汽车涂装生产线

汽车涂装生产线（精选9篇）

汽车涂装生产线 篇1

为满足汽车市场需求, 各大汽车厂商不断扩充产能, 建立新的汽车生产线。以奇瑞为例, 目前奇瑞已经拥有多条整车涂装生产线, 并在涂装线规划设计方面积累了大量经验。新建涂装线的规划设计对汽车涂装生产的质量和效益都有极为重要的影响, 下面简要介绍涂装生产线规划设计的主要工作内容。

1 设计输入参数

1.1 车型设计参数

确定该生产线投产的车型种类、最大车型尺寸、最重车型质量、最大电泳面积和喷涂面积。

1.2 生产线基础数据

以奇瑞鄂尔多斯分公司轿车车身涂装线为例, 说明涂装生产线设计需要的基础数据。

(1) 生产方式:连续通过式机械化运输涂装生产线, 采用“脱脂+磷化+电泳+PVC+中涂+色漆+清漆 (PVC免烘干, 与中涂一并烘干) ”的涂装生产方式。

(2) 电泳备品率:5%。

(3) 面漆返工率:≤5%。

(4) 设备负荷率:≥93%。

(5) 工作制:两班制, 30JPH, 每班工作8 h。

(6) 年时基数:每年251个工作日, 设备负荷率为93%计, 两班的年时基数均为251×93%=1 867.5 h。

(7) 生产纲领:见表1。

(8) 生产线各工序节拍及链速:见表2。

(9) 能源

a.电:三相交流电 (380 V×50 H) , 单相交流电 (220 V×50 Hz) 。

b.压缩空气:供气压力为0.6~0.8 MPa。

c.水:工业用水。

d.天然气:热值为7 800 kcal/Nm3, 供气压力为0.02~0.05 MPa。

e.热水:90℃ (回水75℃) , 也可使用蒸汽。

j.气象条件

了解年平均气温、极端最高气温和极端最低气温、年平均湿度、年平均风速、最大风速、全年主导风向、本地区抗震设防烈度等, 为设计提供依据。

2 生产工艺设计

2.1 厂房要求

涂装车间对洁净度要求较高, 一般采用全封闭、全新风空调净化的厂房。通过组合式空调机组将厂房外的抽风经过过滤、温/湿度控制后送入厂房和有关工位。

2.2 生产工艺设计

生产工艺设计内容包括确定各工艺段的运输方式, 空调送风加热采用的热源、烘干炉采用的热源, 前处理方式、电泳要求和喷涂方式要求等, 然后制定出工艺流程 (表3) 。

2.3 确定厂区平面布置

确定整个汽车生产基地的平面布置方案, 包括确定焊装、涂装和总装车间的分布, 确定涂装车间白车身入口位置及油漆车身出口位置等。

3 设备设计

3.1 机械化输送设备

涂装生产线的机械化输送设备种类很多 (如推杆悬链、地面滑撬输送机、地面单排输送链、地面双排输送链、升降机、高温滚床等) , 要根据各工序的工作条件及工艺要求确定输送机的种类;贯穿整个涂装工艺过程的吊具或者滑撬的选择也很重要, 根据工艺要求首先确定吊具和滑撬的尺寸、转挂方式, 再根据各输送机的功能及生产工艺过程特点确定各输送机上挂钩与挂钩之间的距离或滑撬与滑撬之间的间距, 然后就可以计算各种工艺输送链的链速 (连续式) 。涂装行业中一般将前一台吊具或滑撬的前端到后一台吊具或滑撬的前端的距离称为截距, 则链速 (连续式) 计算公式如下。

式中, V为链速, m/min;t为节拍 (JPH) ;d为截距, mm。

一般用于涂装生产辅助区域的输送链和滚床 (如过渡区、编组区) 无指定速度要求, 只是单纯的传递作用, 从工艺要求角度讲越快越好, 这些区域输送设备的速度可根据自身的特点及相关衔接关系确定。

3.2 非标设备

非标设备包括前处理-电泳系统、喷漆室系统、烘干系统和工位室体等。在进行平面图设计前, 首先要确定各设备的外廓尺寸。非标设备的外廓尺寸主要根据工件尺寸、链速和涂装工艺所要求的工作时间来确定。各设备的长度可由以下公式计算。

式中, L为有效工作区的长度, m;V为链速, m/min;t为涂装工艺所要求的时间, min。

3.3 其他设备

除机械化输送设备和非标设备主体外, 对涂装线采用的可由专业厂家生产的涂装设备 (如纯水系统、超滤系统、阳极系统、输调漆系统、压缩空气系统、废气处理系统、自动灭火系统、自动喷涂系统和制冷系统等) , 必须根据工艺需求提出相应的性能要求和数量, 在设计平面布置图时确定各自的安装位置。

除此之外, 还要对随车工装、料箱、料架和工作台等工装和辅具提出设计依据, 确定其数量和功能要求, 这些工作内容可由工艺人员和操作人员一起完成。新建工厂的设计必须包括这些内容, 但工装、辅具一般不详细纳入设备汇总表, 只将其估算费用包含到设备汇总表中的“其它”项目内, 作为工艺概算的依据。

4 动能计算

涂装生产线使用的动能一般包括水、电、蒸汽或热水、天然气、压缩空气等。确定设备参数后, 必须计算各种能源消耗, 然后提出具体的动能需求。

4.1 耗水量

涂装前处理-电泳设备、湿式喷漆室和打磨工位等是涂装车间的主要用水点, 一般采用自来水;部分有特殊工艺要求的工位 (如磷化后水洗、电泳后水洗、电泳供水、湿打磨、水性漆调漆间等) 需使用纯水, 具体要根据工艺要求执行。如前处理设备用水量计算公式如下。

单台用水设备每小时最大耗水量Q大 (L/h) =V/t

式中, V为注满水槽的容积, m3;t为注满水槽所需时间, h。

单台用水设备每小时平均耗水量Q水=A·q

式中, A为每小时处理的工件面积, m2/h;q为处理单位面积工件的耗水量, L/m2。

单台用水设备年用水量= (每小时最大耗水量·年换水次数) +[每小时平均耗水量· (年时基数·设备利用系数-年换水时数) ][1]。

4.2 耗电量

涂装车间的耗电量包括照明用电、设备动力用电和电加热装置用电 (如电加热烘干炉) 等。随着天然气等清洁能源的推广, 目前新建烘干炉大多以天然气为热源。各用电设备的用电量与其具体型号有关, 这里就不做具体介绍了。

4.3 蒸汽 (热水) 、天然气的消耗量

涂装车间耗热设备主要有前处理设备、烘干炉和空调机组等。前处理设备主要使用蒸汽或热水加热, 烘干炉主要使用天然气燃烧加热, 空调机组即可以使用蒸汽、热水加热, 也可使用天然气燃烧加热。耗热计算方法有精确计算、经验估算和查表估算等, 各个设备厂家均有自己的设计软件可以进行详细计算, 这里不作一一介绍。

4.4 压缩空气的消耗量

空气喷涂、吹干、离子风设备、输调漆马达和隔膜泵等都需要使用压缩空气, 压缩空气消耗量应根据每台用气设备的最大耗气量来计算, 外购成套设备 (如喷漆机器人、输调漆系统) 的压缩空气消耗量根据实际台数由设备供应商确定。

5 绘制工艺平面布置图

确定生产工艺流程后, 分专业 (一般分为非标专业、公用专业、暖通专业) 进行各工艺设备的设计与选型;各专业完成总图设计后, 工艺平面总图布置人员对各专业的设计进行审查、会签, 主要是对设备尺寸、设备参数、各设备或公用动力管线有无干涉进行审查, 最后形成工艺平面布置图。

5.1 工艺平面布置原则

在确定机械化运输设备类型的基础上, 根据车身进、出车间的物流要求、工艺流程表及有关设备尺寸, 从工件入口端依次按照工艺流程进行布置 (喷漆室宜集中布置) 。工艺平面布置图的总体要求是产品在涂装生产中运行顺利、储存足量、物流通畅便利, 可满足产量和涂装质量的要求。

5.2 办公区、辅助房间

预留出足够的办公区和辅助房间 (如调漆间、各类库房等) 。一般在车间主入口处布置车间行政办公区, 在车间内布置生产人员和工艺人员的现场办公区。

参考文献

[1]王锡春.最新汽车涂装技术[M].北京:机械工业出版社., 1998.

汽车涂装生产线 篇2

2008-5-11 20:38:17 摘要：从设备、材料等角度介绍了汽车厂涂装车间中前处理底漆、喷漆及烘干几个重要工序的工艺变化情况。

涂装对于汽车制造来讲有两个重要作用，第一是对汽车防腐蚀，第二是给汽车增加美观。大量资料表明，国内外每年因锈蚀造成的损失相当惊人。据世界银行提供资料，1996年美国国民总产值为74335亿美元，因金属腐蚀损失为2000亿美元，约占国民生产总值的2.7%。汽车是以钢材为主的工业制品，如不解决腐蚀问题，将严重影响汽车的使用寿命和外观，因此汽车自问世之初，就与涂装结下了不解之缘。1886年，“汽车之父”卡尔·奔驰在德国斯图加特制造第一辆汽车时，就用油漆进行防锈和装饰。100多年过去了，现代汽车不仅是集现代工业成就之大成的工业品，更是技术与艺术的完美结合。中国汽车工业起步于20世纪50年代，近半个世纪来，伴随着中国汽车工业发展的坎坷历程，汽车涂装从载货汽车车身涂装发展至轿车车身涂装，坚持引进、消化和开发的道路，使中国汽车涂装技术逐步现代化。本文以汽车涂装几个主要工艺为例，从质量、材料、设备、工艺和环保等诸方面简明介绍涂装工艺技术在汽车工业中的应用和发展。在以下每种工艺的对比表中，把1986年以前归为以往工艺、1986年以后归为现代工艺。这是因为，1986年前后我国汽车行业在引进、消化、吸收国外先进的涂装技术方面做了大量的工作，涂装技术有了长足的发展，也大大缩短了与先进涂装技术的差距。

1、漆前预处理和底漆 1.1 预处理

1986年前，中国汽车维修涂装处于手工除锈、手工刷涂阶段；1956年，一汽从前苏联引进的工业化载货车车身涂装生产线建成投产，其工艺水平和涂装用材略高于当时前苏联的水平，在国内的涂装方面也算是最高水平。

1966~1985年，随着科技进步，国内科技人员开发并采用阳极电泳涂装以及氨基面漆、“湿碰湿”喷涂面漆工艺、表面活性剂清洗、红外辐射烘干和静电涂装等汽车技术，在20世纪70年代后期建成了集国内车身涂装技术之大成的二汽车身涂装生产线，标志了中国汽车涂装已全面进入阳极电泳阶段。尽管此时的汽车涂装与过去相比已经有了很大的发展，但是预处理大多没有设置磷化工序，工序数也只有4~5道。处理方式多是喷淋，脱脂处理剂为三碱类。现代涂装线的预处理工艺100%有磷化工序，欧美都有钝化工序，日本较少有钝化工序，工序数一般为十几道。处理方式多是喷淋结合的方式，处理剂为专业化公司生产的脱脂、表调、磷化、钝化各类处理剂。表$ 为漆前预处理工艺的变化。

从表1看出，工艺变得越来越复杂，设备变得越来越讲究，化学药剂越来越专业化。工艺参数控制得更精细、更便于自动控制。因为有了磷化工艺表调，钝化就随之而来，并且还增加了手工擦洗脱脂来对付顽固难洗的油脂。为了不污染电泳槽液，往往在预处理出口设置了去离子水喷洗且要控制滴液的电导率指标。所有这些都是为了提高预处理质量，保证工件清洗干净、有良好的附着力和防腐蚀性。

1.2电泳底漆

从阳极电泳过渡到阴极电泳也不过是上世纪80年代的事情，目前所有的汽车车身无一例外地采用了阴极电泳工艺。阴极电泳工艺的工作原理和阳极电泳非常相似，但质量却比阳极电泳好很多。阴极电泳漆材料的发展主要体现在提高泳透力、降低颜基比、保护边角、不含有害金属、降低烘干温度和烘干减量等方面。有报道，采用逆过程电泳工艺即先喷粉末涂料再进行内表电泳的做法以此减少VOC排放，提高内表泳透质量。近年，据很多有关双层电泳的报道，成功地拚弃中涂工序同样也是为降低VOC排放。PPG公司已有双层电泳的产品。此外，电泳工艺还有以下变化，见表2。

