外协厂涂料利用率提升的研究与应用

徐来

摘要：本文通过分析喷涂方法、涂装操作规范性、涂装生产模式和涂装现场环境对涂料利用率的影响因素，因地制宜的制定了外协厂的喷涂方法、喷涂操作规范参数、调整生产模式和改善现场环境，提升了涂料利用率。

Abstract： This article analyzes the influence factors of spraying method， coating operation standardization， coating production mode and coating site environment on coating utilization rate， and formulates the spraying method， spraying operation specification parameters and adjustment production mode of the outsourcing factory according to local conditions And improve the on-site environment and increase the utilization rate of paint.

关键词：涂料利用率;提升;喷涂方法;改进

Key words： paint utilization rate;improvement;spraying method;improvement

中圖分类号：TQ630.6                                     文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2020）23-0036-02

0  引言

徐工挖掘机械事业部涂装分厂主要承担挖掘机上车架、下车架、动臂、斗杆和矿山机械设备的主题结构的涂装任务，还有四轮一带、挖斗、油箱、配重、覆盖件等附件由外协厂承担。但各个外协厂涂装车间参差不齐，其生产管理现状与主机还存有一定的差距，主要体现在：①涂装作业场所差，甚至没有专业的喷漆室，露天或者在大棚、钢结构车间中喷涂;②工人技术水平低，作业不规范，只要能喷上就行、不流挂、不露底、有光泽就可以;③涂装设备、工具老化，设备完好率低。

1  问题描述

在徐工挖机某外协厂，其涂装主要采用隔膜泵的空气喷涂法，空气喷涂法是最简单最基本的一种喷涂方法，也是目前广泛使用的一种喷涂方法，其主要原理是利用压缩空气（气压在0.3～0.5MPa）流经喷嘴时，使其周围产生负压而使漆液被吸出，因压缩空气的快速扩散而雾化。空气喷涂法成膜装饰性效果佳，作业效率也比较高，特别是采用了隔膜泵，省去了调漆、灌漆的时间，作业效率大大提高，但空气喷涂法的涂料利用率在所有喷涂方法中最低，一般在30～45%范围内，且环境污染最严重，因为相当一部分涂料是在喷涂时因雾化、飞散而浪费。这不但增加制造成本，而且还加重了喷烤房内过滤棉的堵塞，污染了环境和设备。在该企业这种现象尤为明显，经过对油箱等典型产品的涂料利用率统计发现，涂料利用率只有30%左右，参见图1油箱涂料利用率统计图，在空气喷涂法的推荐利用率的下限，比主机厂的35～45%的利用率低很多，亟待提高涂料的利用率。

【注】：涂料利用率η%=（有效喷涂面积S*干膜厚度h*干膜密度ρ）/（涂料用量m*固体份含量n）*100%

其中干膜密度可以由实验测得（或要求涂料厂家提供）：

m总：在样板上喷漆干燥后涂料与样板的总质量，g;m样：样板的质量，g;S样：喷涂的样板的面积，cm2;h干膜： 样板上干膜厚度，μm。

2  原因分析

涂料利用率受喷涂方法、操作者的喷涂规范性、生产批次与规模、生产环境等的影响。

2.1 喷涂方法的影响

常用的喷涂方法有空气喷涂法、高压无气喷涂法、混气喷涂法。空气喷涂法、高压无气喷涂法、混气喷涂法三种喷涂方式的喷涂效果、使用要求等详情可参见表1三种喷涂法比较。从表1中可看出：不同的喷涂方法，因其原理不同而使涂料利用率具有明显的差别，在其他因素相同的情况下，高压辅气喷涂比空气喷涂涂料利用率大20%以上，混气喷涂比空气喷涂涂料利用率大30%以上。

2.2 操作者的喷涂规范性的影响

不论哪一种喷涂方法，都有着自己的喷涂规范和工艺规定，喷漆工的操作技能影响着喷涂的全过程。目前该公司涂装工喷漆时的随意性比较大，特别是在喷涂距离的处理上，如图2喷漆人员的现场喷涂，为了能短时间内完成喷涂作业，就近就势喷涂，根本不问喷枪是否与工件表面垂直、喷涂距离是否过大，只要能够得到就能喷涂，殊不知涂料利用率大打折扣了。涂料利用率与喷涂距离之间的关系如图3所示，喷涂距离越远，涂着效率越低，涂料利用率越低;但喷涂距离也不能过近，否则单位时间积聚的涂料过多，极易造成流挂等缺陷。

