Техника безопасности при конструировании, внедрении и эксплуатации участков порошковой окраски
Возможным источником высокотемпературного и инфракрасного воздействия на участках порошковой окраски являются камеры (печи) формирования покрытия, в которых происходит нагрев напыленных деталей до определенной технологическим регламентом температуры и выдерживание в течение заданного времени. Наиболее распространенной является схема печей, использующих конвективный нагрев деталей горячим воздухом. Источником тепла служат газовые горелки или (на мелких производствах, практически всегда) – электрические ТЭНы.
Единственное правильное решение – настройка печи должна вестись по равномерности скоростного потока внутри печи. Для этого внутри печи устанавливаются жалюзи, с помощью которых можно регулировать направление и скорость циркулирующего воздуха.
Недопустима конструкция печей, где ТЭНы помещены непосредственно внутри рабочего объема. При некотором упрощении конструкции это приводит к ряду очень серьезных недостатков с точки зрения техники безопасности. Во-первых, в зонах, где присутствует порошковая краска, не должно быть источников температуры свыше 2/3 температуры воспламенения краски. Для большинства современных красок поэтому уже температура 350°С является недопустимой, в то время как поверхность ТЭНов разогревается до температур свыше 400°С. Это приводит к необходимости периодического отключения ТЭНов независимо от температур в рабочем объеме печи, что ведет к неэффективному использованию оборудования и увеличению общего времени процесса. Во-вторых, случайное попадание частиц краски на поверхность ТЭНов приведет к ее обгоранию, при этом выделяются уже гораздо более вредные вещества, чем при нормальном запекании (вопрос об удалении этих веществ из объема печи рассмотрим ниже). Кроме того, это может привести к выходу ТЭНов из строя. В-третьих, нагретая поверхность ТЭНов является мощным источником инфракрасного излучения еще длительное время после их отключения, поэтому в печах с ручной загрузкой/разгрузкой рабочие неминуемо будут подвегратьсяэтим излучением при выполнении этих операций.
Следующий момент – температура наружных поверхностей. Температура любой поверхности, с которой в процессе работы возможен контакт людей, не должна превышать 45. ° С, в противном случае поверхность должна иметь ограждение. Этот же параметр важен и сточки зрения экономичности эксплуатации оборудования. Приняв в качестве примера печь с габаритными размерами 3 х 2 х 2 м, для которой обычно используется один калорифер установочной мощностью 30 кВт, мы получим величину тепловых потерь стенки, двери, пол и потолок печи порядка 200 Вт на каждый градус разницы температур между поверхностью печи и воздухом в цеху. При придельной температуре поверхности в 450°С и температуре воздуха в цеху 18°С, потери составят 5.4 кВт, или 28% от потребляемой мощности.
В процессе вентилирования внутренние стенки печи охлаждаются, однако их температура все равно остается выше допустимой. Поэтому категорически нельзя допускать применения технологий, при которых процесс разгрузки/загрузки деталей связан с проникновением людей внутрь печи (использование ручных тележек или подвешивание деталей на неподвижных крючках внутри печи). Как вариант возможно заложить в технологический регламент время ожидания охлаждения стенок до безопасной температуры, однако это приведет к неоправданным затратам времени на ожидание, энергии и опять же времени на повторный прогрев стенок. Да и как уже было сказано, люди не всегда выполняют предписания техники безопасности, не задумываясь о последствиях. Поэтому все печи производства фирмы «Политон» оборудуются элементами транспортных систем, позволяющими рабочему навешивать/снимать детали и закатывать/выкатывать снаряженную подвеску, оставаясь снаружи печи.
Правильно составленное техническое задание на разработку конструкции камер полимеризации должно содержать следующие сведения о режиме нагрева загрузки:
Для достижения высоких ТЭП печи конструктор в пределах заданных технологических условий режима термообработки должен стремиться к максимальному сокращению времени нагрева, так как часто за счет этого можно значительно сократить габариты и тепловые потери печи.
В печах с преобладающей ролью конвекции загрузка нагревается в основном за счет принудительной циркуляции воздушной или газовой атмосферы. При нагреве деталей тепло передается конвекцией за счет омывания газом поверхности загрузки – за счет продувания газа в промежутки между деталями.
Потребная мощность методической печи определяется как: Р’=Рпол+Рвсп+Рпот.
Установленная мощность печи определяется по максимальной потребной мощности с учетом коэффициента избытка мощности К: Руст=Р’К.
