Емкость для краски при окрашивании методом распыления
Vgtkraska24.ru

Строительный портал

Емкость для краски при окрашивании методом распыления

8.2. Пневматическое распыление

Пневматическое распыление – один из наиболее распространенных способов окрашивания в промышленности и строительстве. Его главные достоинства – универсальность, относительно высокая производительность, простота технического осуществления, достаточно хорошее качество получаемых покрытий.

Этим способом можно наносить практически любые жидкие лаки и краски и окрашивать изделия разных размеров и групп сложности, изготовленные из различных материалов. Особенно хорошо зарекомендовал себя этот способ при нанесении быстросохнущих лакокрасочных материалов – эфироцеллюлозных, перхлорвиниловых, полиакрилатных и др. Имеются ручной (с ручными распылителями) и автоматизированный (с автоматическими распылителями) варианты способа пневматического распыления, которые применяют самостоятельно или комбинируют в технологическом цикле окраски изделий с другими способами нанесения. Недостатки пневматического распыления – неэкономичность, повышенная пожароопасность, плохие санитарно-гигиенические условия труда обслуживающего персонала (при ручном нанесении). Так, потери лакокрасочных материалов в зависимости от сложности окрашиваемых изделий составляют 25-55%. Кроме того, этот способ связан с большим расходом растворителей для доведения лакокрасочного материала до требуемой (относительно небольшой) вязкости.

Основы способа. Сущность способа пневматического распыления заключается в образовании аэрозоля при дроблении жидкого лакокрасочного материала струей сжатого газа (обычно воздуха). Образующийся аэрозоль движется в направлении газовой струи и при ударе о деталь коагулирует; капли сливаются, образуя на поверхности слой жидкого лака или краски. Для распыления лакокрасочного материала применяют форсунки с кольцевым газовым каналом и наружным смешением жидкости и газа (рис. 8.1).

Рис. 8.1. схема пневматического распыления лакокрасочного материала

Рис. 8.2. зависимость осевой скорости воздушного потока w (¾¾) при различном давлении газа и потерь лакокрасочного материала п (- – -) при w=2,5 м/с от растояния l форсунки до окрашиваемой поверхности

При малой скорости газового потока жидкость не дробится. Существует предельная критическая скорость истечения газа ωкр, при которой происходит распыление. Она является функцией давления газа р и его удельного объема V при температуре распыления Т:

(8.1)

где К – постоянная, равная 1.4; g – ускорение свободного падения; R – газовая постоянная.

Способность газовой струи дробить жидкость может быть оценена также критерием Вебера Кw:

где ρ – плотность жидкости; r – радиус капли; ω – скорость движения газа; σ – поверхностное натяжение жидкости.

Распыление происходит при ωкр=300-450 м/с или Кw = 5,3-7,0, при этом давление газа р при выходе из форсунки должно быть не менее 0,19 МПа.

Однако, экспериментально показано, что для хорошего распыления требуется большее давление, а именно 0,2-0,6 МПа, что и используется на практике. Оптимальное значение вязкости лакокрасочного материала составляет 17-35 с по вискозиметру ВЗ-4. В этих условиях диаметр образующихся аэрозольных частиц 6-80 мкм. Отходящая от форсунки аэрозольная струя – это турбулентный поток, скорость движения которого быстро падает по мере приближения к окрашиваемой поверхности. Одновременно возрастают и потери лакокрасочного материала на туманообразование (рис. 8.2), что связано как с уменьшением скорости потока, так и с образованием завихрений (см. рис. 8.1) при движении струи и ударе ее об окрашиваемую поверхность. Возможен и унос частиц интенсивно испаряющимся растворителем. В этой связи эффективность и экономичность способа пневматического распыления определяется совокупностью многих технологических факторов, не исключая конструкции и параметров работы распылителя.

Технологические режимы. Качество образующихся аэрозолей и покрытий во многом зависит от оптимальных технологических режимов распыления лакокрасочных материалов. Наиболее важные параметры – давление и расход сжатого воздуха, соотношение объемов воздуха и распыляемого лакокрасочного материала, расстояние от краскораспылителя до окрашиваемого объекта.

Высокое давление воздуха, подаваемого на распылитель (более 0,5-0,6 МПа), благоприятствует распылению, однако, вызывает повышенный унос материала. Из-за быстрого испарения растворителя покрытия нередко получаются матовыми, при медленном высыхании лакокрасочных материалов возможно сдувание жидкого слоя краски с поверхности. При низком давлении воздуха (

Пневматическое распыление. Основы метода

Принцип пневматического распыления заключается в образовании окрасочного аэрозоля путем смешения струи жидкого лакокрасочного материала (ЛКМ) со струей сжатого воздуха. Образующийся аэрозоль направляется струей воздуха к окрашиваемой поверхности, где при ударе о нее коагулирует, т.е. капли аэрозоля сливаются друг с другом образуя на поверхности жидкий слой краски.

Схема установки пневматического распыления изображена на рис. 1.

2- Шланг подачи сжатого воздуха

4- Красконагнетательный бак

5- Шланг для подачи ЛКМ

Рис. 1 Схема пневматического распыления

Смешение краски с воздухом происходит в головке распылителя (форсунке). Сжатый воздух подаваемый под давлением 2-6 атм. на выходе из кольцевого зазора распылительной головки имеет скорость 300-450 м/с. В зависимости от места образования смеси краски с воздухом различают форсунки с внешним и внутренним смешением, изображенные на рис.2.

Наибольшее распространение сейчас получили краскораспылители с внешним смешением.

1- Материальное сопло

2- Воздушная головка

3- Запорная игла

А) Б)

Рис. 2 Распылительная головка пневматического распыления внешнего (А) и внутреннего (Б) смешения

В зависимости от конструкции головки краскораспылителя отпечаток факела на окрашиваемой поверхности может быть в виде круга или вытянутого овала. Наиболее типичные конструкции головок краскораспылителей формирующие факелы различной формы изображены на рис. 3.

