阴极电泳设备培训课件

1Lecture17：阴极电泳设备

1、教学目的及要求：

掌握电泳设备的组成及各组件的功能。2、教学内容：阴极电泳的十大系统3、重点难点：UF系统、循环系统。4、作业：

①简述电泳涂装设备的组成和各部件的作用．

②画出电泳涂装的循环搅拌管路图．

③复习讲课内容。23四、电泳涂装设备

1.设备构成电泳涂装设备包括：

①电泳槽、备用槽②槽液循环系统③槽液过滤系统④超滤（UF）装置⑤电极和极液循环系统⑥温控系统⑦直流电源及供电系统⑧涂料补给装置⑨电泳后清洗装置⑩电泳涂装室（防尘罩）、电气控制柜等专用装置。这十大系统（设备）与输送链、烘干室、强冷室等组成电泳涂装生产线。

电泳生产线4电泳涂装流水线5二汽电泳槽62.阴极电泳设备和阳极电泳设备的差别：

两者组成基本相仿，所不同的是：①极向不同；②涂料离子电荷相反，极罩隔膜和UF膜不同；③阳极电泳的槽液呈酸性，不锈钢器材多，造价贵；④阴极电泳的电压略高一些。

73.电泳涂装设备各系统（装置）的结构及功能

①

电泳槽、备用槽和电泳涂装室

⑴电泳槽：形状有：船形电泳槽

长方形电泳槽主槽设计原则：①有间隙。②无死角。③体积小。④落差≤150mm（一般为50mm以内）8⑵备用槽（又称转槽或倾卸槽）作用：形状：容量：⑶溢流槽（也称辅槽）：位置：作用：9⑷电泳槽和备用槽的技术要求：a.足够的强度和刚性。b.

绝缘防腐处理。

⑸为什么电泳槽内表面及槽内的所有构件（包括溢流槽）表面都应进行衬里处理？①裸露金属电泳膜层碎落。②槽液酸性腐蚀作用。③小型-PVC板，大型-改性环氧树脂或不饱和聚酯玻璃钢。

10涂布玻璃钢衬里的工艺要点如下：①涂衬里前，钢板表面必须进行喷砂处理，露出金属色，表面粗糙度为（40～70）um，吹、吸干净被处理表面及缝隙，达喷砂3A质量标准。②滚、刷涂第一道底漆（改性环氧或不饱和聚酯涂料）。③在室温（20℃左右）固化（8～10）h。④滚、刷涂第二道底漆，贴玻璃纤维布，速贴两层，并用涂料渗透，滚涂平，用排气筒排除涂层中的气泡，转角处多铺一层玻璃纤维布，以增加涂层强度。⑤在室温下固化24h。⑥滚、刷涂第一道面漆（改性环氧或不饱和聚酯涂料），在室温下固化（8～10）h。⑦仔细打磨、磨平涂面。（打磨后露底涂面约50％左右），清理磨灰。⑧绝缘检查（耐高压试验）；须耐压15000V以上。不合格处补涂。⑨检查、修补耐压合格后，再滚、刷涂最后面漆。⑩固化。备用槽内表面的涂层不需要绝缘性，仅需防腐蚀处理；阴极电泳专用的摆杆、挂架等，表面也需要进行绝缘防腐蚀处理。其工艺是经喷砂处理，刷涂（2～3）道电泳槽内壁用的涂料。

