Izbor materijala za opremu za premazivanje

Oprema za premazivanje je neizostavan i važan dio modernih industrijskih proizvodnih sistema. Široko se koristi u industrijama kao što su automobilska industrija, proizvodnja kućanskih aparata, hardver, brodogradnja, inženjerske mašine, namještaj i željeznički transport. Njen osnovni zadatak je ravnomjerno nanošenje premaza na površinu radnih komada kako bi se formirali zaštitni, estetski i funkcionalni premazi. Zbog složenih radnih uslova u procesu premazivanja, koji uključuju protok zraka, tekućine, prahove, hemijske reakcije, sušenje na visokim temperaturama i korozivne supstance, materijali koji se koriste u proizvodnji opreme za premazivanje moraju biti pouzdani u performansama i prilagodljivi kako bi se osigurali dugoročni stabilan rad, visokokvalitetni premazi i sigurnost rada.

Razuman izbor materijala za opremu za premazivanje zahtijeva od inženjera da u potpunosti razumiju karakteristike performansi različitih materijala i da donose sveobuhvatne procjene na osnovu radnog okruženja opreme, zahtjeva procesa i ekonomskih principa. Proizvođači proizvodnih linija za premazivanje će analizirati opterećenje i zahtjeve za materijalom uobičajenih komponenti na osnovu funkcionalne strukture opreme za premazivanje, istražiti primjenjivost različitih materijala u opremi za premazivanje i njihove prednosti i nedostatke, te predložiti sveobuhvatne strategije i trendove razvoja za odabir materijala.

I. Osnovna struktura i ključne komponente opreme za premazivanje

Oprema za premazivanje se obično sastoji od sistema za prethodnu obradu, sistema za dovod premaza, uređaja za prskanje, transportnog sistema, opreme za sušenje, sistema za regeneraciju, sistema za ventilaciju i ispuh, te sistema za upravljanje. Struktura je složena, a radno okruženje raznoliko. Svaki sistem obavlja različite funkcije i zahtijeva različite materijale.

Sistem predtretmana uključuje visoku temperaturu, visoku vlažnost i jake korozivne hemikalije.

Sistem za prskanje uključuje strujanje zraka velikom brzinom, visoki napon i opasnosti od električnog pražnjenja.

Transportni sistem mora podnijeti težinu radnih komada i raditi duži vremenski period.

Oprema za sušenje uključuje probleme s zagrijavanjem na visokim temperaturama i termičkim širenjem.

Ventilacijski sistem zahtijeva cijevi i konstrukcije ventilatora otporne na koroziju i starenje.

Sistem za tretman otpadnih gasova i recikliranje premaza mora da rukuje zapaljivim, eksplozivnim ili visoko korozivnim gasovima i prašinom.

Stoga, odabir materijala mora biti usklađen sa specifičnim radnim uslovima svakog funkcionalnog područja, bez pristupa koji odgovara svima.

II. Osnovni principi za odabir materijala u opremi za premazivanje

Prilikom odabira materijala za različite dijelove, treba se pridržavati sljedećih osnovnih principa:

1Dajte prioritet otpornosti na koroziju

Budući da proces premazivanja često uključuje korozivne medije poput kiselih i alkalnih otopina, organskih otapala, premaza i sredstava za čišćenje, materijal mora imati odličnu otpornost na hemijsku koroziju kako bi se spriječila hrđa, perforacija i strukturna degradacija.

2Otpornost na visoke temperature ili termička stabilnost

Komponente koje rade u sušionicama na visokim temperaturama ili pećima za sinterovanje moraju imati čvrstoću na visokim temperaturama, dobro usklađivanje koeficijenta termičkog širenja i otpornost na termičko starenje kako bi se nosile s promjenama temperature i termalnim šokovima.

3Mehanička čvrstoća i krutost

Nosivi dijelovi konstrukcije, sistemi za podizanje, tračnice i transporteri moraju imati dovoljnu čvrstoću i otpornost na zamor kako bi se osigurao stabilan rad bez deformacija.

4.Glatka površina i jednostavno čišćenje

Oprema za premazivanje sklona je kontaminaciji premazima, prašinom i drugim zagađivačima, tako da materijali trebaju imati glatku površinu, dobru otpornost na prianjanje i lako se čistiti kako bi se olakšalo održavanje.

