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抛丸机用于大型油箱涂膜缺陷的原因及解决措施

文章出处:青岛华盛泰 编辑:pwj 发表时间::2017-12-21
  摘要:通过对大型油箱加工流程中影响因素的分析,采取排除法进行对比试验,找出涂膜缺陷产生的根源,并制定相应的改进措施,最终解决了涂膜缺陷的问题。
 
  涂装形成的涂膜具有良好的防护性、装饰性以及功能性而得到广泛应用,涂料的来源广泛易得,使涂装成为使用历史最悠久、应用范围最广的防护技术。评判涂膜质量的指标有膜层厚度、硬度、光泽度、结合力、柔韧性、抗冲击、颜色及色差、耐蚀性等,而给人质量好坏的第一印象就是膜层外观,除颜色、色差和光泽度,还有涂膜针孔、颗粒、流挂、橘纹、鼓泡等控制要求。
抛丸机用于大型油箱涂膜缺陷的原因及解决措施
  大型油箱是野外作业和特殊场合发电机组的重要部件,其长 4 100 ~ 4 500 mm,宽 1 400 ~ 1 700 mm,重550 ~ 800 kg,喷涂采用白色和黑色 2 种高光聚氨酯漆。油箱喷涂面漆后,在交验过程中经常发现表面有形状各异的缺陷,类似水滴在平面扩散或流挂后留下的条状痕迹。这些涂膜缺陷的存在,既不符合涂装质量要求,同时又要返修返工,增加了时间、人力、材料、能源的消耗,产品生产进度也受到严重影响。
 
  1、成涂膜缺陷的影响因素分析:
 
  油箱加工工序较长,在钢板完成下料、折弯后,工艺流程为:预焊→终焊→打磨→试压→抛丸→磷化→喷底漆→干燥→打磨→喷面漆→干燥→修补,因考虑油箱尺寸和质量,减少中间工序的流转工作量,焊接、试压在钣焊工房生产,而将抛丸、磷化、喷漆集中于涂装工房。分析加工过程,产生此问题可能的因素有:
 
  1)试压后的清洗工序。油箱试压时在焊缝部位要使用液体洗涤剂进行检漏,试压后用自来水擦洗除去,这些洗涤剂及表面原来存在的油污、粉尘等,如不能彻底清除,在喷漆前,细微的污物残留于油箱表面。
 
  2)抛丸时,由于油箱形状复杂,个别部位与抛丸器之间的距离不等或相互影响,造成油箱表面抛丸不匀,产生不易察觉的凹凸痕。
 
  3)磷化过程中槽液清洗不净,干燥后有遗留物或其他污染物,在油箱表面形成细小凸起物。
 
  4)磷化工序后使用热水清洗,由于磷化液的不断带入,热水 p H 逐渐降低呈酸性,酸性的热水对磷化膜的腐蚀作用,使基体表面产生轻微凹凸不平。
 
  5)涂装过程中使用的压缩空气含有油及水分,喷漆时产生水花样纹路和不平,干燥后呈现涂膜缺陷。
 
  2、排除涂膜缺陷的试验:
 
  在对产生涂膜缺陷初步分析的基础上,采用排除法对可能的原因进行逐一试验清查。试验方法为固定其他因素,只变动一个因素,观察在因素变动后涂膜缺陷的变化情况,如油箱涂膜合格率出现明显变化,则有可能是问题产生的根源。在原有生产条件下,油箱涂膜的合格率在 80%左右,为减少误判情况,每一组试验油箱选取的子样数为 50 个。
 
  2.1、试压工序残留污物影响试验:
 
  油箱在试压工序后分别处理,一组对试压用的液体洗涤剂及基材焊接过程中的油污、粉尘不进行任何擦除和清理;另一组将试压后的油箱用自来水进行仔细清除。两组油箱按正常流程进行抛丸、磷化、涂漆,对涂膜外观进行检查,结果为两组试样均有上述涂膜缺陷,但合格率基本接近。
 
  2.2、抛丸工序影响试验:
 
  油箱在试压工序后进行分别处理,一组正常抛丸清除氧化皮,另一组采用酸洗工艺。两组油箱按正常工序进行磷化、涂漆,对涂膜外观进行检查,结果为酸洗一组更为明显,但两组油箱均有上述涂膜缺陷存在,合格率无差别。
 
  2.3、磷化工序影响试验:
 
  抛丸处理后分别处理,一组正常磷化处理后喷漆;另一组不磷化,使用有机溶剂清洗后喷漆。油箱涂膜外观检查结果为不磷化的油箱均未出现上述缺陷,而采用磷化的油箱涂膜有上述缺陷。
 
