粉末涂料在钢结构行业的应用

2024年4月26日C目

录ONTENTS1粉末涂层性能的验证粉末喷涂在鸿翔筑能钢构的应用粉末喷涂与油漆喷涂的对比234粉末喷涂在钢结构行业的推广钢结构装配式住宅构件数字化智能制造示范车间简介钢结构装配式住宅构件数字化智能制造示范车间简介“示范车间”建设有：ü

钢梁生产线2条涂

装

线ü

钢柱生产线1条钢梁1#线钢梁2#线钢柱线ü

涂装生产线1条ü

整个车间选配了日本神钢、国内首个真正意义上实现钢结构智能制造的工厂ü

软件著作权20余项领先ü

所有切割焊接工艺均由数字化驱动、自动化选配ü

焊接一次合格率达98%以上ü

人均生产效益提增5倍以上通

道01粉末涂层性能验证热固性粉末涂料简介粉

末

涂

料

是

以

固

体

树

脂

和

颜

料

、

填

料及

助

剂

等

组

成

的

固

体

粉

末

状

合

成

树

脂

涂

料

。和

普

通

溶

剂

型

涂

料

及

水

性

涂

料

不

同

，

它

的

分散

介

质

不

是

溶

剂

和

水

，

而

是

空

气

。

它

具

有

无溶

剂

污

染

，

1

0

0

%

成

膜

，

质

地

坚

硬

等

特

点

。粉

末

涂

料

有

热

塑

性

和

热

固

性

两

大

类

。热

固

性

粉

末

涂

料

是

以

热

固

性

合

成

树

脂为

成

膜

物

质

，

在

烘

干

过

程

中

树

脂

先

熔

融

，

再经

化

学

交

联

后

固

化

成

平

整

坚

硬

的

涂

膜

。该

种

涂

料

形

成

的

漆

膜

外

观

和

各

种

机

械性

能

及

耐

腐

蚀

性

均

高

于

油

漆

漆

膜

性

能

。原

材

料

利

用

率

高

，

其

过

喷

的

粉

末

可

回收

利

用

，

最

高

的

利

用

率

甚

至

能

达

9

9

%

以

上

。目

前

主

要

在

工

程

机

械

、

汽

车

零

部

件

、家

居

装

饰

、

医

疗

器

械

等

领

域

应

用

较

为

广

泛

。在建筑钢结构产品上粉末涂料为何可以替代油漆Ø

就粉末涂料本身是否适用于建筑钢结构而言，需考虑2个方面1粉末涂料本身的性能是否满足要求2粉末涂料与建筑用防火涂料之间的粘结强度是否达到标准粉末涂料本身的性能是否满足要求Ø

建筑用钢结构防腐涂料性能相关标准中性盐雾试验说明：1、试验溶液：将氯化钠溶于符合

GB/T6682

中规定的至少纯度为三级的水中量浓度为(50±5)g/L。氯化钠应是白色，质量分数99.5%，而且基本上不含铜和镍，碘化钠的质量分数0.1%，试验溶液的pH值应调整至使试验箱内收集的雾液的pH

值在6.5-7.2之间。超出范围时，可加入分析纯盐酸或碳酸氢钠溶液来进行调整。2、操作条件：①盐雾箱内的温度应为(35士2)℃；②对面积为80c㎡的水平雾收集装置来说，在最小周期为24

h测得的盐雾溶液的均收集速率应为1mL/h~2.5mL/h。收集到的溶液的氯化钠浓度应为(50±10)g/L,pH值应为

6.5~7.2。p

【行业标准——建筑用钢结构防腐涂料】：对油漆产品的性能给出了面漆产品16项技术指标，底漆及中间产品12项技术指标p

【国家标准——色漆和清漆防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护】：其中防腐最高要求是满足冷凝实验720h，中性盐雾试验1440hp

【国家标准——色漆和清漆防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护】：对C1→C5-M的防腐蚀等级进行了说明，以区别不同地区对构件不同的防腐要求粉末涂料本身的性能是否满足要求Ø