1- Без дополнительных каналов

2- С двумя дополнительными боковыми каналами

3- С четырьмя дополнительными боковыми каналами

4- С восьмью дополнительными боковыми каналами

Рис. 3 Формы красочного факела пневматических краскораспылителей с различными распылительными головками

Овальный факел образует головка, имеющая кроме центрального отверстия дополнительные боковые каналы. Струи сжатого воздуха, выходя из боковых каналов, сжимают окрасочный факел и придают ему овальную форму. Боковые каналы могут располагаться под разными углами и на разном расстоянии от центрального. Обычно сжатый воздух подается по раздельным каналам к центральному и боковым, благодаря чему количество воздуха подаваемое на сжатие факела можно регулировать, получая как круглый, так и овальный отпечаток факела.

На практике для нанесения ЛКМ применяют ручные и автоматические краскораспылители различной производительности: по краске от 0,05 до 0,8 л/мин, по воздуху от 0,03 до 0,6 м3/мин. Эти аппараты обеспечивают производительность при окрашивании от 20 до 600м2/ч.

Подачу сжатого воздуха осуществляют от централизованной сети или от передвижного компрессора. Подаваемый воздух должен очищаться от воды, масла и механических загрязнений в масловодоотделителе.

Пневматическим распылением в большинстве случаев наносят ЛКМ с относительно низкой вязкостью (14-60с по вискозиметру ВЗ-246-4) и низким сухим остатком. Этот метод позволяет получать покрытия высокого класса с точки зрения их декоративного вида и, в большинстве случаев, применяется для нанесения верхних (косметических) слоев финишных эмалей, а также для декоративного окрашивания небольших изделий.

В то же время, метод пневматического распыления является наименее экономичным по расходу ЛКМ. Потери ЛКМ при нанесении пневмораспылением в зависимости от сложности окрашиваемого изделия могут составлять 20-40%, что должно обязательно учитываться при расчете потребности в материале.

При окраске изделий ручными пневматическими краскораспылителями особое внимание должно уделяться получению равномерного покрытия при его заданной толщине с минимальными потерями ЛКМ.

Равномерность получаемого покрытия, а также экономичность окрашивания в каждом отдельном случае будет зависеть от правильного выбора распылительной головки, диаметра отверстия материального сопла, формы факела, модели краскораспылителя, его производительности и скорости его перемещения при окрашивании.

Следует помнить, что каждая распылительная головка используется наиболее эффективно в определенном диапазоне расхода ЛКМ и подаваемого сжатого воздуха.

Высокое давление воздуха, подаваемое на распылитель (для большинства краскораспылителей – более 5-6 атм.) способствует хорошему распылению, но вызывает интенсивное туманообразование и большие потери ЛКМ. Низкое давление (для большинства краскораспылителей – менее 2 атм.) вызывает образование грубодисперсного аэрозоля, что отрицательно сказывается на качестве получаемого покрытия.

При настройке давления сжатого воздуха обязательно следует учитывать возможные потери в шлангах его подачи на краскораспылитель.

В таблице 1 приведены приблизительные значения потерь давления сжатого воздуха в зависимости от внутреннего диаметра и длинны шлангов при работе краскораспылителем снабженном головкой с соплом диаметром 1,8 мм. (.07).

Внутренний диаметр шланга, мм. (дюймы)

Давление, атм.

Потеря давления, атм. по длине шланга, м.

1,5

3,0

4,5

6,0

7,5

15,0

6,0 (.24)

9,0 (.35)

Необходимый расход воздуха определяется диаметром сопла распылителя и давле- нием воздуха. Оптимальное распыление происходит при обеспечении соотношения расходов воздуха (м3/мин) и краски (л/мин) в пределах 0,3-0,6. При этом оптимальным расстоянием от сопла до окрашиваемой поверхности считается 200-400 мм в зависимости диаметра сопла, через которое подается ЛКМ, и от формы факела.

Таким образом, для достижения требуемого качества получаемого покрытия, настройка распылителя сводится к подбору оптимальных параметров его работы под определенную вязкость используемого ЛКМ:

На практике наибольшее распространение получили краскораспылители, которые комплектуются головками со сменными соплами, диаметр которых находится в пределах 1,0-3,0 мм. (.04-.12). Меняя сопла можно наносить ЛКМ с различной вязкостью и изменять производительность при распылении.

При необходимости нанесения ЛКМ с очень низкой вязкостью (14-20с по вискозиметру ВЗ-246-4) в малых количествах применяют специальные краскораспылители (аэрографы), отличающиеся очень малым диаметра отверстия материального сопла (в пределах 0,3-1,0 мм (.012-.040)) и соответственно небольшими размерами и массой. Аэрографы образуют, как правило, только круглый факел и работают при подаче сжатого воздуха не более 2 атм.

При нанесении шпатлевок, мастик, пластизолей и иных ЛКМ с очень высокой вязкостью (до 200с по вискозиметру ВЗ-236-4) слоем толщиной 0,5-2,0 мм также применяют краскораспылители специальной конструкции. В отличие от обычных, краскораспылители для нанесения высоковязких материалов имеют большие проходные сечения каналов, подводящих ЛКМ к соплу, а также распылительные головки внешнего и внутреннего смешения с увеличенным диаметром материального сопла (до 6-10 мм. (.24-.40)). Такие краскораспылители работают только при подаче в них материала под давлением.