  2.4、涂装工序影响试验:
 
  采用与油箱材料相同的试板进行试验,经过有机溶剂清洗后,分两组进行试验,一组使用经过查验无油及水分的压缩空气进行喷涂漆;另一组使用含有油及水分的压缩空气进行喷涂漆。检查涂膜外观结果,第二组试板涂膜局部发花、光泽差,但形貌与上述缺陷不同。
 
  2.5、磷化过程热水酸度影响试验:
 
  磷化热水清洗工序由于磷化液的不断带入,热水p H 有逐渐降低的过程呈弱酸性,酸性的热水对磷化膜有腐蚀作用。油箱在弱酸性热水中进行清洗,一组设定p H 为 6 ~ 7,另一组设定 p H 为 4 ~ 5,涂漆后检查涂膜外观及合格率情况,二组无明显区别。
 
  2.6、磷化液残留影响试验:
 
  油箱经过磷化后,在局部表面反复多次滴上磷化液,待形成肉眼可分辨痕迹后进行涂漆,油箱涂膜外观检查未发现此缺陷。
 
  3、油箱产生涂膜缺陷的原因:
 
  前述 6 个试验中,发现只有磷化工序会产生此类前述 6 个试验中,发现只有磷化工序会产生此类缺陷。对油箱磷化过程进行重点跟踪和查看,发现磷化槽液表面有不规则线状漂浮物。
 
  当漂浮物量较大时,涂膜极易出现缺陷,而在漂浮物清除后,油箱涂膜上均未再出现缺陷。在漂浮物试验的同时,对漂浮物的组成及来源进行了追查和跟踪,发现漂浮物中有有机漆雾和粉尘。由于油箱抛丸、磷化和涂装在同一个工房内,涂装生产会产生含漆雾细微颗粒、涂膜烘烤热分解产物的有机废气、底漆打磨产生粉尘、抛丸产生细小的含油粉尘,这些漆雾和粉尘由于其颗粒直径小,为 20 ~ 200 μm,在没有强风的情况下不易分散到远处,工房内空气流动使部分尘埃颗粒散落于磷化槽液表面,形成肉眼可见的漂浮物。
 
  当油箱进入槽液时,上述漂浮物易于粘附到工件表面磷化膜而形成细小的条状物,油箱抛丸后表面粗糙不易察觉此问题,而在面漆涂装后油箱表面光泽度提高,被底漆、面漆覆盖的细小的条状物成了肉眼可见的缺陷。连续生产几件后,磷化液表面的漂浮物大部分被油箱带走,后续生产的油箱产生此问题的概率大大减少,这也是合格率在 80%的原因所在,而不是所有油箱出现问题。
 
  在酸洗组试验中,涂膜缺陷更为明显的原因是酸洗后钢板粗糙度好于抛丸处理,表面更为光滑,涂膜缺陷看起来更加直观。
 
  从最后结果看,其原因并不复杂,但排查试验进行了 3 个多月才查明原因。在此过程中,有两方面需引起深思:
 
  1)经验主义误导了对原因的判断。对于涂膜出现的缺陷,一般将原因定位在涂装工序,当仔细检查对比涂装操作的每一个环节未找到原因时,才将目光转向整个工序流程。生产经验固然重要,但全面分析判断更重要。
 
  2)忽略了粉尘漆雾对槽液的影响。涂装工房由于抛丸和喷漆生产存在一定粉尘、漆雾,一般知道喷漆前清洗不好对喷漆质量影响比较大,但没有意识到会污染磷化槽液,进而影响到油箱涂膜质量。同时由于油箱体积大,槽液刻度低,一般情况下不易发现,而且在生产过程中漂浮物会油箱被带走,无累积现象,也增加发现的难度,但实际上此问题一直存在,其教训也是比较深刻的,希望能为此类问题的解决提供借鉴。
 
  4、解决措施:
 
  造成大型油箱涂膜缺陷的原因比较简单, 解决措施主要有 2 个。
 
  1)加强对喷漆室、抛丸机的日常维护,保持良好的密闭性,减少漆雾、粉尘的外排。
 
  2)在磷化前检查磷化槽液,及时将漂浮物清除,保证磷化槽液的洁净度。在采取上述措施后,跟踪油箱生产 3 个月,油箱涂膜缺陷已基本消除,同时可节约成本 50 万元以上。5 结语磷化槽液表面存在的漂浮物是大型油箱涂膜缺陷产生的根本原因,生产前清除表面漂浮物可以保证槽液洁净度,同时也消除了油箱涂膜缺陷问题。
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