關(guān)于適用于軌道交通裝備水性漆噴涂恒溫恒濕系統(tǒng)的分析

張博秋

摘 要 本論文主要基于雙組分水性漆的工藝特性研究如何選配噴涂工藝裝備，并論述相應(yīng)設(shè)計原理。介紹了水性漆噴漆房設(shè)備在工藝方面的特殊要求，對恒溫恒濕系統(tǒng)的設(shè)計原理、工作原理及配置進(jìn)行論述，并介紹了根據(jù)本論文新建的水性漆恒溫恒濕噴漆房在鋁合金客車上的實際應(yīng)用狀況，為鋁合金車身軌道交通裝備水性漆的應(yīng)用推廣提供相關(guān)參考信息。

關(guān)鍵詞 設(shè)備;水性漆;噴涂;恒溫恒濕;軌道交通

VOC是指特定條件下具有揮發(fā)性有機(jī)化合物的統(tǒng)稱，主要包含非甲烷總烴（烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴）、含氧有機(jī)化合物（醛、酮、醇、醚等）、鹵代烴、含氮化合物、含硫化合物等。由于水性漆稀釋劑的主要成分是水，與溶劑型相比最大的優(yōu)勢是VOC排量低。如水性中涂漆的有機(jī)溶劑含量為10%～15%，而溶劑性中涂漆的有機(jī)溶劑含量為30%～60%。但由于水性漆以去離子水作為稀釋劑，而水的揮發(fā)速率同環(huán)境的溫度及濕度有直接關(guān)系，因此為噴漆房配置恒溫恒濕系統(tǒng)成為水性漆推廣應(yīng)用的前提。

1水性漆的特點

1.1 水性漆同溶劑型油漆的異同

在實際的應(yīng)用中水性漆和溶劑漆在噴涂工序工藝流程上基本相同。調(diào)漆環(huán)節(jié)水性漆是添加去離子水進(jìn)行稀釋，因此水性漆與溶劑漆相比具有低揮發(fā)速率、高表面張力、高導(dǎo)電性、腐蝕性以及易產(chǎn)生氣泡的特點，導(dǎo)致為滿足水性漆施工所需的設(shè)備配置更高[1]。

1.2 水性漆噴涂對溫度濕度的要求

水性漆中稀釋劑的主體是水，水的揮發(fā)與噴漆室的溫濕度由直接關(guān)系。當(dāng)濕度一定時，隨著溫度的升高，水的揮發(fā)度增加;當(dāng)溫度一定時，則濕度增加，水的揮發(fā)受阻;當(dāng)相對濕度過大時，水分揮發(fā)很慢，施工過程中易產(chǎn)生流掛等漆膜缺陷。即水性漆施工噴漆室的最佳溫度為20℃～32℃，最佳相對濕度為60%～75%。允許溫度為20℃～32℃，允許相對濕度為50%～80%。因此噴漆房內(nèi)必須配置有溫濕度可調(diào)的裝置，即恒溫恒濕系統(tǒng)。

2恒溫恒濕系統(tǒng)技術(shù)特性

為保障噴漆質(zhì)量，根據(jù)水性漆的特點及其施工窗口，噴漆房需配置恒溫恒濕系統(tǒng)以控制噴漆室內(nèi)的溫度和相對濕度，使其達(dá)到最佳的噴漆狀態(tài)。溫度控制一般采用天然氣間接加熱升溫，空氣中攜帶的水分則通過冰水機(jī)降溫至露點以下，析出水分。

2.1 相對濕度

相對濕度（RH）表示空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量（）與同溫度和氣壓下飽和空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量之比，即。相同氣壓下飽和空氣中所含的水蒸氣質(zhì)量隨著溫度的升高而升高。

因此可通過調(diào)整空氣中的所含水蒸氣的質(zhì)量（）或環(huán)境溫度（）來實現(xiàn)對相對濕度的調(diào)整。如其他條件不變，降低空氣中的水蒸氣質(zhì)量或提高環(huán)境溫度，空氣的相對濕度隨之降低，反之亦然。相對濕度的調(diào)整理論為整套恒溫恒濕系統(tǒng)的設(shè)計理論基礎(chǔ)。

2.2 恒溫恒濕系統(tǒng)配置

（1）系統(tǒng)布置

為達(dá)到水性漆噴涂工藝窗口要求，恒溫恒濕系統(tǒng)主要包含初加熱單元、過濾單元、降溫除濕單元、加濕單元、加熱單元、送風(fēng)單元等。

預(yù)加熱段主對新風(fēng)進(jìn)行初步加熱，使空氣溫度不低于4℃，避免溫度過低結(jié)冰損壞降溫除濕冰水管路，在我國南方全年溫度高于4℃的地方可不裝預(yù)加熱段;降溫除濕段通過降低高濕度的空氣的溫度，使空氣達(dá)到露點析出水分來達(dá)到除濕目的;加濕段主要對干燥的空氣進(jìn)行加濕;加熱升溫段對空氣進(jìn)行加熱同時減低空氣相對濕度使之達(dá)到水性漆噴涂工藝窗口需求。以上各段系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境溫濕度選擇性開啟。

