§ 2. Системы сжатого воздуха (технология получения сжатого воздуха)
Технология нанесения лакокрасочных материалов на кузов автомобиля
Глава 3.
Особенности пневматического нанесения. Продолжение (начало здесь).
Технология получения сжатого воздуха
Одним из главных факторов, влияющих на качество и эффективность проведенной окраски, является качество сжатого воздуха, посредством которого происходит процесс распыления лакокрасочного материала. Следовательно, воздух должен соответствовать определенным критериям.
Во-первых, нужно, чтобы в системе подачи сжатого воздуха долго сохранялось оптимальное бесперебойное давление, необходимое для проведения окраски. Причем давление это должно быть постоянным и достаточным для распыления материала в течение продолжительного времени. При этом должны учитываться все потери давления, связанные с включением в работу дополнительного пневматического оборудования, поскольку нередко малярные участки оснащаются еще и пневматическими шлифовальными машинками и тому подобным инструментом.
Во-вторых, сжатый воздух должен быть сухим и чистым, т. е. очищенным от масла, пыли, конденсата, грязи и силикона посредством специального фильтрующего модуля.
Несоблюдение этих требований приводит к многочисленным дефектам окраски, что, в свою очередь, приводит к потере времени и существенной доли прибыли из-за необходимости исправления брака и повторного выполнения работы. Требования эти серьезны и обязательны к выполнению, так как основными функциями сжатого воздуха при окраске являются: перенос материала с помощью окрасочного пистолета, регулировка параметров распыления и распыление лакокрасочного материала.
Трудно переоценить важность того, чтобы при расчете потребления сжатого воздуха организовываемым малярным участком был проведен точный анализ потребностей каждого отдельного поста, применяющего в работе пневматический инструмент. От основательности и точности этого анализа в значительной степени зависит эффективность дальнейшей деятельности данного участка. От него же зависят тип и производительность выбираемого компрессора. Например, обдувочный пистолет в среднем потребляет 150 л сжатого воздуха в минуту, шлифовальное оборудование — до 350 л/мин, шпатлевочный пистолет — 180 л/мин, грунтовочный — 220 л/мин, окрасочный — 350 л/мин, комплект защиты дыхания — 100 л/мин, вулканизатор — около 200 л/мин. Это весьма усредненные цифры - более точные могут дать только сами производители того или иного вида оборудования, но и они весьма показательны.
Конечно, не все оборудование будет одновременно находиться в работе, и на это надо делать определенную поправку, но она не должна быть направлена на заметное снижение общего объема потребляемого сжатого воздуха. Ведь порой случаются примечательные случаи, когда, например, вместо обду вечного пистолета некоторые особо одаренные профессионалы используют быстросъемный штуцер. Потребление сжатого воздуха в этом случае при давлении в 4 атм совершит скачок более чем в 4 раза и составит вместо 150 л/мин уже целых 700 л/мин (вот уж воистину — деньги на ветер). Во избежание таких случаев надо подстраховываться.
Но лучше всего при расчете мощности необходимого вам компрессора обращаться все-таки к профессионалам, специализирующимся на подобном проектировании и расчетах для компаний. Только они смогут точно оценить реальное потребление и дать ценный совет, хотя от всего на свете застраховаться, прямо скажем, нереально.
На практике широко распространенной ошибкой является неправильное понимание величины производительности компрессора, указанной в каталогах.
Уточняем: в каталогах большинства фирм-производителей компрессоров под этой величиной подразумевается максимальное потребление воздуха на входе компрессора, т. е. данную величину нельзя понимать как производительность компрессора на выходе — она не учитывает его КПД и конструктивные особенности. Поэтому еще раз повторяем: при расчете мощности необходимого вам компрессора следует обратиться к специалистам.
