Odabir materijala za opremu za premazivanje

Oprema za premazivanje neizostavan je i važan dio modernih industrijskih proizvodnih sustava. Široko se koristi u industrijama kao što su automobilska industrija, proizvodnja kućanskih aparata, željezarstvo, brodogradnja, inženjerski strojevi, namještaj i željeznički prijevoz. Njezin je glavni zadatak ravnomjerno nanošenje premaza na površinu obradaka kako bi se stvorili zaštitni, estetski i funkcionalni premazi. Zbog složenih radnih uvjeta u procesu premazivanja, koji uključuju protok zraka, tekućine, prahove, kemijske reakcije, sušenje na visokim temperaturama i korozivne tvari, materijali koji se koriste u proizvodnji opreme za premazivanje moraju biti pouzdani u performansama i prilagodljivi kako bi se osigurali dugotrajan stabilan rad, visokokvalitetni premazi i sigurnost rada.

Razuman odabir materijala za opremu za premazivanje zahtijeva od inženjera da u potpunosti razumiju karakteristike performansi različitih materijala i donose sveobuhvatne prosudbe na temelju radnog okruženja opreme, zahtjeva procesa i ekonomskih načela. Proizvođači proizvodnih linija za premazivanje analizirat će opterećenje i zahtjeve za materijalom uobičajenih komponenti na temelju funkcionalne strukture opreme za premazivanje, istražiti primjenjivost različitih materijala u opremi za premazivanje i njihove prednosti i nedostatke te predložiti sveobuhvatne strategije i trendove razvoja za odabir materijala.

I. Osnovna struktura i ključne komponente opreme za premazivanje

Oprema za premazivanje obično se sastoji od sustava za prethodnu obradu, sustava za opskrbu premazom, uređaja za prskanje, transportnog sustava, opreme za sušenje, sustava za povrat, ventilacijskog i ispušnog sustava te upravljačkog sustava. Struktura je složena, a radno okruženje raznoliko. Svaki sustav obavlja različite funkcije i zahtijeva različite materijale.

Sustav predobrade uključuje visoku temperaturu, visoku vlažnost i jake korozivne kemikalije.

Sustav za prskanje uključuje strujanje zraka velikom brzinom, visoki napon i opasnosti od električnog pražnjenja.

Transportni sustav mora podnijeti težinu obradaka i raditi dulje vrijeme.

Oprema za sušenje uključuje probleme s zagrijavanjem na visokim temperaturama i toplinskim širenjem.

Ventilacijski sustav zahtijeva cijevi i konstrukcije ventilatora otporne na koroziju i starenje.

Sustav za obradu otpadnih plinova i recikliranje premaza mora se nositi sa zapaljivim, eksplozivnim ili vrlo korozivnim plinovima i prašinom.

Stoga odabir materijala mora biti usklađen sa specifičnim radnim uvjetima svakog funkcionalnog područja, bez pristupa koji odgovara svima.

II. Osnovni principi za odabir materijala u opremi za premazivanje

Prilikom odabira materijala za različite dijelove treba se pridržavati sljedećih osnovnih načela:

1Dajte prioritet otpornosti na koroziju

Budući da proces premazivanja često uključuje korozivne medije poput kiselih i alkalnih otopina, organskih otapala, premaza i sredstava za čišćenje, materijal mora imati izvrsnu kemijsku otpornost na koroziju kako bi se spriječila hrđa, perforacija i strukturna degradacija.

2Otpornost na visoke temperature ili toplinska stabilnost

Komponente koje rade u sušionicama na visokim temperaturama ili pećima za sinteriranje moraju imati čvrstoću na visokim temperaturama, dobro usklađivanje koeficijenta toplinskog širenja i otpornost na toplinsko starenje kako bi se nosile s temperaturnim promjenama i toplinskim šokovima.

3Mehanička čvrstoća i krutost

Nosivi dijelovi konstrukcije, sustavi za dizanje, tračnice i transporteri moraju imati dovoljnu čvrstoću i otpornost na umor kako bi se osigurao stabilan rad bez deformacija.

4.Glatka površina i jednostavno čišćenje

Oprema za premazivanje sklona je kontaminaciji premazima, prašinom i drugim zagađivačima, stoga materijali trebaju imati glatku površinu, dobru otpornost na prianjanje i jednostavna svojstva čišćenja kako bi se olakšalo održavanje.