2、喷漆工艺

这里介绍的喷漆工艺包含了中涂和面漆的喷涂。2.1油漆材料

随着改革开放，世界著名的油漆厂商纷纷前来中国或独资或合资建厂，为国内汽车工业提供了优质的汽车油漆材料尤其是轿车油漆材料。这大大缩小了国内与国外在油漆材料应用上的差距。近年来，由于国内外竞争日益加剧，环境保护法规越来越严厉，汽车厂和油漆制造商的注意力主要放在减少4,5 排放、降低成本上。这才不断推出高固体分中涂/ 清漆、水性中涂、粉末中涂、水性底色漆、粉末罩光清漆等新品种、新工艺。此外，也有报道中涂/ 底色漆/ 清漆三喷一烘干的材料和工艺。2.2施工工艺

早期的工艺是一喷一烘干，后来油漆材料的改进可以部分做到“湿碰湿”施工。现在又有了包含中涂的三喷一烘的尝试。

过去主要是手工喷涂，喷涂工具是手工喷枪。由于手工喷枪的漆雾大、油漆浪废多，喷漆设备制造商就推出了静电喷枪。但是，喷漆质量仅靠喷漆工和一把喷枪是不能稳定的。对于大量流水作业汽车厂来说，每年几十万辆汽车完全靠人工来完成喷漆任务是很难想象的事情。在汽车制造厂家的要求下，设备供应商推出了往复式喷涂机、圆盘喷涂机代替工人完成部分喷涂任务。现在，国内各大汽车厂使用最多的是高速旋杯自动喷涂机。2.3施工设备

施工设备包含喷漆室、喷涂装置、输调漆设备和清理设备，由于油漆材料从液态漆变为粉末漆，所以又出现了喷粉室和粉末喷涂机、粉末回收系统（见图

5、图6。它们的变化见表3。

3、烘干工艺

烘干对于涂装来讲是非常重要的一道工序。目前，工业涂装中从液体油漆变成固体漆膜离不开烘干设备，它对漆膜的质量、生产成本、生产效率有着直接的影响。轿车等高装饰性涂装的烘干炉设计时，应根据烘干的零件和当地能源、资源，合理选择能源和烘干炉结构形式。投产的炉子应具备：测定的烘干曲线稳定，零件温度均匀；内壁平滑易于清理，能源利用率高，保温性好，凝结物少；废气处理合理，热能回收利用。

目前，国内漆膜固化设备的热源主要为电和燃气及油，以热风对流循环的加热方式为主。大多数燃气烘干炉的焚烧炉具有废气处理及热能综合利用功能。国内有的汽车厂家如一汽大众汽车有限公司，使用桥式烘干炉或冂字型烘干

炉减少了热量损失，并利用烘干炉下部作为车身贮存区，节约了厂房面积（见图13、图14）。近年来，高红外快速固化技术在电泳涂装和粉未涂装中的成功应用，引起了人们的重视。所谓高红外即快速提供高能量、高密度、全波段强力红外辐射，能瞬间提供大能量的热源。锦州红外技术应用研究所等单位应用高红外技术开发了涂膜固化设备，成功地改造了一汽吉林轻型车厂的电泳烘干炉，使烘干时间缩短了一半，运输链速度提高了1倍，产量翻了一番，充分显示出高红外技术的高效、节能、节省投资的特点。此外，除利用各种能源的加热烘干类型外，相继出现紫外光固化、电子束固化等新的技术，并成功运用到工业生产中。

对于烘干来讲，技术的进步更多的是指环保节能、保证烘干的内在质量和外观质量、降低生产成本。例如，加厚保温层，采用好的阻热和保温材料，废气返回焚烧利用，采用冂字形、桥式烘干炉减少热量外泄。

炉体设计制造时分段密封到现场安装，炉内壁缝全焊接光滑。生产时配备清理人员。设计要考虑凝结物气雾和滴落破坏漆膜外观，保证烘干质量及生产效率。

采用高红外加对流技术保证升温段湿漆膜快速表干，炉内循环气流与加热气流用高温交换器隔离，采用多级精密过滤。炉内输送链精密自动润滑防止磨屑污染漆膜。烘干工艺的变化如表4。

汽车喷漆常识

2008-5-11 18:30:21

一、喷漆的时机 1.当汽车美学需要时

现代汽车在追求外形线条流畅的同时，对外观的装饰要求越来越高。随着科技的发展，色彩艳丽、保色性能优良的高档汽车彩色涂料陆续应用，金属漆的普及，珠光涂料、超细二氧化钛的引入，为汽车追求新的色彩提供了前提。2.当汽车保养需要时

车辆在运行中难免出现漆面老化、破损、划伤等现象，如不及时处理，会加剧钣金件的腐蚀，影响车辆的使用寿命。当汽车漆面出现以下情况时，必须进行喷漆处理：

（1）漆面严重老化，无法采用抛光还原工艺解决；

（2）漆面因透镜效应严重失光；

（3）漆面氧化层较厚，出现局部腐蚀，已无法抛光还原；

（4）漆面出现深度划伤，无法用抛光方法清除；

（5）漆面出现局部或大部分破损。

二、喷漆施工常用工具及选用 1.涂装作业常用工具

汽车涂装作业中常用的工具分为3大类，即清除工具、刮涂工具和打磨抛光工具。（1）清除工具

涂装施工中使用的清除工具有两类，一类是清除旧漆工具，另一类是除锈工具。

①清除旧漆工具：清除旧漆工具分为手工工具和机械工具两种。手工清除旧漆工具常用的有钢刮刀、钢铲刀、扁铲、钢丝鞭、敲锤等。刮刀主要用于平面旧漆的清除，如轿车前、后盖板等，刮除时应一手握刀柄，一手握刀身，沿车身纵轴线方向依次清除。铲刀主要用于边缘、夹缝部位旧漆的清除，钢丝鞭和敲锤主要用于清除凸凹不平部位的旧漆。机械清除旧漆工具常用的有小型风动铲、喷灯、电热器等。小型风动铲清除旧漆效果好，操作省力，适合于不同漆面环境。

注意：上述提及的旧漆清除工具主要适合于清除腻子层等较厚的旧漆涂层，若轿车漆面破损严重，最好用脱漆剂与相应工具配合施工。

②除锈工具：除锈工具也分为手工工具和机械工具两种。手工除锈工具有钢刮刀、扁铲、钢丝鞭、锉刀、砂轮片等。手工除锈操作费力，效率低，除锈效果差，需配合粗砂布使用，主要用于局部小工作量的施工。机械除锈工具有喷砂枪、气动圆盘钢丝刷、离心除锈器、风动除锈锤等。机械除锈工具的特点是除锈速度快，质量好，工作效率高，适用于大面积作业。（2）刮涂工具

汽车涂装用刮涂工具主要用于刮涂腻子的施工。常用的工具有刮灰刀、牛角板、钢片刮板及橡胶刮板等四种。

①刮灰刀：刮灰刀是刮涂腻子最常用的工具，其特点是规格齐全，弹性好，使用方便。加宽刮灰刀有100mm和75mm两种，适合于大面积刮涂及基层的清理；中号刮灰刀宽度多为50~65mm，主要用于小面积腻子的刮涂及清除旧漆；窄刮灰刀多用于调配腻子及清理腻子毛刺等。刮灰刀使用后要及时清洁，并涂少许黄油防锈。

②牛角板：牛角板是用优质水牛角制成的，其特点是使用方便，可往复刮涂，主要用于修饰腻子的补刮作业。牛角板使用后应清理干净，并置于木夹上存放，以防止变形。

③钢片刮板：钢片刮板是刮涂汽车腻子的主要工具，其特点是刃宽，刮涂效率高，刮后腻子层平整，适用范围广。钢片刮板可以根据施工需要自制或选购。

④橡胶刮板：橡胶刮板弹性好，刮涂方便，可随物面形状不同进行刮涂，以获得平整的腻子层，尤其是对凸形、圆形、椭圆形物面更为适用。使用橡胶刮板应注意，不能与有机溶剂（如香蕉水、二甲笨、酮类等）接触，以防止变形。（3）打磨抛光工具

①打磨工具：手工打磨主要是用砂布或水砂纸包裹木块或橡胶块进行打磨。砂布包裹木块主要用于干磨腻子层，水砂纸包裹橡胶块主要用于水磨细腻子及中间涂层漆膜。使用手工打磨工具时，通常配合刮灰刀、毛刷、棉纱等用品，如干磨腻子，可先用刮灰刀清除腻子层表面的毛刺，平整粗糙刮痕，再进行打磨。干磨粉尘较多，水磨无粉尘且效率高、质量好，故提倡采用水磨。机械打磨工具有气动磨灰机、电动磨灰机等。气动磨灰机效率高，打磨质量好，使用安全。目前，国产气动磨灰机品种有F66、F32、N3、M2等。电动磨灰机噪声小，振动轻，粉尘少，打磨质量比气动磨灰机高。

②抛光工具：抛光工具主要是抛光机，通常为电动。它与机械打磨工具的工作原理相同，不同之处是抛光工具的转速较高，磨料较细，主要用于面漆抛光和上蜡抛光等作业。

2.个人防护用具

在任何操作中，粗心大意都易导致事故，喷漆作业也不例外。正确配戴个人防护用具，可以保证作业安全。

在使用涂料稀释剂和脱漆剂以及任何酸性溶剂时，都应配戴橡胶手套。此外，当用涂料稀释剂或石油溶剂油清洗涂装设备时，也必须配戴橡胶手套。注意：应确保手套是由不会被喷漆稀料或其它强化学试剂软化的橡胶制成的。

在处理酸性化学试剂、漂白剂或其它化学品时，必须配戴防护眼镜。使用喷涂设备进行任何涂装作业时，都应配戴具有雾化过滤器的有机气体防尘面罩，以免将涂料颗粒吸入肺部。

最后，在进行任何涂装作业时，都应穿着舒适、宽松的服装。

三、喷漆常见问题及对策

1.腻子印、羽状边（坡口）开裂（1）原因分析

①在底漆上喷涂过厚或过湿的漆层（溶剂被包容在底漆内，而底漆没有干燥牢固）。

②材料混合不均匀（平整底漆颜料成分较高，稀释后会沉降，放置一段时间后如不再搅拌，使用起来就会使颜料松散并含有孔隙和裂缝，使涂层像泡沫材料）。

③错误的稀释剂。

④不当的表面清洁和准备（清洁不当，则润湿性差，粘结不牢，使平整底漆层在边缘收缩或移位）。

⑤干燥不当（用喷枪吹未干的底漆和面漆，使表面干燥，但底层的稀料或空气没有完全释放）。

⑥过量使用腻子或腻子抹得过厚。

⑦腻子质量不良。（2）解决对策

①正确使用平整底漆，在各涂层之间留有足够的时间使稀料和空气挥发。

②充分搅拌含颜料的油漆，按喷漆房的条件选择稀释剂。

③选用烤漆房推荐使用的稀释剂。

④打磨前彻底清洁工件表面。

⑤控制腻子层的厚度（中等偏薄），在每层之间留有足够时间释放稀料和空气。

⑥腻子的使用应限于有缺陷的区域，太厚、太多则将导致羽状边裂。

⑦有条件的情况下尽量采用高质量原子灰（钣金腻子）。2.漆膜折皱（1）预防措施

①漆膜厚度应适宜，喷漆时，每层之间应留有足够的蒸发时间，绝对不允许在瓷漆中加入亮漆的稀释剂。

②避免在炎热的气候条件下喷漆，在未完全干燥时应避免在日光下曝晒。

③避免在喷漆后马上进行强制烘干，而应给出一定的蒸发时间。如果使用催干剂，应严格按照生产厂的说明操作。

④不同性质的油漆不能互相覆盖，应绝对禁止在聚酯漆上喷亮漆，旧漆层彻底打磨掉。

（2）修复方法

如果漆膜出现褶皱，应将褶皱层打磨掉，然后重新喷漆。

四、喷漆与防火

空气喷漆是用压缩空气流将漆料从喷枪中喷出，并呈雾状分散沉积在加工物体表面上的一种施工方法，这种施工不能忽视防火。

（1）车间内严禁一切明火。车间内不得随地堆放其它物品，特别是可燃物品，以保持通道畅通。即使在室外作业，附近也不应有明火。车间内应有防火负责人、防火制度和灭火器材。在醒目处还应有“ 严禁烟火”和火警电话的标志。（2）空气喷漆车间一般应单独设置，并安装通风设备，以把挥发出的可燃气体迅速排出车间。

