Lecture17：陰極電泳設(shè)備

1、教學(xué)目的及要求：

掌握電泳設(shè)備的組成及各組件的功能。2、教學(xué)內(nèi)容：陰極電泳的十大系統(tǒng)3、重點(diǎn)難點(diǎn)：UF系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)。4、作業(yè)：

①簡(jiǎn)述電泳涂裝設(shè)備的組成和各部件的作用．

②畫出電泳涂裝的循環(huán)攪拌管路圖．

③復(fù)習(xí)講課內(nèi)容。12四、電泳涂裝設(shè)備

1.設(shè)備構(gòu)成電泳涂裝設(shè)備包括：

①電泳槽、備用槽②槽液循環(huán)系統(tǒng)③槽液過濾系統(tǒng)④超濾（UF）裝置⑤電極和極液循環(huán)系統(tǒng)⑥溫控系統(tǒng)⑦直流電源及供電系統(tǒng)⑧涂料補(bǔ)給裝置⑨電泳后清洗裝置⑩電泳涂裝室（防塵罩）、電氣控制柜等專用裝置。這十大系統(tǒng)（設(shè)備）與輸送鏈、烘干室、強(qiáng)冷室等組成電泳涂裝生產(chǎn)線。

電泳生產(chǎn)線3電泳涂裝流水線4二汽電泳槽52.陰極電泳設(shè)備和陽極電泳設(shè)備的差別：

兩者組成基本相仿，所不同的是：①極向不同；②涂料離子電荷相反，極罩隔膜和UF膜不同；③陽極電泳的槽液呈酸性，不銹鋼器材多，造價(jià)貴；④陰極電泳的電壓略高一些。

63.電泳涂裝設(shè)備各系統(tǒng)（裝置）的結(jié)構(gòu)及功能

①

電泳槽、備用槽和電泳涂裝室

⑴電泳槽：形狀有：船形電泳槽

長(zhǎng)方形電泳槽主槽設(shè)計(jì)原則：①有間隙。②無死角。③體積小。④落差≤150mm（一般為50mm以內(nèi)）7⑵備用槽（又稱轉(zhuǎn)槽或傾卸槽）作用：形狀：容量：⑶溢流槽（也稱輔槽）：位置：作用：8⑷電泳槽和備用槽的技術(shù)要求：a.足夠的強(qiáng)度和剛性。b.

絕緣防腐處理。

⑸為什么電泳槽內(nèi)表面及槽內(nèi)的所有構(gòu)件（包括溢流槽）表面都應(yīng)進(jìn)行襯里處理？①裸露金屬電泳膜層碎落。②槽液酸性腐蝕作用。③小型-PVC板，大型-改性環(huán)氧樹脂或不飽和聚酯玻璃鋼。

9涂布玻璃鋼襯里的工藝要點(diǎn)如下：①涂襯里前，鋼板表面必須進(jìn)行噴砂處理，露出金屬色，表面粗糙度為（40～70）um，吹、吸干凈被處理表面及縫隙，達(dá)噴砂3A質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。②滾、刷涂第一道底漆（改性環(huán)氧或不飽和聚酯涂料）。③在室溫（20℃左右）固化（8～10）h。④滾、刷涂第二道底漆，貼玻璃纖維布，速貼兩層，并用涂料滲透，滾涂平，用排氣筒排除涂層中的氣泡，轉(zhuǎn)角處多鋪一層玻璃纖維布，以增加涂層強(qiáng)度。⑤在室溫下固化24h。⑥滾、刷涂第一道面漆（改性環(huán)氧或不飽和聚酯涂料），在室溫下固化（8～10）h。⑦仔細(xì)打磨、磨平涂面。（打磨后露底涂面約50％左右），清理磨灰。⑧絕緣檢查（耐高壓試驗(yàn)）；須耐壓15000V以上。不合格處補(bǔ)涂。⑨檢查、修補(bǔ)耐壓合格后，再滾、刷涂最后面漆。⑩固化。備用槽內(nèi)表面的涂層不需要絕緣性，僅需防腐蝕處理；陰極電泳專用的擺桿、掛架等，表面也需要進(jìn)行絕緣防腐蝕處理。其工藝是經(jīng)噴砂處理，刷涂（2～3）道電泳槽內(nèi)壁用的涂料。

