W jakim celu wprowadzamy detale napylone farbą proszkowa do pieca? Pytanie jest proste. Odpowiedź w zasadzie też. Przeprowadzić poprawnie proces polimeryzacji farby proszkowej. Zakładamy, że metal jest bez rdzy, odtłuszczony i z dobrą warstwą konwersyjną.
„Poprawnie” to bardzo pojemne określenie. Oznacza tu, że warstwa proszku w fazie ciekłej zwilży i wniknie w strukturę powierzchni wystarczająco rozgrzanego metalu na dostatecznie długi czas by spolimeryzować całkowicie. Nie za długo też i nie za gorąco by nie odbarwić i osłabić powłokę proszkową. Całe laboratorium trzeba mieć dla kontroli procesu.
Istnieje też prosty „inżynierski” sposób oceny powłoki. Bierzemy ostry cienki nożyk. Do tapet lub podobny. Strugamy na wiórki powłokę proszkową warstwami do gołego metalu. Jeśli farba nie odpryśnie w trakcie, a na odkrytej powierzchni pozostaną, nie do odskrobania, cząstki farby wtopione w metal, to w tym miejscu powłoka jest raczej dobra. To nie zastępuje laboratorium!!!
We wszystkich istniejących w Polsce piecach „jakiś” proces polimeryzacji da się przeprowadzić.
W latach 90-tych ubiegłego wieku, w rejonie Rypin – Golub Dobrzyń oglądałem piec do farb proszkowych wykonany z pustaków ceramicznych MAX. Przykryty był blachą i podłoga też blachą była. A na niej grzałki elektryczne – spiralki w koralikach.
Ta „myśl konstrukcyjna”, grzałki na podłodze, przetrwała do dzisiaj.
Rdzenie do transformatorów zasilających halogeny posypywało się kiedyś z sita i wygrzewało na paletkach w kuchenkach gazowych z piekarnikiem. Na szybce piekarniki miały już termometr.
Co ciekawe, efekty w obu przypadkach były niezłe.
Do niedawna wydawało mnie się, że wszystko w tej materii już widziałem. W Polsce znowu robi się interesująco. Twórczość kwitnie.
W roku, bodajże 2000-nym, korzystając z uprzejmości firmy ADAL wystawialiśmy się na Targach w Poznaniu z takim niedużym piecem. Z kawałkiem przenośnika.
Stał, grzał, ludzie oglądali i przyszła panienka z ówczesnego Zugila. Dość obcesowo zapytała: Dlaczego produkujemy piece?
Zaskoczony, mało błyskotliwie odpowiedziałem pytaniem. A co? Nie wolno?
A teraz taka wolność nastała, że każdy kto chce produkuje piece. A nawet całe malarnie.
I bardzo dobrze.
Diabeł zazwyczaj tkwi w szczegółach.
Porozmawiajmy więc o szczegółach.
Tak w przekroju wygląda nasz typowy piec. Czujnik temperatury komory pieca jest zamontowany w połowie wysokości detalu. Nie w 2/3 wysokości komory jak sugerują niektórzy, że się powinno. Czujnik mierzy temperaturę w tym miejscu gdzie jest zamontowany. Jak się to ma do reszty pieca?
Każdy piec, jest to tajemnica konstruktora, ma taki punkt na ścianie / nazwijmy go charakterystycznym/ w którym temperatura mierzona odpowiada mniej / więcej średniej temperaturze w komorze pieca. Tam umieszczamy czujnik temperatury komory pieca.
Ale ten czujnik nie mierzy temperatury detalu. To prawda. Dlatego na życzenie klienta dostarczamy także wersje pieców z czujką sterującą zapinaną na detalu.
Ale przeważnie stosuje się pomiar pośredni i operator pieca musi posiąść wiedzę jak się ma temperatura komory pieca do temperatury detalu i jak tą zależność regulować.
Jest to prosta czynność. Bierzemy przyrząd dowolnej firmy zwany potocznie „datapakiem”. Robimy pomiary dla wszelkich swoich wygrzewanych detali, analizujemy i wiemy jaki mamy rozkład temperatury w piecu. Gdzie ciepła za mało, a gdzie za dużo. Bo to nie piec ma mieć równy rozkład temperatury „na pusto”. To temperatury detali wygrzewanych w piecu powinny być zbliżone, niezależnie od tego gdzie wiszą.
Żeby zapanować nad procesem przekazywania ciepła musi być to proces sterowalny. A sterować skutecznie można tylko tym co się da zmierzyć.
Takie piece, mierzalne i sterowalne, Państwu oferujemy i dostarczamy.
