铁路客车水性涂料喷涂室工艺设计和要求

来源 :装备维修技术 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangyanmin2008
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  摘 要:本文通过铁路客车使用水性涂料的依据和要求,制定出工艺流程,结合实际的生产纲领,计算出所需喷涂室的数量和类型;并从工艺、环保、消防、能源供应、验收等各方面提出客车水性涂料喷烘一体室的建造要求。
  关键词:客车;水性涂料;喷涂室
  引言
  为了贯彻“绿水青山就是金山银山”理念,各铁路客车造修企业相继对原涂装系统进行改造和升级,其中将溶剂性涂料改为水性涂料几乎是一致的方向和策略。
  水性涂料中的水代替了油漆中溶剂,保证了运输和贮存安全,减少对环境的污染。但水性涂料对喷涂及干燥环境的温湿度、风速要求较高。下面笔者简要介绍一下水性涂料喷涂及烘干室的工艺设计和要求,仅供大家参考。
  一、 铁路客车水性涂料喷涂和烘干室工艺设计
  1 设计依据
  通过对国家和地方相关环保标准,及铁路客车涂装方面的有关要求进行梳理,可以概括出如下要求:
  (1)客车车体涂层体系构成:
  侧端墙板外侧:底漆(60~80μm)+腻子(不超过3mm)+中涂漆(20~60μm)+底色漆(25~40μm)+清漆(40~60μm)
  车顶外侧:底漆(70~90μm)+底色漆(40~60μm)+清漆(50~70μm)或底漆(70~90μm)+实色面漆(60~80μm)
  车体内侧:车窗下缘以下及地板:底漆(60~80μm)+重防腐涂料(200μm以上)+阻尼涂料(3~5mm);车窗以上及车顶:底漆(60~80μm)+阻尼涂料(3~5mm)
  车底外侧:底漆(60~80μm)+重防腐涂料(200μm以上)+阻尼涂料(3~5mm)
  (2)水性涂料喷烘及干燥环境要求:水性涂料的施工喷涂场地环境温度为15℃~35℃,相对湿度为30%~75%。流平阶段风速0.3m/s~1.5m/s,烘干时风速0.5m/s~2.5m/s,烘干时间30min~60min,温度40℃~80℃。
  (3)时间要求:车体外表面钢结构除锈合格后,应在4h内完成钢结构第一遍底漆。
  2使用水性涂料的工艺流程和节拍
  根据以上要求及各涂料的施工特点,设计出铁路客车外部防腐涂装流程和时间节拍如下表:
  3 喷烘室数量计算及型式确定
  (1)由于受客车移车台等原有布局限制,工艺路线无法设计成环型,仍采用拉抽屉式的调车作业方式,所以如果建造喷涂和烘干分开式,则需要不停地在两室间进行调车,投资成本高不符合精益生产原则,所以将喷涂室设置为喷烘一体室。
  (2)从上表得出,客车防腐涂装阶段,每辆车需要10.5小时,装饰阶段,每车需要9.7小时,公司目前的客车检修生产纲领为2辆/日。为节省投资费用,充分利用设备,防腐阶段和装饰阶段各设计2个喷烘一体室,充分利用中午休息时间,防腐阶段安排白、夜班作业,白班工作8小时,夜班作业4小时间。装饰阶段安排白班作业,适当延长工作时间。
  (3)防腐喷涂和烘干作业时间节拍如下图:
  (4)装饰涂装喷烘室时间节拍如下图:
  二、客车喷烘室技术要求
  (一) 设备设计及布置要求
  1.设计要求
  1.1环保、劳动卫生、消防、安全、照明等须符合国家及行业相关要求,环保还须符合甲方的环评要求,并提供第三方检测报告。
  1.2其他要求
  (1)所有配套件、材料及电器元件均为新品,符合相关国际或国家标准。
  (2)喷烘室建于室内,所用材料均为不燃材料。
  (3)设备及仪表的金属构件除了机械加工装配表面和电镀表面外均进行防锈处理和涂装,度量单位采用国际单位制,仪表经过首次计量,附计量报告。仪表的设计制造和试验符合国际工业标准ISO及国际电工标准IEC。
  (4)各种管路元件、电气元件设备悬空布置的,增加维修平台。
  (5)喷烘室外表面颜色为RAL9002灰白色,外露的柱体为灰色,其它梯台、管线、外露零部件等按国标涂色。
  (6)送排风源设新风电动风阀、排风电动风阀,当设备停止工作时风阀关闭。
  (7)蒸汽管道按要求包保温材料,外包一层镀锌钢板。
  (8)设备的选型不得选用《高耗能落后机电设备(产品)淘汰目录》、《部分工业行业淘汰落后生产工艺装备和产品指导目录》中禁止和淘汰的产品。