建筑用钢结构粉末性能检测项目（7项）建筑用钢结构防腐涂料技术指标序号项目检测标准普通底漆长效性底漆中间漆按GB/T

1733-1993甲法规定进行。试板测试前除封边外，还需封背。将三块试板浸于GB6682规定的三级水中，如三块样板中有两块未出现起泡、掉粉、无明显失光、变色等涂膜病态现象，可评定为“无异常”。如出现以上涂膜病态现象，按GB/T

1766-2008进行描述。1耐水性168h无异常附着力234按GB/T

9286-1998规定进行≤1≤2（划格法）/级耐弯曲性/mm耐冲击性/cm按GB/T

6742-2007/ISO1519:2002规定进行按GB/T

1732-2020规定进行≥30按JG/T

25-2017规定进行，做5次循环((23土2)℃水中浸泡18h，(-20土2)℃冷冻3h，(50土2)℃热烘3h为一次循环)。三块样板中至少应有两块样板未出现粉化、起鼓、开裂、剥落，无明显失光、变色等涂膜病态现象，可评定为“无异常＂。如出现以上涂膜病态现象，按GB/T

1766一2008进行描述。涂层耐温变性（5次循环）5无异常C1/C2/C3/C4/C5-I/C5/M不剥落、不出现红锈67耐盐雾性冷凝实验按GB/T

1771-2007/ISO9227:2017规定进行按GB/T

13893-2008/ISO6270-1:2017规定进行C1/C2/C3/C4/C5-I/C5/M粉末涂料本身的性能是否满足要求Ø

热固性粉末涂料性能第三方检测报告说明：为充分调研在建筑用钢结构上粉末替代与油漆的可行性，根据油漆的性能指标，耗时3个月，对粉末性能进行测。热固性粉末涂料性能Ø

热固性粉末涂料性能检测结果喷粉试件测试内容建筑用钢结构防腐涂料技术指标序号项目环氧聚酯混合型100μm80μm120μm1234567耐水性附着力（划格法）/级耐弯曲性/mm168h无异常≤1无异常无异常无异常020202≤250cm冲击试验50cm冲击试验50cm冲击试验耐冲击性/cm≥30漆膜无异常漆膜无异常漆膜无异常涂层耐温变性（5次循环）耐盐雾性无异常无异常1500小时720小时无异常1500小时720小时无异常1500小时720小时C1/C2/C3/C4/C5-I/C5/MC1/C2/C3/C4/C5-I/C5/M冷凝实验结论：热固性粉末涂料性能满足建筑用钢结构防腐涂料技术指标粉末涂料与建筑用防火涂料之间的粘结强度是否达到标准Ø

钢结构防火涂料国家标准粉末涂料与建筑用防火涂料之间的粘结强度是否达到标准Ø

钢结构粉末涂料与防火涂料粘结强度测试结果结论：防火涂料在粉末涂层表面的粘结强度为3Mpa＞0.2Mpa（国标），完全满足技术要求，远超标准；02粉末喷涂在鸿翔筑能钢构的应用智能化涂装生产线简介Ø

设计、安装、调试、投产2023年4月从研发设计到最后的顺利投产，共耗时21个月2022年8月-2023年4月2022年3月-2022年8月投产调试2021年7月-2022年3月安装设计智能化涂装生产线简介智