Istnieje wiele sposobów wprowadzania gorącego powietrza do komory pieca. To są zaszłości historyczne. Piece do polimeryzacji farb proszkowych wyewoluowały z suszarek do malowania mokrego, których konstrukcja musiała uwzględnić obecność rozpuszczalników lżejszych lub cięższych od powietrza ze wszystkimi tej obecności skutkami. W małych piecach sposób doprowadzenia ciepła ma mniejsze znaczenie. Ciepło się jakoś rozejdzie – farba spolimeryzuje.
W piecach większych, szerszych, gęsto załadowanych detalami, poprawnym technicznie rozwiązaniem jest doprowadzenie gorącego powietrza z dołu do góry.
Nie tylko my to stosujemy. Popatrzmy na innych.
Tutaj komora nadmuchowa ma poprzeczne stałe szczeliny. Zero regulacji i mierzalności.
Ta wersja komory, na szczelinach nadmuchowych ma już przesłony z położeniem ustalanym nakrętkami. Regulacja w zasadzie jest. Tylko na jakiej podstawie? Brak możliwości pomiaru. No może nie do końca. Przy dobrym pomiarze datapakiem można wnioskować, gdzie dopuścić trochę a gdzie odjąć. Ale to tak „na nosa”.
A teraz nasza konstrukcja nadmuchu powietrza. Przepływ w sekcjach regulujemy kręcąc talerzykiem anemostatu.
Przykrywki z blachy perforowanej rozpraszają strumień powietrza tak, że można bezpiecznie wieszać napylone przedmioty już od 10 cm nad podłogą.
Podłoga w piecu podzielona jest na segmenty. Każdy z nich pod perforowaną blachą osłonową posiada dwa regulowane anemostaty. Każdemu segmentowi jest przypisana wartość liczbowa skalowana w „ m/sek”. Jest to prędkość wypływu powietrza przez znormalizowaną przystawkę pomiarową ustawioną na segmencie.
Odbywa się to tak.
Mając wszelkie możliwości regulacji i pomiaru strumienia nadmuchiwanego gorącego powietrza do komory pieca możemy kształtować rozkład temperatury w piecu zgodnie z technologicznymi wymogami. Zarówno w piecach komorowych jak i tunelowych do ruchu ciągłego.
Klienci bywają wymagający. Nie dość pomalować wyrób. Wymagają dodatkowo by nagrzewał się równomiernie ze ściśle określonym rozrzutem temperatur i zapisem procesu. Tak jak poniżej.
Do takich zadań piec musi być mierzalny i dający się regulować.
System QUALICOAT jest dość wymagający. Dla procesu polimeryzacji wymaga by różnica temperatury w obrębie wygrzewanego metalu była poniżej 20°C. Pytanie ile poniżej?
W naszych piecach po regulacji podłogi według wskazań „datapaka” uzyskujemy różnicę poniżej 10°C.
Czy QUALICOAT ma za niskie wymagania?
Co jeszcze oferujemy?
Oferujemy możliwość sterowania temperaturą nadmuchu gorącego powietrza do komory podpodłogowej.
Do czego się to przydaje?
Zwiększając nastawę temperatury nadmuchu możemy spowodować bardzo szybkie dojście komory pieca do temperatury zadanej. Nawet z przeskokiem ponad wartość zadaną. Patrz wykres poniżej. Przydaje się to przy farbach niewrażliwych na chwilowe przegrzanie / lub tego wymagających / i skraca proces wygrzewania.
Przy zmniejszeniu nastawy, wolniej ale bez przegrzania dochodzimy do zadanej temperatury co jest ważne przy farbach białych i innych wrażliwych.
Jak wspomniałem wcześniej mierzymy oraz nastawiamy temperaturę powietrza w komorze pieca a nie temperaturę wygrzewanego przedmiotu.
Różnie się to przekłada na temperaturę detalu i o tym należy zawsze pamiętać.
Zacznijmy od pieców komorowych.
Naszej produkcji. W piecach innych firm nie musi być tak samo.
Poniżej dwa przykłady A i B; rzeczywiste doświadczenie wykonane w firmie z naszą malarnią.
Piec był wygrzany. Wykonaliśmy dwa pomiary na wsadach znacznie się różniących wagą i powierzchnią przy tych samych nastawach temperatury. Tak dla celów szkoleniowych.
Przykład A – proszę zwrócić uwagę na fakt, że trzeba było piec ustawić na 220°C / dużo więcej niż na kartonie z proszkiem/ by uzyskać poprawny efekt polimeryzacji. Całkowity czas to 50 minut !!
