高压无气喷涂技术

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高压无气喷涂技术
王伟 青岛爱尔家佳新材料有限公司
一、原理与特点
高压无气喷涂是利用高压泵,对涂料施加10-25MPa 的高压,以约l00m/s的高速从喷枪小孔中喷出,与空气 发生激烈冲击而雾化并射在被涂物上。由于雾化不用压 缩空气,故又称之无气喷涂。
高压喷涂相对于空气喷涂具有以下优点:
(1)涂装效率高,由于高压喷涂涂料喷出量大,涂料粒子喷射 速度快,涂装效率比空气喷涂高3倍以上; (2)对复杂工件有很好涂覆效果,由于涂气流,避免了在拐 角、缝隙等死角部位因气流反弹对起舞沉积的屏蔽作用;
涂料在管路中的压降(⊿P,MPa)可按下式计算: ⊿P=12.8×ηLQ/(πd4)
式中 η—涂料粘度,Pa·s; L—输漆管长度,m; Q—输出量,L/min; d—输漆管内径,mm;
第三章 高压无气喷涂机的选择
在涂装过程中,高压无气喷涂机的选择是十分重要 的,由于涂料品种繁多,它们之间的特性差异很大,各 种涂料对喷涂膜厚要求不尽相同。一般根据涂料的品种、 粘度、喷涂压力、流量(吐出量)、使用空气压力(电 动机功率),涂装对象、施工场所等因素来选用合适的 高压无气喷涂机和相应的辅助部件。因而在选用和使用 无气喷涂机时要考虑下面几个关系。
复动型高压泵分气动和油压驱动,在柱塞上下运动时
都能喷出涂料,且平稳,涂靡量是相等的,也把它称作双 作用泵。它的特点是动作力波动小,部件磨损小,使用寿 命长 。动力源经换向机构,将压力 P 施加于低压气缸圆 盘活塞上,带动柱塞作往复移动。由于活塞和柱塞受力相 等, PA =pa ,则有压力 p/P=A/a .高压泵的最大压力比 由 A / a 比值决定,较小的空气压力可使涂料获得极高的 压力。
1、动力源
高压泵动力源有压缩空气、电动、液压和小型汽油机驱 动等
2、柱塞泵
柱塞泵即高压泵,分单动型和复动型两种。
单动型高压泵主要以电动机驱动,仅在柱塞向下移动 时有涂料流出,涂料脉冲输出,活塞和隔膜与电动机转动 速度(约1500r / min)同频率往复运动。单动泵的结构简 单、价格便宜,但部件使用寿命短,涂料粘度高时会引起 涂料吸人不良。
内径过大;喷枪与被涂物距离太近。 2 ) Pr (控制压力部分)。压力控制过高, (2)排除方法: 1)调换喷嘴,调换喷枪与被涂物之闻距离。 2)调整压力。
2 .漆雾扇面太狭 (1)产生原因:Pi(喷枪)。喷嘴选择不恰当。 (2)排除方法:调换喷嘴。 3 .漆雾呈锥形 (1)产生原因 :Pi (喷枪)。正常的漆雾应呈扇面形,若喷
第四章 高压无气喷涂机故障、产生的原 因及其排除方法
为了便于理解高压无气喷涂机的故障症状和产生 原因,现将高压无气喷涂机的组成要素比喻为人类的身 体进行分析和检查。
4.1 喷涂情况良好,但成膜质量差
1 .涂膜喷涂太厚造成流挂 (1)产生原因: 1 ) Pi(喷枪)。选择的喷嘴孔径太大或原使用喷嘴磨损造成
嘴磨损过度或喷枪装配不适当,则漆雾会呈锥形。
(2)排除方法:调换喷嘴或重新装配、修理喷枪。
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4.2 喷涂情况良好,但成膜质量极差质
1、漆雾扇面出现条状断开 (1)产生原因:喷涂时漆雾狭,扇面边缘出现条状断开。造成
漆雾扇面呈条状断开的原因很多,主要有: 1 ) Po (动力部分)。空气通路堵塞,空气流 t 不足,油压
高压泵按动力源种类区分如下。
(1)气动高压泵
以最高可达0.7MPa 的压缩空气作动力源,通过减 压阀调整空气压力来控制涂料压力,泵的特性常以压 力比来表示,压力比一般在(20~64 ) : 1 之间,涂料 获得的压力还与喷出量有关。它的特点是体积小、质 量轻、操作容易、安全可靠,设备构造简单、使用期 长。它的缺点是动力消耗大、噪声大。
3.6 施工条件
