深圳機械油漆涂裝成本控制

深圳市機械油漆涂裝成本控制

【摘要】以某深圳機械油漆涂裝線為例,圍繞機械油漆涂裝材料和機械油漆涂裝工藝進行機械油漆涂裝成本控制的分析。通過選擇合適的鋼丸,和原子灰,并且對機械油漆噴涂方式,噴涂順序進行優(yōu)化,提高了機械油漆涂層質量和噴涂效率,并使機械油漆利用率提升了23%。對烘烤溫度及強冷工藝進行優(yōu)化,減少了機械油漆涂裝的能耗,使每臺機械設備天然氣費用降低了78元,大大降低了機械結構件的油漆涂裝生產成本。

【關鍵詞】深圳機械油漆涂裝材料；機械油漆噴涂方式；機械油漆噴涂順序；機械油漆涂裝成本

隨著我國深圳機械的迅猛發(fā)展,其機械油漆涂裝質量也得到了很大提高。機械結構件的油漆涂裝一般都在主機廠完成,近年來不少主機廠紛紛取消對結構件的地攤式噴涂,先后建立了大型的機械油漆涂裝線,使機械油漆涂裝質量得打很大的改善。同時隨著產量不斷增加,機械油漆涂裝的每個工位節(jié)拍也越來越快。

深圳大型機械油漆涂裝線的建立,不進設備投入巨大,而且運行成本也相應增加,如機械油漆噴漆房的送排風及空調系統(tǒng),循環(huán)水的能耗,烘房的能耗,強冷的能耗,這些分攤到機械油漆涂裝成本上占相當一部分比例。目前,工程機械的競爭越來越激烈,不僅存在質量上的競爭,更多的是價格上的競爭。因此,在不降低產品質量的基礎上,如何降低生產成本,成為主機廠迫切需要解決的問題。對于機械結構件的涂裝,涉及到降低機械油漆涂裝成本方面的因素很多。例如,機械油漆涂裝設備方面采用集中供漆系統(tǒng),減少機械油漆的浪費；采用保溫性能好的,減少能耗。本研究以某廠的機械油漆涂裝線為例,圍繞機械油漆涂裝材料的利用率,降低運行能耗,達到降低機械油漆涂裝生產成本,提高產品市場競爭力的目標。

該廠機械油漆涂裝工藝如下：

機械金屬表面除油→屏蔽→上件→拋丸→清理→噴涂底漆→流平→底漆烘干→強冷→刮原子灰→原子灰烘干→強冷→檢查/打磨→清理→噴涂面漆→流平→面漆烘干→強冷→去屏蔽→找補→下件。

其中生產節(jié)拍設計為6min,底漆噴涂和面漆噴涂為2個工位,底漆烘干,原子灰烘干,面漆烘干為5個工位,其余各為1個工位。

1,機械油漆涂裝材料的選擇

1.1機械油漆的選擇

機械油漆的涂裝大多采用一底一面的涂層體系,所選用的機械油漆一般是環(huán)氧底漆和丙烯酸聚氨酯面漆,不考慮原子灰層的厚度,其涂層厚度在100?m左右,為了保證機械結構件的防腐性能,底漆的干膜厚度至少大于40?m.為了降低生產成本,機械油漆在選擇時應著重考察以下5點要求：

1)選擇高固體含量,低黏度的涂料。涂料固體含量高,在規(guī)定的膜厚下可以減少噴涂道數(shù),提高涂裝效率,節(jié)約人工成本。涂料黏度低,可以減少稀釋劑的用量,降低VCO的排放及原材料成本。

2) 機械油漆固化溫度低,干燥速度快。固化溫度低,可以降低烘房的烘烤溫度,大大節(jié)省能量。干燥速度快,減少烘烤時間,提高生產效率。

3) 機械油漆的抗流掛行能好。為了提高機械油漆涂裝效率和上漆率,機械油漆涂裝線一般不選用空氣噴槍,而是需用流量大的混氣噴槍或無氣噴槍。這樣每道噴涂的濕膜厚度大大提高,因此要求機械油漆的抗流掛性能要好。否則只能通過減少噴嘴口徑和提高走槍速度來降低濕膜厚度,這樣在規(guī)定的膜厚要求下,噴涂道數(shù)相應增加。