  (9)节能措施满足国家标准,严禁使用已淘汰产品,鼓励使用节能产品。
  (10)工业管路内外部涂打符合甲方规定的颜色及流向标识。
  2.设备布置要求
  2.1喷烘室的吸风口及排气口在布置时,应避免排气口排出的气体被吸风口吸入,并确保雨水不被吸入。
  2.2喷烘室的附属设施、空气净化系统等布置时应统筹考虑、合理安排,既要便于操作使用,又要便于维护修理。
  2.3各设备的维修、保养、更换有足够的空间。
  2.4有高度在2米以上的操作及维修平台均设不低于1.2米高防护栏杆。
  2.5所有人员进出门都设闭门器,安装泄爆锁,并避开操作区。
  (二)设备质量要求
  1.喷烘室
  1.1室体满足27 (L)×3.1m (W)×4.6m (H)車辆喷涂需要。
  1.2室体
  厚度满足保温要求,表面处理满足防腐要求,中间填充材料为不燃材质。整体耐温400℃以上,结构上完全消除热桥,保温和隔声性能优良,防火等级A级,隔音量≥21.5dB,整体性能的维护周期大于10年;室体寿命期大于20年。
  室体钢结构骨架材料及结构须满足强度要求。
  室体整体美观、耐用;强度、刚度、稳定性、保温性、密封性、抗冲击性、抗震性达到国家或行业标准。室体钢结构须防火、防腐。   1.3门
  在东端设置手动对开折页门,净开度为W3900×H5100mm;室体的两侧各设置2套净开度W900×H2000mm的安全门。门顶部、底部、两侧及门板之间采用密封结构。
  在高度1300mm-1800mm的高度范围内设玻璃观察窗,净透光尺寸635mm×245mm,双层钢化玻璃。
  安全门向外开,带机械压力锁及自动闭门器,当室体压力超过100Pa时能自动往外打开并泄压。
  1.4地板格栅便
  地板格栅便于拆卸、维修和清理,间距满足行走,有耐磨防蚀功能;承重不小于200kg/m2。
  1.5照明装置
  喷烘室侧顶和腰部设嵌入式防爆照明灯箱,防爆等级不低于IP55,灯管采用LED灯管,室内照度≥500LX,照度均匀。照明灯具分组控制。
  在大门及安全门上部设置防爆应急照明灯。
  大门前端顶部设置警告灯,绿灯亮时为正常工作状态,红灯亮时为故障状态,灯灭时处于停止使用状态,且有文字显示相应状态。
  1.6送、排风及加热系统
  采用上送下吸式,沿室体分4段控制,每组单独控制。喷烘房为微负压。风道和风机上有降低热损失及减少燥音的措施。所用过滤材料为阻燃材料,耐温≥100℃,耐湿100%,过滤后空气清洁度5μm以上尘埃应全部除去,3~5μm尘埃应少于100个/cm3,尘埃量不超过1.5mg/ m3。过滤材料须更换方便,顶棉能够整卷铺设。
  送、排风系统配变频器,设风速传感器,自动检测和调整风速。喷涂及流平时有载风速应在(0.3~0.5)m/s范围内调整,烘干时风速(0.5~1)m/s内可调。
  送、排风机为防爆型,排风箱体设室内防爆照明灯。排风道距地面高≥15米,设置防火阀。
  采用蒸汽换热方式对喷烘室进行加温,蒸汽压力为1.4公斤。喷涂和流平时室内温度不小于20,烘干时不小于40℃,烘干温度维持在40℃以上。从室温(冬季0℃)升到20℃,及从20℃升到40℃,升温时间均不超过30min。
  风机模块设计为完整的室体结构,设有检修门,内部有足够的作业空间。室体坚固、密封、保温、方便维修。
  1.7漆雾及废气处理系统
  喷烘室轨道两侧和中间均设置排风沟。
  漆雾处理采用玻璃纤维+折流滤纸方式,漆雾过滤效率≥99%。经至少二级处理后的废气应满足国家规定的排放标准,两个喷烘室的废气排放最终汇成一个排放口。两个喷洪室独立运行,互不干涉和影响。配备防止烟气倒灌措施。
  废气处理设施前后的排风道上均预留废气检测口,并配装采样平台及楼梯。采样口避开烟道弯头和断面急剧变化部位,避开涡流区及对测试人员操作有危险的场所,采样带有防止废气外溢的盖板或堵头。
  1.8安全、报警系统
  设置压力检测系统、可燃气体检测报警装置、手动消防报警系统。
  压力检测系统检测静压室、回风系统的压力、地下风沟的压力。当压力超过设定值时,具有异常报警功能,并强制停机。
  室内设可燃性气体浓度自动检测报警装置,采用Ⅱ级报警机制。当其浓度达到安全下限25%时,自动声光报警,并强制转换为喷涂状态;当浓度达到安全下限50%时,将持续自动报警并立即自动停止设备运转。