1011⑹電泳涂裝室室：封閉防塵室室；排風(fēng)換氣系系統(tǒng)。12（1）槽液循環(huán)環(huán)系統(tǒng)組成成：槽液循環(huán)系系統(tǒng)一般由由：循環(huán)過過濾、循環(huán)環(huán)熱交換過過濾、超濾濾（UF）3條回回路路組組成成，，電電泳泳槽槽循循環(huán)環(huán)管管路路和和噴噴射射布布置置示示意意圖圖，，如如圖圖所所示示。。2）電電泳泳槽槽液液循循環(huán)環(huán)攪攪拌拌系系統(tǒng)統(tǒng)13（2）循循環(huán)環(huán)攪攪拌拌的的主主要要功功能能①成成分分均均勻勻混混合合和和防防止止顏顏料料沉沉淀淀。。②過過濾濾除除去去塵塵埃埃和和油油污污。。③熱熱交交換換器器保保持持溫溫度度均均勻勻。。④排排除除電電解解氣氣體體。。⑤借借助助UF采取取UF液。。14⑶槽液液循循環(huán)環(huán)系系統(tǒng)統(tǒng)的的技技術(shù)術(shù)要要求求：：①液液面面的的流流速速（（0.2～0.3）m/s，槽槽底底流流速速≥≥0.4m/s。②槽槽液液流流向向，，液液流流速速度度為為移移動(dòng)動(dòng)速速度度的的（（2～4）倍倍。。③管管路路內(nèi)內(nèi)的的槽槽液液流流速速（（2.5～3.5）m／s。④槽槽液液的的循循環(huán)環(huán)次次數(shù)數(shù)（（2～6）次次/h。⑤泵泵。。⑥管管路路。。⑦閥。。⑧壓壓力力表表的的位位置置。。1516173）電電泳泳涂涂裝裝過過濾濾裝裝置置槽液液的的循循環(huán)環(huán)管管路路，，電電泳泳后后清清洗洗的的循循環(huán)環(huán)UF液，，循循環(huán)環(huán)去去離離子子水水管管路路中中都都應(yīng)應(yīng)裝裝過過濾濾器器。。①過過濾濾器器的的作作用用：：以消消除除槽槽液液中中塵塵埃埃顆顆粒粒（（外外界界和和被被涂涂物物帶帶入入的的臟臟物物））、、凝凝聚聚顆顆粒粒（（前前處處理理帶帶來來的的雜雜質(zhì)質(zhì)與與漆漆反反應(yīng)應(yīng)生生成成的的臟臟物物））及及其其他他機(jī)機(jī)械械污污染染物物。。②過過濾濾器器的的要要求求：：要求求通通過過過過濾濾器器的的槽槽液液量量為為槽槽容容量量的的（（4～6）倍倍/h，最③過濾器種類：濾袋式和濾芯式兩種。