（3）车间内应采取措施防止产生火花，电器设备要符合防爆要求；排风扇叶轮应采用有色金属制造，并防止摩擦撞击；应控制喷漆速度，防止产生静电；所有设备均应可靠接地。

（4）应做好设备的维护保养，经常清除车间内和排风管道内的油漆沉积物。（5）严格控制车间内油漆和溶剂的贮存量，在保证当天的使用量外，不应过多贮存。即使有少量使用剩的油漆和溶剂，亦应妥善保管，盖好盖子，以减少挥发。

汽车涂装线中空气供应装置的节能分析

2008-5-11 13:53:24 摘要：根据汽车涂装线对空气品质的特殊要求和空气温、湿度的调节机理，确定了空气供应装置的流程和参数。利用湿空气的焓;湿图，分析了空气供应装置节能降耗的方法。

1、引言

在汽车涂装线中，为了保证车身漆膜的质量和操作工人的舒适感，各工作场所对空气品质均有严格的要求，具体见表1。

注：①包括涂装线中的打磨、涂焊缝密封胶、抛光、报交和AUDIT等工位室体；②采用欧洲CEN 规格，与中国GB/T 14295相比，F5属于中效过滤范围，F7属于高中效过滤范围；③前处理、电泳室体的换气次数是指脱脂、磷化和电泳等工位室体内的换气次数，进风空气来自车间内，排放到车间外。

由于要求的风量较大，并且大多数为全新风供应，空气供应装置（ASU）的能耗和冬季加湿量相应也较大，从而导致ASU及其配套的冷冻机组、锅炉房和纯水站等在汽车涂装线的建设中所占的投资比例较大。因此，合理确定ASU的工作机理并采取适当的节能措施对降低投资和能耗具有重要的意义。

2、ASU调温和调湿的机理 2.1 夏季ASU的工作机理

夏季，车间外空气通常具有较高的温、湿度，ASU内的空气变化过程在湿空气焓—湿图（i-d图）上的表示见图1。其变化过程为：A→B→C，车间外空气的状态处于A点，温度为，相对湿度为φA，对应的含湿量为dA，焓为iA。当其流经ASU时，先在表冷段被冷却除湿后，空气状态处于B点，再在升温段等湿升温到C 点，此时温度为tC，相对湿度为φC，从而达到夏季涂装车间工作场所要求的空气状态。:

2.2 冬季ASU的工作机理

冬季，车间外空气通常具有较低的温、湿度，ASU空气变化过程的（i-d图）见图2。其变化过程为：D→E→F，车间外空气状态处于D点，温度为tD，相对湿度为φD，对应的含湿量为dD，焓为iD。当其流经ASU时，先在加热段进行等湿升温后，空气状态处于E点，再在喷水段进行等焓加湿到F点，此时温度为tF，相对湿度为φF，从而达到冬季涂装车间工作场所要求的空气状态。

3、ASU的流程

根据ASU的工作机理和涂装线各工作场所对空气品质的要求，将ASU的温、湿度调节区按“表冷段→加热段→加湿段”的顺序布置，使ASU在夏、冬季的运行中使用同一加热段，从而降低ASU的制造成本。对喷漆室和打磨等工位供风，ASU必须具有过滤、冷却、升温、加湿和降噪音等功能段。对于车间内供风，ASU只需具有过滤、冷却、升温和降噪音等功能段。以喷漆室为例，典型的ASU流程见图3。

4、ASU的技术参数和能耗的关系 4.1 确定ASU的风量

汽车涂装线各工作场所的ASU通常由多个组成，考虑到设备的安装空间和风管布置的合理性，通常每个ASU的风量不大于25万m3/h,，具体的数量和风量视该工作场所需要的通风量而定，具体计算公式如下：

V=3600·L·W·v（1）

式中：V——工作场所需要的通风量，m3/h；

L——室体的长度，m；

W——室体的宽度，m；

v——工作场所需要的空气流速，m/s。

或：V=nh·Vr（2）

式中：nh——工作场所需要的换气次数，次/h；

Vr——工作场所的容积，m3。4.2 确定ASU的最大能耗

在确定ASU的最大能耗时，通常是根据当地的气象资料，以夏季最高焓值时的空气状态作为计算最大致冷量的起始点，即图1中的A点；以冬季最低焓值时的空气状态作为计算最大加热量的起始点，即图2中的D点，结合i—d图中的空气状态变化过程，计算出ASU 所需的最大致冷量、最大加热量和冬季最大加湿量，为冷冻机组、锅炉房和纯水站的规划提供依据。

4.2.1确定ASU所需的最大致冷量

根据图1，当空气状态由A→B进行冷却除湿时，所需要的致冷量即为ASU所需的最大致冷量，即

Qc=V·p·（iA —iB）/3600）（3）

式中：Qc=——ASU所需的最大致冷量，KW；

ｐ——空气密度，1.2kg／m3； iA——夏季最高气温时空气的焓，KJ/kg；

iB——夏季热空气通过表冷器进行冷却除湿后的焓，KJ/kg； 4.2.2确定ASU所需的最大热能

根据图2，当空气状态由D→E进行等湿升温时，所需要的热能即为ASU所需的最大热能，即

Qh=V·p·（iE —iD）/3600）（4）

式中：Qh——ASU所需的最大热能，KW；

iE——冬季冷空气通过等湿加热后的焓，KJ/kg；

iD——冬季最低气温时空气的焓，KJ/kg。4.3 确定ASU的最大加湿量

根据图2，当D点为冬季最低焓值的空气状态点时，通常其含湿量也接近最低，当其由D→E进行等湿升温后，在喷水段由E→F进行等焓加湿过程中所需要的加湿量即为ASU所需的最大加湿量，即

WW=V·p·（dF —dE）（5）

式中：WW——ASU所需的最大加湿量，kg /h；

dF——等焓加湿后的空气含湿量，kg/kg；

dE——冬季空气最低焓值的含湿量，dE =dP，kg/kg。

5、节能措施及效果对比

为了降低ASU的能耗，当涂装线的工艺条件允许时，通常采用一次回风ASU。以产能为27台车/h的水性金属底漆喷漆室为例，平面布置见图4。

根据上海市的气象资料，车间外空气的夏季最高温度是34℃，相对湿度是80%，冬季最低温度是-4℃，相对湿度是75%，现采用2台ASU为其供风，其中1#ASU负责手工擦净室、自动擦净室、离子风吹净室和手工喷漆室的空气供应。根据各室体的尺寸和风速的要求，由公式（1）可求得V=22万m3/h。5.1 全新风ASU的能耗

1#ASU采用全新风方式时的喷漆室供、排风系统见图5a。按图1的空气变化过程，查i—d图可知iA =105.17KJ/kg，iB=58.37KJ/kg由公式（3）可求得Qc=3432 KW。

按图2的空气变化过程，查i—d图可知，iD=0.8KJ/kg，iE=55.51KJ/kg，dF=12.28×10-3 kg /kg，dE=1.94×10-3 kg /kg，由公式（5）可求得WW=2370 kg /h 5.2一次回风ASU的能耗

由于通过喷漆室的手工擦净室、自动擦净室和离子风吹净室的空气可以回用，因此可将它们作为1#ASU进风的一部分，当新风风量为16.8万m3/h，回风量为5.2万m3/h时，新风比为76.4%。喷漆室的供、排风系统见图5b，其空气状态变化过程见图

6、图7。

按图6的空气变化过程：A1+C→A→B→C，通过i—d图进行混风计算可知，夏季新风点A1和回风点C按上述风量混合后，1#ASU的进风状态点A的焓iA =95.07KJ/kg，iB=58.37KJ/kg由公式（3）可求得Qc=2691 KW。

按图7的空气变化过程：D1+F→D→E→F，冬季新风点D1和回风点F按上述风量混合后，1#ASU进风状态点D的焓iD=13.58KJ/kg，iE=55.51KJ/kg,dF=12.28×10-3 kg /kg,dE= dD=4.32×10-3 kg /kg，由公式（4）可求得Qh=3075 KW;由公式(5)可求得Ww=2101 kg /h。由上述计算结果可知，对于1#ASU而言，当采用新风比为76.4%的一次回风方式时，所需的最大致冷量可降低21.6%，最大热能可降低23.4%，最大加湿量可降低23%。

6、结语

对ASU及配套的冷冻机组、锅炉房和纯水站进行规划时，还需注意以下几点，方能使ASU正常运行，并且在运行过程中能够最大限度地节能。6.1 采用一次回风ASU的前提条件

显而易见，增加ASU的回风量可提高节能效果，但是，必须要在工艺条件允许的前提下才可采用一次回风ASU。例如供应喷漆室的空气，经过喷漆室后含有较多的漆雾和溶剂，即使在喷漆室底部经过了文丘里或水旋式的净化处理，但仍有少量的残留物，如回收利用，残留的漆雾会较快地阻塞ASU的过滤系统，使之阻力增大，而溶剂分子重新进入人工喷漆室内也会引起喷漆工的不舒适感，这时不能采用一次回风ASU。6.2 ASU的空气品质与工作场所的匹配

要合理布置整个涂料车间的送、排风管，尽量使ASU的温、湿度处理能力与工作场所要求的空气品质匹配，从而避免高品质的空气被供应到低要求的工作场所造成的能源浪费。6.3 ASU的变频技术

在实际生产过程中，涂装线各工作场所运行的连续性各不相同，因此，ASU的风机要采用变频控制，其控制系统与机械化输送系统联锁，使>EF 的供风量能根据工作场所的实际需要可自动连续地调节，从而避免能源浪费。

ASU加湿泵也应采用变频控制，使循环喷淋泵根据进风段的空气湿度自动调整喷淋量，从而使对应的加湿量达到要求。同时，有效地降低了泵的能耗和纯水消耗量。6.4 电动调节阀的应用

在新风、回风、排风管路上要设置电动调节风阀；在表冷器、加热器回水管上设置电动二通调节阀，根据室外空气焓值及室内外温、湿度的变化自动调节电动 风阀和电动水阀的开度。6.5 管路的保温

ASU的壁板、冷热水管、供回风管等均应采用绝热保温，保温材料使用A" HH 厚的岩棉或相类似的材料，从而最大限度降低由散热产生的能源损失。6.6 ASU能源供应的动态调整

在ASU的日常运行中要对车间外空气的温、湿度进行监测，以便根据室外空气焓值相应地调整冷冻机组、锅炉房和纯水站的运行负荷，使之尽可能与ASU的能耗相匹配，从而达到节能和降低运行成本的目的。

涂装质量问题的基本分析方法（下）

2008-4-30 17:5:20 3 解决涂装质量问题的原则

生产上出现了问题,并不都是容易找到原因的。先分析问题还是先解决问题,同样需要一定的原则。因为分析问题的一项目的是落实责任,但生产不可能等到责任落实后才重新继续。311 生产为先原则

解决问题的顺序为:采取所有措施保证生产→分析问题→落实责任。在涂装实际生产中,出现任何质量问题,应同时采取所有可能的措施保障生产,而不能因分析缺陷长期影响生产。如电泳漆成胶体的案例中,保证生产的措施就是更换漆槽。涂层冲击脱起的情况是尽量使工件让步接收,一边继续分析问题。再如钢板磷化发蓝的问题,因威胁到涂层的耐蚀性能,不能涂装,只有选出发蓝工件,暂时停用该批钢板制作工件,保证生产进行。312 质量为先原则

解决问题的顺序为:分析问题→解决问题→继续生产,落实责任在生产

前后均可。

当质量问题影响到产品销售、影响到企业长远利益时必须先解决质量问题,而不能生产有先天病态的产品。如检验发现涂层冲击试验后裂开,停产分析认为是粉末质量问题,只有停产,待新粉末进厂后才能生产;再如因粉末混合后出现失光,对比明显。停产分析,确认是厂家粉末原因后,对设备进行清理,更换另一厂家粉末,使生产正常进行。313 实事求是原则

