某前處理除渣設(shè)備效能探究

鄧翔天 李保亮 張磊

摘 要：影響面漆后一次性交檢合格率的因素，多為電泳顆粒打磨后的黑點。電泳車身的小顆粒主要來自于隨車攜帶的焊渣、鐵屑、空氣顆粒、磷化渣、電泳漆渣以及烘干爐渣等。前處理脫脂區(qū)域的除渣系統(tǒng)運轉(zhuǎn)效率直接影響電泳車身質(zhì)量和槽液潔凈程度。

關(guān)鍵詞：前處理;除渣系統(tǒng);車身質(zhì)量;鐵屑;焊渣

中圖分類號：U461.99? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B? 文章編號：1671-7988（2020）13-198-04

Research Of Pretreatment Cleaner Equipments Effectiveness

Deng Xiangtian， Li Baoliang， Zhang Lei

（FAW-Volkswagen Automotive Co.， Ltd， Chengdu Branch， Sichuan Chengdu 410100）

Abstract： Impact of first passing rate of defects， mostly for electrophoretic particle polished black spots. Small particles of electrophoretic body mainly from onboard welding slag， iron， air particles， phosphate slag， slag and electrophoretic paint drying slag and so on. Skim slag processing area before the operation efficiency of the system directly affects the electrophoresis bath body mass and cleanliness.

Keywords： Pretreatment; Cleaner; equipments; Carbody quality; Iron filiings; Welding slag

CLC NO.： U461.99? Document Code： B? Article ID： 1671-7988（2020）13-198-04

引言

目前，除去纖維之外，制約涂裝車間產(chǎn)能與車身質(zhì)量的主要缺陷為打磨后的黑點缺陷，此類缺陷嚴(yán)重影響一次交檢合格率，必須進(jìn)行下線點修補甚至返修準(zhǔn)備后重噴面漆，耗費大量工時和成本。其中，電泳車身的小顆粒不僅占面漆后總?cè)毕輸?shù)的30-40%，也是黑點缺陷的主要來源。

電泳車身的小顆粒主要來自于隨車攜帶的焊渣、鐵屑、空氣顆粒、磷化渣、電泳漆渣以及烘干爐渣等。前處理脫脂區(qū)域的除渣系統(tǒng)運轉(zhuǎn)效率直接影響車身質(zhì)量和槽液潔凈程度。

1 設(shè)備及現(xiàn)場概況

1.1 旋液分離器

旋液分離器是一種工業(yè)用大流量的固液分離裝置，利用離心分離的原理工作。現(xiàn)場使用的旋液分離器是模塊化產(chǎn)品，均采用相同型號的旋液單元。每個旋液單元上下口均有一個小的橡膠密封圈，保證與支持鋼蓋空隙間密封良好無液體旁通逸流，經(jīng)過離心作用較液體更重的固體小顆粒由旋液單元下方出口分離，分離出的固體積累在底部錐形斗處，由電子氣動閥門控制排放，旋液分離器具體結(jié)構(gòu)如圖1所示：

據(jù)廠家分離曲線圖（圖2），現(xiàn)場使用的旋液分離器設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為：單根旋液單元流量為10m3/h，對粒徑在40μm（不含）以上的固體顆粒分離率能達(dá)到100%，對粒徑15μm及以上的固體顆粒分離率能達(dá)到50%及以上。

旋液分離器是全自動、大流量的高效固液分離設(shè)備，是整個前處理除渣系統(tǒng)最主要除渣設(shè)備。

1.2 磁性過濾器

磁性過濾器是連接在旋液分離器之后的用于過濾細(xì)小鐵屑焊裝的設(shè)備。

磁性過濾器自動清洗時，內(nèi)置磁棒會被液壓裝置舉升，使內(nèi)部的鋼制磁棒套消磁，再由底部噴嘴沖洗磁套，排除殘液，達(dá)到清潔目的。

磁性過濾器同旋液分離器一樣，也是全自動化的大流量設(shè)備，但設(shè)備的處理負(fù)荷小于旋液分離器。故而，當(dāng)旋液分離器出現(xiàn)異常導(dǎo)致清液鐵屑量過大時，會影響磁性過濾器的過濾效果和設(shè)備功能。