5Dobra obradivost i montaža

Materijali bi trebali biti jednostavni za rezanje, zavarivanje, savijanje, štancanje ili drugu mehaničku obradu, prilagođavajući se proizvodnji i montaži složenih konstrukcija opreme.

6Otpornost na habanje i dugovječnost

Komponente koje često rade ili imaju kontakt trenjem moraju imati dobru otpornost na habanje kako bi se produžio vijek trajanja i smanjila učestalost održavanja.

7.Zahtjevi za električnu izolaciju ili vodljivost

Za opremu za elektrostatičko raspršivanje, materijali moraju imati dobra svojstva električne izolacije; dok uređaji za zaštitu od uzemljenja zahtijevaju materijale s dobrom električnom vodljivošću.

III. Analiza odabira materijala za ključne komponente u opremi za premazivanje

1. Sustav predobrade (odmašćivanje, uklanjanje hrđe, fosfatiranje itd.)

Sustav predobrade često zahtijeva kemijsku obradu površina obratka visokotemperaturnim kiselim ili alkalnim tekućinama. Ovo okruženje je vrlo korozivno, što odabir materijala čini posebno važnim.

Preporuke za materijale:

Nehrđajući čelik 304/316: Često se koristi za fosfatiranje i odmašćivanje spremnika i cijevi, s dobrom otpornošću na kiseline i lužine te otpornosti na koroziju.

Čelične ploče obložene plastikom (PP, PVC, PE, itd.): Pogodne za vrlo kisele okoline, s relativno niskim troškovima i jakom otpornošću na koroziju. Titanijeva legura ili FRP: Dobro se ponaša u vrlo korozivnim i visokotemperaturnim okruženjima, ali uz višu cijenu.

2. Sustav za prskanje (automatski pištolji za prskanje, kabine za prskanje)

Ključ opreme za prskanje je atomiziranje premaza, kontrola protoka i sprječavanje nakupljanja boje i rizika od elektrostatičkog pražnjenja.

Preporuke za materijale:

Aluminijska legura ili nehrđajući čelik: Koristi se za kućišta pištolja za prskanje i unutarnje kanale, nudeći dobru otpornost na koroziju i laganu težinu.

Inženjerske plastike (npr. POM, PTFE): Koriste se za premazivanje komponenti protoka kako bi se spriječilo sljepljivanje i začepljenje boje. Antistatički kompozitni materijali: Koriste se za stijenke kabine za prskanje kako bi se spriječilo nakupljanje statičkog elektriciteta koje bi moglo dovesti do iskri i eksplozija.

3. Transportni sustav (tračnice, viseći sustavi, lanci) Linije za premazivanje često koriste lančane transportere ili valjkaste transportere na tlu, koji podnose velika opterećenja i rade dulje vrijeme.

Preporuke za materijale:

Legirani čelik ili toplinski obrađeni čelik: Koristi se za lančanike, lance i gusjenice s visokom čvrstoćom i izvrsnom otpornošću na habanje.

Niskolegirani čelik otporan na habanje: Pogodan za područja s jakim habanjem, kao što su okretišta ili kosi dijelovi.

Klizači od visokočvrste inženjerske plastike: Koriste se u sustavima za smanjenje trenja i puferiranje kako bi se smanjila buka i poboljšao nesmetan rad.

4. Oprema za sušenje (peć na vrući zrak, kutije za sušenje) Prostor za sušenje zahtijeva kontinuirani rad na temperaturama u rasponu od 150°C do 300°C ili čak i više, s visokim zahtjevima za toplinsku stabilnost metala.

Preporuke za materijal: Nehrđajući čelik otporan na toplinu (npr. 310S):

Može izdržati visoke temperature bez deformacije ili oksidacije.

Ugljični čelik + visokotemperaturni premazi: Pogodni za tunele za sušenje na srednjim do niskim temperaturama, isplativi, ali s nešto kraćim vijekom trajanja.

Sloj vatrostalne vlaknaste izolacije: Koristi se za unutarnju izolaciju zidova kako bi se smanjio gubitak topline i poboljšala energetska učinkovitost.

5. Ventilacijski i ispušni sustav

Koristi se za kontrolu protoka zraka, sprječavanje širenja otrovnih i štetnih tvari te osiguravanje čiste radionice i sigurnosti radnika.