Существует три основных типа компрессора, различаемых по механизму работы и технологии сжатия и подачи воздуха. Соответственно, и возможности максимальной производительности у них разные. Производительность компрессора, как правило, указывается для обычных условий, при которых атмосферное давление составляет 1 атм или 1 бар, а температура - + 20 °С, и измеряется в следующих единицах: м3/мин, м3/ч, л/с, л/мин. Сжатие газа в компрессоре происходит при помощи привода, в качестве которого обычно выступает электродвигатель или дизель.
Здесь имеют значение следующие параметры:
-
мощность привода; измеряется в киловаттах или лошадиных силах, соответственно 1 л.с. = 0,74 кВт;
-
частота вращения; измеряется в оборотах в минуту.
При применении электродвигателя имеют значение также напряжение и частота питающего напряжения.
Виды компрессоров
Существуют компрессоры стационарные и передвижные.
Стационарные компрессоры устанавливаются на определенное место, при необходимости — на специальную несущую раму или фундамент. Передвижные компрессорные станции изготавливаются на базе шасси и могут перемещаться по территории малярного участка от объекта к объекту.
К самому простому и недорогому типу компрессоров относятся мембранные компрессоры. Мембранные компрессоры предназначены для сжатия различных сухих газов, кроме кислорода, без загрязнения их маслом и продуктами износа трущихся частей. Принцип их действия следующий: давление воздуха создает специальная эластичная пластинка — мембрана, которая приводится в движение эксцентриком или кривошипным механизмом, соединенным с приводным мотором.
Мембранные компрессоры — простое и недорогое решение при низких требованиях к количеству сжатого воздуха. Но дешевизна их с лихвой компенсируется последующими затратами на ремонт и техническое обслуживание.
Поршневые компрессоры значительно надежнее, производительность их выше. Их можно рекомендовать для тех автосервисных предприятий, где потребность в сжатом воздухе не превышает 1000 л/мин.
Основные достоинства поршневых компрессоров — их заметная дешевизна по сравнению с роторными компрессорами и высокая ремонтопригодность. При своевременном обслуживании поршневой компрессор — практически «вечная» машина. Во время технического обслуживания «внутренности» промышленного поршневого компрессора обновляются, и единственная часть, которая обычно не заменяется, - это несущая рама, станина. Все остальное — поршневые кольца, клапаны, поршни, цилиндры и даже сам первичный двигатель — в определенном роде расходные материалы.
В тему:
Компрессор — устройство для сжатия и подачи воздуха или какого-либо другого газа под давлением не менее 115 кПа.
Но необходимость проведения частого технического обслуживанияи ремонта — это и главный недостаток поршневых компрессоров. Кроме того, стоимость их обслуживания довольно высока, так как для этого необходим квалифицированный персонал, да и само обслуживание трудоемко.
Межсервисный интервал поршневого компрессора обычно не превышает 500 рабочих часов. В результате нормальная ситуация для промышленных предприятий, использующих поршневые компрессоры и по сей день, когда на один работающий поршневой компрессор приходится один резервный или/и находящийся в состоянии ремонта поршневой компрессор. В советские времена для обслуживания поршневых компрессоров на промышленных предприятиях даже организовывались отдельные службы. Если же предприятие было не очень крупным, то все равно наличие дежурного и оператора считалось необходимой нормой.
На сегодняшний день для случаев, когда требуется производительность менее 200 л/мин, поршневые компрессоры намного эффективнее и гораздо дешевле, чем компрессоры других технологий сжатия. При малой производительности поршневые компрессоры превосходят винтовые компрессоры. Ведь при выборе компрессора необходимо помнить о том, что стоимость его эксплуатации в течение всего срока службы в несколько раз превосходит первоначальные затраты. Если требуется малая производительность, компрессоры поршневого принципа сжатия наиболее предпочтительны. Помимо этого, промышленные поршневые компрессоры одинаково хорошо работают в повторно-кратковременном режиме, они намного экономичнее, чем винтовые компрессоры.
