].

[3]GB/T 2694-2010.输电线路铁塔制造技术条件[S].

作者简介：李辛庚（1962-），男，汉族，河北，博士，教授/高级工程师，材料专业。

篇10

1、首先大家要将它与家用中央空调区分开，家用空调的目的在于舒适性，也就是说，给室内的人更加舒服的效果;而工业空调的目的是为了保障工艺要求为主要目的，而工作人员的舒适性是次要的。

2、工业空调的功率也非常的大，耗电量也非常的大，像我们家用的空调大概在3000w左右，而工业中央空调的功率高达几十kw到几千kw，而且时间一般都是全天、全年在运行的，使用寿命大概在15年左右。工艺所需的材料也比较大型，是全钢钣金结构加面板静电喷涂烤漆处理的，具有较高的防腐耐久性。

3、既然是中央空调，那应该选择安装在中部位置，尽量减少分管的送风阻力，这样可以延长空调机子的使用寿命，可以的话可以把空调装在降温环境的助导风方向。不能安装到存在有臭味、异味的排气口处。同时要定期检查和维修。

（来源：文章屋网 ）