Способы нанесения лакокрасочных материалов
Для нанесения красок, лаков и других лакокрасочных материалов разработано несколько различных методов: струйный облив, распыление в электрическом поле, пневматическое распыление, электроосаждение, налив, аэрозольное распыление, в барабанах, распыление под высоким давлением, нанесение с использованием валков, шпателей, кисти и т.п.
Метод нанесения лакокрасочного материала выбирается с учетом вида детали, ее габаритов, назначения, требований к готовому покрытию, экономической целесообразности, условий производства и т.д.
Пневматическое распыление
Пневматическое распыление – наиболее распространенный способ нанесения красок и лаков. Пневматическое распыление может осуществляться с подогревом лакокрасочного материала и без него (используется чаще).
Пневматическое распыление с подогревом лакокрасочного материала
Подогрев позволяет распылять лакокрасочный материал с повышенной вязкостью без применения растворителей (дополнительного разведения красок), т.к. при нагреве снижается поверхностное натяжение и вязкость ЛКМ. Часто для определенных лакокрасочных материалов рекомендуется оптимальный показатель исходной вязкости. То, на сколько снизится вязкость, в большей степени зависит от пленкообразующего компонента лакокрасочной системы.
Покрытие, полученное данным способом, отличается более высоким качеством. Это обусловлено тем, что при подогреве краски повышается ее текучесть, увеличивается глянец и поверхность не «белеет» от конденсата влаги.
Пневматическое распыление с нагревом лакокрасочного материала имеет некоторые преимущества перед распылением без нагрева:
- за счет меньшего числа наносимых слоев повышается производительность;
- благодаря нагреву израсходуется меньше растворителей (для пентафталевых, масляных, глифталевых, меламино-, мочевиноалкидных материалов около 40%, а для нитроцеллюлозных – до 30%);
- можно наносить материалы с высоким содержанием сухого вещества и повышенной вязкости;
- из-за быстроты нанесения и пониженного содержание в ЛКМ растворителей уменьшаются потери на туманообразование;
- при подогреве повышается укрывистость лакокрасочного материала и увеличивается толщина наносимого защитного слоя, за счет чего уменьшается число наносимых слоев.
Не все лакокрасочные материалы можно наносить методом пневматического распыления с подогревом. Подходят только те, структура которых не меняется при нагревании, а покрытие образуется с высокими защитными свойствами. Широко используются нитроглифталевые, нитроцеллюлозные, битумные, глифталевые эмали и лаки, мочевинные, меламиноалкидные, перхлорвиниловые, нитроэпоксидные эмали марки ХВ-113.
Лакокрасочные покрытия, нанесенные пневматическим распылением с предварительным подогревом, по механо-физическим свойствам и коррозионной стойкости не уступают слоям из тех же материалов, разведенных до необходимой вязкости растворителем и нанесенных распылением без подогрева (при одинаковой толщине).
В машиностроении подогретые лакокрасочные материалы чаще всего наносятся с использованием установки УГО-5М (установка горячей окраски). Данный аппарат взрывонепроницаем.
Технические характеристики УГО-5М:
- расход ЛКМ при температуре 70 °С – 0,25 – 0,35 м3/час;
- температура лакокрасочного материала, выходящего из лаконагревателя – 50 - 70 °С;
- температура сжатого воздуха (при выходе из нагревателя воздуха) – 30 - 50 °С;
- производительность аппарата (по воздуху) при температуре 50 °С - 20 м3/час;
- рабочее давление ЛКМ при подаче к краскораспылителю – 1 – 4 кгс/см2;
- давление сжатого воздуха, который подается к распылителю – 2 – 4 кгс/см2;
- максимальная продолжительность предварительного нагрева ЛКМ – 45 минут;
- максимальная продолжительность предварительного нагрева сжатого воздуха – 30 мин.;
- необходимое напряжение электросети – 220 В;
- мощность нагревателя воздуха – 0,5 кВт;
- мощность красконагревателя – 0,8 кВт;
- габариты установки УГО-5М – 580×380×1775 мм;
- вес установки УГО-5М – 130 кг.
