三、陰極電泳涂裝設(shè)備介紹
1. 電泳施工設(shè)備
陰極電泳涂裝設(shè)備主要由電泳槽、電源系統(tǒng)、陽極系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、純水系統(tǒng)、超濾系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)、沖洗噴淋系統(tǒng)、固化系統(tǒng)組成，以下為陰極電泳工藝示意簡(jiǎn)圖：
2、各系統(tǒng)作用和要求
1)泳 槽:
A.材質(zhì)：可采用冷軋鋼板焊制，內(nèi)襯玻璃鋼, 槽體內(nèi)可耐20000V直流電壓.
B.體形：步進(jìn)式作業(yè)可為長(zhǎng)方形，通過式作業(yè)可為船形。但必須均有溢流槽（付槽）
C.容積：根據(jù)用戶自身工件形狀大小而定.
D.槽體應(yīng)滿足以下要求：
a.槽底各轉(zhuǎn)角連接處均為弧形，以避免循環(huán)死角；
b. 船形槽長(zhǎng)度能確保工件電泳時(shí)間為2-4分鐘；
c.工件距液面、槽底裝置及陰陽極間距均不低于300㎜.
E.主、付槽底部有連接管道，以便投槽與清洗.
F. 主槽溢流口與付槽連接管路與循環(huán)量配套，確保無泡沫阻擋在主槽中.
2)電源系統(tǒng)：
電泳行為需要配置一個(gè)直流電電源，采用可控硅整流器將工業(yè)交流電（AC）轉(zhuǎn)換成所需的直流電（BC）。并設(shè)絕緣裝置，采用重壓式，稱為不帶電入槽方式，按電泳漆成膜原理，電流分布為階梯式分布，所選用可控整流器配置為300A/300V。
3)陽極系統(tǒng)：
設(shè)置陽極系統(tǒng)的目的一是通過整流器提供的直流電源在陽極電極與工件（陰極）之間形成電場(chǎng)，使電泳涂料在電場(chǎng)作用下向陰極運(yùn)動(dòng)，在工件表面進(jìn)行電泳沉積；二是調(diào)整槽液中多余的酸，維持槽液PH值保持一定，并對(duì)電泳過程中發(fā)熱的陽極電極進(jìn)行冷卻.
陽極液系統(tǒng)極罩內(nèi)的不銹鋼極管，作為電泳形成電場(chǎng)的一極。如為陰極電泳, 則工件接由整流器 來的直流電的陰極，極罩內(nèi)不銹鋼極管接直流電的陽極。
工作原理：在極管和交換膜之間，充滿了陽極電解液。當(dāng)電流穿過極管流經(jīng)被涂物到達(dá)漆液時(shí)，涂料中的酸被分離出來，并透過交換膜進(jìn)入電解液。電解液通過泵以每㎡極管有效面積約6～10L/s的循環(huán)量，不斷沖洗陽極，帶走有機(jī)酸及雜質(zhì)離子進(jìn)入陽極液槽。在極液管路系統(tǒng)中，安裝有酸度計(jì)及電導(dǎo)率計(jì)，當(dāng)酸度值或電導(dǎo)率值中有一個(gè)與設(shè)定值超標(biāo)時(shí)，則發(fā)出電信號(hào)，控制電磁閥的開啟，注入去離子水并溢流，達(dá)到調(diào)節(jié)槽液的pH值及電導(dǎo)率值。當(dāng)達(dá)到正常設(shè)定值后，信號(hào)消失，電磁閥關(guān)閉，去離子水停止進(jìn)水并停止極液溢流。
那么, 陽極系統(tǒng)為什么能調(diào)節(jié)電泳槽內(nèi)槽液的酸度和降低槽液的電導(dǎo)率呢?