1.3 袋式過濾罐

袋式過濾罐不僅是現(xiàn)場應(yīng)用最廣泛的除渣設(shè)備，也是工業(yè)上應(yīng)用相當(dāng)廣泛的一種技術(shù)成熟的除渣設(shè)備。

袋式過濾罐的優(yōu)點在于：設(shè)備簡單、易于維護(hù);過濾精度和效果可通過選用不同型號的過濾袋進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。

而袋式過濾罐也有著自身的局限性：處理負(fù)荷小，濾層達(dá)到一定厚度后會降低過濾袋的通過性，須更換過濾袋;頻繁更換，經(jīng)濟實用性低。

1.4 紙帶過濾器

紙帶過濾器的原理與袋式過濾相同，同時為應(yīng)對大流量處理的優(yōu)化設(shè)計：將人工更換的過濾袋轉(zhuǎn)換為可自動更換的紙卷帶?，F(xiàn)場使用的紙帶過濾器為了加大過濾量，還增加真空負(fù)壓設(shè)計，利用負(fù)壓加快濁液的通過。

紙帶過濾器在除渣系統(tǒng)中屬于附屬設(shè)備，負(fù)責(zé)回收利用旋液分離器排出的含大量固體渣的濁液和磁性過濾器去除鐵屑后的濁液，起到化學(xué)品環(huán)保利用、成本優(yōu)化的作用。

1.5 磁滾

磁滾的主體部件是一個磁性的輪滾，是磁性過濾器的附屬設(shè)備，負(fù)責(zé)處理磁性分離器排出濁液中的鐵屑，經(jīng)磁滾處理后的清夜排向紙帶過濾器回收利用。

1.6 脫脂區(qū)槽體鐵屑堆積

目前，整個前處理除渣系統(tǒng)面臨的問題的直觀反映是：前處理脫脂區(qū)槽體堆積了大量的鐵屑，其中以脫脂一區(qū)槽體鐵屑堆積量最大，達(dá)到每兩周積累300-400kg，脫脂二、三區(qū)總量在200kg左右。

造成這個現(xiàn)象的可能原因有2個：

（1）前處理除渣系統(tǒng)效能不足，無法處理前處理系統(tǒng)中如此大量的鐵屑焊渣，最終導(dǎo)致槽液含渣量大，在經(jīng)過槽底靜流區(qū)時導(dǎo)致槽液中懸浮的鐵屑焊渣等雜物沉積。

（2）槽底循環(huán)的流量不足，使槽液中鐵屑焊渣因流速減緩后自然沉降堆積。

槽底堆積大量鐵屑，說明整個前處理脫脂系統(tǒng)處在一個不正常的運行狀態(tài)。

同時，清理槽底堆積的鐵屑，也會耗費很多不必要的人力物力和時間。

1.7 電泳顆粒影響面漆后質(zhì)量

電泳后車身上的細(xì)小顆粒，由于顆粒粒徑過?。?0-60μm），且電泳層光澤度低，難以被觀察發(fā)現(xiàn)。經(jīng)過面漆之后，顆粒粒徑增加（色漆層40μm厚，罩光層80μm厚）且罩光層光澤度高，使該類缺陷易于被發(fā)現(xiàn)。但是這類缺陷經(jīng)過打磨后，往往會形成難以消除的黑色點狀缺陷（俗稱黑點），必須進(jìn)行下線點修補補漆修復(fù)甚至整車返回面漆補漆，這嚴(yán)重影響了生產(chǎn)的工時和一次性交檢合格率，在一定程度上制約了產(chǎn)能。

而傳統(tǒng)的5A工藝的中涂層光澤度高，該類缺陷在面漆前易于辨認(rèn)識別，且涂層對該類小顆粒的覆蓋能力較強，故此類問題并不如2010工藝突出。

目前這種電泳后的車身顆粒缺陷占面漆后總?cè)毕莸?0%，根據(jù)顯微鏡觀察打磨后的缺陷發(fā)現(xiàn)主要是焊渣、鐵屑一類的金屬小顆粒。粒徑在10μm以上的顆粒經(jīng)過電泳層20μm、色漆40μm、罩光80μm的覆蓋后（因涂層覆蓋在顆粒周圍，故膜厚對粒徑增加的效果可能翻倍），均可能形成粒徑超過100μm的顆粒缺陷。