涂装问题关系到企业的生产和企业所有者的收益,关系到供应商的质量声誉和货款结算,关系到各方责任承担等诸多问题,技术人员得到一个基于事实的、不可变更的结论至关重要。要做到不查明原因不下结论,坚持自己的观点不因利益相关方的影响而改变,对主管领导的分析不随便附和,作出了错误的推断时应勇敢地承认自己的不足,时间久了才能树立自己权威的观点,让各方都相信科学,相信事实,相信自己。实事求是原则是追求事实本来面目的原则。尊重事实、尊重科学是人类的基本素质,是分析和解决质量问题的基本准则。结语

涂装质量问题不但涉及到人、机、料、法、环等因素,对质量问题的分析还涉及到物理、化学、生物、数理统计等学科知识。综合运用,分析透彻,解决问题才能更具有针对性,减少弯路,确保涂装生产的正常进行。

同时要学会从解决质量问题中不断地总结经验教训,提高自己分析处理涂装质量问题的能力和水平,以适应生产不断发展的需要。

涂装质量问题的基本分析方法（上）

2008-4-30 17:1:38 1 前言

涂层是一个过程产品,涂层质量是所有因素和过程结果的累加。涂装质量问题有它自己的特点:问题出现多没有征兆,大生产中问题多以批量出现,缺陷分析比较抽象不容易让人人理解,一些参数的变化引起外观质量的变化,工艺过程长,工艺参数多等等。所以,遵循一定的问题分析和解决办法,可以加快问题的解决,更好地减少损失。涂装质量问题的基本分析方法 211 聚焦法则

涂装缺陷往往不是单一的,总是多种缺陷共存,影响程度各不相同,即分为主要缺陷和次要陷。

聚焦法则要求:

第一步:命名并统计所有的缺陷;

第二步:计算各种缺陷的比例;

第三步:找出比例最大的缺陷,即主要缺陷,这就是需要分析解决的主要问题。针对需要首先解决的主要缺陷,其原因也可能有多种,这些原因所起的作用各不相同,分主要原因和次要原因。聚焦法则要求:

第一步:针对某一问题,找到并罗列所有可能的原因(人、机、料、法、环),尽可能不漏项;

第二步: 从这些原因中找到一项主要的原因。方法是观察和试验;

第三步:针对上述的主要原因罗列所有可能的解决方法;

第四步:从这些可能的解决方法中找出最经济、最有效的一个并实施。

聚焦法则的优点是只改变一个条件,根据问题改善的效果,有利于查明问题根源,防止问题的反复出现。

如造成涂层表面杂质缺陷的有颗粒和毛絮,每一种又可以分析到十几种原因,造成毛絮的一种原因是杨柳的花絮,改善方法:搬迁厂房、封闭车间、砍伐树木、以窗纱代替开窗、往车间内送过滤的空气使之保持正压等。其中,“以窗纱代替开窗”的方式最简单,可以最先实施,以改善情况决定是否实施往车间内送过滤的空气的方案。

212 全因素分析法(或称全息分析法)

因为涂层质量是所有因素和过程结果的累加,前期所有工序的问题都可能最终表现为涂层缺陷。出现任何质量问题,应从人(操作人员)、机(机械设备、工装)、料(原料、辅料)、法(工艺方法、检测方法)、环(环境因素)诸方面进行全方位的分析,找出关键的因素。

全因素分析法不但要分析涂装施工环节,也可以延伸到原料的制造过程。因为原料是影响质量的重要因素,原料的生产过程、甚至涂装原料的上级原料同样影响涂装质量。

例如,钢板在生产中有夹杂的情况,粉末涂装高温固化后产生起皮缺陷。如果分析不到钢板的原因,无论如何都不能解决它。因为起皮的情况类似于磷化的杂质和外界掉落的物体,将责任落实到任何其它岗位人员都是一种错误。又如,在进行银色粉末涂装时,涂层出现绿豆大小的气泡,初步判断是压缩空气中的油、水在高温下挥发产生的气泡,该分析好像有理有据,但水分在粉末流平前应该挥发,液态油滴在流平温度下应该产生缩孔,显然与气泡不是同一原因。后经过粉末制造厂家共同参与才找到真正原因:粉末制造时银粉(铝粉)的加入是混合式,当混合不太充分时会造成铝粉的团聚现象,流平温度下封闭的铝粉团内的空气膨胀形成大小不一的气泡,类似于粉点(粉包)。

涂装生产应用的粉末里会有毛絮,这是将原料全部过筛后发现的。而粉末厂家也搞不清这些毛絮的来源。不要忘记,粉末生产也是需要原料的,所以原料的原料出现问题,也会影响涂装质量。213 问题重现法

生产中出现问题是某个因素变化的结果,这个因素有时可能知道,更多时候不知道变化的因素。在生产上或实验室使问题再次出现并多次重现,就会使原因明朗化。

如在查找缩孔的原因时就可采用该方法,利用生产原料的杂质、各种油类物质、多种表面活性剂、多种粉末材料等,人为产生了多种缩孔。再在这些导致缩孔物质中,确定压缩空气中的油份是产生缩孔的主要原因。

在查找电泳漆电泳不上漆的原因时,就可人为加速溶液的蒸发,使水中的可溶性离子积累,获得与生产线相似的结果(出现果冻状胶体);用去离子水做对比试验,得到不出现缺陷的样本。从而得出结论,上述缺陷是由于水的硬度高造成的。

在生产中出现涂层冲击脱起的缺陷,通过在烫干水中加入脱脂槽液,人为提高最后一道水洗的

pH ,涂装四块样板进行对比,重现了生产时的现象,得出脱脂槽液的转

移,会引起抗冲击脱层缺陷。提高磷化液游离酸,部分解决问题,通过改进烫干加热方式,最后防止了缺陷的反复。

解决涂层脱落问题也是这样,在不同的时间和温度下做几组样板,得到不同程度的脱落现象:涂层不开裂、涂层轻微裂痕、裂纹、完全碎裂等,说明固化不足会造成涂层脱落,防治办法是提高固化温度或延长固化时间。214 因素递减递增法

在重现问题时,只对已知的单一的因素或该因素的量进行加减,直到出现质量问题。

如某一产品涂装后做盐雾试验,出现涂层起泡的现象,在基本排除粉末涂料原因后,对前处理工序进行分析。因前处理采用镀锌、钝化、磷化的工序,分别减少一个工序喷涂三块样板,做相同的试验,结果发现镀锌工序是产生盐雾试验起泡的原因。

再如涂层针孔,知道增加了酸洗后的工件出现程度不同的针孔。逐步降低酸的浓度、调整缓蚀剂浓度做一系列样板,找到一个合理的配方,解决针孔问题。

汽车涂装生产线电气设备控制技术 篇3

关键词：关健词:电气设备,PLC,变频器

一引言

在现代汽车制造业中涂装质量关系到汽车的美观和防腐性, 也关系到产品的销售业绩。光泽好、色彩艳丽的车身离不开自动控制设备的应用。汽车涂装层一般分为底漆、面漆, 轿车类一般有中涂。车身在进入喷涂区域入口前的车型检测光电管和下方MOBY_I车身数据读写器时, 车型信息被检测出来, 这些信息被传送到相应控制设备的PLC上, 由PLC、现场总线等控制设备根据相应的程序, 完成清洗、烘干、喷涂、和排放工作。机器人根据车身仿行程序, 带动高压旋杯沿正确的喷涂轨迹运行。现在的涂装线大量使用PLC进行控制技术, 现场总线技术、PID调节、变频技术等方面, 大量的设备处在自动运行无人操作的情况, 其自动化程度越来越高。

二涂装线常见电气控制及基本控制原理

白车身在电泳下件后转入地面链部分由动辊、升降机、运输链、转台等共同完成工件在整条线上的连续运转, 实现自动进入面漆工艺过程。每一部分都是由PLC程序控制执行的。以转台站为例分析自动控制过程, 转台站的功能是将载有车身的滑撬, 进行角度旋转、输送, 方便流水线的自动运行。如在轿车涂装自动输送系统中, 辊床驱动装载车身滑橇完成涂装工艺生产后, 返回车身上件点, 准备下一工作循环时, 要通过返回线上2个直角拐弯处的90°回转变轨机构, 所以此时需要两个转台站。每个转台站都是由交流减速电机、继电器、电感传感器、滚轮导轨、输送辊床、机械零部件构成。

采用西门子数据采集监控系统的软件平台WinCC控制的显示模块显示转台的旋转角度和速度及传输车身的数量。变频器用来驱动刹车交流减速电机的速度, 达到拖动转台输送辊床移动的功能。根据PLC发出的信号实现转台精确定位。交流减速电机1是用来通过同步带/轮传动机构驱动辊轮转动。交流减速电机2是用来通过驱动棍床在导轨运行, 达到转台旋转的功能。电感传感器1是用来检测输送辊床入口的位置, 实现传输定位, 当检测到滑撬物料时给PLC提供输入信号, 转台开始正转或反转90°, 电感传感器2用来转台旋转到位检测, 当检测到转台旋转到位时给PLC提供输入信号, 棍床转动到位停。继电器是用来控制辊床辊轮交流减速电机、转台旋转交流减速电机的启动/停止、正转/反转, 当PLC输出信号给继电器线圈时电机运行。通过PLC程序可以实现对设备进行正常工作控制, 当快到位置时速度降下来。如意外超出限位, 限位开关发出信号给PLC, PLC迅速控制刹车机构动作, 使交流减速电动机迅速抱闸停止。

三炉温的PID控制

涂装线温控仪表使用较多, 油漆烘干炉风幕区的热空气温度 (100～140) ℃下烘干才能形成达到规定性能的涂膜。如果烘干温度过高, 时间过长, 则会产生涂膜过烘干弊病, 轻时影响涂层间的附着力, 严重时涂膜变脆, 甚至脱落。涂装线烘干炉及槽液控温用比例 (P) , 积分 (I) 微分 (D) 温度调节器。同样冷却室, 又称强冷室, 即靠吹冷风强制刚从烘干室出来的被涂物降温, 以适应下道工序的需要和不影响厂房的气温。冷却室应紧接烘干室的出口端布置, 一般为1～2个车位, 也需要PID进行温度调节。通过数字温控仪参数的设定, 将被测对象的温度与其设定值进行比较, 输出4～20mA的电流信号, 送入PLC的模拟输入模块, 经软件处理后发送信号给变频器控制风门电机动作, 通过风门的开关大小进行控温。

四变频器的应用

变频器就是利用改变电源固有频率和电压的方法来改变三相交流电机的转速和转矩的一种电子设备。可以实现大范围内的高效连续调速控制、实现电动机的正反转切换, 可以进行高频度的起停运转, 变频器具有“自我保护”的功能, 不仅保护了变频器, 还保护了电机不易损坏。通过PLC控制变频器改变异步电动机转速, 很容易实现对现有升降台、转台等输送线上的三相交流异步电动机的调速进行控制。以升降机为例, 用双路输出的旋转编码器输出两组相位差90度的A、B两相脉冲, 可通过比较A相在前还是B相在前, 以判别编码器的正转与反转, 通过这两组脉冲精确测量三相伺服电机的转角和方向, 即输送皮带的直线位移量和方向。达到拖动升降平台输送辊床上下移动精确测量。当提升机站在初始位置时, 按下启动按钮时, 若升降机上测到滑橇有车身时, 启动升降机电机, 提升机向上运行 (变频器频率15HZ) , 当编码器录脉冲数为2500时, 变频器控制电机减速 (变频器频率调整为10HZ) , 当编码器记录脉冲数为5000时, 提升机停止运行, 并启动提升机站的锟床电机, 将滑橇输送到下一工位。延时10秒后, 让空滑橇重新送回到提升机站, 提升机下行 (变频器频率-20HZ) , 与上升过程原理相同。

五车身信息识别系统

MOBY识别系统分成两部分:移动数据存储器MDS和读/写装置SLG。MDS与SLG需面对面安装, SLG可以扫描任何一个区域, SLG需通过接口模块来执行读写命令。在汽车涂装生产线上线上, 各工位的检测和执行机构元器件是采用安装在西门子ET200x远程站接口的形式。所以MOBY的接口单元选用了ASM473, 直接安装在ET2OOx远程站上。一个ASM473带一个SLG, 西门子PLC中的功能块FC45是MOBY执行命令的功能块, 通过它来完成MOBY的读/写。车身识别系统可以从电泳、喷漆、储存等关键工艺过程中获得自己需要的控制信号和数据信息, 并做出相应的连锁控制, 从而实现对白车身的输送路线、电泳参数、喷漆的颜色和次数等自动控制。通过PROFIBUS现场总线将通讯技术和信息处理技术融为一体, 使其功能更加完备。