電泳槽液pH值及電導(dǎo)率調(diào)節(jié)的必要性，陰極電泳漆是酸性物質(zhì)，漆的溶解情況* 其酸度來調(diào)節(jié)。pH 值過低，漆膜溶解加劇，出現(xiàn)漆膜變薄，庫侖效率低，漆膜外觀變差。pH值過高，涂料水溶性、穩(wěn)定性和電沉積性能變差，漆膜附著力不好，外觀也變差。電泳是一種電化學(xué)過程，漆液電導(dǎo)率過高，電化學(xué)反應(yīng)加劇，漆膜質(zhì)量變差。
電泳過程中，pH值及電導(dǎo)率產(chǎn)生變化的原因：
* 陰極電泳中，漆液中懸浮的漆顆粒是在酸性溶液中，其離子型式為陽離子，在電場(chǎng)力的作用下，沉積在作為陰極的工件上。在漆液沉積到工件的同時(shí)，作為漆溶液的酸，就以陰離子的形式被釋放出來，它會(huì)降低槽液的pH值，增加槽液的電導(dǎo)率。
* 在陰極電泳中，陽極區(qū)不斷產(chǎn)生有機(jī)酸CH++ CH3 COD-（或HCOO-）→CH3 COOH（或HCOOH），如不及時(shí)去除該有機(jī)酸，進(jìn)入槽液，會(huì)使槽液pH值不穩(wěn)定。
* 隨著電泳的不斷進(jìn)行，陽極金屬不斷溶解，F(xiàn)e2+離子不斷析出。另外，工件從前處理不斷帶入雜質(zhì)離子，使漆液電導(dǎo)率不斷上升。
阻止陽極溶入的鐵離子進(jìn)入電泳槽內(nèi)的漆液，鐵也是催化劑，當(dāng)工件烘干中溫度未到，F(xiàn)e2+使工件 表面粘度迅速升高，漆膜表面來不及流平而使漆膜粗糙。
管式極罩有敞開式、密封式、可潛式等多種。敞開式為裸電極，只增加陽極面積，不作極液循環(huán)。密封式有裸電極和膜，均密封良好，既增加陽極面積，也可作極液循環(huán)。可潛式既有敞開式，也有密封式，一般安裝在電泳槽底部或頂部電泳漆液中。上述各種形式的管式極罩，根據(jù)需要分別安裝在電泳槽兩側(cè)面、底面及槽頂部。
如果電泳漆的泳透率滿足要求而對(duì)工件各部位膜厚的均勻性又不是要求太嚴(yán)格的話，（對(duì)于汽車駕駛室而言，一般兩側(cè)面涂膜較厚，而頂部及底部則涂膜 較薄。）一般都不用頂部及槽底部的管式極罩。
一般極管，有效長(zhǎng)度部位膜管外徑Φ68mm。極管用無縫不銹鋼管316L，外徑Φ48×內(nèi)徑Φ40mm。1m有效長(zhǎng)膜面積為0.21㎡，有效電極面積0.15㎡，每平方米有效面積約6～10L/s極液循環(huán)水。可依據(jù)這些主要數(shù)據(jù)確定所需極管有效長(zhǎng)度、每根極管膜面積、電極面積、極管根數(shù)及所需極液循環(huán)泵的流量。有一種弧形陽極，它能提供更大的極管面積和膜面積，如當(dāng)陽極盒的寬度分別為11英寸和13英寸時(shí)，單位長(zhǎng)度陽極面積分別為0.3㎡/m和0.39㎡/m，陽極液流量達(dá)2.74～7.41L/ms,折合面積約為8～22L/m2 s。
4)循環(huán)系統(tǒng):
循環(huán)攪拌的目的一是防止顏料的沉降，二是使樹脂和顏料均勻分散，從而取得均一漆膜。
A.循環(huán)泵：一般采用普通離心泵
B.泵的流量按國外資料要求應(yīng)為槽液總量的10-15次/時(shí)，槽上液流線速度0.2米/秒，槽底為0.5米/秒。實(shí)際證明循環(huán)量達(dá)到6次/時(shí)以上即可取得滿意的施工效果。
C.噴嘴：可采用鴨嘴式，或增效特制嘴，最好不采用管上打孔方式，打孔式極易產(chǎn)生堵塞。
D.噴嘴排布方式：噴嘴在槽底應(yīng)均勻排布，總的要求是：要周密考慮安裝位置及角度。（噴嘴的位置、大小、多少及噴射能力）不要在槽底形成噴射不到的死角。
E.循環(huán)管道的安裝要便于拆卸、安裝、維修、清洗、并且應(yīng)備有不通過附槽可進(jìn)行自循環(huán)的回路。
F.因KF-998陰極電沉積涂料要求24小時(shí)循環(huán)攪拌，所以循環(huán)泵必須有兩套，以備更換使用和檢修。
5)純水系統(tǒng):
KF-998陰極電沉積涂料要求純水PH值6.5－7.5，電導(dǎo)率≤20μS/㎝，出水量能確保滿足正常生產(chǎn)所需。純水器至少有通往加漆罐、陰極罩、電泳主槽及其它用純水各槽的管路。
6)超濾系統(tǒng)：
