Echipamentele de acoperire sunt o parte indispensabilă și importantă a sistemelor moderne de producție industrială. Sunt utilizate pe scară largă în industrii precum industria auto, electrocasnice, hardware, construcții navale, utilaje inginerești, mobilă și transport feroviar. Sarcina lor principală este de a aplica uniform acoperirile pe suprafața pieselor de prelucrat pentru a forma acoperiri protectoare, estetice și funcționale. Datorită condițiilor complexe de lucru din procesul de acoperire, care implică flux de aer, lichide, pulberi, reacții chimice, uscare la temperaturi ridicate și substanțe corozive, materialele utilizate în fabricarea echipamentelor de acoperire trebuie să fie fiabile în ceea ce privește performanța și adaptabile pentru a asigura o funcționare stabilă pe termen lung, acoperiri de înaltă calitate și siguranță în funcționare.
Selecția rezonabilă a materialelor pentru echipamentele de acoperire necesită ca inginerii să înțeleagă pe deplin caracteristicile de performanță ale diferitelor materiale și să ia decizii complete pe baza mediului de operare al echipamentului, a cerințelor procesului și a principiilor economice. Producătorii de linii de producție de acoperire vor analiza sarcina și cerințele de materiale ale componentelor comune pe baza structurii funcționale a echipamentului de acoperire, vor explora aplicabilitatea diferitelor materiale în echipamentele de acoperire, precum și avantajele și dezavantajele acestora și vor propune strategii complete și tendințe de dezvoltare pentru selecția materialelor.
I. Structura de bază și componentele cheie ale echipamentului de acoperire
Echipamentul de acoperire constă de obicei dintr-un sistem de pretratare, un sistem de alimentare cu acoperire, dispozitive de pulverizare, un sistem de transport, un echipament de uscare, un sistem de recuperare, un sistem de ventilație și evacuare și un sistem de control. Structura este complexă, iar mediul de operare este variat. Fiecare sistem îndeplinește funcții diferite, necesitând materiale diferite.
Sistemul de pretratare implică temperatură ridicată, umiditate ridicată și substanțe chimice puternic corozive.
Sistemul de pulverizare implică un flux de aer de mare viteză, pericole de electrostatică de înaltă tensiune și descărcări electrice.
Sistemul transportor trebuie să suporte greutatea pieselor de prelucrat și să funcționeze perioade lungi de timp.
Echipamentele de uscare implică probleme de încălzire la temperaturi ridicate și dilatare termică.
Sistemul de ventilație necesită țevi și structuri de ventilatoare rezistente la coroziune și anti-îmbătrânire.
Sistemul de tratare a gazelor reziduale și de recuperare a acoperirilor trebuie să gestioneze gaze și praf inflamabile, explozive sau extrem de corozive.
Prin urmare, selecția materialelor trebuie să se alinieze cu condițiile specifice de lucru ale fiecărei zone funcționale, fără o abordare universală.
II. Principii de bază pentru selecția materialelor în echipamentele de acoperire
La selectarea materialelor pentru diferite piese, trebuie respectate următoarele principii de bază:
1Prioritizați rezistența la coroziune
Întrucât procesul de acoperire implică frecvent medii corozive, cum ar fi soluții acide și alcaline, solvenți organici, acoperiri și agenți de curățare, materialul trebuie să aibă o rezistență excelentă la coroziune chimică pentru a preveni rugina, perforarea și degradarea structurală.
2Rezistență la temperaturi ridicate sau stabilitate termică
Componentele care funcționează în camere de uscare la temperatură înaltă sau în cuptoare de sinterizare trebuie să aibă rezistență la temperaturi ridicate, o bună adaptare a coeficientului de dilatare termică și rezistență la îmbătrânire termică pentru a face față schimbărilor de temperatură și șocurilor termice.
3Rezistență mecanică și rigiditate
Piesele portante structurale, sistemele de ridicare, șinele și transportoarele trebuie să aibă o rezistență și o rezistență la oboseală suficiente pentru a asigura o funcționare stabilă, fără deformare.
4.Suprafață netedă și curățare ușoară
Echipamentele de acoperire sunt predispuse la contaminare cu straturi de acoperire, praf și alți poluanți, așadar materialele ar trebui să aibă o suprafață netedă, o bună rezistență la aderență și proprietăți de curățare ușoară pentru a facilita întreținerea.