1112⑹电泳涂装室封闭防尘室；排风换气系统。

13（1）槽液循环环系统组成成：槽液循环系系统一般由由：循环过过滤、循环环热交换过过滤、超滤滤（UF）3条回路组成成，电泳槽槽循环管路路和喷射布布置示意图图，如图所所示。2）电泳槽液液循环搅拌拌系统14（2）循环搅拌拌的主要功功能①成分均匀匀混合和防防止颜料沉沉淀。②过滤除去去尘埃和油油污。③热交换器器保持温度度均匀。④排除电解解气体。⑤借助UF采取UF液。15⑶槽液循环系系统的技术术要求：①液面的流流速（0.2～0.3）m/s，槽底流速速≥0.4m/s。②槽液流向向，液流速速度为移移动速度的的（2～4）倍。③管路内的的槽液流速速（2.5～3.5）m／s。④槽液的循循环次数（（2～6）次/h。⑤泵。⑥管路。⑦阀。⑧压力表的的位置。1617183）电泳涂装装过滤装置置槽液的循环环管路，电电泳后清洗洗的循环UF液，循环去去离子水管管路中都应应装过滤器器。①过滤器的的作用：以消除槽液液中尘埃颗颗粒（外界界和被涂物物带入的脏脏物）、凝凝聚颗粒（（前处理带带来的杂质质与漆反应应生成的脏脏物）及其其他机械污污染物。②过滤器的的要求：要求通过过过滤器的槽槽液量为槽槽容量的（（4～6）倍/h，最小不能能低于容量量。③过滤器种19滤袋式：进出口压差差控制在（（0.05～0.08）MPa。滤芯式：初期压差≤≤0.02MPa，当压差达达0.08MPa时就需要换换新滤芯。。还有吸油过滤器器，磁性过滤器器。2021④阴极电泳槽槽液的过滤滤精度粗过滤，精精过滤。224）槽液温度度控制（冷冷却装置））①作用：冷却。②电泳过程程中使槽液液升温的因因素：电泳电流产产生的热量量Q1；泵机械搅拌拌的机械能能转换的热热能Q2；被涂物带入入的热量Q3；槽壁传热的的影响Q4水分挥发散散热Q5③总热量与换换热器选择择：Q总=Q1+Q2+Q3+Q4-Q5冷冻机组通过计算出出的总热量量，就可选选择所用换换热器的大大小。23④槽液温度控控制：冷却使用（（7～10）℃的冷冷水，加加热使用用（40～45）℃的温温水。⑤槽液温度度控制系系统构成：由热交换换器、泵泵及冷水水（或温温水）循循环管路路、温水水加热器器、冷水水槽、冷冷却机组组、冷却却塔和温温度控制制器、调调节阀等等组成。。如厂房房温度能能保证在在10C以上时，，温水加加热可不不考虑。。⑥热交换换器的要要求：热交换器器安设在在槽液的的循环管管路中，，槽液在在进入热热交换器器之前要要经过过过滤，槽槽液压力力要始终终超过冷冷却水的的压力，，以防槽槽液污染染。板式式和列管管式热交交换器均均可使用用，要用用不锈钢钢制造。。热交换换器上要要装有排排放口及及去离子子水冲洗洗连接管管路。⑦温度保保护器：：为防止槽槽液和清清洗液过过热，应应设有温温度保护护器。温温度保护护范围为为：槽液液工艺温温度为（（27～37）℃，高高温警报报41℃，高于43℃停产。