而前處理脫脂區(qū)的噴淋、槽液潔凈度和這類缺陷直接相關(guān)。

2 焊裝不擦車實驗

6月16日至28日，焊裝車間為了驗證焊裝的棉擦布對車身纖維的影響，停止對車身進(jìn)行擦凈，導(dǎo)致車身攜帶的鐵屑焊渣量急劇增加，車身質(zhì)量變差。其中6月23日，NCS試用新型號的粘性擦布擦凈。

2.1 焊裝不擦車實驗數(shù)據(jù)

2.1.1 白車身潔凈度變化趨勢

NCS、NF在不擦車實驗期間，白車身潔凈度變差，實驗期間白車身潔凈度平均值NCS為20.7g，NF為11.5g，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過平時的量，說明車身攜帶的鐵屑焊裝量也大大增加。

2.1.2 電泳車身焊渣鐵屑變化趨勢

電泳后車身焊渣鐵屑類缺陷的數(shù)量在不擦車后急劇增加，平均值由之前的5.2個增加至12.1個。

2.1.3 槽體沉積鐵屑量變化

焊裝不擦后，車身攜帶鐵屑量明顯增加，導(dǎo)致槽體沉積鐵屑也明顯增加。

2.2 實驗結(jié)論

通過此次實驗同平時的狀態(tài)進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，在前處理除渣系統(tǒng)效能不變的情況下，增加輸入系統(tǒng)的鐵屑量，槽液潔凈度變差、鐵屑含量增加，槽底堆積的鐵屑量增加，電泳后車身質(zhì)量變差、鐵屑焊渣類缺陷明顯增加，對生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)量有較大的影響。

該實驗表明，前處理除渣系統(tǒng)的效能難以應(yīng)對前處理含渣量增加的變化，除渣系統(tǒng)的效能可能存在不足的風(fēng)險，有待進(jìn)一步優(yōu)化。

3 廠家、規(guī)劃調(diào)整除渣系統(tǒng)實驗

7月17日至27日，除渣系統(tǒng)經(jīng)廠家優(yōu)化、規(guī)劃調(diào)整部分運行條件后，實驗運行。

3.1 實驗調(diào)整項

實驗調(diào)整的具體內(nèi)容如下：

（1）拆檢磁性過濾器，對磁性過濾器進(jìn)行徹底清潔。

（2）拆檢旋液分離器，對旋液分離器進(jìn)行徹底清潔，并更換新的密封圈，更換破損的旋液單元。

（3）利用堵件封堵旋液分離器鋼架板圓孔，減少旋液單元數(shù)量，增加剩余旋液單元通過流量——

①脫脂一區(qū)換熱循環(huán)有1個旋液分離器，不添加堵件;噴淋循環(huán)有2個旋液分離器，只對其中一個添加6組堵件。

②脫脂二區(qū)換熱循環(huán)有1個旋液分離器，添加堵3組堵件;噴淋循環(huán)有3個旋液分離器，每個均添加1組堵件。

③脫脂三區(qū)換熱循環(huán)有1個旋液分離器，添加2組堵件;噴淋循環(huán)有3個旋液分離器，每個均添加1組堵件。

（4）將脫脂一底部噴淋閥門全部打開，增加槽底流量。

（5）磁滾故障，備件未到，停用，磁性過濾器來液排地溝。（臨時措施）

3.2 實驗數(shù)據(jù)

3.2.1 電泳車身焊渣鐵屑變化趨勢

電泳車身的焊渣鐵屑量在實驗期間增長明顯，平均值由實驗前的6.5個增加至8.7個。

3.2.2 電泳車身內(nèi)外表面缺陷變化確實

實驗期間，電泳車身內(nèi)表面缺陷明顯增加，外表面缺陷較為穩(wěn)定，變化不大。

3.2.3 修飾工段抱怨缺陷

實驗期間，修飾工段抱怨前處理電泳的重點缺陷中，焊渣鐵屑類缺陷比例和數(shù)量明顯增加。

3.2.4 除渣系統(tǒng)產(chǎn)渣量對比

實驗期間，紙帶過濾器產(chǎn)渣量明顯增加，脫脂一槽體堆積鐵屑量明顯減少。

實驗期間生量為11919臺，平常的兩周生量為15772臺，結(jié)合除渣系統(tǒng)產(chǎn)渣量，實驗期間除渣系統(tǒng)單車出去的量為25.13g，平常為31.38g，相差近20%。

