提升7000型電驅(qū)壓裂VFD房表面油漆質(zhì)量

江蘇廣義牽引技術(shù)研究所有限公司 周宏兵

壓裂是人為地使地層產(chǎn)生裂縫，改善油在地下的流動環(huán)境，使油井產(chǎn)量增加，對改善油井井底流動條件、減緩層間和改善油層動用狀況可起到重要作用。在我國頁巖氣和深井/超深井的勘探開發(fā)方面，隨著壓裂工藝向高水平、大排量、大砂量、高砂比和深井方向發(fā)展，國內(nèi)壓裂裝備的研發(fā)也必然會向高壓力和大排量方向發(fā)展。由于受到了井場環(huán)境和道路交通的影響（轉(zhuǎn)彎直徑可小于20m，便于拖車運(yùn)輸），再加上國家對于整車的質(zhì)量和外形尺寸有嚴(yán)格的要求等，使得車載式壓裂車的研發(fā)受到了很多的限制，VFD（Variable Frequency Drive，意思是變頻驅(qū)動，主要用來控制交流變頻電機(jī)，VFD房是石油油氣壓裂的核心房體）房集成在集裝箱內(nèi)的模式，是未來電驅(qū)壓裂的主流。

目前7000馬力的電驅(qū)壓裂泵系統(tǒng)是國內(nèi)最大功率等級的壓裂設(shè)備，其VFD房及房內(nèi)的主要有大功率移相變壓器、變流器、PLC柜等高精尖且貴重的設(shè)備。VFD房作為防護(hù)等級較高的室外使用的設(shè)備外殼，經(jīng)常被搬運(yùn)到各種復(fù)雜的自然環(huán)境中使用。本研究從改善油漆質(zhì)量的角度來提升產(chǎn)品的防腐能力，研究的目的是：改變大家對油漆質(zhì)量的觀念；健全、完善公司內(nèi)部的油漆規(guī)范；通過對整個過程的改善能使整個油漆過程在可控狀態(tài)，符合規(guī)范要求；提升7000型電驅(qū)壓裂表面油漆質(zhì)量。

1 改善權(quán)重分析

過程流程圖。SIPOC圖又稱高級過程流程圖，用來描述企業(yè)的現(xiàn)有工作流程，它以簡潔的形式表現(xiàn)了一個流程的結(jié)構(gòu)和概況，為后續(xù)的分析及研究奠定了基礎(chǔ)。SIPOC圖的名字來源于五個元素：供應(yīng)商((Supplier)。指向流程提供關(guān)鍵信息、材料或其他資源的人與團(tuán)體；流程的輸入(Input)。指提供給流程的信息、材料和其他資源，即供應(yīng)商提供的東西；流程(Process)。指將輸入轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵龅囊幌盗性鲋祷顒?；流程的輸?Output)。指流程所產(chǎn)生的最終產(chǎn)品或服務(wù)；顧客(Customer)。指接受流程輸出結(jié)果的個人、團(tuán)體或其他流程。根據(jù)輸出目標(biāo)要素Y，通過過程列舉輸入端的人、機(jī)、料、法、環(huán)、測相關(guān)因子X。

表1 輸入要素是否可控分析表

表2 因果矩陣

2 過程分析

箱體表面光潔度在實(shí)際噴漆過程中分為兩類，一類是非機(jī)加工面，其粗糙度為70μm以上；一類是機(jī)加工面，其粗糙度在40μm以下，現(xiàn)場隨機(jī)選取部分機(jī)加工面粗糙度均在10μm左右。在廠內(nèi)的噴漆區(qū)域，噴漆前會對加工面進(jìn)行粗糙度加大處理，再進(jìn)行底漆、面漆的噴涂作業(yè)。然而實(shí)際的處理效果相當(dāng)不理想：砂紙機(jī)打磨箱體表面或直接手工打磨，由于箱體都是鋼板材料（如Q235等）砂紙?zhí)幚砝щy，效果很差。根據(jù)我司的廠內(nèi)油漆規(guī)范要求，噴漆前的表面粗糙度等級應(yīng)大于等于GB/T13288-91中規(guī)定的“中級”。

從改變工藝的角度來考慮這個問題，根據(jù)與工藝部門溝通的結(jié)果，目前的箱體加工處理流程是效率極高的，對于箱體中分面加工的處理可考慮改變，但斷面的加工面處理辦法暫時沒有。模擬機(jī)加工光面油漆涂裝試驗(yàn)的工藝試驗(yàn)流程如下：樣板機(jī)加工、粗糙度檢測、清洗、底漆調(diào)配、噴涂底漆、面漆調(diào)配、噴涂面漆、漆膜檢測。