5Procesabilitate și asamblare bună
Materialele ar trebui să fie ușor de tăiat, sudat, îndoit, ștanțat sau supus altor prelucrări mecanice, adaptându-se la fabricarea și asamblarea structurilor complexe de echipamente.
6Rezistență la uzură și longevitate
Componentele care funcționează frecvent sau au contact prin frecare trebuie să aibă o bună rezistență la uzură pentru a prelungi durata de viață și a reduce frecvența întreținerii.
7.Cerințe de izolație sau conductivitate electrică
Pentru echipamentele de pulverizare electrostatică, materialele trebuie să aibă proprietăți bune de izolare electrică; în timp ce dispozitivele de protecție la împământare necesită materiale cu o bună conductivitate electrică.
III. Analiza selecției materialelor pentru componentele cheie din echipamentele de acoperire
1. Sistem de pretratare (degresare, îndepărtare rugină, fosfatare etc.)
Sistemul de pretratare necesită adesea tratarea chimică a suprafețelor pieselor de prelucrat cu lichide acide sau alcaline la temperatură înaltă. Acest mediu este extrem de coroziv, ceea ce face ca alegerea materialelor să fie deosebit de critică.
Recomandări de materiale:
Oțel inoxidabil 304/316: Utilizat în mod obișnuit pentru fosfatarea și degresarea rezervoarelor și țevilor, cu rezistență bună la acid și alcaline și rezistență la coroziune.
Plăci de oțel căptușite cu plastic (PP, PVC, PE etc.): Potrivite pentru medii foarte acide, cu costuri relativ scăzute și rezistență ridicată la coroziune. Aliaj de titan sau FRP: Se comportă bine în medii foarte corozive și cu temperaturi ridicate, dar la un cost mai mare.
2. Sistem de pulverizare (pistol de pulverizare automat, cabine de pulverizare)
Cheia echipamentului de pulverizare este atomizarea stratului de acoperire, controlul debitului și prevenirea acumulării de vopsea și a riscurilor de descărcare electrostatică.
Recomandări de materiale:
Aliaj de aluminiu sau oțel inoxidabil: Folosit pentru carcasele pistoalelor de pulverizare și canalele interne, oferind o bună rezistență la coroziune și proprietăți de greutate redusă.
Materiale plastice inginerești (de exemplu, POM, PTFE): Folosite pentru acoperirea componentelor de curgere pentru a preveni aglomerarea și înfundarea vopselei. Materiale compozite antistatice: Folosite pentru pereții cabinei de pulverizare pentru a preveni acumularea de electricitate statică ce ar putea duce la scântei și explozii.
3. Sistem de transportoare (șine, sisteme de suspendare, lanțuri) Liniile de acoperire utilizează adesea transportoare cu lanț sau transportoare cu role la sol, care suportă sarcini grele și funcționează pentru perioade lungi de timp.
Recomandări de materiale:
Oțel aliat sau oțel tratat termic: Folosit pentru pinioane, lanțuri și șine cu rezistență ridicată și rezistență excelentă la uzură.
Oțel slab aliat rezistent la uzură: Potrivit pentru zone cu uzură severă, cum ar fi șinele de viraj sau secțiunile înclinate.
Glisoare din materiale plastice inginerești de înaltă rezistență: utilizate în sistemele de reducere a frecării și de amortizare pentru a reduce zgomotul și a îmbunătăți funcționarea lină.
4. Echipamente de uscare (cuptor cu aer cald, cutii de uscare) Zona de uscare necesită funcționare continuă la temperaturi cuprinse între 150°C și 300°C sau chiar mai mari, cu cerințe ridicate pentru stabilitatea termică a metalului.
Recomandări de materiale: Oțel inoxidabil rezistent la căldură (de exemplu, 310S):
Poate rezista la temperaturi ridicate fără deformare sau oxidare.
Oțel carbon + acoperiri pentru temperaturi înalte: Potrivit pentru tuneluri de uscare la temperaturi medii și scăzute, rentabil, dar cu o durată de viață puțin mai scurtă.
Strat de izolație din fibre refractare: utilizat pentru izolarea pereților interni pentru a reduce pierderile de căldură și a îmbunătăți eficiența energetică.
5. Sistem de ventilație și evacuare
Folosit pentru a controla fluxul de aer, a preveni răspândirea substanțelor toxice și nocive și a asigura un atelier curat și siguranța lucrătorilor.