（2）設(shè)備及控制系統(tǒng)選型

恒溫恒濕系統(tǒng)采用全閉環(huán)控制，系統(tǒng)在輸入、輸出口安裝溫濕度傳感器，以檢測新風(fēng)的溫濕度和經(jīng)過恒溫恒濕系統(tǒng)處理后的空氣的溫濕度，通過專用的算法程序以及變頻技術(shù)控制恒溫恒濕系統(tǒng)工作，使噴漆房內(nèi)的環(huán)境達(dá)最佳水性漆施工狀態(tài)。由于軌道交通裝備噴漆房室體普遍偏大，為避免能耗過大，降溫除濕機(jī)組宜采用水冷冰水機(jī)組;噴淋段管路避免噴頭因銹雜堵塞，循環(huán)管路及水槽采用SUS304不銹鋼材質(zhì)，為便于定期清理，噴頭采用專用霧化卡扣式噴嘴;燃燒機(jī)組采用具有多段火焰式機(jī)組[2]。

2.3 恒溫恒濕系統(tǒng)工作原理

本文通過分析兩種典型外部環(huán)境（冬季和夏季）進(jìn)行論述，其他環(huán)境可類推。

設(shè)定水性漆施工最佳環(huán)境溫度為，最佳相對濕度為，其中、均為范圍值，在溫度下，空氣中飽和含水蒸氣的質(zhì)量為;在、下，空氣中含水蒸氣的質(zhì)量。

（1）? 冬季工作原理

設(shè)定冬季新風(fēng)（環(huán)境）溫度<，相對濕度<，在溫度下，飽和空氣含水蒸氣的質(zhì)量為<。

系統(tǒng)根據(jù)恒溫恒濕系統(tǒng)入風(fēng)口溫濕度傳感器檢測出環(huán)境溫濕度，啟動預(yù)加熱段對新風(fēng)進(jìn)行加熱，加熱后的新風(fēng)溫度為，在的溫度下，飽和空氣含水蒸氣的質(zhì)量為，預(yù)加熱溫升使≈;此時降溫除濕單元不工作;加濕段通過噴淋經(jīng)霧化的水，使新風(fēng)含水蒸氣的質(zhì)量達(dá)≈≈，但此時空氣的相對濕度/≈100%;被加濕至飽和狀態(tài)的空氣進(jìn)入加熱段加熱制至≈，溫度下，飽和空氣的含水蒸氣質(zhì)量為≈，此時空氣的相對濕度：

，至此送入噴漆室的空氣溫濕度達(dá)到水性漆施工環(huán)境要求。由于在溫濕度低的冬季降溫除濕段基本不工作，因此在冬季可將冷卻管路內(nèi)的水放空，避免結(jié)冰凍裂水管。

（2）夏季工作原理

設(shè)定夏季新風(fēng)（環(huán)境）溫度>，相對濕度>，在溫度下，空氣含水蒸氣的質(zhì)量為>。

系統(tǒng)根據(jù)恒溫恒濕系統(tǒng)入風(fēng)口溫濕度傳感器檢測出環(huán)境溫濕度，檢測獲得、，預(yù)加熱段不啟動;系統(tǒng)啟動降溫除濕單元，將新風(fēng)溫度降至，使（下飽和空氣的含水蒸氣質(zhì)量）≈<，水蒸氣達(dá)到露點析出，空氣接近飽和狀態(tài)相對濕度≈100%;系統(tǒng)控制加濕單元不啟動，飽和的空氣進(jìn)入加熱單元進(jìn)行加熱升溫至≈，此時空氣的含水蒸氣質(zhì)量，在溫度下飽和空氣的含水蒸氣質(zhì)量為，此時空氣的相對濕度：。至此送入噴漆室的空氣溫濕度達(dá)到水性漆施工環(huán)境要求?？梢娫跐駸岬南募緡娏芏慰刹粏⒂肹3]。

3結(jié)束語

同樣為鋁合金車身軌道交通裝備可以通過配置適應(yīng)的恒溫恒濕系統(tǒng)來實現(xiàn)從溶劑型噴涂到水性漆噴涂的轉(zhuǎn)變，筆者也正式基于以往的實踐經(jīng)驗總結(jié)出的本論文。

參考文獻(xiàn)

[1] 郝博.軌道客車防腐涂裝降低VOC排放的探討[J].涂料工業(yè)，2013， （9）：71-72.

[2] 馬俊，楊雨.水性漆噴涂：開啟綠色維修新模式[J].汽車維修與保養(yǎng)，2014，（06）：54-56.

[3] 鄭偉，梁日輝，陳錦滔.鋁材水性漆噴涂工藝研究[J].廣州化工，2018，（15）：88-89.