Как сократить время на их устранение и финансовые потери?
Один из способов обеспечить равномерное покрытие детали — позволить электростатически заряженному порошку следовать естественным путём к заземленной металлической детали, а не насильно заталкивать его форсункой в труднодоступные участки
Когда маляр нанёс порошковую краску, и увидел на отверждённой плёнке покрытия видимый дефект, процесс еще не завершён. Фактически, расследование только начинается.
Переделка — это то, с чем знаком каждый переработчик металла и чего все стараются избегать. Это ещё больше касается порошковой окраски, потому что она ─ последний шаг в процессе создания добавленной стоимости перед отправкой изделия заказчику.
Если рабочим окрасочного участка повезёт, то дефект будет обнаружен на ранней стадии. Маляру придётся снять и перекрасить только несколько деталей. Или просто выбросить их и заменить качественными. Однако и в этом случае надо перекрашивать новые детали, а график работы ─ корректировать, чтобы учесть дополнительную работу.
Ещё не все цеха металлообработки предлагают порошковую окраску. Но в последние годы всё больше предприятий добавило эту услугу, поскольку они стремятся выделиться для потенциальных клиентов как универсальный цех по изготовлению, формовке и отделке. Те, кто не занимается порошковой окраской, вероятно, сотрудничают со специализированным окрасочным цехом для своих нужд. В обоих случаях качественные покрытия позволяют всем соблюдать график и пользоваться благосклонностью клиентов.
Мы пообщались со специалистами в порошковой окраске на предмет того, как не только избегать дефектов, но и выявлять возможные причины их появления. Не все производители металлоконструкций являются экспертами по окраске. Но они понимают, что правильно отлаженные процессы могут способствовать качественному производству. К счастью, такой же тип мышления применим и в сфере порошковой окраски.
Потенциальные источники проблем
Исходные материалы
Прежде чем перейти к анализу очистки и подготовки деталей перед порошковой окраской задумайтесь о фактическом материале, который необходимо окрасить. Если вы думаете, что это тот же материал, который использовался 20 лет назад, то советуем подумать ещё раз.
Поскольку сегодня всё больше металла производится из металлолома, чем создаётся с нуля, то в металле оказывается больше примесей. Это особенно заметно в алюминии. Эти примеси являются в основном загрязняющими веществами, которые в дальнейшем могут мигрировать на поверхность и обуславливать появление некоторые из характерных дефектов. Как, например, точечные проколы или поры, которые появляются на поверхности, когда загрязняющие вещества стремятся выпустить воздух или газ во время или после цикла отверждения, что обычно называется дегазацией.
Очевидно, что металл с прокатной окалиной может представлять проблему. Но это опытный маляр может предугадать заранее. Что касается качества самого металла, это больше похоже на игру в догадки.
Окисленные края, образующиеся при лазерной резке листового металла и использовании кислорода в качестве вспомогательного газа, в последние годы стали менее серьёзной проблемой. (Края с окислением представляют проблемы с адгезией для тех, кто наносит порошковые краски.) Большинство производителей металлоизделий понимают, что они должны использовать другой вспомогательный газ, такой как азот, чтобы обойти процесс окисления или перейти к какому-нибудь механическому процессу отделки, чтобы удалить оксиды с краёв перед напылением краски.
Отслаивающееся порошковое покрытие, вероятно, является признаком того, что деталь не была тщательно очищена перед нанесением порошка, деталь не была отверждена в соответствии с правильными спецификациями или порошок был нанесен неправильно. Отслаивание покрытия — это лишь один из многих дефектов. Устранение и предотвращение этих типов ошибок требует постоянства операций и заинтересованности команды в результате.
Порошок
Кроме металла производитель металлоконструкций должен внимательно отнестись и к подбору порошковой краски. Она может вызывать не меньше вопросов, чем металл.
Крупные производители порошковых красок, придающие должное внимание качеству, обеспечивают входной контроль исходного сырья ещё до подачи его в экструдер. На таких предприятиях обеспечена стабильность всех параметров переработки, а также обязательный контроль краски на выходе, чтобы подтвердить её цвет и механические свойства. Все это необходимо, несмотря на многолетний опыт разработки, производства порошковых красок с гарантией получения нужного цвета, долговечности и защиты от коррозии. К моменту выпуска продукции с завода поставщики порошковых красок уверены, что их производственные рецепты и технологии приведут к получению порошка, который будет соответствовать ожиданиям заказчика, если все остальное пойдёт правильно на участке окраски.
