Техника безопасности

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:

  • предельную скорость нагрева, если имеются технологические ограничения ее;
  • допустимые отклонения от заданной температуры нагрева к моменту его окончания;
  • допустимое превышение температуры поверхности загрузки от заданной температуры нагрева на короткое время перед началом выравнивания температуры по ее сечению;
  • время технологической выдержки после достижения заданной температуры и равномерности нагрева.
  • Время технологической выдержки после достижения заданной температуры и равномерности нагрева.

 

  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:

 

  • за счет колебания сетевого напряжения фактическая мощность печи уменьшается; так, при падении напряжения сети на 5% мощность печи уменьшается на 10%;
  • за счет так называемого «старении» нагревательные элементы увеличивают свое сопротивление, что ведет к уменьшению мощности печи; старение вызывается уменьшением активного сечения нагревателя вследствие поверхностного окисления, а также изменением с течением времени внутренней структуры нагревательного сплава;
  • для обеспечения возможности повышения производительности печи против расчетной за счет увеличения веса загрузки или сокращения длительности нагрева.

 

  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:

  • печи периодического действия;
  • печи непрерывного действия (методические).

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)

 

 

 

 

ВНИМАНИЕ новый распылитель "Метеор В 2С"


Распылитель "Метеор-B-2C" производства компании "Политон" не уступающий по качеству своим Зарубежным аналогам "Wagner", "Gema",

Подробнее...

Моечный агрегат (позиционный)

 

 ИННОВАЦИОННОЕ РЕШЕНИЕ

Моечный агрегат позиционный

Полный цикл подготовки поверхности за 6 мин.

Минимум занимаемых площадей

 

Подробнее...