六结束语

由于涂装工艺设备分布广泛, 且大多分布在不同的楼层层面, 有鉴于此, 目前国内先进涂装生产线工艺设备大多采用了三层控制网络布局 (以太网、现场总线和分布式I/O) , 采用WinCC组态软件作计算机监控画面, 以S7-300CPU作为过程控制器, 结合光纤网络和MOBY读写器构成一个复杂的自动控制系统, 通过PLC程序对油漆烘干炉温度进行PID调节, 真正实现了汽车生产涂装线的柔性生产自动化, 不仅提高了汽车车身生产的自动化水平和生产效率, 而且能适应不同类型汽车生产的灵活性和可靠性。

参考文献

[1]秦益霖.西门子S7-300PLC应用技术及其应用.电子工业社.2006.9

[2]王磊, 薛双岺.电气自动控制设备可靠性探讨[J]科技传播.2011 (19)

[3]王凤蕴.汽车涂装组态设计.[J]制造业自动化.2012 (07)

汽车涂装车间喷漆安全防护 篇4

在喷漆的环境中，每日工作8个小时，虽然在安全的环境里工作，但每个人的敏感程度、承受能力不完全一样。时间愈长，日积月累，难免使身体不受到喷漆影响，油漆中含有各种溶剂含有苯及苯的化合物，如甲苯、二甲苯等。稀释剂中乙醇、丁醇等常用的工业溶剂也都有毒，甚至有的还有剧毒，如甲醇等。这些有毒物质的存在，对人体的神经系统、呼吸系统和皮肤等有一定的毒害，最常出现的如苯中毒和漆中毒等现象发生。

在汽车涂装过程中，经常产生大量的挥发性气体，扩散在空气中。这些大量的有毒的热气体，如果人体吸入，会发生神经系统的疾病，一般出现头晕、心悸和恶心呕吐等反应。手指和其他部位若经常接触各种溶剂和有毒气体，也会引起皮肤腐蚀、脱脂、发痒、粗糙、开裂等疾病发生。所以，在汽车涂装作业场所，一定要采取必要防护措施，可从以下几方面考虑：

一、树立安全第一思想，增强防护观念

进行汽车涂装施工时，必须树立安全第一思想，增强防护观念，落实具体的安全防护措施。首先应了解涂料的种类和特性，毒性对人体的伤害方式，涂料的使用注意事项，以及可能发生中毒时的急救措施等。尤其是在室内、船舱内、地下施工现场、矿井、车辆内等通风不佳或根本没有通风的环境里施工，绝不允许超过溶剂的允许最高浓度和工作时间限制。施工人员事前必须了解掌握有毒溶剂的包装标志，并且掌握溶剂的安全使用方法。特别是施工负责人及负责安全的有关人员，必须建立明确的岗位责任制、监督检查执行安全生产和劳动保护条例及有关操作规程。对施工方法，劳动保护用品的发放使用，排风换气设备的正常运行进行必要监管，并经常对施工人员进行安全教育、牢固树立安全第一的思想和劳动防护的观念，及时消除各种不安全的隐患，确保安全生产。

二、确保施工设备和安全保护装置正常运行

在汽车涂装施工过程中，正确的施工工艺、正常完好的施工设备及安全保护装置，是安全生产的根本保证，缺一不可的，是一个完整的系统工程。

在科技快速发展的今天，在人人重视安全生产的现代，一般涂装生产现场，条件还是比较好的。但在一些维修企业，一些乡镇企业条件差一些，往往会出现这样或那样的问题，这是一个薄弱环节，应引起重视。应该从工艺上、从施工设备和安全保护装置上，消除不安全的隐患。根据涂装生产的具体情况，考虑所用的涂装施工设备和安全保护装置的配置和使用。如室内施工而又使用的挥发性溶剂，应采用密闭设备或安装排风装置，防止设备泄漏。若在槽、罐内部涂装，一定要保证排气量和进气量保持平衡。总之，应有必要的施工设备和安全保护装置来保证涂装生产的安全。

三、改善施工环境，保证通风换气正常 对于喷涂施工场所，正常的通风换气是非常重要的，是防止发生火灾和爆炸事故的根本措施，也是防止有害气体超标的重要手段。一般情况下，窗户及其他开口部分直接与外界通气部分的面积，应为涂装车间地板面积的1／20以上，才可能进行正常的换气。如果有性能良好的通风换气设备，就可不受上述比例的限制。涂装生产的实际情况，涂料使用量和种类均是经常变动的，挥发性气体的产生和排出也不是均衡的，都是随时间、地区、喷涂状况而无一定规律变化。为此，要经常进行必要的检测，严格控制“三废”超标，发现问题，及时解决，决不可有一劳永逸的思想。

四、汽车喷漆的防火安全喷漆是用压缩空气流将漆料从喷枪中喷出并呈雾状，分散沉积在加工物体表面上的一种施工方法。这种方法不能忽视防火，一般应注意下面一些问题：喷漆车间一般应单独设置，并安装通风设备，迅速排气。车间内应有防火负责人、防火制度和灭火器材。车间内严禁烟火及一切明火。4 车间内应采取措施，防止产生火花。电器设备要符合防爆要求；排风扇叶轮应采用有色金属制造，并防止摩擦撞击，应控制喷漆速度，防止产生静电；所有设备均应接地。5 应做好设备的维护保养，经常清除车间内和排风管道内的油漆沉积物。6 严格控制车间内油漆和溶剂的贮存量。除保证当天使用外，不应过多贮存，即使有少量使用剩下的油漆和溶剂，亦应妥善保管，将盖盖好，以减少挥发。注意喷烤漆房的火灾隐患。

五、加强施工环境检测严防“三废”超标室内施工，至少每半年检查一次空气浓度，以维护良好的施工环境。这是在汽车涂装生产比较正常而无什么差异的情况下而提出的。对于涂装生产变动量大，如产量、工艺有较大的变化时，必须对重要部位，即不安全因素较大的部位，及时进行检测。掌握各部位数据的变动状态，以便采取相应的措施。对于广泛使用的有机混合溶剂，如丙酮、二甲苯、甲苯、醋酸乙醇、二氯乙烷等必须定期检查其污染程度，测定取样部位。主要选择在排气器内部、排风口、地板、天棚附近等部位，并测定浓度分布情况，以及选择平面间隔相同的场所为测定点。根据测得的数据及分布状况，与控制标准进行核对。有超标处，则应采取相应措施进行处理，杜绝事故的发生，保证施工有一个良好而安全的环境。

六、操作人员的防护

在汽车涂装过程中，操作人员在施工场所，直接在有涂料和溶剂的场所操作，各种有毒的气体和溶剂无孔不入，充斥整个场所。所以，对操作者个人进行防护是非常必要的，也是非常必须的。这也是涂装安全技术的一个重要部分。

施工人员在涂装操作时，应穿戴好各种防护用具，如工作服、手套、面具、口罩、眼镜和鞋帽等。不让溶剂触及皮肤。同时将外露的皮肤擦上医用凡士林或其他护肤品。对溶剂的沸点低，挥发快、毒性大，易吸入气管的喷涂作业场要特别注意，严防吸入肺部。

施工中挥发出的有毒气体，在浓度高时，对人体的神经有严重的刺激和危害作用，能造成抽筋、头晕、昏迷、瞳孔放大等病状。低浓度时，也有头痛、恶心、疲劳和腹痛等现象发生。如不及时防护，在长期接触中能使食欲减退，损害造血系统，发生慢性中毒。

漆雾对于人体不但可以通过肺部吸入，而且还可以通过皮肤和胃吸收而发生危害作用。人体表面长期与涂料接触，能溶去皮肤表层的脂肪，造成皮肤干燥、开裂、发红并可能引起皮肤病。

有的涂料颜料含有有毒成分，如红丹、铅铬黄等，这种涂料宜刷涂，最好不要喷涂。使用时，应采取预防措施，这种涂料能引起急性或慢性铅中毒，最好选用其他涂料代用，减少中毒的可能。

喷涂间喷漆后，不要马上停止通风换气设备，让继续运转一段时间，将残余的漆雾和溶剂挥发气体排出。

喷漆之后，操作人员如感到气管干结时，是因为吸入漆雾中溶剂蒸发所致，应多喝温开水。清晰喷枪及工具时，尽量不使皮肤接触溶剂。完工后擦去皮肤上的凡士林或其他护肤品，再用温水和肥皂洗净手脸，最好经常洗淋浴。

汽车涂装生产线 篇5

涂装车间生产设备的自动化控制系统主要采用“集中监测, 分散控制”的典型控制模式, 依据这一原则, 将整个涂装车间生产设备的控制系统分为2层网络 (工业以太网+PROFIBUS总线) , 3个层次 (监控层、控制层和设备层) 。每个层次中使用不同的网络结构及软硬件配置, 以实现不同的功能。结合目前国际、国内自动化水平和汽车行业的实际运作方式, 选择在业内应用成熟, 技术先进可靠, 功能实用的工业以太网+PROFIBUS总线控制。

2. PROFIBUS现场总线的特点

PROFIBUS根据应用特点分为PROFIBUS-DP、PROFIBUS-FMS、PROFIBUS-PA等3个兼容版本, 支持主从系统、纯主站系统、多主多从混合系统。

PROFIBUS-DP适用于自动控制系统和设备级分散I/O之间的通信设计, 在过程自动化领域有着广泛运用。该总线有比较高的数据传输率, 特别适用于系统与外部设备之间的通信, 远程I/O系统尤为合适。它允许高速周期性的小批量数据通信, 适用于对时间要求比较高的自动化场合。总线上的设备一般为主站与从站配置, 允许构成单主站或多主站系统。多主站系统一般对主站数量有一定的限制, 主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息, PROFIBUS-DP还提供智能化现场设备所需的非周期性通信以进行组态、诊断和报警处理等。

PROFIBUS-DP协议结构定义了第一层物理层、第二层数据链层和用户接口。用户接口规定了用户及系统以及不同设备可调用的应用功能, 并详细说明了各种不同DP设备的行为, 对第三至第七层未加描述。

3. 涂装生产线的组成结构

(1) 工业以太网 (图1) 。由两台监控计算机、7台工业交换机采用光纤通信与现场设备 (PLC) 、SIMATIC WINCC监控系统组成一个局域网, 对车间内各个PLC的运行信息向计算机监视系统传送的数据进行实时采集和集中监测, 形成一个完整可靠的中控系统。

(2) PROFIBUS总线。涂装车间自动化生产线主要由监控计算机、PROFIBUS总线适配卡、PLC (S7-300) 、PROFIBUS总线网络组成。

4. PROFIBUS总线的应用

PROFIBUS总线在汽车涂装生产线主要运用于输送系统、AVI识别控制系统及现场变频器通信。输送系统分布在整个涂装车间, 控制比较分散。按照输送方式可分为:滑橇输送系统 (1~4) 、前处理悬挂链输送系统及喷胶摩擦式悬挂输送系统。以滑橇输送系统2为例, 其控制系统如下。

PROFIBUS-DP远程I/O网络组态:PLC CPU 319-3PN/DP, Y远程I/O终端模块选用的是ET200S的IM151-1HF模块, 订货号为6ES7-151-1BA02-0AB0。在组态通信网络之前应将远程I/O模块依次固定安装在导轨之上, 然后再组建网络。

(1) 创建一个项目如图2所示, 填入名称HQ-2, 单击确定, 出现图3组态画面。单击项目名称前面的+号, 选中SIMATIC 300。然后双击SIMATIC300RACK-300, 将机架 (RAIL) 拖入到左边空白处生成空机架。

(2) 配置主站, 在图3中双击HQ-2的“硬件”, 进行硬件组态, 依次将电源、CPU和各种所需的模块插入机架里。

双击“MPI/DP”接口, 新建一条PROFIBUS-DP网络, 设定PROFI-BUS网络主站地址 (设为2) , 选择网络的通信速率1.5 Mbit/s和DP行规。将分布式I/OET200S挂接到主站的PROFIBUS-DP的电缆上, 如图4所示对话框。