清清洗液温温度警报报35℃，高于38℃停止清洗洗；超滤滤（UF）停止运运行（见制造造厂的说说明）24255）超滤（UF）系统（1）超滤原原理：主要作用用：①稳定漆液液、提高高漆膜质质量、延延长漆液液寿命。。②回收数量量可观的的漆料，，节约大大量冲洗洗水。将槽液在在一定压压力下0.3～0.5MPa通过有特特定孔径径的半透透膜，使使槽液悬悬浮的颜颜料、高高分子树树脂(M＞5000)截留，而而使槽液液中的水水、有机机溶剂、、无机离离子和低低分子树树脂通过过半透膜膜，从而而使槽液液保持在在正常的的参数范范围内．．26（2）超滤器器的结构构形式：：有：管式式、中空空纤维式式、卷式式和板式式四种形形式。四种超滤滤器不同同结构形形式优缺缺点的比比较：超滤器形式性能板式管式卷式中空纤维式膜面积／体积支撑体结构堵塞情况清洗情况较大复杂易堵塞难小较复杂不易堵塞易较大简单易堵塞难大简单易堵塞较难UF液储槽和和UF装置的清清洗槽可可用不锈锈钢、玻玻璃钢或或塑料制272829卷式超滤器30电泳漆超滤装置31UF超滤装置管式超滤器32反渗透装置反渗透装置33（3）UF系统的组组成：UF含有如下下几个部部分：①供漆部部分有两种形形式：a.对于小型型电泳槽槽采用直直供式，，即供漆漆和超滤滤循环共共用一台台泵。b.对于大型型电泳槽槽，可专专设供漆漆泵，供供漆泵的的流量一一般为超超滤器透透过量的的20倍，从超超滤器回回到电泳泳槽的电电泳涂料料量为超超滤液量量的19倍。这一数量量要很好地掌掌握，否则引引起浓差极化化令堵塞超滤滤膜。②过滤部分超滤器其实为为超微孔过滤滤，超滤膜上上有细微孔，，允许水和小小分子溶剂及及小分子量的的树脂分子通通过，一般若若在进入超滤滤器之前先用用过滤精度为为（100～150）um的袋式过滤器器过滤，否则则极易堵塞超超滤器膜孔。。34③控制及检测部部分(1)超滤器运行过过程中不允许许随意停机，，（因为停止止运行时漆液液沉积在超滤滤器内，易堵堵塞超滤器））（2）当超滤器供供漆泵停止运运行时，应自自动地用干净净超滤液将漆漆液排到电泳泳槽内，用干干净超滤液将将超滤膜浸泡泡。（3）系统中应安安装流量计和和浊度计，随随时观察透过过量的变化情情况和超滤膜膜有无破损现现象。（4）在超滤器进进口处应装有有缓开阀，当当供漆泵起动动时进口阀门门是缓缓打开开的，以避免免进漆压力过过高，损坏超超滤膜。（5）在超滤器的的进口应安装装高压、高温温保护器，一一旦压力、温温度超过许可可范围，整个个系统就自动动停止运行。。35（1）超滤器工作一段时间后，由于膜在浓差极化的作用下慢慢被堵塞，当超滤液透过量下降到额定值的70％就应进行清洗，以恢复到良好的工作状态，（2）清洗为循环清洗的方式，清洗泵应与超滤器配套，在清洗泵的进口处应装有100um左右的袋式过滤器，以便在循环清洗过程中除去超滤膜上清洗掉的漆渣及其他脏物。（3）正常维护性清洗或堵塞不严重时清洗，可采用1％的丁基溶纤剂、2％的乙基溶纤剂、3％的甲酸的去离子水对超滤器进行循环清洗。

