Применение системы ультрафильтрации (УФ) в электрофоретическом покрытии

Электрофоретическое покрытие включает в себя погружение заготовки и соответствующего электрода в водорастворимую краску и подачу электрического тока. Благодаря физико-химическому воздействию, создаваемому электрическим полем, смола, пигменты и наполнители в краске равномерно осаждаются и откладываются на поверхности заготовки (действующей как электрод), образуя нерастворимую в воде пленку. Ультрафильтрационная (УФ) система и УФ-мембраны играют решающую роль в этом процессе. Правильное внедрение и продвижение технологии ED-RO может значительно повысить использование электрофоретической краски и водных ресурсов, одновременно резко сократив сброс электрофоретических сточных вод. Правильное использование и обслуживание УФ-оборудования максимизирует эффективность системы. После электрофоретической УФ-промывки удаляется плавающая краска, прилипшая к поверхности пленки, что улучшает качество внешнего вида и позволяет восстанавливать краску.

1. Обзор ультрафильтрационной системы

Ультрафильтрация (УФ) - это технология мембранного разделения, основанная на разности давлений по обе стороны УФ-мембраны, работающая по принципу механического просеивания. Рабочее давление обычно составляет от 0,1 до 0,6 МПа, с размером пор от 1 нм до 0,1 мкм и отсечкой по молекулярной массе от 500 до 1 000 000 Да.

В процессе УФ для электрофоретической краски, когда краска контактирует с УФ-мембраной, вода и неорганические соли проходят через нее, в то время как молекулы смолы и пигмента удерживаются в жидкой краске и возвращаются в электрофоретическую ванну.

2. Применение УФ-мембран в электрофоретическом покрытии

УФ-мембраны являются ключевым оборудованием в линиях электрофоретического покрытия. Их основные функции:

• Извлечение деионизированной воды и растворителей краски из ванны с помощью УФ для обеспечения промывочной водой электрофоретических заготовок.

• Смывание излишков краски, прилипших к поверхности заготовки, и возврат ее в ванну.

Преимущества:

• Рециркуляция краски, выносимой на поверхность заготовок, обеспечивая замкнутый цикл и экономя ~30% затрат на закупку краски.

• Сброс части УФ-пермеата для удаления ионных примесей, внесенных в процессе покрытия, поддержание проводимости и pH ванны в заданных пределах.

• Повторное использование УФ-пермеата в качестве промывочной воды вместо деионизированной воды, что практически исключает сброс краски и значительно снижает нагрузку на очистку сточных вод и загрязнение окружающей среды.

3. Принцип работы и условия работы УФ-системы

3.1 Принцип УФ

УФ удаляет ионные примеси из электрофоретической ванны и эффективно управляет катионными и анионными загрязнителями, внесенными в замкнутом цикле, обеспечивая стабильность краски и целостность пленки.

УФ - это технология мембранного разделения, которая очищает, разделяет или концентрирует растворы. Она функционирует как процесс просеивания, основанный на размере пор мембраны. Под воздействием давления по обе стороны мембраны проходят только вода, неорганические соли и небольшие молекулы, в то время как взвешенные твердые частицы, коллоиды, белки и микроорганизмы задерживаются. УФ работает непрерывно при низком давлении.

При перепаде давления жидкость ванны проходит через УФ-блок. Пермеат поступает в УФ-бак, при этом ~30% циркуляции поступает из вспомогательного бака, прежде чем вернуться в основную ванну. Минимальная подача краски в УФ-систему должна составлять 10-кратную проектную скорость пермеата, а оптимальной является 20-кратная.

3.2 Нормальные этапы запуска и работы

1. Убедитесь в отсутствии давления в выходных линиях; закройте подачу краски, вход/выход промывки и клапаны пермеата в накопитель.

2. Откройте циркуляцию краски, сброс пермеата и все изоляционные клапаны манометров.

3. Откройте входные/выходные клапаны охлаждающей жидкости уплотнения вала насоса УФ (0,2 МПа).

4. Запустите насос подачи краски.

5. Слегка откройте вход краски, чтобы медленно заполнить систему.

6. Постепенно открывайте входной клапан, пока базовое давление не достигнет 0,15 МПа, затем запустите насос.

7. Отрегулируйте входные и выходные клапаны, пока перепад давления не достигнет 0,2 МПа (вход: 0,35 МПа, выход: 0,15 МПа).