18濾袋袋式式：：進(jìn)出出口口壓壓差差控控制制在在（（0.05～0.08）MPa。濾芯芯式式：：初期期壓壓差差≤≤0.02MPa，當(dāng)當(dāng)壓壓差差達(dá)達(dá)0.08MPa時(shí)就就需需要要換換新新濾濾芯芯。。還有有吸油油過過濾濾器器，1920④陰極極電電泳泳槽槽液液的的過過濾濾精精度度粗過過濾濾，，精精過過濾濾。。214）槽槽液液溫溫度度控控制制（（冷冷卻卻裝裝置置））①作作用用：：冷卻卻。。②電電泳泳過過程程中中使使槽槽液液升升溫溫的的因因素素：：電泳泳電電流流產(chǎn)產(chǎn)生生的的熱熱量量Q1；泵機(jī)機(jī)械械攪攪拌拌的的機(jī)機(jī)械械能能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換的的熱熱能能Q2；被涂涂物物帶帶入入的的熱熱量量Q3；槽壁壁傳傳熱熱的的影影響響Q4水分分揮揮發(fā)發(fā)散散熱熱Q5③總熱熱量量與與換換熱熱器器選選擇擇：：Q總=Q1+Q2+Q3+Q4-Q5冷凍機(jī)組通過過計(jì)計(jì)算算出出的的總總熱熱量量，，就就可可選選擇擇所所用用換換熱熱器器的的大大小小。。22④槽液溫度控制制：冷卻使用（7～10）℃的冷水，，加熱使用（（40～45）℃的溫水。。⑤槽液溫度控制制系統(tǒng)構(gòu)成：由熱交換器、、泵及冷水（（或溫水）循循環(huán)管路、溫溫水加熱器、、冷水槽、冷冷卻機(jī)組、冷冷卻塔和溫度度控制器、調(diào)調(diào)節(jié)閥等組成成。如廠房溫溫度能保證在在10C以上時(shí)，溫水水加熱可不考考慮。⑥熱交換器的的要求：熱交換器安設(shè)設(shè)在槽液的循循環(huán)管路中，，槽液在進(jìn)入入熱交換器之之前要經(jīng)過過過濾，槽液壓壓力要始終超超過冷卻水的的壓力，以防防槽液污染。。板式和列管管式熱交換器器均可使用，，要用不銹鋼鋼制造。熱交交換器上要裝裝有排放口及及去離子水沖沖洗連接管路路。⑦溫度保護(hù)器器：為防止槽液和和清洗液過熱熱，應(yīng)設(shè)有溫溫度保護(hù)器。。溫度保護(hù)范范圍為：槽液液工藝溫度為為（27～37）℃，，高溫溫警報(bào)報(bào)41℃，高于于43℃停產(chǎn)。。清洗洗液溫溫度警警報(bào)35℃，高于于38℃停止清清洗；；超濾濾（UF）停止止運(yùn)行行（見制制造廠廠的說說明））23245）超濾（（UF）系統(tǒng)統(tǒng)（1）超濾濾原理理：主要作作用：：①穩(wěn)定漆漆液、、提高高漆膜膜質(zhì)量量、延延長(zhǎng)漆漆液壽壽命。。②回收數(shù)數(shù)量可可觀的的漆料料，節(jié)節(jié)約大大量沖沖洗水水。將槽液液在一一定壓壓力下下0.3～0.5MPa通過有有特定定孔徑徑的半半透膜膜，使使槽液液懸浮浮的顏顏料、、高分分子樹樹脂(M＞5000)截留，，而使使槽液液中的的水、、有機(jī)機(jī)溶劑劑、無無機(jī)離離子和和低分分子樹樹脂通通過半半透膜膜，從從而使使槽液液保持持在正正常的的參數(shù)數(shù)范圍圍內(nèi)．．25（2）超濾濾器的的結(jié)構(gòu)構(gòu)形式式：有：管管式、、中空空纖維維式、、卷式式和板板式四四種形形式。。超濾器形式性能板式管式卷式中空纖維式膜面積／體積支撐體結(jié)構(gòu)堵塞情況清洗情況較大復(fù)雜易堵塞難小較復(fù)雜不易堵塞易較大簡(jiǎn)單易堵塞難大簡(jiǎn)單易堵塞較難UF液儲(chǔ)槽槽和UF裝置的的清洗洗槽可可用不不銹鋼鋼、玻玻璃鋼鋼或塑塑料制制成，，UF液儲(chǔ)槽槽容積積應(yīng)能能儲(chǔ)存存UF裝置的的3h透過液液量。。262728卷式超濾器29電泳漆超濾裝置30UF超濾裝置管式超濾器31反滲透裝置反滲透裝置32（3）UF系統(tǒng)的的組成成：UF含有如如下幾幾個(gè)部部分：：①供漆部部分有兩種形形式：a.對(duì)于小型型電泳槽槽采用直直供式，，即供漆漆和超濾濾循環(huán)共共用一臺(tái)臺(tái)泵。b.對(duì)于大型型電泳槽槽，可專專設(shè)供漆漆泵，供供漆泵的的流量一一般為超超濾器透透過量的的20倍，從超超濾器回