366）直流电源供供电系统（1）电泳涂装直直流电源：：由整流器供供给，电压在在0～500V之间可调，直直流电要经滤滤波，电压脉脉冲幅度≤5％的平均电压压，在满负荷荷情况下电压压脉动率要小小于5％。（2）阴极电泳的的电流：与涂涂装面积及涂涂料的库仑效效率有关，电电泳平均电流流强度可按下下式计算：I=(A×δ×p××10-3)/(E×60)I-------平均电流(A)；δ——涂膜厚度（um）；p——涂膜密度g／cm3（一般为1.3～1.4）；E——电泳涂料的库库仑效率（mg／c）。实际电流要在在平均电流（（I）基础上乘个个因数K。K的取值：连续续式电泳涂装装，K=1.5～2；步进式全浸浸没通电，软软起动，K=2～3。还有经验数据据：每平方米泳涂涂面积的电流流强度为（10～20）A。37（3）阴极电泳电电源接地方式式38（4）阴极电泳供供电方式无瞬间电流冲冲击、整流器器容量小阶梯痕、厚度度不均、水痕痕（先烘干以以改善）瞬间冲击电流流、整流器容容量小无阶梯痕、厚厚度不均、水水痕39①对于连续通过过式的电泳涂涂装，为了降降低入槽段的的电流密度，，避免过于激激烈的电解反反应发生，提提高涂膜外观观质量，入槽段应采用用低电压；②为了提高被被涂物内腔的的泳透力，在电泳过程中中需采用高电电压。③所以，多个个整流柜，多多段电压供电电方式已在电电泳涂装中经经常使用。（5）阴极电泳多多段电压供电电方式：407）阳极及阳极极液系统(1)阴极电泳的阳阳极（电场、除杂杂、调PH）①阴阳极面积比比：在阴极电泳涂涂装场合，阴阴极和的面积积之比为4：1。计算:比如汽车车身身涂装，可按按下式计算阳阳极面积：阳极面积=（车身数/min××2min××表面积/车身）/4（全浸时间：：2min）41②阳极布置：⑴阳极沿着槽槽壁布置，浸浸入槽液中的的深度不得小小于槽垂直壁壁的槽液深度度的40％⑵阳极从出槽槽口向前排，，一般在入槽槽端靠近入槽槽车身部位不不布置阳极。。⑶对较大的工工件（如汽车车车身），可可在底部和顶顶部也布设阳阳极，以使涂涂层厚度均匀匀。⑷在分段供电电场合，要求求分段电极之之间距至少要要大于一个极极罩的间隙，，(防止涂料在电电压较低的阳阳极和极罩上上沉积)如：分段电压压差≥75V时，要留两个个极罩的间隙隙，电压差≥100V，要留三个极极罩的间隙。。如果采用了防防止回流的二二极管，就可可留一个极罩罩间隙。4243阴极电泳使用用的阳极有：：板式阳极和管式阳阳极两种阳极一一般采采用3mm以上厚厚度的的不锈锈钢板板或钢钢管。。③阳极及及极罩罩结构构：44管式阳极45④阳极液液系统统：(1)阳极液液系统统的作作用：阴极电电泳过过程中中在阳阳极区区不断断产生生有机机酸，，如不不及时时除去去，会会进入入槽液液使pH值下降降，影影响泳泳透力力及涂涂膜性性能，，再溶溶解性性增大大。（H+＋CH3COO-或HCOO-→→CH3COOH或HCOO）（2）除去去槽液液中游游离酸酸的办办法：：①添加加未中中和或或部分分中和和的阴阴极电电泳涂涂料，，②采采用阳阳极隔隔膜系系统。。（更更常用用！））（3）阳极极隔膜膜系统统法：是将阳阳极封封闭在在可冲冲洗的的阳极极罩中中，极极罩由由不导导电材材料制制成，，敞开开面（（板式式电极极罩朝朝向被被涂物物的一一面，，管式式电极极四周周都可可算敞敞开面面）装装有离离子选选择性性的隔隔膜。。46（4）阳极极液系系统的的构成成：由：阳阳极极隔膜膜系统统极液循循环管管路泵极液槽槽电导率率和混浊浊度控控制仪仪去离子子水供供给管管路等组成成。47（5）技术术要求求：①阳极极液循循环管管路必必须用用不锈锈钢管管或塑塑料管管制成成（能能耐PH=2～5有机酸酸）。。