Избыток установленной мощности против максимальной потребной необходим по следующим причинам:
Для методических печей при прочих равных условиях рекомендуется принимать больший избыток мощности. При проектировании промышленных электрических печей сопротивления коэффициент К обычно принимается в следующих пределах: К=1,3-1,4 для печей с потребной мощностью 300кВт и выше; К=1,3-1,6 для печей с потребной мощностью 100-300кВт и К=1,3-1,8 для печей с потребной мощностью до 100кВт.
При выборе установленной мощности печи следует иметь в виду, что излишняя установленная мощность не только не дает повышения удельного расхода энергии, но, наоборот, в ряде случаев позволяет снизить расход энергии за счет возможности форсирования режима нагрева и сокращения длительности разогрева печи.
Иногда встречаются ошибочные утверждения о том, что алюминиевая краска на поверхности кожуха дает существенное снижение тепловых потерь печи. В действительности даже в идеальных условиях за счет алюминиевой краски температура поверхности кожуха возрастает лишь на 10-150С, что может дать теоретическое снижение тепловых потерь через футеровку печи на величину порядка 1-1,5%.
Основной смысл окраски электрических печей алюминиевой краской заключается в том, что она улучшает внешний вид оборудования.
В качестве средней мощности в период разогрева рекомендуется принимать 80% установленной мощности нагревательных элементов; этим учитываются падение напряжения в сети и старение нагревателей.
Для разогрева холодной печи qср обычно принимаются равными 50% тепловых потерь печи в установившемся тепловом режиме; при этом из тепловых потерь печи можно исключить потери излучением через открытые окна, поскольку печь обычно разогревается с закрытыми дверцами.
Анализируя условия распределения мощности в камере, следует различать два вида электрических печей:
В камере полимеризации для получения максимальной производительности и равномерности нагрева необходимо стремиться к равномерному распределению температуры по объему камеры.
Распределение общей установленной мощности между тепловыми зонами печи должно учитывать правильную и независимую компенсацию тепловых потерь различными участками печи и равномерное выделение полезного теплового потока различным участкам загрузки. При этом весьма важен правильный выбор основного направления полезного теплового потока из условий наивыгоднейшего восприятия тепла загрузкой для достижения максимальной равномерности и сокращения времени нагрева.
При распределении мощности печи по зонам необходимо избегать обеих крайностей – слишком большого количества зон с излишней коммутационной и регулирующей аппаратуры и чрезмерно малого количества зон в печах большой мощности, при котором мощность одной зоны выходит за рамки возможностей использования нормальных контакторов.
При наличии в печи нескольких отдельно регулируемых тепловых зон их потребная мощность определяется в результате теплового расчета печи. Однако в процессе расчета нагревательных элементов нередко оказывается целесообразным пересмотр распределения мощности между зонами для унификации применяемых сечений нагревателей и коммутационной аппаратуры.
Если мощности зон различаются существенно, например в 1,5-2 раза, следует проверить возможность применения одного сечения нагревателя за счет различных схем включения (одна ветвь в зоне меньшей мощности и две параллельные в зоне большей мощности). Аналогично этому при различии мощностей в 2,5-3 раза возможен вариант исполнения нагревателя зоны меньшей мощности в виде однофазной группы, а зоны большей мощности в виде трехфазной группы.
При определении величин установленных мощностей отдельных тепловых зон необходимо также учитывать возможности коммутационной аппаратуры, то есть величину магнитной станции и его определяющего аппарата – контактора. Рекомендуется выбирать мощности тепловых зон с таким расчетом, чтобы соответствующие контактор работал с током порядка до 80-85% максимально допустимого тока.
Более подробную информацию Вы можете получить прослушав семинары ( в том числе дистанционно ) на темы:
1) Техника Безопасности при проектировании и эксплуатации линии порошковой и жидкой окраски.
2) Современные порошковые краски, их подбор и оптимизация режимов напыления.
3) Составление технологических регламентов для процесса нанесения порошковых и жидких красок
4) Как сделать из подержанного оборудования почти новой (реконструкция и модернизация действующих участков)
Распылитель "Метеор-B-2C" производства компании "Политон" не уступающий по качеству своим Зарубежным аналогам "Wagner", "Gema",
ИННОВАЦИОННОЕ РЕШЕНИЕ
Моечный агрегат позиционный
Полный цикл подготовки поверхности за 6 мин.
Минимум занимаемых площадей
Подробнее...