4) 機械油漆的流平性能好。機械油漆的流平和流掛是一對矛盾體,但對于機械油漆,必須掌握好這兩者的平衡。為了提高涂裝效率,降低涂裝成本,機械油漆涂裝采用一底一面的涂裝工藝,省去了中涂,但是工程機械對外觀質量也有較高要求。由于結構件采用拋丸前處理工藝,鋼鐵存在一定的粗糙度,因此要求底漆具有較好的流平性,在一定程度上能掩蓋鋼材的粗糙表面,否則僅靠面漆的流平較難達到較好的表面效果。

5)底漆防腐性能好。機械對油漆防腐的要求越來越高,因此其機械油漆涂裝采用防腐涂層體系。涂層的防腐壽命與選用的機械油漆和涂層的厚度有關。一般來說,機械油漆防腐效果差,只能通過提高涂層的厚度來保證同等防腐壽命,而機械油漆的防腐性能好�？梢赃m當降低涂層厚度,特別是底漆厚度。

通過對8家機械油漆生產廠家的機械油漆進行性能測試,最后選擇出2家符合表1性能要求的機械油漆。從現(xiàn)場使用情況來看,2道噴涂即達到規(guī)定膜厚,干燥速度快,不流掛,而且能很好地遮蓋底材的缺陷,涂層耐腐蝕性能好,滿足工程機械5a不銹鋼及外觀的相應要求。

表1 機械底漆性能

機械油漆檢測項目	技術指標	機械油漆檢測方法
固體分/%	≥65	GB/T 1725-2007
烘烤干燥（1）（65℃）/min	≤30	GB/T 1728-1979
流過性能/?m	≥150	GB/T 9264-1988
流平性能/級	≥7	JB/T 3998-1999
耐鹽霧性	480h,劃痕處單側銹蝕寬度≤2mm,不起泡,不生銹	GB/T 1771-2007

注：（1）--烘烤干燥時間在4min鋼板上測試。

1.2鋼丸的選擇

機械結構件大多采用熱軋鋼板焊接而成,機械工件表面普遍存在著氧化皮和銹蝕,在噴涂機械油漆前采用拋丸工藝進行表面處理。機械結構件經過拋丸表面處理后,一般要求表面除銹等級達到Sa2.5級。并形成粗糙表面。拋丸中鋼丸的選擇與工件的清理效率,工件除銹等級,表面粗糙度,拋丸清理成本等息息相關。鋼丸選擇和利時,不但拋丸清理效果好,效率高,而且鋼丸損耗小,循環(huán)使用壽命長,清理費用低。鋼丸顆粒大小決定了拋丸清理效率和表面粗糙度[1]。

小粒徑鋼丸的清理效率高于大粒徑鋼丸。當鋼丸的質量相同時,小粒徑鋼丸的顆粒數(shù)要多于大粒徑鋼丸的顆粒數(shù),則小粒徑鋼丸的覆蓋率高,清理效率高；另外,鋼丸粒徑越大越難在短時間內提升到很高的運動速[2],也會導致清理效率降低。但是在相同的拋射速度下,鋼丸粒徑太小,其沖擊力也小,容易造成工件表面的銹蝕清理不徹底,因此鋼丸粒徑也不宜太小。

鋼丸的選擇還需兼顧表面粗糙度的要求。表面粗糙度的存在增大了漆膜與底材接觸的表面積,從而增加了機械油漆涂層與金屬表面的范德華引力,同時漆膜與底材表面產生機械咬合作用,進一步提高了漆膜的附著力[3]。一定的粗糙度與所需要用來填平表面輪廓的機械油漆用量是基本一致的,通常這個數(shù)值被稱為“絕對值”[4]。表2是鋼丸粒徑與表面粗糙度和絕對值的關系。