②過濾部分

超濾器其實(shí)為超微孔過濾，超濾膜上有細(xì)微孔，允許水和小分子溶劑及小分子量的樹脂分子通過，一般若在進(jìn)入超濾器之前先用過濾精度為（100～150）um的袋式過濾器過濾，否則極易堵塞超濾器膜孔。

33③控制及檢檢測(cè)部分分(1)超濾器運(yùn)運(yùn)行過程程中不允允許隨意意停機(jī)，，（因?yàn)闉橥Ｖ惯\(yùn)運(yùn)行時(shí)漆漆液沉積積在超濾濾器內(nèi)，，易堵塞塞超濾器器）（2）當(dāng)超濾濾器供漆漆泵停止止運(yùn)行時(shí)時(shí)，應(yīng)自自動(dòng)地用用干凈超超濾液將將漆液排排到電泳泳槽內(nèi)，，用干凈凈超濾液液將超濾濾膜浸泡泡。（3）系統(tǒng)中中應(yīng)安裝裝流量計(jì)計(jì)和濁度度計(jì)，隨隨時(shí)觀察察透過量量的變化化情況和和超濾膜膜有無破破損現(xiàn)象象。（4）在超濾濾器進(jìn)口口處應(yīng)裝裝有緩開開閥，當(dāng)當(dāng)供漆泵泵起動(dòng)時(shí)時(shí)進(jìn)口閥閥門是緩緩緩打開開的，以以避免進(jìn)進(jìn)漆壓力力過高，，損壞超超濾膜。。（5）在超濾濾器的進(jìn)進(jìn)口應(yīng)安安裝高壓壓、高溫溫保護(hù)器器，一旦旦壓力、、溫度超超過許可可范圍，，整個(gè)系系統(tǒng)就自自動(dòng)停止止運(yùn)行。。34④清洗部分分（1）超濾器器工作一一段時(shí)間間后，由由于膜在在濃差極極化的作作用下慢慢慢被堵堵塞，當(dāng)當(dāng)超濾液液透過量量下降到到額定值值的70％就應(yīng)進(jìn)進(jìn)行清洗洗，以恢恢復(fù)到良良好的工工作狀態(tài)態(tài)，（2）清洗為為循環(huán)清清洗的方方式，清清洗泵應(yīng)應(yīng)與超濾濾器配套套，在清清洗泵的的進(jìn)口處處應(yīng)裝有有100um左右的袋袋式過濾濾器，以以便在循循環(huán)清洗洗過程中中除去超超濾膜上上清洗掉掉的漆渣渣及其他他臟物。。（3）正常維維護(hù)性清清洗或堵堵塞不嚴(yán)嚴(yán)重時(shí)清清洗，可可采用1％的丁基基溶纖劑劑、2％的乙基基溶纖劑劑、3％的甲酸酸的去離離子水對(duì)對(duì)超濾器器進(jìn)行循循環(huán)清洗洗。356）直流電電源供電電系統(tǒng)（1）電泳涂涂裝直流流電源：：由整整流器供供給，電電壓在0～500V之間可調(diào)調(diào)，直流流電要經(jīng)經(jīng)濾波，，電壓脈脈沖幅度度≤5％的平均均電壓，，在滿負(fù)負(fù)荷情況況下電壓壓脈動(dòng)率率要小于于5％。（2）陰極電電泳的電電流：與與涂裝面面積及涂涂料的庫庫侖效率率有關(guān)，，電泳平平均電流流強(qiáng)度可可按下式式計(jì)算：：I=(A××δ×p×10-3)/(E××60)I-------平均電流流(A)；δ——涂膜厚度度（um）；p——涂膜密度度g／cm3（一般為為1.3～1.4）；E——電泳涂料料的庫侖侖效率（（mg／c）。實(shí)際電流流要在平平均電流流（I）基礎(chǔ)上上乘個(gè)因因數(shù)K。K的取值：：連續(xù)式式電泳涂涂裝，K=1.5～2；步進(jìn)式式全浸沒沒通電，，軟起動(dòng)動(dòng)，K=2～3。