根据IM151-1物理模块上的实际地址 (由模块上的拨码开关设定) 配置IM151-1在PROFI-BUS-DP网内的站地址, 双击图4中的IM151-1模块, 出现图5所示对话框。单击图5中的PROFIBUS按钮后, 设定IM151-1在“PROFIBUS (1) ”内的站地址为10 (与实际硬件设定保持一致) , 单击“确定”后回到硬件组态画面 (图6) 。

(3) 分布式I/O ET200S的配置, 单击图6中的IM151-1模块在对话框下半部分的空白槽内依次插入ET200S远程模块。根据设备情况, 按照实际模块的订货号和在导轨上的顺序来组态。根据实际硬件IM151-1模块配置如下:2个PM-EDC 24 V、2个4/8 F-ID DC 24 V、4 F-DO DC 24 V/2 A、6个8DI DC 24 V、2个8DO DC 24 V/0.5 A、6个4DO DC24 V/0.5 A ST。按上述步骤对每个I/O远程模块组态, 将滑橇输送系统2连接到两条PROFIBUS-DP总线上形成一个现场总线控制网络再与连接交换机直接和中控服务器连接交换传递数据 (图7) 。

5. PROFIBUS数据传输规则

S7-300在PROFIBUS-DP的网络中, 根据数据传输速率、数据的吞吐量等相关要求, 可以组建不同的PROFIBUS-DP网络以实现不打包通信和打包通信。打包通信需要调用系统功能 (SFC) 。STEP7提供了两个系统功能 (SSFC14和SFC15) 来完成数据的打包和解包功能。不打包通信可直接利用传送指令来实现数据的读写, 但每次最大只能读写4个字节 (双字) 。

涂装车间确保数据通信快速准确, 都采用打包通信的方式, 利用STEP7提供的两个系统功能SFC15和SFC14来完成数据的打包和解包功能。SFC15是对要发送的数据进行打包, 并传给发送区, SFC14是对接收的数据经常解包, 并转存至系统内存区。

滑橇输送系统 (1、3、4) 、前处理悬挂链输送系统及喷胶摩擦式悬挂输送系统的总线控制组态同滑橇输送系统2的组态相同。现场控制柜与远程I/O模块用PROFIBUS-DP总线通信方式连成几套总线网络通信系统后, 再与图1中的交换机通过工业以太网连成中控系统。

6. 结论

汽车涂装生产线 篇6

1 离线工位的分类

离线工位根据其用途一般分为3类, 即生产管理离线工位、质量控制离线工位和工艺控制离线工位。

(1) 生产管理离线工位

在涂装生产线的实际生产过程中, 涂装质量不能完全受控。例如, 有时电泳后和中涂后出现的局部缺陷不能在节拍时间内修复, 为避免影响涂装线的连续生产, 需要进行离线修复。为此, 涂装生产线需要设计相应的生产管理离线工位。

(2) 质量控制离线工位

为了监控涂装质量, 需要对电泳后和面漆喷涂后的车身进行AUDIT评价, 因此涂装生产线需要设计质量控制离线工位。

(3) 工艺控制离线工位

在新建涂装生产线投产初期或新增颜色的工艺调试等过程中, 需要对喷涂机器人进行示教编程、测试烘干室的炉温等, 因此涂装生产线需要设计示教离线工位和炉温车离线、进线工位等工艺控制离线工位。

长城汽车股份有限公司某涂装线离线工位的有关情况见图1和表1。

2 离线工位的设计原则

从提高涂装生产线的柔性化程度、控制涂装质量和成本等方面综合考虑, 离线工位的设计原则如下。

a.离线工位的设置应服从于涂装车间整体工艺布置, 在初版工艺平面布置图确定了涂装基本工艺流程的基础上, 根据具体的整体布局进行离线工位的设计, 策划其占地面积和路线。

b.在满足功能要求的前提下, 应尽量减少离线工位的数量, 以减少设备投资。

3 离线工位的设计

3.1 生产管理离线工位的设计

3.1.1 避免车身电泳泡槽的离线工位 (图1中离线工位1)

在电泳生产过程中, 有时会出现因电泳烘干炉的机械设备发生故障而导致停线的情况。如果停线时间过长, 电泳槽中和UF水洗槽中的车身就会出现“酸返溶”的问题, 导致电泳涂层粗糙、膜厚偏薄, 严重时整车需要返工或报废。为此, 在电泳烘干室前设计了离线工位1。在此工位设置了无动力滚床, 当电泳烘干炉发生故障导致停线时, 可以利用此滚床将电泳线的所有电泳后的车身转移至该离线工位存储。当电泳烘干炉故障排除后, 再使这些车身从离线工位1处进线, 按正常工艺流程进入烘干炉中进行烘干。从而避免了车身在电泳槽和UF水洗槽中长时间浸泡而发生“酸返溶”问题。

3.1.2 电泳单品件的离线工位 (图1中离线工位2)

随着售后市场配件需求和国外建厂CKD件需求的扩大, 电泳单品件的生产数量日益增加。为此, 在电泳烘烤后和电泳打磨之间专门为电泳单品件离线设置了离线工位2。在该工位配备了电动葫芦, 可以使电泳好的单品件能够及时下线。

3.1.3 电泳打磨和中涂打磨的离线工位 (图1中离线工位3和离线工位7)

有的涂层缺陷打磨工作可能在涂装线节拍时间内无法完成, 为此分别在电泳打磨室末端和中涂打磨室末端设置有离线工位3和离线工位7。这两个离线工位建议设计成先出、先入的循环线体式, 以便于灵活转运车身。

离线工位7的另一个用途是面漆返工车身的进线工位。需要重新喷涂面漆的车身从离线工位7处进入面漆喷涂室。同时, 离线工位7还可以满足特殊车辆喷涂二次面漆的要求。

3.2 质量控制离线工位的设计

3.2.1 电泳AUDIT评审和面漆AUDIT评审的离线工位 (图1中离线工位2和离线工位9)

在电泳烘烤后和漆膜检验修整后分别设置离线AUDIT评审工位, 以便于对漆膜质量进行评审。

3.2.2 中涂、面漆工艺调试质量确认工位 (图1中离线工位6和离线工位9)

在新车型、新材料和新工艺等试验过程中, 往往需要进行实车试喷。这些试验车身一般都穿插在批量生产的车身之中, 如果不能及时离线, 不仅浪费工位, 同时还可能因对试验车身进行不必要的操作 (如打磨、修整等) 而使试验结果出现偏差。因此, 分别在中涂烘干强冷、面漆烘干强冷后设置有质量控制工位 (离线工位6和离线工位9) , 使试验车身离线等待评审。生产班组也可利用这些工位对涂装质量进行点检和确认, 以便提早发现涂装生产线出现的异常情况。

3.3 工艺控制离线工位的设计

3.3.1 电泳烘干室、中涂烘干室和面漆烘干室的炉温车进线、离线工位设计 (图1中离线工位1、2、5、6、8)

烘干炉炉温分布情况直接影响涂膜的性能及其使用寿命, 一般以1次/月的频率进行实车炉温测试。如果没有设计专门的炉温车进线、离线工位, 可能造成炉温车行走路线长 (等待炉温测试结果的时间长) , 或者炉温车必须经过喷漆室才能进入到烘干室中 (给喷漆室带来灰尘污染) 等问题。为此, 一般在各烘干室入口处设置有炉温车的进线和离线工位。进线工位处平时用于存放炉温车, 需要时, 即安排炉温车进入烘干室进行炉温测量。不仅使炉温测量变得方便、快捷, 同时还避免了炉温车对喷漆室造成污染。

3.3.2 中涂示教车和面漆示教车的进线、离线工位 (图1中离线工位4、5、8、9)

在使用机器人进行喷涂的场合, 每款车型、每种涂料以及不同厂商提供的涂料, 均需要对机器人进行喷涂示教。

机器人喷涂示教一般分为两个阶段:贴板示教阶段和整车试喷阶段。示教车在两个阶段的进线工位和离线工位设置情况如下。

(1) 贴板示教阶段

a.进线工位:为方便安排生产, 中涂示教车一般是在涂密封胶后、喷中涂前的位置 (图1中离线工位4) 进线, 面漆示教车则从中涂打磨离线工位 (图1中离线工位7) 进线。

b.离线工位:示教车在该阶段不必进入烘干室, 喷漆后离线, 即中涂示教车和面漆示教车分别从离线工位5和离线工位8离线。

(2) 整车试喷阶段

a.进线工位:进线工位与贴板示教阶段相同, 即中涂示教车和面漆示教车分别从离线工位4和离线工位7进线。

b.离线工位:示教按正常喷涂工艺进行, 示教喷涂车经烘干后分别从离线工位6和离线工位9离线。

本公司某条涂装线在设计初期没有考虑到中涂示教车路线的问题, 导致中涂示教车必须从电泳打磨工位进入涂装线, 然后依次通过PVC底涂线和涂胶线才能进入中涂喷漆室, 给生产管理造成困难。

3.3.3 适应新材料、新工艺要求的进线工位和离线工位的设计

在涂装线规划时, 考虑通过离线工位的设计来满足涂装技术的发展要求。如从离线工位5处离线、从离线工位7处上线, 就可以实现中涂免烘烤工艺;从离线工位4处离线、从离线工位6处上线, 则可以实现免中涂工艺。

摘要：为提高汽车车身涂装线的柔性化程度, 需要在涂装线的相关工序处设置离线工位。介绍了离线工位的种类及用途、离线工位的设计原则和离线工位的设计过程等内容。实际生产经验表明, 在涂装生产线的设计阶段做好离线工位的规划工作对保证涂装线的连续生产状态和降低生产管理难度都有重要作用。

汽车涂装生产线 篇7

1 项目概况

福建某汽车股份有限公司年产15万辆汽车项目位于龙岩市高新技术开发区, 其主要生产车间有冲焊、涂装、总装车间。涂装车间使用甲乙类火灾危险性物质, 车间中储漆、喷漆、输调漆等工艺涉及采用二甲苯。涂装车间的建筑面积51 980m2, 地上层数2层, 局部3层, 主体结构为钢筋混凝土结构, 屋盖及前处理区域边柱为钢结构。涂装车间具有以下危险特性:一是易爆, 其蒸气与空气可形成爆炸性混合物, 遇明火、高热能引起燃烧爆炸, 爆炸极限约为1%~7% (体积) ;二是与氧化剂能发生强烈反应;三是流速过快, 容易产生和积聚静电;四是其蒸气比空气密度大, 能在较低处扩散至相当远的地方, 遇明火会引燃着火, 闪点29℃。

2 消防设计分析

2.1 总平面消防设计

建筑物与相邻建筑物关系见表1。根据表1, 其防火间距均满足GB 50016-2006《建筑设计防火规范》 (以下简称“建规”) 第3.4.1条的要求。涂装车间周围有环状道路, 路宽7~10m, 转弯半径9~12m, 车间利用道路作消防通道。

2.2 工艺消防设计

涂装车间的喷漆室、储漆间、输调漆间等由于使用易燃性有机溶剂, 是重点消防防范对象。工艺消防主要做好以下几部分:

一是喷漆室、油漆烘干室风机均采用防爆型风机。二是喷漆、流平、调漆、烘干等易燃易爆工艺过程均在车间内密闭房间室内进行, 以避免火灾及爆炸危险产生。三是在易着火的设备内 (如喷漆室、输调漆间、小修室、注蜡室等) 除了设置可燃气体浓度报警装置外, 还根据火灾不同性质分别设置自动雨淋灭火装置、自动喷淋灭火装置或CO2自动灭火装置, 车间内设置消火栓以减少车间的火灾危险。四是对于烘干室设计上考虑适当的换气量, 使循环空气中有机溶剂含量控制在适当的范围内, 大大低于爆炸极限, 从而减少火灾危险。五是在防爆区内所有用电设备场合采取了防火防爆措施。在高压电场所均设有明显的“警示”标志。六是车间设计考虑安全门及疏散通道, 以便车间发生火灾时人员及时撤离。

2.3 建筑消防设计

根据工艺专业资料, 此车间生产火灾危险性类别为丁类, 耐火等级为二级。涂装车间建筑面积为51 980m2, 丁类多层生产车间, 建筑内不划分防火分区, 满足“建规”第3.3.1条规定。油漆工段采用封闭喷漆工艺, 封闭喷漆空间内保持负压、油漆工段设置可燃气体自动报警系统, 且油漆工段占其所在防火分区面积的比例小于等于20%。符合“建规”第3.1.2条第2项规定。

