浅析B1B2水性漆工艺规划

摘 要：文章以奇瑞商用车河南开封30JPH涂装线为例，介绍了水性漆B1B2工艺喷漆室、色漆闪干、流平段及面漆烘干室体的整体工艺规划及设备布局，对各工艺段的长度、参数、设备应用、材料选择与应用等进行了介绍。

关键词：规划输入B1B2;工艺;规划布局;长度

中图分类号：U463.67  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）17-175-04

Process planning of B1B2 waterborne paint

Xu Guoqing

（ Chery Commercial Vehicle （Anhui） Co. Ltd， Anhui Wuhu 241000 ）

Abstract： Taking the 30JPH coating line of Chery commercial vehicle in Kaifeng， Henan province as an example， this paper introduces the overall process planning and equipment layout of the color paint flash and dry surface paint drying room of water-based paint B1B2 process spray chamber， and introduces the length parameters of each process section and the selection and application of equipment materials.

Keywords： Planning input B1B2; Process; Planninglayout; Length

CLC NO.： U463.67  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）17-175-04

前言

汽车涂装水性漆B1B2工艺应用随着环保、节能、低成本的要求日趋广泛。同时，鉴于《河南省2017年挥发性有机物专项治理工作方案》中明确指出，“要加快推进全省整车制造企业VOCs排放治理，推广使用水性等低挥发型涂料，配套使用“三烘一涂”或“两涂一烘”等紧凑型涂装工艺，VOCs综合去除率要达到70%以上”的相关要求，奇瑞商用车公司在河南开封规划新建一条30JPH涂裝新产线，需满足该环保标准，给该条生产线涂装工艺提出了更高的要求。因此，在规划该条面漆线时，规划人员决定采用紧凑型（B1B2）水性漆+双组份清漆工艺。

1 工艺规划思路

B1B2工艺的设计理念：经济性方面，减少工艺过程、整合涂层、减少人工操作、减少固定资产投资;环境方面，减少VOC排放、减少碳排放;节能方面，减少能源消耗;品质方面，油漆外观、一次合格率提升、漆膜性能得到保证。

B1B2工艺规划思路主要从工艺、设备、材料三个方面进行规划，确定本条生产线的整体思路。

根据产品的要求，采用喷漆采用B1B2水性色漆+双组份清漆工艺。

色漆、清漆均采用自动内、外喷涂和人工检查补漆相结合的办法来完成，漆膜质量达到“奇瑞公司-成品车涂层” E1-2-2012的相关要求。

2 工艺规划输入

2.1 基础数据

最大车身外型净尺寸（L×W×H）：5200mm×2200mm（装面漆工装时的宽度）×2000mm

外表面最大喷涂面积：15m2

生产方式：连续通过式涂装生产线

面漆返工率：5%

设备负荷率：93%

2.2 生产线各工序节拍及链速，见表1所示

2.3 工艺流程，见表2所示

3 工艺布局规划

在确定了工艺规划思路及工艺路线后，根据厂房整体的位置布置及结构、厂房立柱间距等要素，首先需要绘制基本的工艺平面布局图。规划思路是操作层布置在一层、废漆处理系统布置在在一层、空调系统布置在一层。本项目中，厂房长300米，主厂房宽66米;主厂房分11跨;两层半结构，二层为主操作平台，标高7.0米，三层空调平台，标高17.0米。结合厂房结构特点，本项目规划具体如下：喷漆室的操作间、动静压室、流平段、色漆闪干、面漆烘干设置在二层，见图1所示;喷漆室的漆雾捕集系统及排风、循环水系统全部放置在一层;喷漆室的送排风系统，新风空调设置在三层、循环风空调设置在一层，喷漆废气处理系统（沸石转轮浓缩+TNV裂解处理）也放置在一层，见图2所示。

4 水性色漆+2K清漆选择

涂装工艺的先进、环保性首先体现在材料的先进、环保性上，材料也是保障漆膜性能的最关键要素之一。在满足涂料性能的前提下，尽量选用各涂层施工固体分高VOC占比少的涂料系统。结合当前环保要求，VOC综合排放浓度的计算前提是<30mg/m?，油漆涂层固体分和VOC占比是决定空调新风量的重要计算条件。举例说明，某水性三涂层涂料体系A，其固体分分别是28%、30%、45%，VOC占比分别是0.1、0.1、0.55;某水性三涂层涂料体系B，其固体分分别是50%、34%、50%，VOC占比分别为0.2、0.2、0.5。由计算书算出，选用涂料体系A，新风空调总风量为40万m?;选用体系B，新风空调总风量为53万m?。可知，选用涂料体系A更能节约一次性投资和后期运行成本。基于此条件下，规划人员对业内各家汽车用涂料供应商进行了对比、调查，业内如PPG、关西、巴斯夫、艾仕得等品牌均能满足要求。