На многих предприятиях при возникновении проблемы с качеством покрытия специалист по порошковой окраске указывает на специалиста по предварительной обработке, как на её источник. А специалист по предварительной обработке, соответственно, указывает на специалиста по порошковой окраске. Клиент в этой ситуации стоит посередине и не знает, как решить проблему. Чтобы решить проблему все должны работать сообща.
Прежде всего, любая компания, занимающаяся порошковой окраской, должна серьезно относиться к хранению материала. Порошок следует хранить в прохладном, сухом и хорошо проветриваемом помещении вдали от тепла, источников возгорания и прямых солнечных лучей. Это помогает избежать деградации и комкования материала.
Предварительная обработка
Подготовка металлических деталей к нанесению порошка в теории проста, но может оказаться довольно сложной из-за различных методов доставки и этапов, которые могут потребоваться для очистки. По сути, при предварительной обработке происходит не только очистка металла, но и подготовка его поверхности к адгезии. Это обеспечит повышенную защиту от коррозии и улучшит свойства покрытия.
Химсредства предварительной обработки можно наносить с помощью распылительной установки вручную или на автоматической линии. Или же детали можно погружать в ёмкости, заполненные растворами для предварительной обработки, которые необходимо перемешивать, чтобы обеспечить полное воздействие на детали различных химических агентов. Затем следует своего рода промывка. В некоторых случаях может происходить еще один цикл предварительной обработки и промывки. После завершения этого цикла детали должны пройти через печь, чтобы высохнуть перед нанесением порошка.
Одно из условий получения качества продукции — это постоянство. Если у вас нет такой стабильности при поддержании концентрации и чистоты растворов для предварительной обработки и воды, вы не получите очень хорошего качества.
Большое значение для обеспечения надлежащей работы линии предварительной обработки имеет наличие обученных руководителей и операторов линии. Это не похоже на гибочный пресс, где переходы с одного задания на другое происходят регулярно. Химраствор предварительной обработки, скорее всего, останется без изменений, поскольку он был указан для работы со списком деталей, обрабатываемых на участке подготовки. Если коллектив на участке подготовки может гарантировать, что соблюдены параметры концентрации и температуры химических средств, а также параметры работы сушильной печи, то на выходе должны быть детали в надлежащей форме для последующего нанесения порошкового покрытия.
Качество воды — ещё одна область, требующая повышенного внимания. Система обратного осмоса или подготовки деионизированной воды помогает снизить общее количество растворённых в воде твёрдых веществ. Это сделает ополаскивание намного более эффективным с точки зрения оставления чистой поверхности для нанесения порошкового покрытия.
Нанесение
Напыление порошковой краски несложно, учитывая, что заряженные частицы порошка электростатически притягиваются к поверхности металлических деталей. Но эта простота принципа не предотвращает возникновение дефектов. Неправильная практика нанесения краски может привести к слишком тонкой плёнке покрытия, слишком толстому слою покрытия и даже к различным дефектам, таким как, например, апельсиновая корка.
Многие дефекты можно довольно легко устранить правильной настройкой пистолета и дальнейшему её сохранению.
Также появились интеллектуальные пистолеты для нанесения порошка, которые помогают обеспечить постоянную подачу порошка. Датчики показывают, насколько далеко от детали находится форсунка, и установка может регулировать напряжение на электроде, чтобы обеспечить равномерное нанесение порошка. Это достижение технологического прогресса особенно полезно для предотвращения дефектов, возникающих из-за обратной ионизации. (Эффект, проявляющийся, когда совокупность заряженных частиц порошка фактически отталкивается друг от друга, а не просто направляется к заземлённой поверхности).
Дефекты порошкового покрытия
Одно дело знать, какие ошибки при нанесении порошковой краски могут быть источником дефектов, но хорошо ли вы ориентируетесь в различных типах дефектов?
Проколы
Эти маленькие отверстия в плёнке порошкового покрытия являются результатом выделения газов. Причинами этого типа дефекта может быть влага, которая не была полностью высушена с поверхности металла перед подачей в камеру порошкового напыления. Или воздух, попавший внутрь отливки, который затем выходит при прохождении детали через печь полимеризации.
Очевидно, что важно устранить влагу и газы из окрашиваемого материала, и печь может помочь в этом. Предварительная сушка деталей, если это необходимо, является надёжным способом уменьшения проблем выделения газов.
Ещё одна вещь, которую следует иметь в виду, заключается в том, что влага не обязательно может быть результатом предварительной промывки перед обработкой — ну, по крайней мере, не напрямую. Многим знакома ситуация в цехе, когда пар, выделяемый оборудованием для предварительной обработки, попадал в поток нагретого воздуха в холодную погоду, конденсировался на висящие очищенные детали, готовые к поступлению в камеру порошкового покрытия. Эти капли стали причиной появления проколов.