湿度条件:通常情况下,当相对湿度超过85%时,是不能 进行喷涂作业的。 温度条件:一般高压无气喷涂温度要求在10~30℃,最理 想温度是20~25℃ 。 其它条件:如喷涂作业应在清洁的环境中进行、避免灰尘、 水,油沾污。 避免在大风中喷涂,因为此时涂料的损失严 重,并沾污其他物件,涂层也会起皱、起泡。
3.1 喷涂压力和流量的关系
高压无气喷涂机主要特性是喷涂压力和流量。 1 .喷涂压力是指喷枪入口处的涂料压力。高压无气喷 涂使涂料增压的原理,是由于低压气缸的圆盘活塞面积与 高压涂料比圆柱活塞面积之比,产生了高压无气喷涂机压 力比。若进气的空气压力为0.5MPa 。高压无气喷涂机的压 力比为36: 1,则该机的输出压力为18MPa。但是喷涂压力 总是低于输出压力,必须将损耗压力计算在内。
不到雾化要求,涂料从喷枪中呈水柱状喷出。 2 ) Pi(喷枪)。喷嘴和过滤器堵塞。 3 ) Pa (涂料)涂料粘度太高。 4 ) ho(软管)。 (2)排除方法。 1)提高空气压力。 2)清洗喷嘴和过滤器。 3)稀释涂料至适宜粘度。 4)缩短徐料软管。
(2)油压泵
用电机驱动液压以最高可达7MPa 的油压作动力(一 般是5MPa ) ,用减压阀控油压来调整涂料压力,设备特 性参数常以最高喷出压力表示,以区别于气动高压泵。 油压泵的特点是动力利用率高(为气动泵的5倍)、噪声 低、使用安全。
(3)电动高压泵
以普通交流电作动力,更换场地方便。但这类泵容量 不大喷出量约1.3L / min。其它还有小型汽油机驱动高压 泵,最高压力20MPa ,喷出量约4L/min。
能力=〔 喷涂压力 〕×〔 喷涂流量〕
高压无气喷涂机不可能同时发挥其最高喷涂压力和最大 的喷涂流量,如国产 GPQZC 型高压无气喷涂机,当使用一 定粘度的涂料时,其压力—流量的特性曲线(进气压力为 0.4MPa)
上图表明,当喷涂流量为零时,喷涂机的喷涂压力为 最高,随着喷涂流量的逐渐增加,喷涂机的输出压力也逐 渐降低。由于喷涂机的型号、构造、和生产厂商不同,这 种特性曲线的变化也不相同。目前,常用喷涂机的最高喷 涂压力为15~21 MPa,喷涂流量为1.3~12L / min。
3.2 涂料粘度与喷涂压力的关系
不同粘度的涂料,所需的喷涂压力也是不同的,粘 度越大,在高压软管中阻力越大,压力损失越大,需要 选择能力大的高压无气喷涂机或者加入稀释剂调整粘度。 对于每种涂料产品其所需的喷涂压力,在涂料的产品说 明书里都有具体的规定。下表示不同涂料品种的粘度和 所需的喷涂压力的关系 。
3 .喷枪堵塞 (1)产生原因 1 ) Pi(喷枪)喷嘴过滤器中的筛网目数太大或破损。 2 ) Pa (涂料)涂料内杂物太多,涂料搅拌不充分。 (2)排除方法 1)调换过滤器中的筛网。 2)重新过滤涂料,并对涂料充分搅拌。
4.3 喷涂情况差
1 .涂料未雾化 (1)产生原因 1) Po(动力部分)。空气压力太低,以致涂料的输出压力达
3、高压喷枪
高压喷枪由枪体、针阀、喷嘴、扳机组成,没有空气 通道,喷枪轻巧、坚固密封。喷嘴采用硬质合金制造,增 强其耐磨损性。喷嘴规格有几十多种,每种都有一定的口 径和几何形状,它们的雾化状态、喷流幅度及喷出量都由 此决定。因此高压喷枪的喷嘴可根据使用目的、涂料种类、 喷射幅度及喷出量来选用。
喷嘴的喷射角度一般在 30°~80°,幅度8~75cm。 小件可用 15~25cm幅宽,大平面则可用 30~40cm幅宽喷 嘴。喷嘴口径则根据出漆量和涂料粘度来选用。喷枪类型 则有普通式,长柄式和自动高压喷枪三类。
5 .输漆管
输漆管要求柔软、轻便,耐溶剂侵蚀蚀和耐高压(大 于 25MPa以上)。
耐压管最好是用尼龙或聚四氟乙烯内外两层管,中间 夹不锈钢丝或锦纶编制构成,另外还需编入接地导线。 常用6mm和9mm内径的管子,高粘度涂料应选用较大口 径的管子,管子长度在5~30m,不宜太长,以免产生较 大压力损失。
2、流量是指涂料每分钟从喷嘴喷出的容量。 Qw=Ft·S×104/PE·Ps 式中 Qw — 流 量(吐出量)(L/min); Ft —涂膜厚(μm); S—每分钟喷涂面积(m2/min ); PE— 涂着效率(重量%); Ps—稀释后涂料固体成分含量(重量%)。
高压无气喷涂机的能力是由喷涂压力和喷涂流量来决定。