能

化

涂

装

生

产

线

主

要

对

焊

接

完

的

钢

构件

进

行

表

面

处

理

和

表

面

粉

末

喷

涂

，

整

线

全

长5

3

0

米

，

其

设

计

采

用

节

拍

流

水

线

生

产

作

业

方式

，

整

线

由

P

L

C

控

制

，

并

与

M

E

S

、

B

I

M

系统

互

联

，

自

动

化

、

智

能

化

程

度

高

，

可

实

现

构件

在

各

作

业

工

序

间

的

连

续

平

稳

输

送

等

相

关

工艺

要

求

，

并

可

对

生

产

线

上

的

构

件

位

置

进

行

实时

定

位

，

同

时

实

现

V

O

C

零

排

放

，

绿

色

环

保

，是

国

内

首

条

自

主

研

发

的

建

筑

钢

结

构

粉

末

喷

涂智

能

涂

装

生

产

线

，

整

线

技

术

水

平

处

于

国

内

先进

（

可

兼

容

长

度

≤

1

3

m

，

截

面

≤

1

m

×

2

m（

宽

×

高

）

，

重

量

≤

4

t

的

产

品

构

件

）

。产

能

节

拍

方

面

，

单

个

构

件

从

开

始

到

结

束总

用

时

只

需

4

个

小

时

，

其

产

能

效

率

是

传

统

油漆

作

业

的

3

倍

以

上

。涂装生产线布局图简介p

智能化电气控制系统p

积放式悬挂输送系统p

抛丸除锈系统p

前处理喷淋式清洗系统p

水份烘干系统p

强冷系统p

自动喷粉系统p

催化红外系统p

粉末固化系统p

废气处理系统p

废水处理系统整条产线主要由上述11个系统组成涂装生产线部分系统简介Ø

积放链悬挂输送系统为提高生产效率，产线设计采用节拍流水线生产作业方式，故选用了积放链悬挂输送系统作为物流转运方式，由PLC控制，自动化程度高，可满足工件在各作业工序间的连续输送等工艺要求。涂装生产线部分系统简介Ø

前处理喷淋式清洗系统该系统自动与输送链配合运行，当工件到达前处理清洗工位，喷淋系统自动启动喷淋（启动时间，阀门组合动作自动进行），喷淋完成，系统自动发送指令给输送系统允许工件离开，喷淋系统自动关闭喷淋。涂装生产线部分系统简介Ø

自动喷粉系统采

用

瑞

士

原

装

进

口

“

金

马

”

静

电

粉

末

喷

涂

系

统

，由

1

3

套

自

动

喷

枪

、

2

套

手

动

喷

枪

、

1

套

构

件

检

测

系统

、

3

套

往

复

机

、

1

套

喷

房

回

收

系

统

、

1

套

供

粉

中

心

、1

套

控

制

系

统

和

1

套

防

爆

消

防

系

统

组

成

，

其

采

用

电子

控

制

的

方

式

调

整

空

气

的

设

定

，

并

持

续

监

测

生

产

参数

，

可

获

得

高

质

量

的

喷

涂

效

果

。喷

枪

控

制

系

统

，

可

直

接

在

手

机

A

P

P

上

对

喷

枪

进行

关

联

，

随

时

检

索

涂

层

工

艺

、

生

产

数

据

。

技

术

先

进

、成

熟

、

可

靠

，

该

系

统

通

过

自

动

感

应

光

栅

对

构

件

尺

寸进

行

识

别

，

通

过

识

别

构

件

的

尺

寸

来

自

动

调

整

1

3

把自

动

喷

枪

的

运

行

程

序

，

保

证

构

件

喷

涂

的

完

整

性

和

均匀

性

，

使

整

个

自

动

喷

粉

系

统

更

具

柔

性

化

和

智

能

化

。涂装生产线部分系统简介Ø

智能信息化管理系统智能信息化管理系统分三个层级：现场级、控制级、管理级，分别实现设备现场操作、产线智能控制、生产调度运行管理工作。现场级：实现设备现场操作手机APP端扫码PC端操作确认构件涂装线上线构件涂装线下线涂装生产线部分系统简介Ø

智能信息化管理系统控制级：产线智能控制采用集中管理分站控制模式，由主系统发出各项命令，分站接收命令并执行和反馈状态信息。涂装生产线部分系统简介Ø

智能信息化管理系统管理级：生产调度运行管理工作据全部，直状、件成品构件成品构件成品构件03粉末喷涂与油漆喷涂的对比粉末喷涂与油漆喷涂的对比1生产工艺生产效率生产成本23生产工艺对比Ø