8. Проверьте мембрану на наличие утечек; при необходимости замените уплотнительные кольца или мембранные модули.

9. Время сброса пермеата должно составлять не менее 10 минут.

10. Откройте клапан пермеата в накопитель и закройте сбросной клапан.

3.3 Меры предосторожности при работе УФ

1. Обращайтесь с мембранными модулями, корпусами и аксессуарами осторожно, чтобы избежать ударных повреждений.

2. Непредвиденные отключения (отключение электроэнергии и т. д.) не должны превышать 2 часов. Немедленно очистите мембраны, если это продлится, чтобы предотвратить осаждение краски и засорение.

3. Записывайте все параметры очистки и электрофоретической системы для устранения неполадок.

4. Перепад давления на входе и выходе должен быть <0,08 МПа. Замените фильтровальные мешки 25 мкм, если превышено.

5. Никогда не запускайте УФ-систему с закрытым клапаном пермеата.

6. Не запускайте насос с открытым сбросным клапаном, чтобы избежать повреждения мембраны.

7. Избегайте чрезмерного потока пермеата; отрегулируйте клапаны в пределах указанных значений.

8. Сведите к минимуму перенос химикатов из предварительной обработки. Окончательное ополаскивание перед электрофорезом должно иметь проводимость капель <10 мкСм/см.

После электрофоретической УФ-промывки удаляется плавающая краска, улучшается внешний вид и восстанавливается краска. Оборудование аналогично системам промывки водой после фосфатирования. Окончательное ополаскивание чистой водой удаляет ионные примеси, чтобы предотвратить дефекты загрязнения. Чтобы избежать вторичных следов потока в щелях из-за недостаточного ополаскивания, требуется полное погружение.

УФ-промывка обычно использует 2–3 стадии для уменьшения выноса краски. Например:

• Площадь поверхности транспортного средства: 80–100 м²

• Вынос краски на одно транспортное средство: 7–10 л (20% твердых веществ)

• 1-я промывка: 4–5% твердых веществ → 2-я промывка: <1%

• Свежий УФ-пермеат: <0,5% твердых веществ

С ED-RO (УФ + обратный осмос) очищенный пермеат заменяет деионизированную воду для окончательного ополаскивания, обеспечивая истинный замкнутый цикл после ополаскивания, резко сокращая количество сточных вод и значительно улучшая использование краски.

УФ-пермеат содержит воду и сорастворители краски. Используемая при промывке, эта система замкнутого цикла компенсирует потерю краски и снижает проводимость ванны.

4. Процесс и этапы очистки УФ-оборудования

Очищающий раствор: Концентрированный очиститель : чистая вода = 1:99, температура 38–43°C, pH 2,0–2,2. Из-за высокой вязкости циркулируйте чистую воду в очистном баке с помощью насоса до >32°C, добавьте очиститель, циркулируйте до 35°C, затем отрегулируйте pH до 2,0 с помощью HCl. Откройте очистительные клапаны для очистки сердечника мембраны, поддерживая pH ≥2,2.

Строгое соблюдение процесса имеет важное значение. После длительного использования могут возникнуть сбои УФ-мембраны: засорение фильтровального мешка, недостаточный поток/перепад давления. Отслеживайте очистку в соответствии с SOP для выявления и решения проблем, оптимизации процесса и улучшения качества.

4.1 Меры предосторожности

1. Очищайте, когда поток пермеата падает до 70% от нормы; задержки вызывают необратимое засорение.

2. Прецизионный предварительный фильтр (25 мкм) предотвращает засорение мембраны. Заменяйте мешки в соответствии с SOP и регулярно очищайте фильтр/трубопроводы.

3. Очищайте немедленно после непредвиденных отключений, чтобы предотвратить блокировку мембраны.

4. Работайте строго в соответствии с SOP; регистрируйте все параметры УФ.

4.2 Этапы очистки

1. Закройте входные/выходные клапаны краски целевого УФ-модуля.

2. Полностью слейте краску из модуля.

3. Откройте входные/выходные клапаны очистительного насоса.

4. PREV: Влияние разноцветных грунтовок из гетерогенных цветовых систем на соответствие верхних покрытий
   NEXT: Ключевые факторы, влияющие на высокую проникающую способность при электропокрытии