输调漆间与储漆间与主体车间用防火墙分隔, 变电所用防火墙分隔;备用发电机房与车间用耐火极限达到2.0h的墙体分隔, 门采用甲级防火门;三层空调机房与车间用耐火极限达到1.0h的墙体分隔, 门采用乙级防火门。

车间设5个直接对外出口, 8部楼梯, 疏散宽度及疏散距离均满足“建规”第3.7.4条、第3.7.5条。北侧贴建站房均有独立的出入口, 满足“建规”第3.7.4条、第3.7.2条的要求。

涂装车间内部装修选用不燃性材料, 地面铺设地砖, 吊顶采用矿棉板及铝合金方板, 符合《建筑内部装修设计防火规范》第4.0.1条的规定。屋面、墙面保温材料为玻璃丝棉和岩棉板, 燃烧性能分别为A2、A1级。车间部位的钢柱及屋顶钢梁涂刷防火涂料, 达到二级耐火要求。

输调漆间及储漆间均设有独立的出入口, 与车间相邻的内墙为防火墙, 其耐火时间为3h。外墙及屋面为压型钢板墙体, 单位质量小于60kg/m2, 可作为泄压墙体、屋面, 经计算其面积满足“建规”第3.6.3条的规定。

2.4 电气消防设计

涂装车间内阴极电泳设备、超滤设备、备用空压机、制冷设备 (一组) 、输调漆设备及消防设备负荷等级为二级, 其他用电设备负荷等级均为三级。根据需要设置3处车间变电所, 各变电所10kV电源均放射引自厂区10kV配电所。其中, 一层南侧设变电所1处, 设2台2 000kVA变压器供电给该车间一、二层部分设备, 2台变压器设低压联络;一层东侧设变电所1处, 设1台2 000kVA变压器供电给该车间制冷站以及车间一层东部设备;三层空调机房设变电所1处, 设1台1 600kVA变压器供电给该层空调机组设备用电。车间一层东北角设3台900kVA (2用1备) 整流变压器, 专供工艺设备。全车间变压器容量总计为10 300kVA (其中900kVA为备用) 。车间变电所变压器均为干式变压器。

车间一层东北角另设1台应急柴油发电机组作为二级负荷用电设备备用电源, 正常电源与备用电源实现末端切换。

主要生产车间、公用站房及办公区设置应急照明, 在主要出入口设置安全出口灯、疏散通道设置疏散指示灯。灯具均配置蓄电池, 提供应急备用电源。火灾发生时, 接受火灾报警信号强制点亮。所有应急照明线路采用耐火型导线, 应急照明线路单独穿管敷设, 明敷时钢管外均刷防火涂料, 暗敷设时穿钢管并敷设在不燃烧体结构内, 保护体厚度不小于30mm。

涂装车间内设置火灾自动报警系统和CO2灭火系统。火灾报警控制器及CO2灭火盘均设置于设于一层餐厅旁的消防控制室。控制室内设消防泵、喷 (雨) 淋泵直启按钮。控制室信号均可上传至位于厂区传达室的总消防控制室。报警系统由火灾报警控制器、手动报警按钮、消火栓按钮、声光报警器、感烟探测器、感温探测器、红外火焰探测器等组成。

车间内各处设声光报警探测器、手动报警按钮和带地址的消火栓按钮。发生火灾时, 通过手动报警、消火栓按钮发出火灾报警信号, 联动消防泵以及该区域内防排烟风机 (罩光、色丘文丘里联动消防补风机) 等启动, 并切断该区域非消防电源, 切断天然气总进气电磁阀。

喷漆室区域设红外火焰探测器、声光报警器。当喷淋系统保护区如预留水性闪干、点修室等处发生火情后, 该区域闭式喷头被动打开后, 湿式报警阀动作, 喷淋水泵由设备自带管道压力检测装置自动启动。当雨淋系统保护区域如喷漆室 (面涂清漆、色漆自动喷漆段、人工喷漆段) 某保护区发生火情时, 报警器接收红外火焰探测信号后, 控制器发出命令启动相应雨淋阀, 并给相关工艺设备控制发出火灾信号, 工艺设备联动关闭, 雨淋泵由设备自带的管道压力检测装置自动启动。

输调储漆间入口设置放气警告灯、手动/自动起停按钮、声光报警器, 内部设防爆感烟、防爆感温探测器, 发生火灾时, 其内设的感烟、感温探测器发出火灾信号后, 联动CO2灭火设备启动, 并切断该区域非消防电源。

车间输调漆间、储漆间、喷漆室、预留水性闪干、点修室、天然气管道阀门处设置可燃气体报警系统, 该可燃气体控制盘设于一层消防控制室, 其信号均可上传至位于厂区传达室的总消防控制室。

输调漆间、储漆间、喷漆室、预留水性闪干任意区域可燃气体 (二甲苯) 泄漏致浓度达到爆炸下限40%时, 报警系统显示报警位置, 联动打开对应位置声光报警器, 停止该区域生产设备。点修室可燃气体 (二甲苯) 泄漏量达到爆炸下限40%时, 联动打开对应位置声光报警器, 警示相关人员尽快进行相关处理。

烘房区域天然气管道阀门处可燃气体 (甲烷) 泄漏量达到爆炸下限20%时, 报警系统显示报警位置, 联动打开对应位置声光报警器。可燃气体 (甲烷) 泄漏量达到爆炸下限40%时, 消防控制室进行第二次报警, 并通过模块关闭燃气进气电磁阀。

消防报警及联动线路采用阻燃电缆或导线, 暗敷的消防线路均穿镀锌钢管敷设在非燃烧体结构内, 其保护层厚度不小于3cm;明敷消防线路穿镀锌钢管或封闭金属线槽, 并采取防火保护措施。

涂装车间按三类防雷建筑设置防雷设施, 钢屋顶部分利用金属屋顶作为防雷接闪器, 混凝土屋顶设避雷带作为防雷接闪器, 利用建筑物钢柱或混凝土柱内钢筋作为防雷引下线, 柱基础内钢筋 (网) 作为接地装置。防直击雷接地与防雷电感应、电气设备等接地共用接地系统, 接地电阻不大于1Ω。

2.5 给排水消防设计

涂装车间给排水消防按临时高压给水设计, 消防水源采用城市自来水, 因市政供水压力不能满足此项目室内消防要求, 为了保证厂区消防供水安全, 在厂区内设消防贮水池及消防加压泵房。

当发生火灾时, 室内消火栓箱内消防按钮启动厂区加压泵房内消火栓泵, 喷淋系统的压力开关启动自动喷淋给水泵。

2.5.1 消防用水量

根据“建规”规定, 涂装车间建筑占地面积6 568.07m2, 高度19.17m, 建筑体积大于50 000m3, 生产类别为丁类, 耐火等级为二级, 消防用水量室内10L/s, 室外20L/s, 自动喷淋消防水量40L/s, 消火栓火灾延续时间2h, 自动喷淋给水火灾延续时间1h。

2.5.2 室内消防设施

(1) 室内消火栓设计。根据“建规”有关规定, 涂装车间设室内消火栓系统, 消火栓箱采用带灭火器箱组合式消防柜 (丙型) , 箱内配SN65消火栓1个, 消防按钮1个, 25m长DN65衬胶消防水龙带1条, 19mm水枪1支, 柜内放置手提式磷酸铵盐干粉灭火器MF/ABC3三具;每个室内消火栓箱内设远距离启动厂区的消火栓加压泵的消防按钮, 同时火灾信号传至厂区消防控制室。

涂装车间消防水源来自厂区消防供水管网, 从厂区室内消防给水管网上引入两根DN100mm给水管, 以保证一个进口发生故障时仍能供给全部的消防水量。车间消火栓给水管网连成环状, 干管上均设手动阀门, 消火栓布置应保证有两股水枪的充实水栓同时到达室内任何部位, 消火栓的充实水柱不小于10m。

(2) 自动喷水灭火设计。根据GB 50084-2001《自动喷水灭火系统设计规范》规定, 在色漆喷漆室、罩光喷漆室按严重危险Ⅱ级确定, 该区域采用雨淋系统, 喷水强度16L/ (min·m2) , 采用开式喷头 (K=115) , 在喷漆室流平段、小修室按中危险Ⅱ级确定, 该区域采用闭式自动喷水灭火系统, 喷水强度8L/ (min·m2) , 采用直立型闭式喷头 (K=80) , 自动喷水灭火系统报警阀前入口压力不小于0.35 MPa。闭式自动喷水灭火系统内压力开关远距离启动厂区给水加压泵的自动喷淋给水泵, 同时火灾信号传至消防控制室。

(3) 二氧化碳灭火系统设计。根据GB 50193-93《二氧化碳灭火系统设计规范》 (2010年版) 规定, 涂装车间的储漆间和输调漆间设置淹没式二氧化碳灭火系统, 详细参数见表2。

(4) 灭火器设计。根据GB 50140-2005《建筑灭火配置设计规范》规定, 调试车间火灾类别为A类及E类, 火灾危险等级轻危险级, 采用手提式磷酸铵盐干粉灭火器, 型号MF/ABC3, 每处设三具灭火器, 灭火等级为3A。

2.5.3 车间消防设施汇总表

整个涂装车间消防设施汇总表见表3, 消防设施数量及功能型号满足消防功能需求。

2.6 暖通消防设计

2.6.1 防排烟设计

根据“建规”规定, 面积大于5 000m2的丁类厂房, 应设置排烟设施。涂装车间需设排烟设施, 设计采用以自然排烟和机械排烟相结合的方式。

涂装车间相对密闭区域或无法采用自然排烟区域设置机械排烟系统, 车间一、二层利用顶梁的自然分隔设置排烟分区, 最大分区面积为480m2, 按120m3/ (h·m2) 计算, 排烟量为57 600m3/h, 采用2台YFICS-900F-B消防型前弯箱式离心风机, 单台排烟量60 000m3/h。

涂装车间色漆文丘里室和罩光文丘里室的排烟量按60m3/ (h·m2) 计算, 色漆文丘里室排烟量为44 760m3/h, 采用1台YFICS-710F-B消防型前弯箱式离心风机 (双速) , 单台排量44 923/22 462m3/h, 排烟和平时通风兼用。罩光文丘里室排烟量为67 000 m3/h, 采用1台YFICS-900F-B消防型前弯箱式离心风机 (双速) , 排烟和平时通风兼用。

排烟风机车间梁下吊装, 风管采用镀锌钢板制作, 风管外保温为离心玻璃棉, 厚50mm, 排烟口靠近屋面板安装, 排烟口平时常闭。当火警时, 自动或手动开启火警区域的排烟口, 同时连锁排烟风机开启, 当风机入口处的排烟阀熔断关闭时连锁风机关闭。

车间辅房走廊和办公楼长度大于40m的走廊, 根据“建规”中的规定, 需设置排烟设施, 设计采用自然排烟的方式, 排烟口净面积不小于走道面积的2%, 排烟口距该防烟分区最远点的水平距离不超过30m。

消防排烟或防爆系统的设备及管道管件均采用不燃或难燃材质

2.6.2 防火及防爆技术措施

储漆间、输调漆间、油泵间、油箱间等有爆炸危险的房间设全室通风, 排风机均采用防爆型。风管穿越防火分区处、穿越重要的或火灾危险性大的房间隔墙和楼板处、穿越变形缝处的两侧均设防火阀, 防火阀与空调机组连锁, 风机进出口设不燃软接头。

3 小结

消防设计必须依托规范, 结合项目实际情况, 认真分析, 仔细研究, 做到设计合理、可靠、安全经济, 才能防患于未然, 降低火灾损失风险。笔者对汽车生产厂区涂装车间的消防设计进行了分析研究, 包括总平面、工艺、建筑、电气、给排水、暖通6部分消防设计分析, 认为涂装车间消防设计安全、经济、合理。

摘要：对福建某汽车生产厂涂装车间消防设计进行分析, 从总图部分消防设计、工艺消防设计、建筑消防设计、电气消防设计、给排水消防设计、暖通消防设计进行分析, 以期达到消防设计安全、经济、合理, 满足消防功能需求。

关键词：涂装车间,消防设计,消防安全

参考文献

[1]GB 50016-2006, 建筑设计防火规范[S].