При нанесении шпатлевок и мастик с вязкостью по ВЗ-246-4 более 200с. применяют специальные распылительные головки внутреннего смешения с диаметром материального сопла 10-12 мм. (.40-.47). Подачу материала в такие аппараты осуществляют с помощью плунжерных, шестеренчатых, винтовых и других насосов. Устройство плунжерных насосов с пневмоприводом аналогично устройству агрегатов высокого давления в установках безвоздушного распыления. Однако, в отличие от последних размеры насоса, клапанов и диаметры шлангов подачи материала увеличены, чтобы подавать на краскораспылитель высоковязкие ЛКМ в требуемом количестве. Распыление высоковязких материалов производят при давлении воздуха до 6 атм., что обеспечивает производительность нанесения до 6000 г/мин.

Читать еще:  Подложка под полукоммерческий линолеум на бетонный пол

В последнее десятилетие все большее распространение стали получать методы пневматического распыления, обеспечивающие низкое туманообразование при нанесении ЛКМ. В первую очередь, это связано с развитием законодательства по защите окружающей среды и с совершенствованием конструкций т.н. распылителей низкого давления (в зарубежной терминологии High Volume Low Pressure (HVLP) – «большой объем при низком давлении»).

Принцип действия HVLP-распылителей основан на создании внутри распылительной головки относительно низкого (примерно 0,7 атм.) давления при потребности несколько большего, по сравнению с традиционным распылением, расхода воздуха. Конструкционно понижение давления в распылительной головке достигается посредством специального воздушного преобразователя вмонтированного непосредственно в распылитель. Дополнительные или видоизмененные каналы в головке HVLP-распылителей обеспечивают почти такое же качество распыления, как и при использовании лучших моделей традиционных распылителей. При этом, за счет снижения потерь ЛКМ на туманообразование производительность HVLP-распылителей достигается на 5-30% выше.

Вне зависимости от выбранной модели, при окраске изделий ручными краскораспылителями необходимо соблюдать следующие основные правила:

Наносить ЛКМ нужно последовательно накладываемыми параллельными полосами. Первую полосу наносят, как правило, сверху вниз до конца окрашиваемой площади поверх- ности. Затем, предварительно выключив краскораспылитель, переносят его вправо (или влево) и вторую полосу наносят снизу вверх, третью – сверху вниз и т.д.

Рис. 4 Схема правильного движения краскораспылителя при окрашивании плоской поверхности

Правильное движение руки, держащей краскораспылитель при окрашивании изделия, схематически изображено на рис. 4. Стрелки показывают направление движения руки, а кружочками отмечены положения, где краскораспылитель выключают (или включают).

Выключать краскораспылитель перед переходом от одной полосы к другой следует для того, чтобы дважды не проводить окраску по одному и тому же месту. Для получения равномерного слоя последующая наносимая полоса ЛКМ должна на 1/3 перекрывать ранее нанесенную. Скорость перемещения краскораспылителя должна бать равномерной и составлять 14-18 м/мин.

Для равномерного окрашивания поверхности в два и более слоев рекомендуется наносить ЛКМ по двум взаимно перпендикулярным направлениям: если первый слой был положен при перемещении краскораспылителя в вертикальной плоскости, то второй должен наноситься перемещением краскораспылителя в горизонтальной плоскости.

В зависимости от формы и размеров окрашиваемой поверхности следует подбирать и распылительные головки, формирующие факелы различного сечения.

Плоский факел образующий овальный отпечаток обычно применяют при окрашивании больших сплошных поверхностей, т.к. он обеспечивает более широкую полосу окраски и позволяет работать более производительно. Изделия небольших размеров и сложной формы следует окрашивать краскораспылителями формирующими круглый факел.

С целью уменьшения потерь ЛКМ на туманообразование расстояние от краскораспы- лителя до окрашиваемой поверхности при плоском факеле должно составлять 250-350 мм в зависимости от вязкости распыляемого ЛКМ (оно меньше для высоковязких и больше для низковязких материалов). При круглом факеле расстояние может быть увеличено до 400 мм.

Краскораспылитель следует стараться располагать так, чтобы факел распыляемого материала был направлен перпендикулярно окрашиваемой поверхности. При окрашивании выступающих частей и углов изделий краскораспылитель следует вести вдоль выступающих частей, не выводя факел за контур изделия.

В большинстве случаев причинами плохого качества получаемого покрытия при пневматическом распылении являются неверная регулировка распылителя, грязь и засохшая краска в каналах и соплах, высокое содержание влаги и масла в подаваемом в распылитель воздухе, вызванное неэффективной работой масловодоотделителя. Присутствие избыточной влаги в сжатом воздухе, что особенно критично при окрашивании пневмораспылением ЛКМ на основе уретановых связующих.

Охрана труда

В промышленности наряду с традиционным способом окраски изделий с помощью пневматических распылителей в последнее десятилетие находят широкое применение прогрессивные автоматизированные экономичные методы, при использовании которых обеспечиваются благоприятные условия труда и минимальные потери лакокрасочных материалов. К ним относятся окраска ручными усовершенствованными установками безвоздушного распыления, в электрическом поле высокого напряжения и в автоматизированных установках струйного облива или окунания, электроосаждения, электроокраски и др. Каждый из применяемых методов имеет свои преимущества и недостатки и требует определенных мер безопасности при использовании соответствующего окрасочного оборудования в промышленности.

Оборудование и меры безопасности при окраске методом пневматического распыления

В настоящее время в промышленности окраска пневматическим методом нанесения является основной и составляет более 70%. Для пневматического распыления материалов используются установки (рис. 2), состоящие из ручных краскораспылителей, соединенных шлангами с емкостями для краски (красконагнетательными баками или стаканчиками) и линией подачи сжатого воздуха от компрессора. Для очистки воздуха от загрязнений устанавливается масловодоотделитель. В случае окраски с подогревом в схему включается нагреватель.

Рис. 2. Установка для пневматического распыления краски: 1 — краскораспылитель; 2 — красконагнетательнып бак; 3 — масло-водоотделитель: 4 — трубка для краски; 5 — трубка для сжатого воздуха; 6 — редуктор давления воздуха; предохранительный клапан

Техническая характеристика наиболее часто применяемых краскораспылителей приведена в табл. 7.