Preporuke za materijale:

PVC ili PP kanali: Otporni na koroziju uzrokovanu kiselim i alkalnim plinovima, obično se koriste za ispuh kisele i alkalne magle.

Kanali od nehrđajućeg čelika: Koriste se za transport plinova visoke temperature ili plinova koji sadrže otapala za boje.

Impeleri ventilatora od stakloplastike: Lagani, otporni na koroziju i prikladni za okruženja s kemijskim premazima.

6. Uređaji za iskorištavanje i obradu otpadnih plinova

Tijekom procesa nanošenja praškastog premaza i premaza na bazi otapala, nastaju prašina i hlapljivi organski spojevi (VOC) koji zahtijevaju regeneraciju i pročišćavanje.

Preporuke za materijale:

Ugljični čelik s premazom raspršivanjem + antikorozivni premaz: Koristi se za spremnike za otpad i prostorije za uklanjanje prašine, isplativo. Kućišta filtera od nehrđajućeg čelika: Pogodno za okruženja s visokim koncentracijama otapala i jakom organskom korozijom.

Spremnici s aktivnim ugljenom i uređaji za katalitičko izgaranje: Uključuju reakcije na visokim temperaturama i zahtijevaju metale ili keramiku otporne na visoke temperature.

IV. Čimbenici okoliša i sigurnosti pri odabiru materijala

Radionice za premazivanje često se suočavaju sa sljedećim rizicima:

Zapaljivost i eksplozija organskih otapala: Materijali trebaju imati antistatička i antiiskrišna svojstva, s pouzdanim uzemljenjem.

Rizici eksplozije prašine: Izbjegavajte materijale koji su skloni nakupljanja ili paljenja prašine, posebno u zatvorenim prostorima.

Stroga kontrola emisije hlapljivih organskih spojeva: Odabir materijala treba uzeti u obzir održivost okoliša i izbjegavanje sekundarnog onečišćenja.

Visoka vlažnost ili korozivni plinovi: Koristite materijale otporne na oksidaciju, koroziju i vremenske uvjete kako biste smanjili učestalost održavanja opreme.

Prilikom projektiranja, proizvođači proizvodnih linija za premaze trebali bi uzeti u obzir odabir materijala, strukturni dizajn, sigurnosne standarde i radne uvjete kako bi izbjegli česte zamjene i sigurnosne opasnosti.

V. Ekonomska i održavajuća razmatranja pri odabiru materijala

U proizvodnji opreme za premazivanje, nisu svi dijelovi potrebni skupi visokoučinkoviti materijali. Racionalna konfiguracija gradijenta materijala ključna je za kontrolu troškova i osiguranje performansi:

Za nekritična područja može se odabrati isplativ ugljični čelik ili obična plastika.

Za područja s visokom korozivnošću ili visokim temperaturama treba koristiti pouzdane materijale otporne na koroziju i visoke temperature.

Za često trošene dijelove mogu se koristiti zamjenjive komponente otporne na habanje kako bi se poboljšala učinkovitost održavanja.

Tehnologije površinske obrade (kao što su prskanje, antikorozivni premazi, galvanizacija, oksidacija itd.) značajno poboljšavaju performanse običnih materijala i mogu zamijeniti neke skupe sirovine.

VI. Budući razvojni trendovi i smjerovi inovacija materijala

S napretkom industrijske automatizacije, ekoloških propisa i održive proizvodnje, odabir materijala za opremu za premazivanje suočava se s novim izazovima:

Zeleni i ekološki prihvatljivi materijali

Novi metali i nemetali s niskim udjelom emisija hlapljivih organskih spojeva, koji se mogu reciklirati i nisu toksični, postat će uobičajeni.

Visokoučinkoviti kompozitni materijali

Korištenje plastike ojačane staklenim vlaknima, kompozita od karbonskih vlakana i drugih postići će sinergističko poboljšanje male težine, otpornosti na koroziju i strukturne čvrstoće.

Pametne primjene materijala

"Pametni materijali"s temperaturnim senzorima, električnom indukcijom i funkcijama samopopravljanja postupno će se primjenjivati ​​na opremu za premazivanje kako bi se poboljšala razina automatizacije i mogućnosti predviđanja kvarova.

Optimizacija tehnologije premazivanja i površinskog inženjerstva

Lasersko oblaganje, plazma raspršivanje i druge tehnologije poboljšat će površinske performanse običnih materijala, smanjujući troškove materijala i produžujući vijek trajanja.