Дефекты, возникающие при пневматическом распылении и методы их устранения
| Дефект | Причина возникновения | Как устранить |
| Краска распыляется неравномерно (в сторону) | Сопло не отцентровано относительно головки, засор зазора между соплом и головкой | Плотно свинтить корпус и сопло, снять с краскораспылителя головку и хорошо промыть сопло |
| Повышенное туманообразование, струя распыляется очень сильно | Высокое давление воздуха | Необходимо отрегулировать давление воздуха |
| Краска подается к соплу с перебоями, прерывистый факел | Загрязнение краски, очень малое количество краски в бачке, засор сопла | Отфильтровать краску, долить в бачок ЛКМ, разобрать и хорошо промыть сопло |
| Струя распыляется недостаточно сильно | Утечка воздуха или пониженное давление воздуха | Осмотреть шланг подачи воздуха и воздушный клапан, увеличить давление воздуха |
| Из сопла в нерабочем состоянии сочится краска | Плохо отрегулирована игла (неплотно закрывает сопло), засорилось сопло | Отрегулировать положение иглы, разобрать и промыть сопло |
| Из головки распылителя в нерабочем состоянии выходит воздух | Изношена прокладка воздушного клапана | Заменить прокладку |
| Покрытие имеет шагрень | Высокая температура воздуха в окрасочном помещении, холодный воздух, высокая вязкость ЛКМ | Изменить состав растворителя и изменить температуру нагрева, добавить высококипящие растворители или подогреть воздух до комнатной температуры, отрегулировать оптимальную вязкость ЛКМ |
| Происходит вспучивание и отслоение покрытия | Воздух плохо очищен от масла и влаги | Очистить и продуть масловлагоотделитель |
| Покрытие с соринками | Краска плохо фильтруется | Отфильтровать краску в соответствии с техническими условиями |
Пневматическое распыление без подогрева лакокрасочного материала
Пневматическим распылением без подогрева наносят краски, эмали и др. ЛКМ, изготовленные на основе практически всех видов пленкообразователей.
Недостатки метода:
- довольно большие затраты растворителей;
- значительные расходы лакокрасочных материалов на туманообразование (от 20 до 40%, а иногда и более);
- необходимо окрашивание проводить в специальных камерах с хорошей вентиляцией и системой очистки воздуха;
- дороговизна эксплуатации окрасочных камер.
Составные элементы установки пневматического распыления: масловлагоотделитель, централизованная линия сжатого воздуха (или же передвижной, переносной компрессор), краскопульт (краскораспылитель), шланги для подачи краски и сжатого воздуха, красконагнетательный бак с перемешивающим устройством и редуктором.
Для того чтоб получить сжатый воздух, используют передвижные компрессоры СО-62М, СО-45А, СО-7А и т.п.
При больших объемах окрасочных работ часто используют компрессоры СО-7А и СО-62М, т.к. они являются передвижными вертикальными, работают при повышенном давлении (6 кгс/см2), отличаются достаточно высокой производительностью (30 м3/ч). Предохранительный клапан у них отрегулирован на избыточное давление 8 кгс/см2. Емкость ресивера составляет 22 и 24 литра, а мощность двигателя – 3,0 и 4,0 кВт соответственно. Масса передвижной установки СО-7А составляет 140 кг, а СО-62М – 165 кг.
Компрессор СО-45А является переносным, поэтому более мобильный. Максимальное давление в два раза меньше, чем у вертикальных его сородичей, а производительность – в 10 раз. Мощность электродвигателя у компрессора СО-45А составляет 0,15 кВт. Ресивер отсутствует. Предохранительный клапан отрегулирован на избыточное давление 3,1 кгс/см2. А масса составляет всего 21 кг. Бесспорным преимуществом диафрагменного компрессора СО-45А является то, что он может выступать в качестве вакуум-насоса для создания разрежения (около 25 мм. рт. ст.).
Двухцилиндровые одноступенчатые поршневые компрессоры простого действия с охлаждением цилиндров при помощи воздуха могут создавать рабочее давление воздуха около 4 – 7 кгс/см2.
Одноступенчатый переносной диафрагменный компрессор СО-45А используют для распылителей лакокрасочного материала, которые работают при маленьком давлении воздуха (до 3 кгс/см2). В большинстве случаев – это аэрографы.
Компрессорные аппараты высокого качества выпускает ВЗСОМ (Вильнюсский завод строительно-отделочных машин).
Масловлагоочистители могут быть подвесными (СО-15А или С-418А) или напольные (С-732) сконструированные на ВЗСОМ.
В промышленных условиях часто используют красконагнетательные баки типа СО-13, СО-12 и СО-42 (ВЗСОМ).