清洗方式：清洗劑刷洗+紙擦拭+清洗劑刷洗+紙擦拭+清洗劑刷洗+紙擦拭，至少3輪；表面清潔度狀態(tài)：呈現(xiàn)金屬亮白光澤，目測表面無油跡，擦拭紙表面基本上無變化；防護(hù)方式：用紙膠帶將不需實(shí)驗(yàn)部位、背部編號部位防護(hù)；油漆調(diào)配和噴涂：調(diào)配。選用調(diào)配桶倒入基料，鋼尺測量深度11cm。再倒入固化劑，鋼尺測量深度12cm?；?。固化劑=9.9：1（油漆配比要求9:1，接近合格，也從側(cè)面反映用鋼尺調(diào)配油漆是存在誤差的；干膜厚度：每個實(shí)驗(yàn)樣板隨機(jī)測量5個點(diǎn)，記錄干膜厚度。對比分析結(jié)果如表3。

表3 試驗(yàn)樣板測試結(jié)果

從霍利斯樣板測試結(jié)果測量值來看，樣板附著力數(shù)值符合要求（≥5MPa）；從整體來看呈現(xiàn)粗糙度值越大、附著力值越高的趨勢；同一塊樣板，附著力值出現(xiàn)高、低落差變化現(xiàn)象；熱處理拋丸處理的粗糙樣板，附著力值明顯高于加工光面樣板。

試驗(yàn)結(jié)果討論：油漆對光面的附著力值會出現(xiàn)高、低落差現(xiàn)象；樣板容量少且實(shí)驗(yàn)過程得出的結(jié)果不具備廣泛性，不能代表所有的產(chǎn)品狀態(tài)，不能應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。絕大部分油漆在涂覆前需對底材進(jìn)行拋、噴丸等機(jī)械表面處理，形成一定的粗糙度，非常有益于油漆的附著性能。在機(jī)加工光面清洗后直接涂覆油漆風(fēng)險(xiǎn)高，一定時間后易出現(xiàn)質(zhì)量問題。若無法進(jìn)行機(jī)械表面處理且需做漆的情況下，可向油漆供應(yīng)商咨詢采用對光面附著力強(qiáng)的油漆進(jìn)行打底實(shí)驗(yàn)。

試驗(yàn)后的改善措施：結(jié)構(gòu)優(yōu)化，外露非安裝加工面越少越好、越小越好；外露非安裝加工面進(jìn)行拋、噴丸機(jī)械表面處理，形成一定的粗糙度?；蛘呤沁x用強(qiáng)力、硬的打磨工具進(jìn)行打磨拉毛粗糙，原則上越粗糙越好。外漏非安裝加工面選用附著力強(qiáng)的油漆進(jìn)行打底；不同涂層的油漆涂料盡量選用同一品牌；后一道油漆涂裝需待前一道油漆干透后再進(jìn)行砂磨、做漆，避免不同涂層油漆的收縮張力不同而互相影響。建議從結(jié)構(gòu)、表面處理、打底油漆等方面多管齊下進(jìn)行改善，雖然會增加加工難度、材料成本，但從質(zhì)量角度來看是可行的，尤其是機(jī)械表面處理是最直接有效、最省成本的措施。

3 其它改善

箱體表面清潔度。主要取決于清潔劑的選用、清洗工藝和操作人的責(zé)任心。清洗工藝規(guī)定需達(dá)到GB/T 18570.3-2005中灰塵尺寸等級＜2級。具體在實(shí)際操作過程中箱體表面會清洗多少次、清洗效果如何，均由操作人員自行判斷并作自檢單記錄，沒有質(zhì)量部檢查員作區(qū)別判斷。查記錄都為合格記錄，實(shí)際的可控性和符合性較低；油漆環(huán)境。主要為濕度因素，溫度因素可延長晾干時間來彌補(bǔ)。由于目前油漆作業(yè)為空間開放式，濕度不便控制。目前的方案是選取傍晚濕度較小時進(jìn)行油漆作業(yè)，但由于實(shí)際情況工期較緊、員工上班時間等因素，濕度的考慮很少。

晾干時間。油漆的晾干時間達(dá)標(biāo)是油漆完成的最后一道工序的要求，也是相當(dāng)重要的步驟。實(shí)際執(zhí)行過程中普遍默認(rèn)的油漆晾干時間為7天，也是檢查員檢驗(yàn)判斷是否可出廠的標(biāo)準(zhǔn)時間。在天氣較冷、溫度偏低時，7天晾干時間完全不能滿足實(shí)際要求，檢查員對附著力的抽檢形同虛設(shè)，抽檢周期不能覆蓋所有。改進(jìn)后的檢查方案：每7（可變）天隨機(jī)抽檢三處做漆時間超過7天部位，對其機(jī)加工面進(jìn)行附著力檢測，100%合格率的情況下確認(rèn)做漆時間大于等于7天；油漆材質(zhì)相容性。不同品牌油漆的成分、含量均有差異，在廠內(nèi)外油漆規(guī)范中明確規(guī)定，使用不同品牌的油漆需提供油漆相容性試驗(yàn)報(bào)告。但目前沒有提供此類報(bào)告可證明三種油漆混合使用對油漆附著力的影響有多少，故在內(nèi)部推行油漆品牌統(tǒng)一的要求。