還有經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)數(shù)據(jù)：：每平方米米泳涂面面積的電電流強(qiáng)度度為（10～20）A。36（3）陰極電電泳電源源接地方方式37（4）陰極電電泳供電電方式無瞬間電電流沖擊擊、整流流器容量量小階梯痕、、厚度不不均、水水痕（先先烘干以以改善））瞬間沖擊擊電流、、整流器器容量小小無階梯痕痕、厚度度不均、、水痕38①對(duì)于連續(xù)續(xù)通過式式的電泳泳涂裝，，為了降降低入槽槽段的電電流密度度，避免免過于激激烈的電電解反應(yīng)應(yīng)發(fā)生，，提高涂涂膜外觀觀質(zhì)量，，入槽段應(yīng)應(yīng)采用低低電壓；；②為了提提高被涂涂物內(nèi)腔腔的泳透透力，在電泳過過程中需需采用高高電壓。。③所以，，多個(gè)整整流柜，，多段電電壓供電電方式已已在電泳泳涂裝中中經(jīng)常使使用。（5）陰極電電泳多段段電壓供供電方式式：397）陽極及陽陽極液系統(tǒng)統(tǒng)(1)陰極電泳的的陽極（電場(chǎng)、除除雜、調(diào)PH）①陰陽極面積積比：在陰極電泳泳涂裝場(chǎng)合合，陰極和和的面積之之比為4：1。計(jì)算:比如汽車車車身涂裝，，可按下式式計(jì)算陽極極面積：陽極面積=（車身數(shù)/min×2min×表面積/車身）/4（全浸時(shí)間間：2min）40②陽極布置：：⑴陽極沿著著槽壁布置置，浸入槽槽液中的深深度不得小小于槽垂直直壁的槽液液深度的40％⑵陽極從出出槽口向前前排，一般般在入槽端端靠近入槽槽車身部位位不布置陽陽極。⑶對(duì)較大的的工件（如如汽車車身身），可在在底部和頂頂部也布設(shè)設(shè)陽極，以以使涂層厚厚度均勻。。⑷在分段供供電場(chǎng)合，，要求分段段電極之間間距至少要要大于一個(gè)個(gè)極罩的間間隙，(防止涂料在在電壓較低低的陽極和和極罩上沉沉積)如：分段電電壓差≥75V時(shí)，要留兩兩個(gè)極罩的的間隙，電壓差≥100V，要留三個(gè)個(gè)極罩的間間隙。如果采用了了防止回流流的二極管管，就可留留一個(gè)極罩罩間隙。4142陰極電泳使使用的陽極極有：板式陽極和管式陽極兩種陽極一般采采用3mm以上厚度的的不銹鋼板板或鋼管。。③陽極及極罩罩結(jié)構(gòu)：43管式陽極44④陽極液系統(tǒng)統(tǒng)：(1)陽極液系統(tǒng)統(tǒng)的作用：陰極電泳過過程中在陽陽極區(qū)不斷斷產(chǎn)生有機(jī)機(jī)酸，如不不及時(shí)除去去，會(huì)進(jìn)入入槽液使pH值下降，影影響泳透力力及涂膜性性能，再溶溶解性增大大。（H+＋CH3COO-或HCOO-→CH3COOH或HCOO）（2）除去槽液液中游離酸酸的辦法：：①添加未中中和或部分分中和的陰陰極電泳涂涂料，②采采用陽極隔隔膜系統(tǒng)。。（更常用用！）（3）陽極隔膜膜系統(tǒng)法：是將陽極封封閉在可沖沖洗的陽極極罩中，極極罩由不導(dǎo)導(dǎo)電材料制制成，敞開開面（板式式電極罩朝朝向被涂物物的一面，，管式電極極四周都可可算敞開面面）裝有離離子選擇性性的隔膜。。