2.3 生产方式的影响

外协厂的生产受主机厂的生产影响比较大，所以一般都是订单式生产，结构车间拼焊出多少台就涂装合格多少台，或者是喷涂够一车次转运的，这就造成了几台几台的生产节奏，即不断循环的几台底漆清洗设备几台面漆清洗设备，一次性喷涂作业批量小，降低了涂料的利用率。因为每次喷涂作业损耗在输漆管、漆桶和喷枪中的涂料是一定的。一次性作业批量越少，需作业的次数就越多，所以浪费得也就越多。统计该外协厂涂装车间，平均一个班次至少要清洗4次设备，形成了极大的浪费。

2.4 生产环境的影响

外协厂的涂装生产环境都比较简陋，在简易大棚里直接喷涂的较多，为了有良好的通风，简易大棚一般都是半敞开式的，见图4半敞开式简易涂装大棚。涂料利用率最大时的风速范围为0.3～0.5m/s，温度为15～25℃的室温，受环境风速和温度的影响比较大，特别春秋季风力较大，涂料飞散比较严重，夏季温度高，溶剂挥发快，需要及时补充稀释剂调整粘度，都无形中增加了涂料的使用量。

3  改进措施

3.1 改进喷涂方法

空气喷涂法、高压无气喷涂法、混气喷涂法三种方法各有利弊。空气喷涂法设备工具简单，成膜装饰性效果好，易于生产的开展，但涂料利用率较低;高压无气喷涂法，涂料利用率显著提高了，但需要配备高压无气泵等设备，需要新的投资，同时高压无气喷涂的膜外观较为粗糙，不符合主机厂免喷涂的要求;混气喷涂法的涂料利用率和成膜外观效果都优于空气喷涂，但需要新投资购买混气喷涂设备及喷枪、培训操作者。通过以上分析，在喷涂方法上有2种改进意见①仍采用空气喷涂（隔膜泵），缩短油漆管路，再通过其他方面控制涂料利用率;②一次性投入购买混气喷涂设备，大幅度提升涂料利用率。

3.2 提升喷涂作业规范性

喷涂作业的规范性对于涂料利用率至关重要，在原因分析中我们已经详细分析了，因此要从工艺的角度规范喷涂作业的规范。空气喷涂时，要求工艺参数为：气压一般控制在0.5MPa左右、出漆量控制在200mL/min左右、運枪速度控制在300～450mm/s、喷幅控制在150mm左右、喷距控制在200～250mm、前后喷幅搭接1/3左右。混气喷涂时，要求工艺参数为：供气压力：0.4～0.6MPa、泵压压力：0.3～0.4MPa、辅气压力：0.15～0.2MPa、喷漆量：1.2L/min、喷涂幅宽：400mm、喷涂距离：250～300mm、前后喷幅搭接1/3左右。

3.3 改进生产模式

在满足主机厂的供货条件下，改善涂装生产的模式，将以产品为单位集中化喷涂改为按工序的喷涂生产模式。如某一附件的涂装包含前处理、底漆、烘干（晾干）、面漆等几道主要工序，在生产时某个半天集中喷涂底漆，到下班时再清洗保养设备、喷枪，并利用休息的间隙自然晾干，然后再集中喷涂面漆，到下班时再清洗保养设备、喷枪，既保证了每个班次的涂装产品数，又大大降低了设备、喷枪的清洗次数和管路中涂料的浪费。

3.4 改善喷涂环境

结合徐州政协通报第1号文件《周铁根、赵立群同志在全市打好污染防治攻坚战动员大会上的讲话》要求，建设专用喷漆室，保证喷漆时风速、温度都在允许范围内。

4  推广应用

结合外协厂的自身条件，涂料利用率的提升计划分为两步走，①仍采用空气喷涂法，通过改善喷涂作业习惯和其他因素进行提升;②更换为混气喷涂设备，并培训固化操作者的喷涂作业习惯等。

5  结语

涂料利用率主要与所选择的喷涂方法有关，但也受到操作者的技能、节约意识、一次性喷涂作业批量和管理措施等影响，不论选用空气喷涂法还是混气喷涂法，都需要及时出台必要的管理措施，制定涂料消耗定额和涂料消耗奖罚制度等配套的管理措施，就能最大限度地提高涂料利用率。

参考文献：

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