如何保证湿式喷烘漆房的相对湿度（一）
摘要：喷漆是很多产品生产的最后一道工序,协调的漆房的设计较单一功能的喷漆或烘漆设备复杂的色彩、光亮的漆膜,既能起到美观装饰作用,又能对工件表面起到良好的保护作用。近年来,国内企业纷纷对喷漆工艺及喷漆车间的设备进行了改进。一般,夏季大气的湿度较高,而冬季湿度较低,此外湿度的高低还与地区有很大的关系。涂装标准规定,涂装设备内相对湿度应该在55%～75%之间。对喷漆质量要求高的场合,为保证适宜的湿度,可以在送风系统中采用加湿器和除湿机装置。
1、前言
湿式喷烘漆房可不受场地限制,减少喷漆烘烤的一次投资,它适合喷漆雾量大的大型工件批量生产,是新型的涂装设备。介绍了喷烘漆房的定义,干式、湿式喷烘漆房的区别、特点和应用工况以及湿式喷烘漆房研制的必要性,阐述了保证烘干时湿度不超标是湿式喷烘漆房技术关键的原因。从理论分析、结构设计和喷烘漆房操作3个方面介绍了保证湿式喷烘漆房烘烤时湿度不超标的措施。结果表明,湿式喷烘漆房湿度超标问题是可以解决的。
喷烘漆房是适应大型、移动困难工件喷烘漆要求的新型涂装设备,按捕捉过喷漆雾的方式分为干式喷烘漆房和湿式喷烘漆房,最早实现喷烘漆房一体化设计的是干式喷烘漆房,所谓“干式”是指漆雾的捕捉采用干式过滤棉进行。由于受过滤棉容尘率的限制,需要经常更换过滤面,否则会极大地影响喷漆和烘漆的工艺参数及设备的使用效果,而频繁更换过滤底棉,既费时,使用费用也高。为了解决这个难题,提出了湿式喷烘漆房的设计思路,即利用液体(常用水)进行漆雾捕捉,液体(水)捕捉漆雾的能力强,适合喷漆量较大的工况。
2、湿式喷烘漆房的关键技术
喷烘漆房是既能满足喷漆工艺环境要求,又能满足烘烤工艺环境要求的涂装设备。喷漆房设计需按国家环保、卫生、安全生产等规范,提供喷漆所需要的洁净空气,合适的照度、温度、湿度以及均匀合理的气流等,及时将污染的空气排出。而烘漆房需要提供油漆烘烤所需要的均匀温度、合适的适度、清洁的空气、废气排放等功能。喷烘漆房的设计较单一功能的喷期或烘漆设备复杂的多，需要解决喷漆和烘漆时不同工艺参数的转换和控制问题。
喷漆时,室内采用全新风送风,送风的湿度、温度不受室体底部存水的影响。烘漆时,为节省能源,热风循环使用。由于湿式喷烘漆房室体格栅下部有水,如不采取措施,挥发的水分会通过循环系统回送到室内,增加室内循环风的湿度,导致湿度室内超标。湿度影响溶剂的挥发速度,进而影响涂层流平和流挂性能,高湿度下进行涂装作业,溶剂挥发使湿漆膜面温度低于露点温度,产生水汽在湿漆表面凝露,引起漆膜“泛白”。因而,解决烘烤时室内湿度问题是湿式喷烘漆房研制的关键技术。
3、喷烘漆过程中的湿度分析
湿空气的物理性质和其组成的成分有关,此外还决定于其所处的状态。湿空气的状态通常可用压力、温度、湿度、比容、焓等参数表示。湿空气的状态参数之间的变化关系可以由湿空气的焓湿图求得[2]。被喷涂工件在喷烘漆房内要经过3个阶段,即喷漆阶段、流平(闪干)阶段和烘烤阶段。不同阶段对应不同的工艺变化,室内空气也经历3个阶段的变化。以在湿度较大的青岛地区建造一台大型湿式喷烘漆房为例,说明此过程。
(1)初始参数设喷烘漆房送排风风机的送风量为Q/h,整个系统容积为V(含操作间、热风源、循环风道)。青岛夏季平均气温为25.1℃,平均相对湿度为85%,确定升温流平温度为30℃,流平时间为tmin,烘烤温度60℃,烘烤时间1h。
(2)喷漆阶段根据初始条件,夏季环境条件不满足喷漆规范要求,根据湿空气的特性,由焓湿图可得,将新风加热到>27.2℃时送入室内,相对湿度将降到75%以下。这种方法简单易行、控制方便、降低成本,但以牺牲环境温度为代价。
(3)流平阶段湿式喷烘漆房流平的目的不仅仅是溶剂挥发,更重要的是吹干地面(淌水板)上的残留水分。流平可以带走的水量与流平时间和温度有关,时间越长、温度越高带走的水量越大。为保证流平时湿度符合要求,需要达到升温流平时,在有水蒸气挥发情况下,保证烘房内的相对湿度<75%。《湿空气焓湿图》表明,25.1℃下相对湿度85%的湿空气中含湿量为17.1g/kg,30℃下75%的湿空气中含湿量为2012g/kg,由此计算出,通风量为Q,流平tmin能带走的水量为:1.2Q·t/60×(2012g/kg-17.1g/kg)=Q·t(g),其中1.2表示空气容重为1.2kg/m3。假设Q=m3/h,流平10min,则流平可以带走的A水量为W1=62kg。