5Dobra obradivost i montaža

Materijali bi trebali biti jednostavni za rezanje, zavarivanje, savijanje, štancanje ili drugu mehaničku obradu, prilagođavajući se proizvodnji i montaži složenih konstrukcija opreme.

6Otpornost na habanje i dugotrajnost

Komponente koje često rade ili imaju kontakt trenjem moraju imati dobru otpornost na habanje kako bi se produžio vijek trajanja i smanjila učestalost održavanja.

7.Zahtjevi za električnu izolaciju ili provodljivost

Za opremu za elektrostatičko prskanje, materijali moraju imati dobra svojstva električne izolacije; dok uređaji za zaštitu od uzemljenja zahtijevaju materijale s dobrom električnom provodljivošću.

III. Analiza odabira materijala za ključne komponente u opremi za premazivanje

1. Sistem za prethodnu obradu (odmašćivanje, uklanjanje hrđe, fosfatiranje, itd.)

Sistem predobrade često zahtijeva hemijsku obradu površina obratka kiselim ili alkalnim tekućinama visoke temperature. Ovo okruženje je vrlo korozivno, što odabir materijala čini posebno važnim.

Preporuke za materijale:

Nehrđajući čelik 304/316: Često se koristi za fosfatiranje i odmašćivanje rezervoara i cijevi, s dobrom otpornošću na kiseline i alkalije i otpornosti na koroziju.

Čelične ploče obložene plastikom (PP, PVC, PE, itd.): Pogodne za visoko kisele sredine, s relativno niskim troškovima i jakom otpornošću na koroziju. Legura titana ili FRP: Dobro se ponaša u visoko korozivnim i visokotemperaturnim okruženjima, ali uz višu cijenu.

2. Sistem za prskanje (automatski pištolji za prskanje, kabine za prskanje)

Ključ opreme za prskanje je atomizacija premaza, kontrola protoka i sprječavanje nakupljanja boje i rizika od elektrostatičkog pražnjenja.

Preporuke za materijale:

Aluminijska legura ili nehrđajući čelik: Koristi se za kućišta pištolja za prskanje i unutarnje kanale, nudeći dobru otpornost na koroziju i laganu težinu.

Inženjerske plastike (npr. POM, PTFE): Koriste se za premazivanje komponenti protoka kako bi se spriječilo zgrudnjavanje i začepljenje boje. Antistatički kompozitni materijali: Koriste se za zidove kabine za prskanje kako bi se spriječilo nakupljanje statičkog elektriciteta koje bi moglo dovesti do varnica i eksplozija.

3. Transportni sistem (tračnice, viseći sistemi, lanci) Linije za premazivanje često koriste lančane transportere ili valjkaste transportere na tlu, koji podnose velika opterećenja i rade duži vremenski period.

Preporuke za materijale:

Legirani čelik ili termički obrađeni čelik: Koristi se za lančanike, lance i gusjenice visoke čvrstoće i odlične otpornosti na habanje.

Niskolegirani čelik otporan na habanje: Pogodan za područja s jakim habanjem, kao što su okretne staze ili kosi dijelovi.

Klizači od visokočvrste inženjerske plastike: Koriste se u sistemima za smanjenje trenja i amortizovanje kako bi se smanjila buka i poboljšao nesmetan rad.

4. Oprema za sušenje (peć na vrući zrak, kutije za sušenje) Prostor za sušenje zahtijeva kontinuirani rad na temperaturama u rasponu od 150°C do 300°C ili čak i više, s visokim zahtjevima za termičku stabilnost metala.

Preporuke za materijal: Nehrđajući čelik otporan na toplinu (npr. 310S):

Može izdržati visoke temperature bez deformacije ili oksidacije.

Ugljični čelik + visokotemperaturni premazi: Pogodni za tunele za sušenje na srednjim i niskim temperaturama, isplativi, ali s nešto kraćim vijekom trajanja.

Sloj vatrostalne vlaknaste izolacije: Koristi se za izolaciju unutrašnjih zidova kako bi se smanjio gubitak toplote i poboljšala energetska efikasnost.

5. Sistem ventilacije i ispuha

Koristi se za kontrolu protoka zraka, sprječavanje širenja otrovnih i štetnih tvari te osiguravanje čiste radionice i sigurnosti radnika.

Preporuke za materijale:

PVC ili PP kanali: Otporni na koroziju uzrokovanu kiselim i alkalnim plinovima, obično se koriste za ispuh kisele i alkalne magle.