(3)可喷涂高、低粘度的涂料,喷涂高粘度涂料时,可得厚 涂膜减少喷涂次数;
(4)涂料利用率高,环境污染低,由于没有空气喷涂时的气 流扩散作用,漆雾飞散少,喷涂高固提分涂料使稀释剂用量 减少,溶剂的散发量也减少,从而使作业环境得到改善。
二、高压无气喷涂设备
高压无气喷涂设备由动力源、柱塞泵、蓄压过滤 器、输漆管、喷枪、压力控制器和涂料容器组成。
3.5气动式高压无气喷涂机使用、维护与保养
l)正确地接通各种管路、接头与附件。 2)正确地选用喷嘴、滤网、搅拌器、加热器与高压软甘。 3)注意喷漆机的正确接地与喷枪的安全使用。 4)正确地选用溶剂。 5)正确地掌握加料与涂料的熟化时间。 6)压缩空气压力应控制在(4~6)MPa之间。 7)正确地使用与调整气缸的配气机构。 8)做好喷涂机各部件的清洗工作。 9)经常检查各部件的密封圈,及时调换易磨损的密封零件。 10)注意机体零部件的拆装顺序与安装方向。 11)正确地选用各种通用与专用的维修工夹磨具。 12)认真做好零部件的润滑工作。
涂机。
4)稀释涂料,降低粘度,检查进料管及过滤器是否堵塞, 并清洗疏通。
5)缩短软管或使用口径较大的软管。
2、漆雾扇面时宽、时狭呈脉冲状
(1)产生原因:高压泵活塞运动至上下二端时,涂料瞬间 压力下降,造成漆雾扇面大小呈脉冲状。无气喷涂机 正常时,这种脉冲变化非常小,几乎不易觉察。
1) Po(动力部分)。空气通路堵塞,空气流量不足,空 气压力不足,油压低;电源电压低。
3.4 高压无气喷涂机的选定基准
高压无气喷涂机的选定是根据涂料的品种、特性及用途, 可以从下 中找出所需喷涂压力、喷涂流量以及相应的喷嘴、 涂料软管的内径和辅助设备。例富锌底漆,所需压力为 5 —10MPa ,那么选择喷涂机最高输出压为 15MPa,流量 2.4L / min 即可。根应喷嘴规格 0.482~0.838 mm 孔径), 软管径 7 . 5 ~9mm 。
2) Pi(喷枪)。喷嘴孔径过大,喷嘴被杂物或旧涂料堵 塞。
3) Pr(控制压力部分)。空气调节器堵塞或者从隔膜中 泄漏空气
4) Pu (高压泵)活塞衬垫磨损,泵的出口总管过滤器堵塞。 5) ho(软管)软管过长或软管内径大小。 6) Pa (涂料)粘度太大。 (2)排除方法 1)疏通空气通路,提高空气流量和压力,提高油压;提高电源电压。 2)选择合适的喷嘴和清洗喷嘴,排除杂物。 3)清洗或检修空气调节器。 4)清洗或检修高压泵。 5)缩短软管或选用内径较大的软管, 6)稀释涂料,降低枯度。
低,电动机有故障。) Pi (喷枪)。喷嘴过大或喷嘴磨损 过度。 3 ) Pr(控制压力部分)。空气调节器和油压调整阀失灵; 空气压力不足,喷涂机动作不均衡。 4 ) Pa (涂料)。涂料粘度太大,进料管吸力不足。
5 ) ho(软管)。软管过长,造成涂料压力损失过大。
(2)排除方法 1)疏通空气通路,增大空气流量.调节油压,检修电动机。 2)调换喷嘴。 3)检修空气调节器和油压调整阀,加大空气压力,检修喷
4、蓄压过滤器
蓄压器的作用是稳定涂料压力。当柱塞移动到上、下两 端时,为死点,速度等于零。在死点这一瞬间,无涂料输 出,涂料压力产生波动。增设蓄压器就是减小这种波动, 提高喷涂质量。
蓄压器为一筒体,涂料由底部进入,进口处设钢球单 向阀,在进漆压力低于筒内压力时,阀关闭。筒体体积越 大,稳压作用越明显。若在筒体内装置活塞弹簧,则有较 显著的稳压作用。过滤器与蓄压器合在一起,使结构紧凑, 它用于过滤漆液,防止高压漆路堵塞。
3.3 涂料软管的长度、内径与压力的关系
压降大小与高压软管的内径、长度有关。 ⊿P=12.8×ηLQ/(πd4)
式中 η—涂料粘度,Pa·s; L—输漆管长度,m; Q—输出量,L/min; d—输漆管内径,mm;
压降与高压软管的长度有关,软管越长,压降越大。
3.4 喷嘴的选择
高压无气喷涂用的喷嘴主要是选择喷嘴的孔径和 形状。喷嘴的孔径决定了流最的大小,喷嘴的形状则 决定了在一定喷涂距离的扇面宽度。
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