45（4）陽極液系系統(tǒng)的構(gòu)成成：由：陽極極隔膜系統(tǒng)統(tǒng)極液循環(huán)管管路泵極液槽電導(dǎo)率和混濁度控控制儀去離子水供供給管路等組成。46（5）技術(shù)要求求：①陽極液循循環(huán)管路必必須用不銹銹鋼管或塑塑料管制成成（能耐PH=2～5有機(jī)酸）。。②陽極液的的循環(huán)量為為每平方米米有效極面面積（6～10）L／min，不斷沖洗洗陽極，帶帶走有機(jī)酸酸等陰離子子。③每個(gè)極罩罩的進(jìn)液管管上要裝一一個(gè)流量計(jì)計(jì)，以監(jiān)視視極液流量量。④如果極液液返回管為為塑料管，，應(yīng)考慮陽陽極液接地地措施。⑤陽極液循循環(huán)系統(tǒng)要要安設(shè)極液液電導(dǎo)率的的自動(dòng)控制制裝置，設(shè)設(shè)極液電導(dǎo)導(dǎo)率為一定定值，當(dāng)偏偏差為100uS／cm時(shí)，自動(dòng)排排放陽極液液，加入新新鮮去離子子水，電導(dǎo)導(dǎo)率傳感器器要裝在陽陽極液槽中中陽極液返返回管的位位置.478）電泳后清清洗設(shè)備電泳后清洗洗的目的及及其工序組組成前面作作了介紹。。下面就如如何設(shè)計(jì)和和選用后清清洗設(shè)備進(jìn)進(jìn)行介紹。。（1）設(shè)計(jì)和選選用電泳后后清洗設(shè)備備的原則（（條件）：①根據(jù)被涂涂物的結(jié)構(gòu)構(gòu)及對(duì)涂膜膜裝飾性要要求選擇清清洗道數(shù)和和方式。像汽車車身身那樣復(fù)雜雜的被涂物物則需選用用6道工序以上上的噴、浸浸結(jié)合式的的清洗工藝藝；結(jié)構(gòu)較較簡(jiǎn)單，無無內(nèi)腔結(jié)構(gòu)構(gòu)的被涂物物可僅選用用噴式清洗洗工藝。對(duì)對(duì)涂膜裝飾飾性要求較較低的被涂涂物（如汽汽車車下部部件等），，則可清洗洗1～2次。②清洗時(shí)間間：在槽上（（含溢流槽槽）清洗，，工件出槽槽就馬上沖沖洗，保持持工件濕潤潤，不使表表面沾污和和干結(jié)。噴噴洗時(shí)間（（10～30）S（達(dá)到置換換清洗液））即可；浸浸洗時(shí)間：：浸入即出出，在槽上上的輸送鏈鏈的水平段段上不要求求過長(zhǎng)。③瀝液時(shí)間間：槽上清洗后后，到第一一道循環(huán)UF液清洗之前前的瀝液時(shí)時(shí)間≤lmin；新鮮UF液和新鮮去去離子水清清洗之前只只需（10～20s）瀝水時(shí)間；；其他各清清洗工序之之間的瀝液液時(shí)間應(yīng)為為≥lmin。48④應(yīng)注意消泡泡問題：含有槽液的的清洗液在在噴式清洗洗時(shí)易產(chǎn)生生氣泡。起起泡的原因因是：槽液液本身具有有易起泡的的特性，落落差過高，，噴射作用用。⑤為保證清清洗質(zhì)量，，泵和噴嘴嘴之間應(yīng)安安上過濾器器，浸洗液每每小時(shí)也要要過濾（2～3）次，過濾濾精度大于于25um。沖洗流量量為（15～20）L／（m2·min）。新鮮UF液和去離子子水的清洗洗供給量為為1.2L／（m2·min）左右。噴噴洗槽的容容積應(yīng)為泵泵流量的（（3～4）倍。⑥后清洗設(shè)設(shè)備（泵、、管路、過過濾器、槽槽子和殼體體等）必須