油漆喷涂工艺一般情况下构件翻面2-3次构件摆放抛丸除锈自然干燥自然干燥自然干燥转运屏蔽喷涂喷涂喷涂成品注：喷涂受天气因素制约较明显自然干燥一个面，一般需要4-6小时生产工艺对比Ø

粉末喷涂工艺构件上件抛丸除锈前处理水洗水份烘干强冷降温粉末喷涂加热固化成品下件屏蔽注：喷涂不受天气因素制约，单根构件生产只需4小时左右生产工艺对比Ø

粉末喷涂与油漆喷涂在环保上的差异油漆喷涂工艺粉末喷涂工艺处理成本处理成本类型废气废料/主要成分类型ꢀ废气主要成分（万元/年）（万元/年）苯、甲苯、二甲苯、VOCs等***粉尘颗粒物、非甲烷总烃、有机废气粉末涂料************油漆废渣***/废粉/废水CODcr、NH3-N合计***合计☆注：喷粉工艺可实现“零”VOCs排放，且其废气、废水的处理相对简单；油漆涂料废气处理催化燃烧天然气用量12m³/h左右；上述数据仅供参考。粉末喷涂与油漆喷涂，环保费用可降低***万/年。生产工艺对比Ø

粉末与油漆在储存上的差异涂料类型油漆涂料粉末涂料存储方式按危化品要求存放，安全条件苛刻避免阳光直射，适当通风，单独存放，以下，便于管理30℃油漆存放粉末存放生产效率对比Ø

粉末喷涂与油漆喷涂生产效率对比喷涂工艺粉末喷涂油漆喷涂单根构件生产工时（小时）8小时产量（t）用工数（人）占地面积（㎡）************3300******☆注：产量计算的喷涂构件以H299*123*6*8*3000，重106kg的梁为例，按相同占地面积3300㎡计算，数据为理论计算得出，仅供参考。粉末喷涂人均每小时产能：***kg/(人·小时)油漆喷涂人均每小时产能：底漆+面漆：***kg

/(人·小时)底漆+中间漆+面漆：***kg/(人·小时)粉末喷涂（自动）产能是油漆喷涂（人工）的4-8倍；粉末喷涂（自动）效率是油漆喷涂（人工）的2-4倍。生产成本对比Ø

粉末喷涂与油漆喷涂生产成本对比能耗成本人工成本（元环保成本合计科目涂料成本（元/t）（元（元

）（元/t）/t）/t/t）油漆涂料粉末涂料************（含天然气费用）******************☆注：上述计算数据以涂装下侧钢梁为例，按相同占地面积3300㎡，油漆两道（环氧富锌底漆+环氧云铁中间漆）计算得出，均为理论计算成本，仅供参考。粉末喷涂与油漆喷涂，单吨成本可下降35%左右。H299*123*6*8*3000，重106kg，涂装面积3.4㎡粉末喷涂的局限性Ø

对产品的标准化、统一性要求高装配式钢结构进行粉末喷涂的构件需结构相对统一、体积质量差异小，标准化程度高传统钢结构定制化程度高，每根构件结构不一样，体积质量大小差异大，标准化程度低粉末喷涂的局限性Ø

一次性设备成本投入大以目前鸿翔筑能钢构的现有传统油漆喷涂线和智能涂装生产线对比为例：智能涂装生产线设备成本远高于传统油漆喷涂线传统油漆喷涂线设备费用：300万左右智能涂装生产线设备费用：1000万左右粉末喷涂的局限性Ø

适合连续性生产，不适合间断性生产智能涂装生产线相对于传统油漆喷涂线，因涉及到多个设备需提前加热升温，所以每次开线都会存在固定的时间损失和能耗损失，不宜间断性生产。【前处理清洗工位】：升温到65℃，升温时间30min【水份烘干工位】：升温到120℃，升温时间30min【粉末固化工位】：升温到200℃，升温时间45min上述工位相关设备