說明實驗期間，槽液潔凈度不佳。

3.2.5 前蓋焊渣包缺陷增加

如圖3所示，此類缺陷可能導(dǎo)致AUDIT的B類項扣分。這類缺陷可能會在前處理電泳的過程中，因車身翻轉(zhuǎn)導(dǎo)致槽液中的鐵屑進(jìn)入前蓋而形成。

實驗前，NCS的前蓋焊渣包缺陷穩(wěn)定在40-50個，NF穩(wěn)定在30-40個。自開始實驗后，NCS的前蓋焊渣包缺陷增長至60-70個，NF增長至40-50個，期間還有一個此類缺陷的B類項，焊裝也應(yīng)該進(jìn)行問題反饋、抱怨。

3.3 實驗結(jié)論

根據(jù)為期10天的實驗，經(jīng)數(shù)據(jù)分析，得出如下結(jié)論：

（1）車身內(nèi)表面質(zhì)量明顯下降，車身焊渣鐵屑數(shù)增加34%，內(nèi)表面缺陷數(shù)增加40%。

（2）前蓋焊渣包在實驗期間明顯增加，可能與實驗有關(guān)。

（3）脫脂一槽底堆積的鐵屑量明顯減少，開啟底部噴淋增加底部液體流量對清理鐵屑堆積有明顯的作用。

（4）完全開啟底部噴淋后，脫脂一洪流的流量和壓力被攤低，若長期執(zhí)行，可能對生產(chǎn)造成不利影響。

（5）車身內(nèi)表面質(zhì)量的下降、車身焊渣鐵屑的增加、除渣系統(tǒng)單車除去渣量的下降以及前蓋焊渣包的增多，說明開啟底部噴淋后，雖然大部分槽底堆積的鐵屑被除渣系統(tǒng)除去，但仍有不少殘存槽液中，通過循環(huán)、噴淋被帶入車身，影響車身質(zhì)量。

（6）在除渣系統(tǒng)能力（分離粒徑和分離比例）沒有進(jìn)一步地本質(zhì)變化之前，開啟底部噴淋雖然可以減少槽底堆積的鐵屑，但是會嚴(yán)重影響車身質(zhì)量，并且大量缺陷的產(chǎn)生也會增加后面工序的工作量，影響生產(chǎn)節(jié)拍。

（7）若需要長期開啟底部噴淋，應(yīng)為其配置相應(yīng)的噴嘴和流量泵，保證其他系統(tǒng)的正常運行。

4 結(jié)論

經(jīng)過對除渣系統(tǒng)較若干實驗以及對車身質(zhì)量長期跟蹤，針對前處理除渣系統(tǒng)得出如下結(jié)論：

（1）除渣系統(tǒng)能除渣，但在現(xiàn)有生產(chǎn)條件下，能力略有不足。焊渣不擦車實驗和廠家調(diào)試實驗時開啟底部噴淋，對除渣系統(tǒng)來說均增加了輸入系統(tǒng)的鐵屑量，其結(jié)果均導(dǎo)致車身質(zhì)量明顯下降。

（2）開啟底部噴淋可以明顯改善槽底堆積鐵屑的問題，但在除渣系統(tǒng)能力得到提升前開啟，會嚴(yán)重影響車身質(zhì)量。

（3）若長期開啟底部噴淋，需要為其配置相應(yīng)的噴嘴和流量泵。

（4）若旋液分離器效能提高，槽液潔凈度提升，可有效減少過濾袋使用，節(jié)約生產(chǎn)成本。

（5）若旋液分離器分離率提高，排出的殘渣僅含微量液體成分，也可減少紙帶濾紙的使用，節(jié)約成本。