[2]GB 50084-2001, 自动喷水灭火系统设计规范[S].

[3]GB 50354-2005, 建筑内部装修防火施工及验收规范[S].

[4]郭涛.化工企业火灾特性和预防对策研究[J].科学观察, 2009, (3) :82-85.

[5]缪鹏飞.化工企业消防安全及管理对策的[J].石油化工安全技术, 2005, 21 (3) :13-16.

[6]王学谦.建筑防火[M].北京:中国建筑工业出版社, 2000.

汽车涂装生产线 篇8

1 内容与方法

1.1 现场卫生学调查

通过对企业现场调查,了解涂装作业生产工艺、劳动条件,防护设施及个人防护用品等情况,调查结果依据《工业企业设计卫生标准》[1]等进行评价。

1.2 工作场所职业病危害因素检测

依据《工作场所至气甲有害物质监测的采样规范》[2]、《工业场所有害物质监测方法》[3,4]和《工作场所空气中粉尘测定第1部分:总粉尘浓度》[5]对涂装车间工作场所化学毒物进行采样和测定。依据《工作场所物理因素测量第8部分:噪声》[6]对涂装车间噪声岗位进行测定。检测结果依据《工作场所有害因素接触限值》[7,8]进行分析评价。

1.3 职业健康检查

本次职业健康检查依据《职业健康监护管理办法》和《职业健康监护技术规范》[9],对喷涂作业人员进行职业健康检查,接触化学物质体检项目:一般情况、内科、外科、生化免疫、放射科、B超、心电图、五官科、血常规。

2 结果

2.1 工艺流程及辅助设施

涂装生产线主要分为前处理线、电泳线、密封胶线、电泳打磨线、面漆线和终检线。

前处理采用的浸渍与喷淋相结合的磷化处理工艺,底漆采用防腐性能高的阴极电泳涂漆,中涂和面漆采用有机溶剂涂料。本工艺前处理,电泳采取密闭化、机械化;喷涂采取机械化和人工相结合。喷涂用漆和溶剂采用管道输送到作业地点。项目设有油漆仓库和专用调漆间。

2.2 防护设施

本项目在前处理、电泳、烘干、强冷,打磨和底涂喷漆室工艺设备配有送排风设施,直接高空排放,其中烘干室所产生有毒有害气体经有效的净化处理,高空排放。中涂、色漆和清漆人工喷涂和人工补漆岗位采用上送风下排风,以确保室内产生的有毒有害物质及时排出,排出后高空排放。调漆间、油漆库设置全面排风,排风机采用防爆轴流风机。

2.3 个人防护用品

本喷涂车间给油漆喷涂和调漆工配备了下列防护用品:防护服、工作帽、帆布手套、纱手套、防静电手套、防毒滤布、胶底布鞋、防毒面具滤盒、防毒面具、防静电连体服。

2.4 职业病危害因素检测

2.4.1 工作场所空气中化学物质检测

对工作场所中有毒有害物质进行检测,各岗位检测3次。对前处理中的各种化学物质进行检测,包括KOH、氟化氢、磷酸、氧化氮,溶剂汽油,对擦净岗位正庚烷进行检测,烘干岗位液化石油气进行检测,喷涂岗位检测油漆中的化学物质。检测结果见表1。

注:PC-TWA—时间加权平均容许浓度;PC-STEL—短时间接触容许浓度。

各测试岗位空气中毒物的浓度均符合《工作场所有害因素职业接触限值第1部分:化学有害因素》的要求。同时对涂装车间喷涂、调漆等岗位职业病危害因素苯进行连续性检测,检测结果均为低于检测限。

2.4.2 工作场所物理因素检测

选择噪声作业点8个,各作业点检测3次,取其平均值,计算8 h等效声级。作业点噪声8 h等效声级为69.3～90.1 dB(A),超标点3个,超标率为37.5%。

2.5 职业健康监护

对193名喷涂作业人员进行了职业健康检查:一般情况(血压)、内科(听诊)、外科(浅表淋巴结,甲状腺)、生化免疫(乙肝两对半,转氨酶、尿素氮)、放射科、B超(脂肪肝)、心电图、五官科,血常规。结果见表2。

3 讨论

本次调查结果显示,车间噪声主要来源于打磨等设备的运行,属连续非稳态噪声,但噪声源均缺乏有效的噪声隔离防护设施。该企业虽然配备了防护用品,但没能配备噪声和防酸碱个人防护用品。

本次测定的所有化学有害因素均符合国家限值。8个噪声作业点中有3个噪声强度超标,超标率为37.5%。虽然本次检测的化学性物质均不超标,但喷涂工作场所的职业病危害状况不容乐观,企业需要引起高度重视。既往研究表明,喷涂作业人员长期接触多种有机溶剂等化学性有害因素,同时联合噪声,可引起血液、肝脏和心电图等多个器官系统的损害,其中最为典型的是血液、肝脏方面[10,11,12]。同时,对神经行为方面的影响,也不容忽视[13]。

本次职业健康检查尽管未出现诸如甲苯、二甲苯等严重的职业性中毒,但有机溶剂等化学品对作业人员血液等的影响仍不容忽视。同时,多种化学因素同时作用于机体,所产生的联合作用,其复杂性和不确定性,更应引起重视。由于缺乏岗前健康监护检查的对比资料,无法判断造成这些损伤的原因,但目前不能排除化学因素对上述损伤的影响。

汽车涂装生产线 篇9

关键词：汽车涂装技术,涂装过程,注意事项

汽车涂装在100多年的汽车历史中, 由当初的作坊式涂装发展到当今适应于大量流水线生产的工业涂装, 经历了多次质的改革。目前, 汽车涂装技术成为轿车制造的主要工艺之一。

1 汽车涂装技术概述

1.1 汽车涂装技术的现状及发展

1) 新涂料的应用

在现代涂装技术发展的过程之中, 对于新涂料的应用一直是关键的组成部分之一。通过对新的涂料技术的研究工作, 可以不断的提升涂料的使用性能, 并有效的降低涂料制备所要花费的成本。与此同时, 通过不断更新现有的涂料制备技术, 还可以很有效的降低涂料可能含有的毒害组分, 降低这些毒害组分可能对环境带来的污染, 满足国家的相关环境保护条例的要求。在进行新型涂料的研究过程之中, 必须要选择好新型涂料的发展方向, 务必要保证新型涂料的发展方向可以满足日益恶化的环境保护的需要, 也可以有效地满足对车辆的涂料的使用性能的需要。针对这样的情况, 不断有新的汽车涂料生产技术发展出来, 这些新型的涂料可以圆满的完成车辆对酸雨以及可能出现的各种摩擦事故的需要, 保证汽车对涂料的各种需求。截止目前为止, 随着科学技术的不断进步, 我国的汽车涂料生产技术和国外的生产技术的技术差距正在逐步缩小, 但是, 在进行涂料生产的成本控制方面还存在一定的差距。针对这样的情况, 就需要我国的汽车涂料生产厂商抓住技术革新的机会, 不断生产出性能更加优异的涂料。

2) 涂装工艺及设备

随着科学技术的不断发展, 各种信息的涂装技术不断地涌现出来, 这些涂装技术很好地促进了涂装颜料的使用性能并保证了汽车在制造的过程之中可以拥有者足够的使用性能来完成整个操作。截至目前为止, 我国已经配备了一定数量的先进涂装技术, 取得了较为显著的成果。

1.2 汽车涂装的主要技术

1) 节水及废料回收技术

在进行汽车涂装的过程之中, 要注重对于节能减排的要求, 通过使用先进的膜分离技术将其中含有的有毒组分去除, 保证整个涂料制作过程的安全合理。

2) 敷膜技术替代塑料覆盖件涂装

为了改变原有的技术所带来的不变, 就需要使用新型的敷膜技术替代原有的技术, 使得技术的表面在使用的过程之中可以使汽车之上的组件完美的融合在一起, 做到汽车涂料的完美使用和涂装, 保证整个过程的有效进行。

3) 车身涂装P2 ZERO概念

所谓P2 Zero概念就是零排放油漆车间。在满足苛刻的环保要求和用户质量要求的前提下, 减少三废处理的成本, 减少油漆车间操作成本和简化油漆工艺。车身钢板的防腐底漆在制成零件前进行涂覆, 进入油漆车间的车身不需再涂底漆, 只喷涂一道粉末底色和一道粉末罩光, 因此, 可最大限度地减少工艺等待时间、取消传统的调漆间、工艺调整更加灵活。

2 汽车涂装的注意事项

2.1 经济效益及质量保证

1) 漆前修补

针对汽车车上可能存在的一些问题, 在进行汽车局部的涂装操作的过程之中, 要求针对具体的情况采取相应的修补方式。具体的来说, 如果不能依据实际的情况采取相应的手段, 就很有可能造成施工浪费现象的产生。有针对性的解决方式之一就是使用漆前修补的维修方式, 保证车辆的涂装性能。具体的来说, 其具有的修补方式包括有铝箔树脂板填补的方式, 这种漆前修补的方式可以在尽可能的降低施工成本的基础上, 提升汽车涂装涂料的使用性能。

2) 砂纸打磨

手工打磨平面应将砂纸垫在手模板上进行, 对较大面积的修磨则应换成大一些的打磨板, 这样不仅修磨省力而且砂磨的打磨质量也好。打磨较窄的棱角部位时, 宜用较小的打磨块, 打磨型线或圆弧时, 则应用与其形状相似的仿形打磨块。在没有打磨块只用砂纸的情况下, 一般漆工是将砂纸夹在拇指和手掌之间手平放在表面。手工打磨动作应均匀, 并不得为急于求成而用力过猛, 手工打磨时的运作方向也应交替进行。否则, 容易磨出凹陷, 以致前功尽弃。

3) 第二次除油

汽车车身表面虽然经过清洗、除漆、除锈、修补等工序, 但钣金修复后留存的污垢, 工具上的油污以及原旧漆未去除部分的油污若在涂底漆前不清除干净, 必将影响的气的附着力, 甚至在面漆喷涂后, 还会出现脱落或桔皮现象。因此, 上漆前尚需要除油。最好使用除蜡清洁剂, 用洁净的干布擦拭待喷漆表面即可。

2.2 关注环保与可持续发展

1) 防火安全注意事项

涂装间所有结构采用耐火材料;废旧油漆、抹布、擦镜纸等物品在涂装间应采用防火墙隔离;在与相邻车间有传送装置时, 收支口应安装防火门, 其耐火强度不低于0.75h;所有的电器设备、照明灯、开关等都应采用防暴装置;涂装间内所有金属设备都应接地, 防止静电积蓄和放电;在车间现场的油漆应该一次性用完, 在用量大时应配置专有的调漆间和漆库;擦过容器和器具的棉纱、破布应放在专用带盖的铁箱中, 并及时处理掉;在涂装过程中应尽量制止捶打、碰撞、冲击、摩擦等动作, 以避免发生火花和静电放电。

2) 废污处理

汽车及其零部件的涂装是汽车制造过程中产生废水排放最多的环节之一。涂装废水含有树脂、表面活性剂、重金属离子, Oil、PO43-、油漆、颜料、有机溶剂等污染物, CODCr值高, 若不妥善处理, 会对环境产生严重污染。对此类废水, 传统的方法是直接对混合废水进行混凝处理, 治理效果不理想, 出水水质不稳定, 较难达到排放标准。特别是其中的喷漆废水, 含大量溶于水的有机溶剂, 直接采用混凝法处理效果很差。所以, 对于汽车涂装工艺的废污处理要采用高新技术, 高效降低污染, 提高涂装材料的利用率, 达到可持续发展。

3结论

综上, 随着人们对生态环境和可持续发展的日益关注, 汽车工业等可能产生大量污染的重工业要想获得持久的发展和永续的利益, 必须走可持续发展的道路。未来的汽车涂装在不断提高涂膜耐腐蚀性、抗石击性及装饰性的同时, 务必引用节能环保技术, 进一步完善工艺, 提高涂装材料的利用率。

参考文献

[1]吴涛.汽车涂装面临的挑战及其技术发展动态[J].2013汽车工程学会年会论文集, 2013.

[2]高林友.浅谈汽车环保涂料技术[J].汽车维修, 2013.