Кратеры
Также называемый «рыбий глаз», кратер — это большая полость в покрытии. Иногда он может простираться до поверхности металла.
Кратеры обычно являются результатом плохой подготовки поверхности или какого-либо загрязнения. Известен характерный случай исследования линии порошковой окраски, на которой возникли проблемы с кратерами. Предварительная обработка и нанесение выглядели хорошо, поэтому приглашённый технический специалист прошёлся по цеху. Он заметил один комплект сварочных штор неподалеку, который отличался по цвету от остальных. Когда он спросил, почему у сварщика шторы разного цвета, сварщик ответил, что купил силиконовый очиститель в магазине автозапчастей и использовал его для очистки защитных барьеров.
Сварщику и всему персоналу в цеху объяснили, что силикон— убийца процесса порошковой окраски отделки.
Неполное покрытие поверхности
Как уже говорилось ранее, электростатически заряженные частицы могут работать друг против друга, не давая равномерно приземляться на металлическую поверхность. Это особенно актуально, когда речь идет о труднодоступных участках, таких как внутренние углы коробок. Это явление называется эффектом клетки Фарадея. Заряженные частицы любят выбирать путь наименьшего сопротивления, и именно поэтому они будут прилипать к краям и стенкам перед этими узкими внутренними углами.
Для металлических деталей необходимо хорошее заземление, чтобы принять электростатически заряженные частицы порошка. Примитивные причины, как, например, наслоение краски на крючке подвески, могут уменьшить эффект заземления и отрицательно повлиять на усилия маляра по напылению порошка.
Преодолеть проблемы эффекта клетки Фарадея могут помочь изменения в способе нанесения порошкового покрытия. Первой мыслью новичка порошковой окраски может быть увеличение мощности, чтобы заставить материал попасть в это ограниченное пространство. На самом деле лучше работает противоположное.
Полезно сначала нанести порошковую краску на сложные участки детали, пока притяжение порошка максимально, прежде чем покрывать остальную часть детали.
Кроме того, в случае, если порошок плохо оседает на окрашиваемой детали — проверьте заземление. Для улучшения переноса порошка на деталь разместите контур заземления как можно ближе к камере напыления.
Избыточное нанесение порошка.
Ошибки нанесения могут привести к таким дефектам, как провисание, когда избыточно напылённый порошок опадает из-за силы тяжести; апельсиновая корка — бугристость или ямочки, очень похожие на кожуру популярного фрукта. Более дисциплинированный подход к нанесению порошка — это самый простой способ предотвращения этих дефектов. Помощником маляра является устройство для измерения толщины плёнки покрытия. ИК толщиномер покрытия позволит поддерживать процесс нанесения порошковой краски в рамках спецификаций.
Подобные типы датчиков на окрасочной линии могут показаться излишеством, но их стоимость меркнет по сравнению со стоимостью избыточного нанесения краски на металлические детали. Если спецификация заказчика составляет 60 мкм для порошкового покрытия, а нанесение порошкового покрытия приводит к фактической толщине плёнки 85 мкм, это может означать десятки тысяч долларов никем не компенсируемых потерь.
Пока вы с ручкой на бумаге не сделаете расчётов, вы даже не осознаете, что тратите эти деньги.
Сколы
Один из самых трудно игнорируемых дефектов порошкового покрытия — это сколы. Когда крупные куски покрытия просто отрываются от металлической поверхности, это производит крайне неприятное впечатление.
Скорее всего, виновником является плохая очистка детали или нарушение технологии нанесения порошка. Оба фактора способствуют плохой адгезии к металлической подоснове.
Иногда этот типа дефекта обнаруживают только при неправильном обращении с окрашенным материалом на следующей стадии производства конечной продукции. При ударе окрашенной детали о другую или при ударе её о тяжёлый предмет может отлететь кусок покрытия.
Возможные решения этой конкретной проблемы потери адгезии заключаются в настройке процесса предварительной обработки, в отслеживании возможных загрязнений, которые могут появиться во время цикла порошковой окраски, в исправлении проблем с нанесением порошка и обеспечении надлежащего режима отверждения покрытия.
Пожелтение
Дефект, который чаще встречается в более светлых цветах. Пожелтение — это разрушение смол и пигментов, что приводит к потере заданного цвета. Считают, что это может происходить и в более тёмных цветах, но изменение цвета, очевидно, будет в сторону потемнения.
Скорее всего, причиной этого дефекта является перепекание, когда порошковое покрытие подвергается воздействию высокой температуры печи дольше, чем предписано заводом-изготовителем.