表2 鋼丸粒徑與粗糙度和絕對值的關系

項 目	鋼丸粒徑/mm
	0.6	0.8	1.0
表面粗糙度/?m	40	55	70
絕對值/（L.m-2）	0.027	0.037	0.047

從表2可知,鋼丸粒度越大,所處理機械工件的表面粗糙度越大,達到規(guī)定膜的涂料用量增加。另外,工件表面粗糙度太大,在鋼材表面的峰點處,機械油漆不能完全遮蓋住底材或者該處漆膜厚度太薄,則會導致鋼材表面產生點銹現(xiàn)象。為了滿足防腐要求,只能增加漆膜厚度,從而造成機械油漆用量增加。

對于機械油漆防腐涂層來講,漆膜的厚度一般要求大于粗糙度的3倍,而目前機械油漆的涂層普遍控制在100?m左右,因此最佳的粗糙度在30?m左右。但是選用0.6mm以下的鋼丸在規(guī)定的時間內對銹蝕清理不徹底,而選用1.0mm鋼丸,由于表面粗糙度過大,復合涂層鹽霧試驗易產生點銹。經過試驗用0.8mm鋼丸在規(guī)定的時間內能將鋼材表面處理到Sa2.5級,復合涂層的鹽霧試驗超過1000h。

在實際運行過程中,單獨使用鋼丸損耗很大,因此在鋼丸中摻進一定比例的鋼絲切丸。鋼絲切丸具有很好的抗磨性,歐文壽命長,丸粒損耗量低。經過大量試驗,選用20%1.0mm鋼絲切丸和80%0.8mm鋼丸混合使用,達到比較理想的拋丸效果。

1.3原子灰的選擇

普通原子灰的干燥速度慢,自然干燥需要2h以上,高溫烘烤才適合流水線生產。而快干原子灰可不需烘烤或只需較低溫度烘烤后即可打磨。表3是采用厚度為4mm的鋼板對快干原子灰進行試驗的結果,在m（主灰）：m（固化劑）=100:2時,利用鋼板余溫完全可以滿足快干原子灰的固化,不影響機械油漆涂裝節(jié)拍,附著力測試劃格法達到1級,拉開法測試超過5MPa。雖然快干原子灰比普通原子灰價格略貴,但從原子灰消耗量和烘烤能耗成本來看,選擇快干原子灰比較經濟。

表3 快干原子灰試驗

2,機械油漆涂裝工藝的優(yōu)化

2.1機械油漆噴涂方式的優(yōu)化

機械油漆噴涂方式很大程度上決定了機械油漆的利用率,噴涂效率和噴涂質量。表4是空氣噴涂,無氣噴涂,混氣噴涂和混起靜電噴涂等噴涂方法在機械油漆涂裝應用的對比分析。

表4 不同機械油漆噴涂方式的對比

機械油漆項目	機械油漆噴涂方式
	空氣噴涂	無氣噴涂	混氣噴涂	混起靜電噴涂
霧化機理	壓縮空氣使涂料霧化	通過柱塞泵加壓使涂料霧化	涂料壓力霧化與壓縮空氣霧化相結合	在混氣噴涂基礎上疊加靜電使涂料離子相互排斥
噴涂質量	外觀質量好	外觀質量較差	外觀質量較好	外觀質量好
機械油漆利用率/%	25～35	40～65	40～70	60～85
污染程度	大	較小	小	最小
工作效率	低	高	較高	較高
一次膜厚/?m	15左右	≥30	一般為25～45	一般為30～55
壓縮空氣耗量	大	最小	較小	較小