Таблица 7. Техническая характеристика различных моделей ручных пневматических краскораспылителей

по расходу лакокрасочного материала, г/мин

но окрашиваемой поверхности, м 3 /ч

Давление сжатого воздуха, подаваемого на распыление, Па (кгс/см 2 )

3*10 5 — 4*10 5 (3-4)

3*10 5 — 4*10 5 (3-4)

4,5*10 5 — 5,5*10 5 (4,5—5,5)

3*10 5 — 4*10 5 (3-4)

4*10 5 — 5*10 5 (4-5)

Расход воздуха, м 3 /ч

Ширина факела лакокрасочного материала на расстоянии 300 мм от изделия, мм

Габаритные размеры, мм

Безопасность труда и при пневматической окраске зависит в основном от характера ручного труда и потерь применяемых материалов, а следовательно, загрязнения воздушной среды и рабочего помещения вредными веществами в виде паров растворителей и красочной пылью. Маляр в течение смены (не менее 50%) держит краскораспылитель массой 350—820 г в правой руке. По физической нагрузке работа маляра относится к категории работ средней тяжести, проводится стоя, часто в неудобной, согнутой позе. Потери лакокрасочных материалов при окраске составляют 25—75%. В результате этого ежегодные потери в машиностроении и металлообработке составляют 300—400 тыс. т на сумму 350—400 млн. руб.

Для окраски небольших поверхностей при малом объеме работ применяют преимущественно краскораспылители со стаканчиком, когда краска самотеком подается к форсунке. Этот способ распыления имеет весьма существенный недостаток — приблизительно 20% времени, идущего на окраску вручную, маляру приходится затрачивать на наполнение стакана распылителя краской, что снижает производительность труда и вынуждает хранить на рабочем месте лакокрасочные материалы.

Постоянный контакт с лакокрасочным материалом при заливке вызывает дополнительное загрязнение воздушной среды парами растворителей и может привести к загрязнению кожных покровов, одежды. Различные по конструкции краскораспылители имеют различные потери окрасочных материалов на туманообразование. На рис. 3 представлены данные зависимости потери краски на туманообразование в процентах к израсходованной краске для некоторых краскораспылителей.

Рис. 3. Сравнительная характеристика потерь краски на туманообразование при использовании некоторых краскораспылителей

Значительного снижения туманообразования можно добиться использованием рациональных режимов окраски. Наиболее рациональные режимы окраски распылением, по данным Л. С. Лейкина, приведены в табл. 8, в которой показана прямая зависимость снижения потерь краски на туманообразование от применяемых материалов, вязкости лакокрасочных материалов и ведения технологического процесса.

Таблица 8. Потери на туманообразование в зависимости от режимов распыления

Зависимость потерь распыляемого материала на туманообразование от производительности приведена на рис. 4. При изменении формы факела, т. е. при переходе от круглого к плоскому, потери на туманообразование возрастают почти вдвое. Особенно резко увеличиваются потери при повышении давления воздуха. При распылении цинковых белил вязкостью 28—30 с и воды вязкостью 9 с по вискозиметру ВЗ-4 было установлено (рис. 5), что потери на туманообразование растут с увеличением расстояния краскораспылителя от окрашиваемой поверхности в среднем в 3 раза; увеличиваются с уменьшением вязкости окрасочного материала (кривая 4—для воды и кривая 2—для цинковых белил); растут при увеличении давления сжатого воздуха с 2 до 3 ат (кривые 2 и 3) в пределах расстояний от 140 до 680 мм; с уменьшением угла между осью красочного факела и окрашиваемой поверхностью с 90 до 45° туманообразование увеличивается в 1,5 раза, особенно при давлении сжатого воздуха 1—2 ат. Улучшение условий труда может дать применение окраски изделий подогретыми лакокрасочными материалами.

Рис. 4. Зависимость потерь распыляемого материала на туманообразование от производительности краскораспылителя

Рис. 5. Зависимость потерь краски на туманообразование от давления сжатого воздуха, расстояния сопла краскораспылителя до окрашиваемой поверхности и от вязкости

При распылении подогретых красок уменьшается расход растворителей (за счет меньшего их содержания в красках) на 30% Для нитроматериалов и на 40% для масляных, глифталевых, пентафталевых, мочевино- и меламиноалкидных лакокрасочных материалов, а следовательно, и снижаются потери на туманообразование. Наряду с этим сокращается число наносимых слоев из-за увеличения в 1,5—2 раза толщины одного слоя и повышения укрывистости, что тоже приводит к уменьшению потерь на туманообразование.

8.2. Пневматическое распыление

Пневматическое распыление – один из наиболее распространенных способов окрашивания в промышленности и строительстве. Его главные достоинства – универсальность, относительно высокая производительность, простота технического осуществления, достаточно хорошее качество получаемых покрытий.

Этим способом можно наносить практически любые жидкие лаки и краски и окрашивать изделия разных размеров и групп сложности, изготовленные из различных материалов. Особенно хорошо зарекомендовал себя этот способ при нанесении быстросохнущих лакокрасочных материалов – эфироцеллюлозных, перхлорвиниловых, полиакрилатных и др. Имеются ручной (с ручными распылителями) и автоматизированный (с автоматическими распылителями) варианты способа пневматического распыления, которые применяют самостоятельно или комбинируют в технологическом цикле окраски изделий с другими способами нанесения. Недостатки пневматического распыления – неэкономичность, повышенная пожароопасность, плохие санитарно-гигиенические условия труда обслуживающего персонала (при ручном нанесении). Так, потери лакокрасочных материалов в зависимости от сложности окрашиваемых изделий составляют 25-55%. Кроме того, этот способ связан с большим расходом растворителей для доведения лакокрасочного материала до требуемой (относительно небольшой) вязкости.