5 设备规划

5.1 文丘里设备

目前比较流行的文丘里有两种，湿式与干湿，两种处理方式各有优缺点。湿式文丘里设备投资少、维护方便，处理漆雾后的水经过处理后可以循环利用。缺点是水的消耗量大，且经过处理后的排风湿度较高，空调除湿量大，而且循环风经过湿式文丘里，温湿度变化很大，对循环风空调的能力要求较高，能耗消耗比较大。为了降低能耗以及减少对环境的污染，可以降低循环风空调能耗的干式文丘里技术得到了应用。循环风经过干式文丘里后，温度变化较小，可以有效降低循环风能耗，同时循环风量提高，新风需求量和废漆排放量大幅度降低，减少对大气的危害。但该种技术对漆雾捕集的石灰石粉末的粒径分布和CaCO3含量要求极高，产生的废料处理比较昂贵，同时捕集漆雾的纸盒过滤器需要定期更换，维护成本较高，笔者经过计算，干式文丘里过滤器维护成本较湿式文丘里高出近40元/台。二者对比见表3，通过上述分析及数据对比，本项目选用湿式文丘里。

5.2 废气处理设备

当下新建涂装线，喷漆产生的废气必须要达到环保要求。在规划时，考虑了活性炭吸附浓缩法及沸石吸附浓缩法两种。活性炭吸附浓缩法，主要是采用防水活性炭，废气通过集气室、干式过滤器后，进入吸附脱附，经过吸附脱附后的浓度较高的废气送达RCO催化焚烧炉燃烧，洁净的空气通过风机排入烟囱。该套设备一般初始处理效率≥97%，一年后处理效率≥90%，两年后处理效率低于90%。投资成本低，设备操作及维护简单，但有限使用年限较低，适合二次改造的产线或者节拍比较小的产线。而沸沸石吸附浓缩法，主要是采用通过四级过滤系统、浓缩沸石转轮系统、废气焚烧炉RTO以及解吸附预热器等方式，对喷漆室排放的废气进行处理。废气先经过G4/F5/F7/F9四级过滤，进入沸石浓缩转轮进行VOCs浓缩处理，大部分废气在吸附区域被吸附，之后洁净空气达到排放标准直接排入大气中。采用180～220℃的新鲜空气解付浓缩废气，浓缩后高浓度废气送入废气焚烧炉RTO内进行高温焚烧处理。该种转轮处理效率≥92%，RTO处理效率≥99.5%以上，而且使用年限比较长，满足系统长期安全稳定运行、保证长期达标排放和经济节能的运行要求。

考虑到产线长期運行及环保要求，最终选择使用沸石吸附浓缩废气处理方法。

5.3 机器人喷涂设备

BC、CC内、外喷全部采用机器人喷涂。在确定机器人喷涂数量时，需要与机器人供应商共同确定，同时需提供油漆材料、车型喷涂面积等数据至机器人供应商，具体提供的参数见表4机器人周期时间计算所示。通过机器人供应商核算后，最终确定机器人数量见表5机器人喷涂数量表所示。

5.4 空调设备

喷漆室的送排风系统是高能耗的设备，循环风空调即是针对高能耗的全新风空调所做的创新。它是指在喷漆室排风经过循环风空调机组调温调湿过滤后，再次循环送入喷漆室，因进入循环风空调进出口的温差几乎为零，所以能大幅降低调温的能耗。B1B2水性漆工艺，VOCs排放量小，温湿度要求高，且内外喷全采用机器人喷涂，因此送排风系统可以采用新风+循环风的设计理念。本项目中，在确定了喷漆室各工艺段的长宽高以及风速、温湿度要求后，空调设备数量、形式可以确定下来。

6 各工艺段长度规划

各喷漆功能段的宽度规划要点：在根据最大车型以及满足机器人手臂活动空间及枪距的前提下，设计喷房宽度。

各喷漆功能段的长度规划要点：机器人段由机器人供应商根据规划输入资料设计长度。流平、闪干长度满足油漆材料的最佳施工窗口。根据关西、PPG等涂料供应商提供的油漆材料施工窗口及笔者的工作经验，确定了流平段、色漆闪干炉的长度。本项目因考虑后期产能提升，因此喷房各工艺段的长度都预留了空间。具体见表6所示。

7 操作人员规划

喷漆室操作人员分为内表面喷涂人员、外表面喷涂人员、检查人员。在内、外喷涂采用机器人后，喷涂操作人员主要是喷涂检查人员。该项目检查站共计3个，分别为BC1外喷检查站、BC2内外喷检查站、CC检查站。根据车身喷涂面积、检查区域以及生产节拍等要素，3个检查站共计6人，另外增加1名自由人，可对检查人员进行轮换。

8 结束语

目前B1B2水性漆工艺应用越来越广泛，各个汽车厂的规划思路相差各异，但总体思路基本一致，都是以环保、节能、低成本及智能化、自动化为总体思想。规划人员在规划时，还需要与各设备供应商、材料供应商等多交流多学习，不断总结经验，可以更好的规划出新产线。

参考文献

[1] 柳青，孙自松，徐国庆，邓青青，张辉.浅谈涂装旧厂房重启项目的规划要点[J].现代涂料与涂装.2018年04期.

[2] 王锡春.涂装车间设计手册[M].化学工业出版社，2008.

[3] 奇瑞汽车开封30JPH涂装车间设计任务书.