②阳极极液的的循环环量为为每平平方米米有效效极面面积（（6～10）L／min，不断断冲洗洗阳极极，带带走有有机酸酸等阴阴离子子。③每个个极罩罩的进进液管管上要要装一一个流流量计计，以以监视视极液液流量量。④如果果极液液返回回管为为塑料料管，，应考考虑阳阳极液液接地地措施施。⑤阳极极液循循环系系统要要安设设极液液电导导率的的自动动控制制装置置，设设极液液电导导率为为一定定值，，当偏偏差为为100uS／cm时，自自动排排放阳阳极液液，加加入新新鲜去去离子子水，，电导导率传传感器器要装装在阳阳极液液槽中中阳极极液返返回管管的位位置.488）电泳泳后清清洗设设备电泳后后清洗洗的目目的及及其工工序组组成前前面作作了介介绍。。下面面就如如何设设计和和选用用后清清洗设设备进进行介介绍。。（1）设计计和选选用电电泳后后清洗洗设备备的原原则（（条件件）：①根据据被涂涂物的的结构构及对对涂膜膜装饰饰性要要求选选择清清洗道道数和和方式式。像汽车车车身身那样样复杂杂的被被涂物物则需需选用用6道工序序以上上的喷喷、浸浸结合合式的的清洗洗工艺艺；结结构较较简单单，无无内腔腔结构构的被被涂物物可仅仅选用用喷式式清洗洗工艺艺。对对涂膜膜装饰饰性要要求较较低的的被涂涂物（（如汽汽车车车下部部件等等），，则可可清洗洗1～2次。②清洗洗时间间：在槽槽上（（含溢溢流槽槽）清清洗，，工件件出槽槽就马马上冲冲洗，，保持持工件件湿润润，不不使表表面沾沾污和和干结结。喷喷洗时时间（（10～30）S（达到到置换换清洗洗液））即可可；浸浸洗时时间：：浸入入即出出，在在槽上上的输输送链链的水水平段段上不不要求求过长长。③沥液液时间间：槽上清清洗后后，到到第一一道循循环UF液清洗洗之前前的沥沥液时时间≤≤lmin；新鲜鲜UF液和新新鲜去去离子子水清清洗之之前只只需（（10～20s）沥水时时间；；其他他各清清洗工工序之之间的的沥液液时间间应为为≥lmin。49④应注意意消泡泡问题题：含有槽槽液的的清洗洗液在在喷式式清洗洗时易易产生生气泡泡。起起泡的的原因因是：：槽液液本身身具有有易起起泡的的特性性，落落差过过高，，喷射射作用用。⑤为保保证清清洗质质量，，泵和和喷嘴嘴之间间应安安上过过滤器器，浸洗洗液每每小时时也要要过滤滤（2～3）次，，过滤滤精度度大于于25um。冲洗洗流量量为（（15～20）L／（m2··min）。新新鲜UF液和去去离子子水的的清洗洗供给给量为为1.2L／（m2··min）左左右右。。喷喷洗洗槽槽的的容容积积应应为为泵泵流流量量的的（（3～4）倍倍。。⑥后后清清洗洗设设备备（（泵泵、、管管路路、、过过滤滤器器、、槽槽子子和和壳壳体体等等））必必须须用用不不锈锈钢钢或或惰惰性性材材料料制制造造。。如槽槽子子和和壳壳体体等等用用碳碳素素钢钢钢钢板板制制造造，，则则需需经经高高质质量量的的喷喷砂砂处处理理，，涂涂耐耐化化学学药药品品的的环环氧氧层层（（或或衬衬里里））。。⑦一一般般使使用用立立式式泵泵，，也也可可用用卧卧式式泵泵，，但但后后者者需需要要水水密密封封。。喷管管设设计计应应考考虑虑在在不不生生产产时时能能排排净净管管中中的的液液体体。。⑧新新鲜鲜UF液、、循循环环UF液无无论论在在生生产产和和不不生生产产场场合合均均逆逆工工序序方方向向流流回回电电泳泳槽槽，，在槽槽上上进进行行冲冲洗洗，，其其回回收收UF液量量应应少少于于UF装置置的的输输出出流流量量（（8～12）L／min。50电泳后清洗系统51529）电电泳泳涂涂料料补补加加装装置置随着着生生产产进进行行，，电电泳泳槽槽液液的的固固体体分分下下降降，，其其颜颜基基比比、、中中和和剂剂和和有有机机溶溶剂剂的