Основы способа. Сущность способа пневматического распыления заключается в образовании аэрозоля при дроблении жидкого лакокрасочного материала струей сжатого газа (обычно воздуха). Образующийся аэрозоль движется в направлении газовой струи и при ударе о деталь коагулирует; капли сливаются, образуя на поверхности слой жидкого лака или краски. Для распыления лакокрасочного материала применяют форсунки с кольцевым газовым каналом и наружным смешением жидкости и газа (рис. 8.1).

Читать еще:  Как правильно оштукатурить стену из керамзитобетонных блоков

Рис. 8.1. схема пневматического распыления лакокрасочного материала

Рис. 8.2. зависимость осевой скорости воздушного потока w (¾¾) при различном давлении газа и потерь лакокрасочного материала п (- – -) при w=2,5 м/с от растояния l форсунки до окрашиваемой поверхности

При малой скорости газового потока жидкость не дробится. Существует предельная критическая скорость истечения газа ωкр, при которой происходит распыление. Она является функцией давления газа р и его удельного объема V при температуре распыления Т:

(8.1)

где К – постоянная, равная 1.4; g – ускорение свободного падения; R – газовая постоянная.

Способность газовой струи дробить жидкость может быть оценена также критерием Вебера Кw:

где ρ – плотность жидкости; r – радиус капли; ω – скорость движения газа; σ – поверхностное натяжение жидкости.

Распыление происходит при ωкр=300-450 м/с или Кw = 5,3-7,0, при этом давление газа р при выходе из форсунки должно быть не менее 0,19 МПа.

Однако, экспериментально показано, что для хорошего распыления требуется большее давление, а именно 0,2-0,6 МПа, что и используется на практике. Оптимальное значение вязкости лакокрасочного материала составляет 17-35 с по вискозиметру ВЗ-4. В этих условиях диаметр образующихся аэрозольных частиц 6-80 мкм. Отходящая от форсунки аэрозольная струя – это турбулентный поток, скорость движения которого быстро падает по мере приближения к окрашиваемой поверхности. Одновременно возрастают и потери лакокрасочного материала на туманообразование (рис. 8.2), что связано как с уменьшением скорости потока, так и с образованием завихрений (см. рис. 8.1) при движении струи и ударе ее об окрашиваемую поверхность. Возможен и унос частиц интенсивно испаряющимся растворителем. В этой связи эффективность и экономичность способа пневматического распыления определяется совокупностью многих технологических факторов, не исключая конструкции и параметров работы распылителя.

Технологические режимы. Качество образующихся аэрозолей и покрытий во многом зависит от оптимальных технологических режимов распыления лакокрасочных материалов. Наиболее важные параметры – давление и расход сжатого воздуха, соотношение объемов воздуха и распыляемого лакокрасочного материала, расстояние от краскораспылителя до окрашиваемого объекта.

Высокое давление воздуха, подаваемого на распылитель (более 0,5-0,6 МПа), благоприятствует распылению, однако, вызывает повышенный унос материала. Из-за быстрого испарения растворителя покрытия нередко получаются матовыми, при медленном высыхании лакокрасочных материалов возможно сдувание жидкого слоя краски с поверхности. При низком давлении воздуха (

Способы окраски

Способы окраски 31.05.2006 08:28

Методы и способы окраски, т.е. нанесения защитно-декоративного слоя лакокрасочного материала (ЛКМ) на подлежащую основу, разнообразны, как и сами краски. Каждый год, а то и чаще, фирмы-производители красок предлагают новые материалы, а фирмы-производители оборудования не отстают от них в разработке соответствующего инструмента для нанесения этих материалов.

Задача данного раздела – вкратце ознакомить Вас с уже существующими методами окраски, а также держать в курсе последних разработок в этой области.

Мы не будем рассматривать здесь такие общеизвестные методы, как нанесение материала кистью, валиком, шпателем, а также экзотические способы: губкой или полиэтиленовым пакетом и пр.- описание этих методов Вы найдете у фирм, торгующих специальными строительными красками (см раздел ссылки на тематические сайты).

Важные показатели

  • Качество, или класс покрытия по ГОСТу.
  • Эффективность, или коэффициент переноса, – количество краски, перенесенное на окрашиваемую поверхность по отношению к общему распыленному объёму, в процентах.
  • Скорость нанесения материала, в единицах площади, или количества материала, за единицу времени (кв.м/мин, гр/мин).
  • Стоимость оборудования.
  • Сложность работы с оборудованием и его обслуживания.
  1. Пневматическое распыление и его разновидности:
    • Конвенциональная (стандартная) система
    • Система НА
    • Система HVLP
    • Система Geo
    • Турбо-HVLP
  2. Безвоздушное распыления (Airless)
  3. Смешанное распыление (Mist-Less)

1. Пневматическое распыление

Основано на принципе последовательного дробления струи краски при помощи потока воздуха, скорость движения которого многократно превосходит скорость истечения краски из сопла. Воздушные и материальные сопла чаще расположены соосно, но используются и взаимно перпендикулярный тип их расположения.

    а) У конвенциональных, или стандартных, систем давление воздуха на выходе в распыляющей головке 3-6 бар и, как следствие, очень высокая скорость воздушного потока, факел окрасочного аэрозоля состоит из капель различного диаметра (от 5 мкм до 100 мкм), и различной скорости движения в вихревом потоке воздуха. При встрече с окрашиваемой поверхностью лишь 30-40% частиц аэрозоля, имеющие оптимальные размеры и скорость, остаются на плоскости.