Recomandări de materiale:
Conducte din PVC sau PP: Rezistente la coroziunea gazelor acide și alcaline, utilizate în mod obișnuit pentru evacuarea ceții acide și a ceții alcaline.
Conducte din oțel inoxidabil: utilizate pentru transportul gazelor la temperaturi ridicate sau a gazelor care conțin solvenți de vopsea.
Rotoare de ventilator din fibră de sticlă: ușoare, rezistente la coroziune și potrivite pentru medii cu acoperiri chimice.
6. Dispozitive de recuperare și tratare a gazelor reziduale
În timpul proceselor de vopsire cu pulbere și de vopsire pe bază de solvent, se generează praf și compuși organici volatili (COV), care necesită recuperare și purificare.
Recomandări de materiale:
Oțel carbon cu acoperire prin pulverizare + acoperire anticorozivă: Utilizat pentru containere de recuperare și camere de îndepărtare a prafului, rentabil. Carcase filtrante din oțel inoxidabil: Potrivite pentru medii cu concentrații mari de solvenți și coroziune organică severă.
Containere cu cărbune activ și dispozitive de combustie catalitică: Implică reacții la temperaturi ridicate și necesită metale sau ceramică rezistente la temperaturi ridicate.
IV. Factori de mediu și de siguranță în selecția materialelor
Atelierele de acoperire se confruntă adesea cu următoarele riscuri:
Inflamabilitatea și explozia solvenților organici: Materialele trebuie să aibă proprietăți antistatice și antiscântei, cu conexiuni de împământare fiabile.
Riscuri de explozie a prafului: Evitați materialele predispuse la acumularea sau aprinderea prafului, în special în spațiile închise.
Control strict al emisiilor de COV: Selecția materialelor trebuie să ia în considerare sustenabilitatea mediului și să evite poluarea secundară.
Umiditate ridicată sau gaze corozive: Folosiți materiale antioxidante, anticorozive și rezistente la intemperii pentru a reduce frecvența întreținerii echipamentelor.
La proiectare, producătorii liniilor de producție de acoperiri ar trebui să ia în considerare împreună selecția materialelor, designul structural, standardele de siguranță și condițiile de funcționare pentru a evita înlocuirile frecvente și pericolele de siguranță.
V. Considerații economice și de întreținere în selecția materialelor
În fabricarea echipamentelor de acoperire, nu toate piesele necesită materiale scumpe și de înaltă performanță. O configurație rațională a gradientului de materiale este cheia pentru controlul costurilor și asigurarea performanței:
Pentru zonele necritice, se poate alege oțel carbon eficient din punct de vedere al costurilor sau materiale plastice obișnuite.
Pentru zonele cu coroziune ridicată sau temperaturi ridicate, trebuie utilizate materiale fiabile, rezistente la coroziune și temperaturi ridicate.
Pentru piesele uzate frecvent, se pot utiliza componente rezistente la uzură, înlocuibile, pentru a spori eficiența întreținerii.
Tehnologiile de tratare a suprafețelor (cum ar fi pulverizarea, acoperirile anticorozive, galvanizarea, oxidarea etc.) îmbunătățesc semnificativ performanța materialelor obișnuite și pot înlocui unele materii prime scumpe.
VI. Tendințe viitoare de dezvoltare și direcții de inovare a materialelor
Odată cu avansarea automatizării industriale, a reglementărilor de mediu și a producției durabile, selecția materialelor pentru echipamentele de acoperire se confruntă cu noi provocări:
Materiale ecologice și ecologice
Noi metale și nemetale cu emisii reduse de COV, reciclabile și netoxice vor deveni mainstream.
Materiale compozite de înaltă performanță
Utilizarea materialelor plastice armate cu fibră de sticlă, a compozitelor din fibră de carbon și a altora va realiza o îmbunătățire sinergică a greutății, rezistenței la coroziune și a rezistenței structurale.
Aplicații inteligente pentru materiale
„Materiale inteligente„cu funcții de detectare a temperaturii, inducție electrică și autoreparare vor fi aplicate treptat echipamentelor de acoperire pentru a îmbunătăți nivelurile de automatizare și capacitățile de predicție a defecțiunilor.
Tehnologia de acoperire și optimizarea ingineriei suprafețelor
Placarea cu laser, pulverizarea cu plasmă și alte tehnologii vor îmbunătăți performanța suprafeței materialelor obișnuite, reducând costurile materialelor și prelungind în același timp durata de viață.
Data publicării: 15 septembrie 2025