Ну а самым дорогим типом компрессоров являются роторные. Если ваши потребности в сжатом воздухе превышают 1000 л/мин, то роторный компрессор — как раз то, что вам нужно. В данном сегменте потребляемого объема именно роторные компрессоры становятся более экономичными и перспективными, ведь это совершенно другой уровень технологии, качества и надежности.
Роторный компрессор производит сжатый воздух без пульсаций и без перебоев, не допуская скачков давления, на протяжении длительного времени, вследствие чего может обеспечивать сжатым воздухом технологическую сеть без ресивера. Следует отметить его надежность и ремонтопригодность.
Компрессорные станции именно с роторным компрессором получили популярность при использовании его в тяжелых климатических и производственных условиях. Но за такое удовольствие надо платить, роторные компрессоры дороги, хотя они действительно стоят тех денег, которые за них требуют.
Устанавливая компрессор на участке, не забудьте о влагомаслоотделителе охладительного типа и о вымораживателе. Его еще иногда именуют холодильником, опреснителем или сублиматором. Он обязательно должен стоять на выходе компрессора, поскольку выкачиваемый из компрессора воздух имеет достаточно высокую температуру, порядка +60... +70 °С. Во влагомаслоотделителе воздух охладится, причем вода и масло, находящиеся в нем в виде взвеси и пара, конденсируются и удаляются. Желательно также закольцевать всю воздухопроводную систему, чтобы во всех ее точках давление было одинаковым. Если этого не сделать, то в самой дальней точке давление будет минимальным. Причем чем длиннее воздушная магистраль, тем меньше давление в этой дальней точке.
Магистрали необходимо придать небольшой уклон. Это нужно для того, чтобы конденсат, неизбежно скапливающийся в ней, попадал в специальные отстойники, а не на посты потребления. Этому же (дополнительной защите от влаги и масла) будет способствовать и придание отводам на посты кольцеобразной формы в виде арок. Кроме того, главные влагомаслоотделительные фильтры надлежит устанавливать на каждом из концов магистрали, т. е. на ее выходе (обязательно) и на входе (можно не ставить при наличии вымораживателя) в ресивер компрессора.
Вряд ли стоит говорить о том, что каждый пост должен быть в обязательном порядке оснащен влагомаслоотделительной системой, но наиболее тонкую и высокопроизводительную систему надо поставить в окрасочно-сушильной камере. Подобные системы позволяют проводить точную регулировку выходного давления, устранять посторонние запахи и фильтровать поступающий сжатый воздух от водно-масляного конденсата, а также от частиц пыли.
Самые последние модели фильтров, по данным их производителей, позволяют получать сжатый воздух, очищенный на 99,99998 % от масла, пыли и влаги.
Все фильтры, как правило, комплектуются системой автоматического сброса конденсата и не требуют дополнительного обслуживания. Необходимо лишь регулярно проверять и менять фильтр тонкой очистки.
Еще один важный момент при организации магистрали сжатого воздуха — выбор диаметра труб для этой магистрали. Данная магистраль — это довольно масштабная и протяженная пневматическая система, в которой с удалением от источника нагнетания сжатого воздуха будет падать внутреннее давление. Как правило, для подобных магистралей используются шланги с внутренним диаметром 6, 9 и 13 мм. Причем чем меньше диаметр шланга, тем большая потеря давления будет в нем наблюдаться, — в связи с удалением от источника нагнетания. Шланги с внутренним диаметром 13 мм обычно длиннее (более 10 м), поскольку наибольшая эффективность их применения проявляется при высоком потреблении сжатого воздуха.
Невозможно привести точные цифры падения давления в шлангах магистрали сжатого воздуха, поскольку они в значительной степени обусловлены не только длиной магистрали, но и количеством расположенных на ней постов потребления.
Точный расчет, опять же, могут провести только представители специальных организаций, занимающихся проектированием и планированием малярных участков на предприятиях авторемонтной отрасли. Поэтому самостоятельное творчество, любое проявление самодеятельности здесь будет вряд ли уместно.