Мелкие частицы, их около 50%-60%, быстро теряют скорость. не достигают поверхности и образуют так называемый “туман”, сдуваемый потоком воздуха краскопульта. 5-10% аэрозоля составляют крупные капли с высокой скоростью движения, при ударе об окрашиваемую поверхность они отскакивают, образуя дефекты в плёнке ЛКМ, и сдуваются настилаемым потоком воздуха на соседние участки. Если скорость крупных частиц невелика, сила удара о плоскость недостаточна для преодоления сил поверхностного натяжения капли материала, что приводит к неравномерной толщине слоя краски.

Таким образом, у стандартных систем при достаточно высокой скорости работы и удовлетворительном качестве получаемого покрытия, коэффициент переноса ЛКМ не превышает 40%. Оборудование в своем “классическом” виде в настоящее время используется все реже, однако за последние годы разработаны “промежуточные” варианты, так называемая

б) технология HA (High Atomisation) , TransTech, RP и пр., использующая давление на выходе распыляющей головки 1,2-1,4 бар, а также большой объём воздуха в распыляющей головке (до 600 л), что позволило резко, до 79% улучшить показатели эффективности переноса, снизить “туманообразование”, сохранив высокую скорость и высокое качество нанесения материала. Правда, пока с одним ограничением: технология не столь “универсальна”, как стандартная или HVLP, т.е. работает с менее широким спектром материалов. Тем не менее, краскопульты НА все чаще используются с автомобильными финиш-красками и лаками, а также базами “металлик” и “перламутр”.

Принципы работы с данным оборудованием те же, что и с конвенциональным, что облегчает и ускоряет переход на эти краскораспылители.

в) в 1988 году экологи США озаботились высоким содержанием загрязняющх веществ в курортном воздухе Калифорнии, следствием чего стало принятие Закона Штата Калифорния за номером 1151, помимо прочего содержащего запрет на превышение паров сольвента и окрасочной пыли в воздухе и требующего применение систем HVLP при производстве окрасочных работ. Пример оказался заразительным, и действие закона распостранилось по всей территории США. В дальнейшем этому последовали и страны Западной Европы.

Конструкция современных краскораспылителей позволяет преобразовать небольшой поток сжатого до 2-3 бар воздуха на входе, в больший (600-800 л/мин) объём и меньшее, 0,7 бар, давление на выходе распыляющей головки.

Это и есть принцип HVLP (Большой Объём-Низкое Давление) при этом воздух имеет низкую скорость истечения из сопла, отсутствует турбуленция, что создает идеальные условия для образования однородного по составу (30-60 мкм) и скорости движения капель аэрозоля и обеспечивает равномерный “мягкий” перенос 65%-75% ЛКМ на окрашиваемую поверхность, с одновременным резким снижением “туманообразования”.

Стабильный, без завихрений, “настил” воздушного конуса позволяет получить высококачественное покрытие при хорошей скорости нанесения материала.

Хорошие характеристики по качеству, экологчность, низкая себестоимость, простота работы и обслуживания обусловили широкое применение данного метода в автомобильном, авиакосмическом и мебельном секторах, строительно-отделочных работах и в промышленном производстве.

г) В 1992 г компания Walcom разработала и запатентовала способ GEO – способ “двойного распыления” с помощью особой микрокамеры дополнительного смешивания ЛКМ с воздухом, т. е дробление идет как бы в два последовательных этапа, что позволяет получить оптимальные (30-60 мкм) размеры частиц окрасочного аэрозоля, обеспечивая идеальное качество, и резко, на 67%, снизить “туманообразование”. Кроме того, работая при тех же параметрах давления (не более 0,7 бар) в распыляющей головке, что и система HVLP, краскораспылители GEO имеют меньший, порядка 220 л/мин на входе, расход воздуха, что значительно экономит ресурсы.

Краскораспылители системы GEO наносят покрытия с первоклассным качеством и широко используются в автоделе и производстве мебели.

д) Турбо HVLP подразумевает ещё больший, >800 л/мин, воздушный поток при избыточном давлении не более 0,5 бар, что в полной мере позволяет избавиться от недостатков конвенционального распыления.

Большой поток воздуха низкой скорости равномерно и мягко атомизирует материал, плавно переносит его к поверхности и прижимает, препятствуя обратному “отбою” краски, в то же время тщательно прокрашивая криволинейные поверхности и т.н. “мертвые” зоны.

Немаловажное преимущество метода -отсутствие водоконденсата и паров масла в воздухе, получаемом при помощи турбины-нагнетателя.

Недостатки – невысокая скорость нанесения и значительный нагрев воздуха вследствие его трения о лопатки турбины, что может вызвать “схватывание” материала в дюзе во время работы.

Метод Турбо HVLP -его ещё называют “пневматической кистью”, широко используется в современном производстве дорогой мебели, музыкальных инструментов, т.е. там, где приходится работать с материалами различной-от 15 до 160 сек вязкости, и получать покрытие наивысшего качества при коэффициенте переноса до 80%-85%.

2. Безвоздушное распыление (AIRLESS)

Это не окраска в вакууме,как может показаться из названия метода, а распыление материала без участия воздуха в качестве рабочего тела, т.е. дробление краски происходит вследствие продавливания её под высоким, от 40 до 500 бар, гидравлическим давлением через сопло специальной формы, с очень высокой скоростью. При трении об окружающий воздух струя краски распадается на разнокалиберные капли, одновременно теряя скорость, и оседает на окрашиваемой поверхности.

Метод достаточно специфичен, поскольку не позволяет получить покрытие высокого класса вследствие неоднородности частиц окрасочного аэрозоля, кроме того, величина,форма факела и расход материала строго заданы размерами дюзы и не регулируются в процессе работы.

Но есть и явные преимущества:

  • основное – возможность наносить составы любой, даже очень большой, вязкости;
  • очень высокая скорость работы -количество распыляемого материала может измеряться десятками литров в минуту!