從表4可看出不同的機械油漆噴涂方式,機械油漆利用率,一次膜厚和噴涂質量具有明顯的差別。總的來說,混起靜電噴涂具有漆膜均勻豐滿,涂裝作業(yè)效率高,機械油漆利用率最高和污染最小等優(yōu)點,最適合機械油漆涂裝。選擇混起靜電噴涂的方式可以大大提高機械油漆的利用率,一次性合格率和降低漆霧絮凝劑的使用量,大大節(jié)約機械油漆涂裝成本。

某些機械結構件比較復雜,存在很多凹槽和開放的內腔,混起靜電噴涂難以噴到這些部位,容易造成漏噴和薄噴,導致早期銹蝕。由于這些部位沒有外觀要求,可以增加預涂工序,采用滾涂的方式來完成,同樣節(jié)約了機械油漆。

2.2機械油漆噴涂順序的優(yōu)化

由于機械結構件比較復雜,在機械油漆噴涂過程中沒有固定噴涂順序,往往會容易造成膜厚不均勻,外觀質量差,涂裝不達標。例如,噴房的送風系統(tǒng)是下壓式,先噴涂工件的低處再噴涂高處,容易造成后噴的漆霧飛濺到低處的漆膜上,低處的工件表面顆粒多,漆膜較粗糙。沒有固定噴涂順序,也容易造成機械油漆涂裝人員噴涂隨意,導致部分區(qū)域重復噴涂道次過多,而有些部位漏噴,薄噴。因此,對于結構件的機械油漆涂裝一定要規(guī)定噴涂順序,這樣有利于提高漆膜的外觀質量,并確保漆膜均勻性。

圖1 某機械結構件的油漆噴涂順序

機械油漆噴涂順序的制定遵循從上到下,從左到右,從邊角到大面,先難后易的順序,控制好合適的噴涂參數(shù),不同噴涂方式對噴涂參數(shù)會略有不同,同時根據(jù)工件自身結構的特點,通過現(xiàn)場試驗確定出最佳的噴涂順序。

通過優(yōu)化并固定工件的噴涂順序,可以防止噴涂人員操作的隨意性,確保了機械油漆漆膜厚度的均勻性。表5是噴涂順序優(yōu)化前與優(yōu)化后裝載機前車架,后車架,動臂的耗漆量,機械油漆利用率,噴涂效率的對比。

從表5可看出,50G前車架底漆消耗量平均降低約994mL,底漆利用率平均提高約22.6%,施工節(jié)拍可節(jié)約1.0min,面漆消耗量平均降低約843mL,面漆利用率平均提升約23.8%,施工節(jié)拍平均可節(jié)約1.0min。按照固定噴涂順序機械油漆涂裝,很大程度上提高了機械油漆涂裝作業(yè)效率及機械油漆利用率,大大降低了機械油漆涂裝生產成本。

2.3烘烤與強冷的優(yōu)化

機械油漆涂裝過程中烘烤和強冷會消耗大量的能量,通過對“底漆烘烤溫度→底漆強冷→原子灰烘烤溫度→原子灰強冷”進行工藝參數(shù)優(yōu)化,確定最低烘烤溫度,甚至可以不需要強冷,進一步降低機械油漆涂裝能耗成本。根據(jù)生產節(jié)拍要求,底漆及原子灰烘烤時間固定為30min,底漆及原子灰強冷時間固定為6min。通過爐溫跟蹤儀跟蹤工件表面溫度和干燥情況,烘烤及強冷試驗如表6所示。

注：（1）--底漆烘烤后出爐時工件表面溫度；（2）--膩子烘烤后出爐時工件表面溫度

通過爐溫跟蹤儀跟蹤測試確定最佳工藝參數(shù)。當?shù)灼岷娣繙囟仍O置75℃時,工件的爐溫測試曲線如圖2所示。動臂外側和橫梁表面溫度達到40～50℃,可以直接批刮膩子,動臂內側雖然溫度偏低,但按工藝要求不需批刮膩子。