Przykład B – pokazuje jak szybko detale średniej masy ale o sporej powierzchni wymiany ciepła dochodzą do temperatury.
Dla zrozumienia zależności między wagą detali, ich powierzchnią a nastawianą temperaturą w komorze pieca przyda się jeszcze ten przykład.
Co się dzieje jak mamy na kartonie z farbą napis – 180°C, 15 min,- i tak nastawimy piec.
Jest jak poniżej. Kiepsko.
ŻADNEJ SZANSY BY FARBA SPOLIMERYZOWAŁA POPRAWNIE!!!
Zanim się uruchomi piec trzeba wykonać pracę umysłową i prawidłowo dobrać parametry procesu.
W porządnych malarniach technolodzy, na piecu w widocznym miejscu, wieszają instrukcje jak nastawiać piec zależnie od wymagań farby i grubości wyrobu. Czasami jest to wręcz nomogram uwzględniający grubość, wagę, wymagania producenta farby i temperaturę otoczenia.
Wiara, że wyposażenie pieca w bogato oprogramowany sterownik najlepiej z dotykowym panelem załatwi sprawę; pozostaje wiarą.
Co to jest „zadziałanie układu ochrony paleniska”?
Spaliny oleju opałowego są bardzo korozyjne, dlatego do budowy wymiennika i paleniska stosujemy stale kwasoodporne.
Piec olejowy czy gazowy przeważnie ma palnik ustawiony na jedną maksymalną dla danego pieca wydajność. Gdyby z tą wydajnością pracował do osiągnięcia temperatury w komorze pieca to blachy wymiennika/paleniska rozgrzałby do temperatury znacznie przekraczającej 550°C. To skutkuje nieodwracalnymi zmianami struktury blachy i jej zniszczeniem. Stąd konieczność okresowych napraw, wymian itp. Wszyscy się cieszą poza właścicielem pieca.
W naszych piecach stosujemy wmontowane w płaszcz paleniska czujniki temperatury z odpowiednim regulatorem. Stąd długowieczność naszych urządzeń.
Rola „podpodłogowej komory nadmuchowej”.
Komora pełni dwie istotne dla pracy pieca funkcje:
1 – Rozpręża powietrze wychodzące z wymiennika z dużą prędkością. Pod całą komorą pieca / nawet 13 metrów / mamy mniej więcej równe ciśnienie gorącego powietrza i możemy je dokładnie dozować przez regulowane segmenty podłogi.
2 – Wskutek rozprężenia powietrza i spowolnienia przepływu komora działa jak osadnik zatrzymując pyły. A jest tego sporo. Przeważnie farba proszkowa spadająca z detali. Regułą jest malowanie wielką „kitą” proszku opuszczającą pistolet. Nienaelektryzowany nie ma jak się trzymać i spada. A często trzeba szarpać ładunkiem trawers grzęznących w niedoskonałościach przenośnika „innych”producentów.
Sama spadająca farba z detalu na detal nie jest jeszcze problemem. Zassana w obieg przez wentylatory, przechodząc przez wymiennik w najlepszym wypadku staje się szarym proszkiem, a często sadzą. I tu jest problem, który rozwiązuje stosowanie komory osadowej. Zaznaczam, że jest to rozwiązanie stosowane już w XIX wieku do wyłapywania pyłów.
Przejdźmy do pieców do ruchu ciągłego.
Stosując podłogową komorą nadmuchową z regulowanymi segmentami możemy dowolnie kształtować strumień ciepła kierowany na detale.
Segmenty z anemostatami rozkładane są wzdłuż linii przenośnika zgodnie z wyliczonym zapotrzebowaniem na energię cieplną. Uwzględniamy prędkość przenośnika i masę detali.
Podłoga pieca z segmentami może wyglądać tak jak poniżej.
Rozkład temperatury wzdłuż linii przenośnika w piecu tunelowym powinien wyglądać jak na pokazanym wykresie. /pobrany w trakcie prób technologicznych/
W obszarze wejściowym temperatura powinna / zależnie od wrażliwości farby / być ustawiona jak najwyżej. Nawet 220 – 240°C. W dalszej części obniżać się tak by na wyjściu miała wartość zbliżoną do średniej podawanej na kartonie przez producenta farby. Próby należy wykonać w całym zakresie prędkości linii.
Poniżej wykres rozkładu temperatur powietrza wzdłuż linii przenośnika w piecu gdzie nie ma możliwości regulowania nadmuchu/ jest z dołu do góry/.
Można tylko podnosić lub obniżać temperaturę w komorze.
To jest przykład bardzo złego pieca.