為了有效地控制槽液的電導(dǎo)率、PH值，減少雜質(zhì)離子對(duì)電泳施工的干擾，施工系統(tǒng)必須具有超濾系統(tǒng)。超濾器的造型各施工單位可根據(jù)其性能和要求指標(biāo)自己決定，每小時(shí)通過通過濾器的槽液量應(yīng)為槽液總量的1/4-1/2。
超濾是流體在壓力的驅(qū)動(dòng)下的膜分離過程，采用特定的多孔分離隔膜，將槽液中的水有機(jī)溶劑，無機(jī)離子和小分子樹脂透過隔膜，此液為超濾液，用于液漆回用和槽液的維護(hù)，同時(shí)減少環(huán)境的污染。
超濾系統(tǒng)配置為800-1000L/H，膜管采用國產(chǎn)管式膜管。
7)熱交換系統(tǒng)：
因電泳槽的工作溫度為28±2℃，故冬季需對(duì)槽液加溫，夏季需降溫，最好配備熱交換設(shè)備和制冷機(jī)組.也可采用土辦法控制溫度,具體事宜雙方協(xié)商解決。
8） 沖洗噴淋系統(tǒng):
A、超濾液噴淋：
按照我國傳統(tǒng)工藝，入槽電泳工件一般不進(jìn)行烘干，大多為帶電進(jìn)槽，如果工件前處理或磷化膜不理想，致使入槽工件表面附有大量水珠，這些水珠的存在極易使漆膜產(chǎn)生水跡點(diǎn)。因此工件入槽時(shí)最好用超濾液噴淋一次，借以削除并增加工作液與工件的親合能力，取得滿意的電泳漆膜。實(shí)際證明只要前處理及磷化膜較理想，無此噴淋程序亦可取得滿意漆膜。出槽工件離槽時(shí)最好也用超濾液噴淋一次以消除工件表面堆積物，取得平整漆膜。
B、工件第一道水洗：
此道沖洗基本上可將工件表面浮漆沖洗干凈，如果不考慮回收利用可用自來水沖洗，自來水的PH值應(yīng)調(diào)整到6.2左右，其目的是避免浮漆用大量自來水突然沖淡后，產(chǎn)生凝聚結(jié)塊堵塞泵和管道，此沖洗水可循環(huán)使用定期排放，調(diào)PH值可用中和劑。如果考慮到回收利用，此道沖洗應(yīng)具備以下條件：
a. 去離子水，電導(dǎo)率20μs/㎝以下。
b. 用中和劑，調(diào)PH至6.2左右。
c. 經(jīng)反復(fù)循環(huán)沖洗后其濃度應(yīng)達(dá)到4-5%。
d. 回收時(shí)的電導(dǎo)率應(yīng)控制在900μs/㎝以下。
e. 沖洗量根據(jù)工件形狀及單位時(shí)間的沖洗面積確定。
f. 此沖洗水可代替超濾液噴淋工件或原漆調(diào)稀。
C、二道沖洗水：
如果第一道沖洗水是循環(huán)使用的，則應(yīng)設(shè)第二道沖洗，此道沖洗水可用PH為6.2左右的自來水，調(diào)PH值可用中和劑。
D、最后一道噴淋水：
為消除工件烘干前表面所附雜質(zhì)離子，提高漆膜性能，此道沖洗水采用去離子水。
9)固化系統(tǒng):
KF-998陰極電沉積涂料要求170℃,30分鐘烘干，這是指工件本身已經(jīng)預(yù)熱到170℃，有效烘干時(shí)間為30分鐘，工件預(yù)熱時(shí)間不包括在內(nèi)。因此各施工單位可根據(jù)自己的線速度及工件熱容量的大小決定烘道的長(zhǎng)短。原則上烘道高溫區(qū)不要超過200℃。
烘干方式各單位本著節(jié)電、烘干效果好這一原則自行選擇。
3.電泳系統(tǒng)所有設(shè)備的安裝要求
1） 便于安裝、拆卸、檢修及施工。
2） 盡可能縮短管道的輸送距離。
3） 盡可能減少彎管的數(shù)量。
4） 泵類不宜放在槽底，應(yīng)便于檢修；主循環(huán)過濾器和換熱器應(yīng)設(shè)置旁路，便于更換過濾袋和檢修。
5） 電泳槽的附槽可與主槽相連，也可分開排放，槽底最好為錐形。
6） 控制室應(yīng)設(shè)在電泳槽近旁，以便隨時(shí)觀察電泳線各部位工作情況。
7） 無陽極液循環(huán)系統(tǒng)的，陽極罩必須具備抽出水和補(bǔ)加去離子水的能力。
8） 考慮到電泳線長(zhǎng)期使用難免造成管道堵塞或槽底產(chǎn)生沉降，為給清槽提供方便，最好設(shè)1-2個(gè)儲(chǔ)槽，其容積應(yīng)與電泳槽相符。儲(chǔ)槽同樣要求設(shè)有循環(huán)攪拌裝置，其循環(huán)次數(shù)為4-5次/時(shí)
下期內(nèi)容預(yù)告:
四、陰極電泳涂料的配制和使用
1、電泳槽液配制
2． 施工調(diào)試
3、 電泳槽液的日常管理
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