Установка СО-13 (красконагнетательный бак) – это полностью герметичный сосуд с крышкой. Именно на крышку и монтируется арматура бака. Для того, чтоб снизить давление воздуха на краску, используется редуктор. От редуктора одна часть воздуха поступает к краскораспылителю, а другая (в которой давление пониженное) направляется к красконагнетательному баку и вытесняет краску к краскораспылителю. Если в баке создается избыточное давление, то его можно сбросить вручную, повернув винт клапана для сброса давления. Если же по каким то причинам человек, работающий на установке, не сбросил избыточное давление, то оно сбрасывается самостоятельно при достижении давления 4,5 кгс/см2. Самостоятельный сброс давления осуществляется при помощи предохранительного клапана. Это обеспечивает дополнительную безопасность работ и сохранность изделия.
ВЗСОМ выпускает большое количество различных установок и аппаратов. Одним из них является пневматическая турбина С-417А. Она необходима для передачи мешалке вращательного движения.
Технические характеристики турбины С-417А:
- мощность – 0,2 л.с.;
- максимальное давление – 5 кгс/см2;
- количество оборотов холостого хода – 290 в мин.;
- диаметр шланга – 13 мм;
- расход воздуха – 0, 45 м3/ч;
- вес – 4,1 кг.
Из красконагнетательного бака к распылителю идут шланги, по которым осуществляется подача лакокрасочного материала. Шланги изготавливаются из напоровсасывающего резинотканевого рукава для масел и жидких топлив. Данный рукав производят по ГОСТ 2318-43, по типу Б – устойчивость к воздействию бензина. Гидравлическое давление при испытаниях – не меньше 20 кгс/см2, а при эксплуатации – до 7 кгс/см2. Внутри диаметр рукава может быть 9, 12 или 16 мм.
Краскораспылители
В зависимости от типа распылительной головки и принципа действия краскораспытители различают:
- высокого давления (рабочее давление от 3 до 6 кгс/см2);
- низкого давления (2,5 – 3 кгс/см2).
Также краскораспылители могут быть внутреннего или наружного смешивания. К краскораспылителям (краскопультам) высокого давления внутреннего смешивания относится С-512, который в машиностроении почти не используется. К краскораспылителям высокого давление наружного смешивания относятся следующие марки: КРУ-1, О-37А, ЗИЛ, КР-10, КА-1.
Самое широкое распространение получил краскопульт КРУ-1. С его помощью распыляют лакокрасочные материалы, имеющие рабочую вязкость при комнатной температуре (18 – 23 °С) до 40 с по ВЗ-4.
Подача лакокрасочного материала к краскораспылителю может осуществляться от стакана (маленького бачка), который закреплен на нижней или верхней части краскопульта, либо же от красконагнетательного бака через нижний штуцер.
Почти все краскопульты по своей структуре аналогичны краскораспылителю типа КРУ. Но все же, могут быть оснащены усовершенствованной распылительной головкой и иметь большее количество отверстий для воздуха (при их помощи можно менять форму факела).
Для настройки распылителя предназначены клапаны, регулирующие подачу воздуха и лакокрасочного материала. К краскораспылителям с повышенной производительностью можно отнести устройства марки ЗИЛ.
Краскораспылитель КА-1 (игла открывается воздухом автоматически) широко используется при окраске деталей подогретым или холодным ЛКМ на поточных автоматических линиях.
Электроокрашивание (распыление в электрическом поле высокого напряжения)
Суть электроокрашивания заключается в переносе в электрическом поле высокого напряжения заряженных частиц краски. Электрическое поле создается между двумя электродами, один из которых – изделие, которое окрашивается, а другой – краскораспылительное коронирующее устройство. Изделие заземляют, а к краскораспылителю подключают высокое напряжение (зачастую отрицательное). Лакокрасочный материал подается к краскораспылителю (на коронирующую кромку), где отрицательно заряжается, и под действием электрических сил распыляется. Поток распыленного лакокрасочного материала направляется к окрашиваемому изделию и осаждается на его поверхности. Электроокрашиванием наносят защитные слои как на металлические, так и на неметаллические поверхности (резину, дерево и т.п.).
Окрашивание зачастую производят на конвейерных линиях с использованием стационарных установок или ручных краскораспылителей. Производительность процесса окраски зависит от того, какие виды краскораспылительных установок используются и сколько их. Ручные краскораспылители характеризуются достаточно маленькой производительностью, хотя имеют ряд преимуществ: небольшой расход лакокрасочного материала (отсутствие его потерь), возможность окрашивать изделия решетчатой структуры и т.д.
На стационарных установках окрашиваются детали достаточно простой формы: корпуса стиральных машин, кузова автомобилей, корпуса различных приборов, электродвигателей, холодильников и т.п.