通過上述試驗得出以下結論：底漆最低烘烤溫度設置為75℃,經過30min烘烤后工件表面溫度為40～50℃,工件表面溫度符合刮原子灰的要求,這樣底漆烘烤后可以不需要開強冷風冷卻工件。當機械工件到達刮原子灰工位時,選用快干型原子灰直接進行涂刮,利用底漆烘烤后的表面余溫加速原子灰的固化,可以免去原子灰的烘烤和強冷,大大節(jié)約了能耗。同樣面漆烘烤溫度及強冷可以采用相同方法進行優(yōu)化。表7是烘烤溫度優(yōu)化前后天然氣消耗量對比,平均每臺可節(jié)約天然氣成本78元。

表7烘烤及強冷優(yōu)化后能耗對比

3,結語

通過對機械油漆涂裝材料和機械油漆涂裝工藝的優(yōu)化,在保證機械油漆涂裝質量的基礎上,大大降低了機械油漆涂裝生產成本,使機械油漆涂裝效率得到提高,滿足生產節(jié)拍的要求,機械油漆涂裝利用率提升了約23%,天然氣費用平均每臺降低了78元,最終達到降低機械油漆涂裝生產成本的目的。

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提醒：目前市場上油漆廠家魚龍混雜,客戶在選擇油漆時請購買專業(yè)的專門針對機械設備油漆的生產廠家,避免油漆使用過程中出現(xiàn)以下不良現(xiàn)象給您帶來不必要的損失：

（ 1 ）油漆脫落掉漆,指甲一刮即掉漆,附著力差

（ 2 ）油漆表面起顆粒,沙粒,麻點油漆表面摸上去有一層粉狀

（ 3 ）油漆表面起孔油窩,斑點露出底層,像魚眼縮孔,離油；

（ 4.）油漆不干,或者干的慢,手摸上去很粘手油漆幾天都不干

（ 5.）油漆沒有亮度,沒有光澤度,失光 ,表面很干燥

（ 6.）油漆噴上去后產生流淌,流掛,像流鼻涕及串珠淚珠；

（ 7 ）油漆起桔皮,表面不光滑凹凸狀態(tài)如桔子皮；

（ 8 ）機器油漆噴涂一段時間后出現(xiàn)油漆變色,發(fā)黃,退色；

（ 9 ）油漆表面在清潔污垢油污時用布擦不掉等現(xiàn)象

（10 ）油漆有色差 顏色調不準 油漆干后沒有硬度 不耐磨 不耐刮

（11 ）油漆表面噴出來沒有波紋效果 油漆沒有紋路效果 油漆紋路沒有立體感

油漆產品性能說明：干燥快,光澤高,硬度佳,附著力特優(yōu),耐磨損及碰撞,遮蓋力極強,耐油耐水性佳,漆膜鮮靚,耐黃變,耐高溫,保光及保色性特佳。

油漆產品適用范圍：機械廠,設備廠,機床廠,挖掘機,鉤機,車床,叉車,針車,工業(yè)縫紉機,汽車,船舶,工程機械,農用機械,發(fā)電機,工業(yè)爐,,高溫鍋爐,高溫烤箱,煙囪,排氣管,空壓機,電機馬達,風機,生產線設備,流水線設備,減速機,木工機械,金屬加工機床,注塑機械,食品包裝機械,印刷機械等多個領域金屬外殼表面裝飾以及防銹保護作用

油漆施工要求及配比：
1,底材處理：需涂裝的金屬工件必須先進行除銹,除污,除油,然后使用防銹底漆（可選與面漆相同的顏色）和原子灰,膩子等進行底材處理。
2,配比: 油漆：固化劑：稀釋劑=2：1：適量, 攪勻后靜置10分鐘即可噴涂。
3,干燥時間：表干5-10分鐘,實干12小時。

油漆保質期:12個月

油漆一桶包裝重量:4kg (小桶裝) 20kg (大桶裝)

油漆配套：固化劑 稀釋劑 稀料 天那水 開油水 防銹底漆 原子灰

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東莞大舟機械油漆有限公司

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