Средство от этой проблемы — придерживаться режима полимеризации, согласно паспортным данным на краску, обеспечивая отверждение покрытия в соответствии с его составом. Кроме того, при остановке конвейерной линии кто-то должен следить за тем, чтобы никакие детали не застряли в печи или чтобы печь была установлена в режим слабого нагрева.
Советы по устранению неполадок
Конечно, выше перечислены не все возможные дефекты порошкового покрытия, которые встречаются оператору окрасочной линии. Важно предпринять определённые шаги, чтобы заранее попытаться предотвратить их возникновение.
Для поддержания бесперебойной и производительной работы участков предварительной обработки и нанесения порошковой краски начальник участка или оператор линии должен проводить её аудит перед каждой сменой. Этот человек должен убедиться, что каждый этап процесса происходит надлежащим образом и обеспечивает получение качественно окрашенных готовых деталей.
На каждом участке порошковой окраски, как правило, составляют контрольные списки факторов, требующих постоянного внимания. Это позволяет добиться стабильности рабочих процессов и повторяемости их результатов от смены к смене.
Что необходимо проверять в ходе регулярного аудита:
- Скорость линии, если это автоматизированная система
- Время выдержки деталей на каждом этапе
- Титрование моющих растворов, которое следует проверять не реже одного раза в смену
- Проводимость промывочной воды
- Производительность этапа промывки
- Надлежащее заземление
- Время и температура в сушильной печи
- Состояние пистолетов-распылителей
- Образцы напыления
- Толщина нанесенной плёнки
- Температура в печи отверждения
- Время в печи отверждения
- Состояние системы обнаружения возгорания
Ежедневная проверка участка порошковой окраски, конечно, не может ограничиваться только приведенными выше параметрами. Например, можно также запустить на окраску тестовую панель или образец детали, чтобы увидеть, как работает линия порошкового покрытия. Испытания, проведенные на этой панели или детали, могут помочь оценить, нужно ли вносить какие-либо изменения.
Заполнение подобного контрольного списка не потребует много времени. В случае каких-либо отклонений в результатах производства у руководителя участка всегда будет возможность проверить свои записи для всего цикла, чтобы увидеть, изменилось ли что-то, что может быть связано со снижением качества.
После обнаружения дефекта основное внимание уделяется исправлению ситуации, чтобы избежать повторения той же ошибки. Но чтобы исправить проблему, специалист по порошковой окраске должен найти её первопричину.
Вот где могут пригодиться тестовые панели. Их можно заказать для точного воспроизведения окрашиваемого металла. Тестовые панели также можно очистить и подготовить к окраске тем же способом, который воспроизводит исследуемую систему предварительной обработки.
В рамках процесса поиска причин и устранения неполадок следует очищенную и предварительно обработанную в лаборатории панель пропустить через процесс порошковой окраски. Ее следует повесить на линии так, чтобы она попала в камеру порошковой окраски, минуя процесс предварительной обработки. Многие предпочитают подвешивать панель так, чтобы сушильная печь могла удалить всю влагу, которая могла скопиться внутри. Если панель проходит весь процесс и не обнаруживает никаких дефектов, то, скорее всего, дефект можно связать с процессом предварительной обработки.
Отправляя чистые, не прошедшие предварительную обработку панели через систему порошкового напыления, вы воспроизводите тот же процесс, который создал детали с дефектами порошкового покрытия. Панель либо подтверждает проблему на этапе предварительной обработки, либо предполагает, что дефект может быть связан с исходными материалами.
Последний совет
Зачастую любой технологический процесс хорош только настолько, насколько хороши вовлечённые в него люди. Порошковая окраска ничем не отличается. Тот, кто наносит порошковое покрытие, или оператор окрасочной линии, который вовлечён и настроен на качественную работу, скорее всего, будет поставлять качественные детали на постоянной основе.
Чтобы вывести их на такой уровень производительности необходимо проводить обучение. Многие компании используют обучающую систему виртуальной реальности, чтобы помочь операторам линий и малярам привыкнуть к тому, какой может быть хорошая скорость конвейера и сколько проходов может потребоваться для получения определённой толщины плёнки покрытия. Виртуальная система полезна, потому что она обеспечивает немедленную обратную связь с оператором.
Это помогает обучать и готовить маляров из неподготовленных рабочих и даёт им почувствовать, что они делают. Вы не добьетесь большого успеха, просто подобрав кого-то на улице, посадив его в камеру окраски и сказав ему начать распылять порошок на детали.
Используйте своих поставщиков, будь то поставщики химикатов, поставщики порошковых красок или оборудования. Используйте их для помощи в обучении персонала.
По материалам зарубежной печати