Преимущества и недостатки данного метода обусловили сферу применения оборудования данного типа-это строительно-отделочные, особенно фасадные, работы, огнезащита, судостроение, защита металлоконструкций от коррозии, гидроизоляция, нанесение дорожной разметки и т.п.

Читать еще:  Что можно сделать со старым пылесосом

3. Смешанное распыление (Mist-Less)

Как избавиться от недостатков, свойственных безвоздушному распылению, сохранив его преимущества? Правильно, совместить безвоздушный и воздушный способы распыления. Эта идея была реализована в технологии, получившей название смешанного, или комбинированного распыления, также его называют безвоздушным распылением в воздушном конусе, безвоздушным распылением с воздушной поддержкой. Идея такова: окрасочный аэрозоль, полученный безвоздушным распылением, подвергается дополнительному тщательному дроблению воздушным потоком, подаваемым непосредственно в факел. Дополнительно, через отдельные воздуховоды, происходит образование воздушного конуса, формирующего факел и без потерь доставляющего краску к поверхности.

Таким образом, характеристики факела при смешанном распылении приближаются к таковым у получаемого методом пневматического распыления -высокое качество покрытия, высокий коэффициент переноса, при сохранении свойственных безвоздушному методу преимуществ -высокой скорости и возможности нанесения составов любой вязкости.

Это-то и позволило с успехом применить данный метод при поточном производстве мебели, промышленной финиш-окраске, в аэрокосмической области, при окраске строительных, сельскохозяйственных и других крупногабаритных машин, станков и оборудования.

В заключение данного раздела можно привести сводную таблицу характеристик вышеуказанных методов окрашивания:

Типы распыления лакокрасочных материалов в оборудовании G raco

Все оборудование Graco, использующееся для окрашивания любых поверхностей можно подразделить на 4 типа по способу распыления:

  • воздушный (пневматический);
  • безвоздушный;
  • комбинированный;
  • электростатический.

В представленной ниже таблице вы можете увидеть краткие сравнительные характеристики типов распыления лакокрасочных материалов.

Распыление за счет смешения материала с сжатым воздухом. Легкость в использовании

Высокое декоративное качество конечного покрытия

Материалы малой и средней вязкости

Финишная окраска металла и древесины. Все операции, требующие высокое качество финишной окраски

В стандартных условиях давление материала в краскораспылителе – 1-2 бар

Покрытие на водной основе и на основе органических растворителей, верхние слои лакокрасочного покрытия, протравная грунтовка, окраска покрытия и усилители адгезии

Распыление – большой объем при малом давлении

Имеет схожесть с пневматическим распылением в случае малой скорости подачи материала

Материалы малой и средней вязкости

Финишная окраска металла для всех видов деталей различной формы

Давление распыляемого воздуха – 0,7 бар, давление материала в краскораспылителе – 1-2 бар

Покрытие на водной основе и на основе органических растворителей, верхние слои лакокрасочного покрытия, нанесение прозрачных слоев

Позволяет распылять материал под высоким давлением через отверстие малого диаметра

Позволяет быстро производить покрытия приемлемого декоративного качества

Материалы средней и высокой вязкости

Большие поверхности, такие как металлоконструкции, корабли, резервуары

Давление материала до 500 бар

Покрытие на водной основе и на основе органических растворителей, покрытие и повышенной степенью защиты

Комбинированный метод, объединяющий в себе возможность безвоздушного и пневматического методов распыления

При большой скорости окраски (расхода материала) достигается относительно высокое декоративное качество покрытия

Материалы малой и средней вязкости

Нанесение верхнего покрывающего слоя для деревянной мебели и коммерческого транспорта (автобусы и грузовики)

Давление распыляемого воздуха до 3 бар, давление материала – до 200 бар

Покрытие на водной основе и на основе органических растворителей, верхние слои лакокрасочного покрытия, нанесение прозрачных и грунтовых слов

Напыление заряженных частиц краски с использованием технологии пневматического и комбинированного распыления (Air Spray или Air Assisted)

Высококачественное покрытие, отличное качество пленочного покрытия и уменьшенное избыточное распыление

Материалы малой и средней вязкости

Легковые автомобили, автобусы и грузовики, авиастроение, мебельное производство и оконные рамы.

В стандартных условиях давление материала до 180 бар

Большой диапазон применяемых материалов

Рассмотрим более подробно каждый тип распыления.

Способ пневматического (воздушного) распыления

Пневматическое распыление – это конвенционный (классический) метод распыления. Краска подается через сопло с помощью сжатого воздуха, скорость которого на выходе составляет около 500 м/с. Давление сжатого воздуха 0,8-6 бар. Необходимое количество сжатого воздуха обычно генерируется компрессором или регулятором давления. При взаимодействии с краской, имеющей на выходе ничтожно малую скорость, образуется множество тонких воздушных струй, несущих ее мельчайшие капли к окрашиваемой поверхности. С помощью пневматического распыления получаются высококачественные покрытия. Этот метод идеально подходит для небольших объемов при ручной работе. Из недостатков пневматического распыления — это низкий коэффициент переноса лакокрасочного материала, вследствие чего большая потеря материала и невозможность распылять сильно вязкие материалы.

Примером пневматических краскораспылителей в Graco является краскораспылитель Finex.

Вследствие того, что при воздушном способе распыления имеет место так называемое туманообразование, приводящее к перерасходу красящего вещества и загрязнению окружающего воздуха, компанией Graco используется собственная технология HVLP (High Volume Low Pressure – высокий объем, низкое давление), позволяющая автоматически регулировать выходное давление воздуха, что позволяет снизить эти негативные явления.

В краскораспылителях HVLP благодаря особой конструкции воздушной головки поток сжатого воздуха обычного давления 2,5 бар и сравнительно малого объема преобразуется в поток большого объема (до 40 м3/ч) и низкого давления (0,5 – 0,7 раб). Снижение потерь материала на туманообразование достигается за счет того, что частички материала, распыленные при низком давлении сжатого воздуха, имеют невысокую скорость и образуют “мягкий” окрасочный факел, равномерно настилающийся на изделие.