  在每个喷烘室内安装一套防爆警铃,每套警铃包括二个手工按钮,一个声光报警仪。声光报警仪安装在大门外侧顶端,一个手工按钮安装在安全门外,一个安装在喷烘室外明显且易操作位置。
  喷烘房电气设备、照明符合1(Q-2)级防火、防爆要求,所有配線须穿管。所有金属件有可靠的电气接地;
  每套大门附近各设置1套静电导出装置。
  室外的烟囱有可靠的避雷接地装置。避雷接地、静电导出接地、电气接地等按相关规范配置。
  喷烘室满足GB50016《建筑设计防火规范》中防火类别甲类,耐火等级一级要求;按GB50140《建筑灭火器配置设计规范》要求中的中危险级配备灭火器材。
  按相关标准为整个工程设安全标志。
  2.三维工作台
  2.1每个喷烘室两侧各设一套全新三维工作台。
  2.2三维工作台主要技术参数
  2.3结构性能及控制要求
  两侧工作台单独控制,操作者既能在工作台上控制,又能在地面上控制。
  所有电机均为防爆型,控制元件均为防爆元件。
  轨道两端加装工作台行走极限装置,设上升和下降、收缩和伸张限位。
  在操作台上用脚踏开关控制沿轨道方向行走,手动控制平台的伸缩及升降。同时还能手动控制送、排风的启动和停止。
  接线采用耐高温防火阻燃线,行走托链在室体侧墙中部。
  工作台面防护栏高度不低于1.2米。
  2.4三维工作台设有在任何情况下都不会伤害操作者人身安全的保障措施;具有防止工作台撞到端墙的保护措施。
  当三维工作台宽度方向未完全收回时,不能沿车厢长度方向移动。当三维工作台处于车长范围内而高度方向未升到车顶时,不能沿车宽方向伸出,以保障车厢安全。
  3.电控系统
  3.1总体要求
  每套喷烘室配置一套电控柜,包括控制柜和电源柜,控制柜内单独设置照明控制开关和升降台总电源开关。控制柜内设防雷保护装置。
  每个电源柜配备电度表。
  控制系统配备一套西门子PLC控制系统和一台昆仑通态10寸以上的液晶触摸屏,并配有编程器、编程电缆、编程软件等。液晶触摸屏设置在两喷烘室夹道的东端部位。
  PLC的输出口能控制设备的运行、三维工作台的运行位置和状态显示、送排风阀对应开度显示、大门开关显示、过滤材料压差显示及送风温度显示(包括设置温度和喷烘室内实际温度)。
  控制柜操作台上设急停开关、设备控制系统电源指示灯、设备故障报警指示灯及消防报警指示灯。
  各电机回路中配低压断路器,热继电器等保护元件,进行电机的短路保护和过载保护。正常运行时,有绿色信号灯显示;发生故障时,有声光报警。
  设备启动时对电网的冲击,压降不能超过10%。
  3.2控制系统的功能
  (1)通过触摸屏可以设定和修改运行时间、温度、风速等参数,控制喷烘室启动和停止,并对各机组设备进行控制。
  (2)控制系统有多功能自动转换功能,在控制操作台上能实现喷涂、烘干等分段控制、分组控制等自动转换功能操作,及不同区域送排风量的控制等。当设备状态转换时,各个有关自动阀门能自动转换。
  (3)在喷涂状态下,自动完成喷涂过程中包括进风风阀,喷烘转换,送风机系统,排风机系统,加热系统等的全部程序动作。
  在烘干状态下,自动完成烘干过程中的喷烘转换,送风机系统,加热系统和温控系统的全部程序动作,并实现自动控温。可设定烘干时间,烘干温度,恒温定时,显示烘干剩余时间等参数。
  (4)控制系统应有故障报警和自动检测功能,如过流报警、电源缺相、电压过高或过低、排风机故障、送风机故障、温度故障、准确的故障报警点提示等。设备出现故障时,系统自动检测故障,立即声光报警,同时显示相关机组的故障状态,并关掉故障机组的所有设备机。
  3.3控制方式有三种;自动控制,手动控制,机械应急控制。
  操作者通过触摸屏设置参数,自动控制各台设备的运行。
  操作者能够对单台设备某个机组进行手动启停。当自动控制系统故障时,能够实现手动开启风机、关门、控制台上的按钮、指示灯等简单作业,维持生产。
  在紧急情况下,可直接按动停止按钮,停止所有设备的运行。
  3.4其他
  电气柜外壳可靠接地。电缆选型规范,考虑耐温、载流等因素。最小线径不小于1平方。布线合理清晰,便于维修、更换。
  结束语:
  铁路客车水性涂料喷烘室工艺设计涉及到房屋建筑、能源供应、废气处理、消防安全、智能控制等各个方面。以上仅是本人一些粗浅的经验,供大家参考。
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