Kanali od nehrđajućeg čelika: Koriste se za transport plinova visoke temperature ili plinova koji sadrže otapala za boje.

Impeleri ventilatora od fiberglasa: Lagani, otporni na koroziju i pogodni za okruženja s hemijskim premazima.

6. Uređaji za rekuperaciju i tretman otpadnih gasova

Tokom procesa nanošenja praškastog premaza i premaza na bazi rastvarača, stvaraju se prašina i isparljiva organska jedinjenja (VOC), koja zahtijevaju sakupljanje i prečišćavanje.

Preporuke za materijale:

Ugljični čelik sa premazom u spreju + antikorozivni premaz: Koristi se za kontejnere za otpad i prostorije za uklanjanje prašine, isplativo. Kućišta filtera od nehrđajućeg čelika: Pogodno za okruženja s visokim koncentracijama rastvarača i jakom organskom korozijom.

Spremnici za aktivni ugalj i uređaji za katalitičko sagorijevanje: Uključuju reakcije na visokim temperaturama i zahtijevaju metale ili keramiku otporne na visoke temperature.

IV. Faktori zaštite okoliša i sigurnosti pri odabiru materijala

Radionice za premazivanje često se suočavaju sa sljedećim rizicima:

Zapaljivost i eksplozija organskih rastvarača: Materijali trebaju imati antistatička i antiiskrišna svojstva, s pouzdanim uzemljenjem.

Rizici od eksplozije prašine: Izbjegavajte materijale koji su skloni nakupljanja ili paljenja prašine, posebno u zatvorenim prostorima.

Stroga kontrola emisije isparljivih organskih spojeva (VOC): Odabir materijala treba uzeti u obzir ekološku održivost i izbjegavanje sekundarnog zagađenja.

Visoka vlažnost ili korozivni plinovi: Koristite materijale otporne na oksidaciju, koroziju i vremenske uvjete kako biste smanjili učestalost održavanja opreme.

Prilikom projektovanja, proizvođači proizvodnih linija za premaze trebaju uzeti u obzir odabir materijala, strukturni dizajn, sigurnosne standarde i radne uslove kako bi izbjegli česte zamjene i sigurnosne rizike.

V. Ekonomska i održiva razmatranja pri odabiru materijala

U proizvodnji opreme za premazivanje, nisu svi dijelovi potrebni skupi visokoučinkoviti materijali. Racionalna konfiguracija gradijenta materijala ključna je za kontrolu troškova i osiguranje performansi:

Za nekritična područja, može se odabrati isplativ ugljični čelik ili obična plastika.

Za područja s visokom korozivnošću ili visokim temperaturama treba koristiti pouzdane materijale otporne na koroziju i visoke temperature.

Za dijelove koji se često troše, mogu se koristiti zamjenjive komponente otporne na habanje kako bi se povećala efikasnost održavanja.

Tehnologije površinske obrade (kao što su prskanje, antikorozivni premazi, galvanizacija, oksidacija itd.) značajno poboljšavaju performanse običnih materijala i mogu zamijeniti neke skupe sirovine.

VI. Budući trendovi razvoja i pravci inovacija materijala

S napretkom industrijske automatizacije, ekoloških propisa i održive proizvodnje, odabir materijala za opremu za premazivanje suočava se s novim izazovima:

Zeleni i ekološki prihvatljivi materijali

Novi metali i nemetali s niskom emisijom hlapljivih organskih spojeva, koji se mogu reciklirati i nisu toksični, postat će uobičajeni.

Visokoperformansni kompozitni materijali

Upotreba plastike ojačane fiberglasom, kompozita od karbonskih vlakana i drugih postići će sinergijsko poboljšanje lagane težine, otpornosti na koroziju i strukturne čvrstoće.

Pametne primjene materijala

"Pametni materijali"Tehnike sa senzorima temperature, električnom indukcijom i funkcijama samopopravljanja će se postepeno primjenjivati ​​na opremu za premazivanje kako bi se poboljšali nivoi automatizacije i mogućnosti predviđanja kvarova.

Optimizacija tehnologije premazivanja i površinskog inženjerstva

Lasersko oblaganje, plazma prskanje i druge tehnologije će poboljšati površinske performanse običnih materijala, smanjujući troškove materijala i produžavajući vijek trajanja.