Все краскораспылители, относящиеся к системе распыления HVLP обеспечивают перенос материала на изделие свыше 65 %.

Принцип пневматического распыления HVLP реализован в турбокомпрессорных установках Graco HVLP TurboForce .

При безвоздушном распылении материал, подаваемый на краскораспылитель под высоким давлением (до 500 бар), проходит через специальное сконструированное сопло и распыляется под воздействием механических сил, т.е. без участия потока сжатого воздуха. Окрасочный факел, ширина и уголок которого зависят от характеристик окрасочного сопла, формируется из частичек материала, движущихся с высокой скоростью в направлении окрашиваемого изделия. При таком распылении расход красящего вещества меньше чем при воздушном на 15-20%, а толщина слоя краски не превышает 150 мкм.

Метод безвоздушного распыления характеризуется высокой производительностью, экономичностью и эффективностью: коэффициент переноса материала на окрашиваемое изделие достигает 85 %.

Данный метод распыления позволяет наносить различные материалы, включая высоконаполненные и высоковязкие, дает возможность достигать значительной толщины покрытия даже при нанесении материала в один слой и особенно эффективен при окрашивании больших поверхностей и крупногабаритных изделий.

Для решения различных задач существуют окрасочные аппараты безвоздушного распыления , отличающиеся производительностью и разными видами приводов, в зависимости от условий можно выбрать тот или иной привод.

На промышленных объектах, с целью обеспечения максимальной безопасности производства используется окрасочное оборудование GRACO с пневматическим приводом . Пневматический привод, предназначенный для проведении взрывобезопасных работ нашел применение там, где есть сжатый воздух. Такой привод обладает высокой мощностью, надежностью работы, большим ресурсом, простотой технического обслуживания. Использование этого типа окрасочного оборудования GRACO дает возможность безопасно производить работы с материалами, изготовленными на основе летучих растворителей.

Окрасочные аппараты с электрическим приводом , работающие по принципу безвоздушного распыления и обеспечивающие высокую производительность малярных работ, нашли самое широкое применение при произведении работ на строительных объектах, при наличии электричества.

Ну а на строительных объектах, где нет доступа к электричеству и где необходима мобильность, используют окрасочные аппараты с бензиновым приводом, не забывая обеспечить хорошую вентиляцию на местах, где производятся малярные работы.

Самые современные окрасочные материалы являются двухкомпонентными и выпускаются с высоким содержанием сухого остатка, доходящим до 100%. Для работы с подобными материалами компания GRACO выпускает окрасочное оборудование, не имеющее аналогов на мировом рынке.

Компоненты в таких установках сначала разогреваются для достижения нужной вязкости, затем смешиваются в необходимой пропорции и наносятся на обрабатываемую поверхность. Такие установки имеют пневматический привод и требуют для своей работы наличия внешнего мощного компрессора и источника электричества для работы нагревательных элементов.

Даже при выполнении таких высоких требований для обеспечения своей работы — это окрасочное оборудование GRACO является высоко рентабельным и быстро окупаемым за счет экономического эффекта, связанным с применением современных, прочных, долговечных окрасочных материалов, которые наносятся с его помощью.

При нанесении лакокрасочных материалов методом комбинированного распыления предварительное распыление материала, подающегося на краскораспылитель при высоком давлении (до 200 бар), происходит при его прохождении через специальное сопло, параметры которого определяют ширину и угол окрасочного факела, а окончательное распыление осуществляется при помощи сжатого воздуха в воздушной головке. Таким образом, данный метод представляет собой комбинацию методов безвоздушного и пневматического распыления. В результате распыления материала образуется “мягкий” окрасочный факел с оптимальным размером частичек, обеспечивающий получение лакокрасочных покрытий хорошего качества при высокой производительности окрасочных работ и минимальных потерях материала на туманообразование: коэффициент переноса материала на окрашиваемое изделие превышает 70 %. Данный способ приобретает все большую популярность, благодаря своей экономичности и высокому качеству получаемого покрытия.

Огромное доверие у пользователей среди аппаратов комбинированного распыления заслужили модели Graco Merkur .

В случае нанесения жидких лакокрасочных материалов методом распыления в электростатическом поле материал подается на краскораспылитель, где получает отрицательный заряд при контакте с коронирующей иглой с высоким напряжением постоянного тока (65-90 кВ), которой оснащен краскораспылитель, а затем распыляется различными методами. При этом частички окрасочного факела, проходя через пистолет для покраски и приобретая отрицательный заряд, движутся в направлении силовых линий электростатического поля от краскораспылителя к окрашиваемому изделию, имеющему положительный заряд.

Вследствие дополнительного воздействия на окрасочный факел сил электростатического поля коэффициент переноса материала на изделие значительно повышается и может достигать 98 %. Распыление лакокрасочного материала может осуществляться различными методами, основными из которых являются пневматическое, безвоздушное и комбинированное распыление.

Среди электростатических краскораспылителей Graco наиболее популярными являются модели Краскораспылитель Pro Xs и Краскораспылитель Pro Xp85.

С полным ассортиментом оборудования GRACO вы можете ознакомиться, посетив наш КАТАЛОГ.

Здесь вы найдете оборудование для нанесения антикоррозийной защиты одно- и двухкомпонентными материалами, пенополиуретана, полимочевины, огнезащитных составов, финишного окрашивания, дорожной разметки и другое оборудование GRACO.

Если ваша сфера мебельное и деревообрабатывающее производство, металлообрабатывающая промышленность, машиностроение или строительство, где стоят задачи по защите поверхности, в ассортименте продукции компании Graco вы подберете подходящий аппарат для решения всех ваших потребностей.

Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации