摘要：基于霧化加濕除塵系統(tǒng)在涂裝車間的設(shè)計和應(yīng)用，對涂裝霧化加濕噴淋系統(tǒng)工藝策劃及設(shè)備選擇進行了分析和闡述，該系統(tǒng)實施后涂裝車身品質(zhì)及一次通過合格率得到了極大的提升。

0 引言

我公司涂裝車間在面漆吹擦凈過程發(fā)現(xiàn)車身上存在目視可見的顆粒及纖維物質(zhì)，經(jīng)過面漆前吹擦凈處理后，在面漆檢查拋光線發(fā)現(xiàn)仍存在顆粒物，須停線打磨作業(yè)。結(jié)合現(xiàn)場工藝布局展開逐段分析發(fā)現(xiàn)：因為車型產(chǎn)量較少，受電泳漆老化影響，整體車身電泳打磨點較多，且電泳打磨至面漆吹擦凈之間存在長度約176 m的運輸存儲空間，排查發(fā)現(xiàn)此類因素系造成該運輸存儲空間內(nèi)的環(huán)境存在顆粒的原因，進而影響面漆噴涂質(zhì)量，進一步分析造成顆粒缺陷的原因，發(fā)現(xiàn)電泳打磨顆粒占據(jù)總顆粒缺陷的79%。因此，為保證車身潔凈度，提高車身噴涂品質(zhì)，改善后期檢查精修相關(guān)生產(chǎn)工藝，計劃在現(xiàn)場增加吊裝干霧化加濕器進行除塵，通過增加相對濕度降低靜電，降低車身對粉塵的吸附能力，提高車身品質(zhì)，消除顆粒缺陷，將一次通過合格率提升50%以上。

1 霧化加濕除塵原理及特點

1.1 霧化加濕除塵原理

霧化加濕噴淋是指在壓力的作用下，把水和氣混合并送達霧發(fā)生器，再由噴頭噴出，產(chǎn)生水霧。這種水霧的顆粒度非常細小，≤7.5 μm 的超微霧粒子噴射到整個空間，在空氣長時間漂浮達到了對周圍空氣加濕的效果。噴霧加濕不僅起到對周圍環(huán)境空氣加濕的效果，還可以起到一定的降溫、防靜電（增加環(huán)境濕度，降低靜電）、除塵、降塵、抑塵等效果，圖1為加濕系統(tǒng)的導(dǎo)入對靜電產(chǎn)生的效果展示。通常當(dāng)相對濕度＞60%時，塵粒的帶電量會急劇下降，因此要求噴漆房的相對濕度為（65±5）%，溫度為（23±2） ℃，此噴房環(huán)境下顏色外觀、質(zhì)量均最優(yōu)，車身產(chǎn)生的顆粒缺陷數(shù)最少且人體感覺濕度也相對最為舒適。

作為沉降對象的粉塵粒徑一般在0.01～100 μm之間，100 μm以上的塵粒受到重力的作用很快就可以降落而不能成為除塵對象，而3 ～ 8 μm的塵埃粒子，由于其質(zhì)量小，可以在空氣中隨氣流漂浮，分離極為困難。干霧加濕噴淋頭會噴出≤7.5 μm的水霧，粒徑細小的水霧極易捕捉到空氣中的微粒，隨著時間增加，被捕獲的微粒由于質(zhì)量增加而自然下落沉降；更小的微粒同樣會因為附著在水氣上而逐漸沉降，最終達到完全除塵的效果。下面介紹一種常見的霧化加濕噴淋系統(tǒng)（見圖2），其主要組成為：水霧化發(fā)生器、控制單元、安裝組件部分、水氣管路、濕度控制單元、過濾設(shè)備。

在實際設(shè)計產(chǎn)品及工藝規(guī)劃時，可依據(jù)成本預(yù)算、場地大小等因素適當(dāng)調(diào)整。例如：如果使用環(huán)境溫度整體比較穩(wěn)定，不需要依據(jù)溫度進行濕度調(diào)整，則可以去除溫度控制裝置；如果對濕度要求不是很嚴(yán)格（沒有控制誤差±3%精度的要求），則可以去掉濕度自動調(diào)整單元，更換為人員定期使用濕度儀進行測量。

1.2 涂裝霧化加濕除塵系統(tǒng)的特點

一般情況下，車間內(nèi)常用的霧化除塵降靜電的方式有2種，一種為高壓微細加濕，另一種是干霧化加濕。合理選擇加濕器要從加濕效果、設(shè)備成本、運行費用、安全性、控制精度、動力條件（冷源、熱源、水源、氣源等）等方面綜合考慮，這樣既能滿足加濕要求，又不會造成浪費，符合現(xiàn)代生產(chǎn)的基本理念。考慮到涂裝車間內(nèi)需防止靜電，保證絕對潔凈的環(huán)境，通常采用干霧化加濕系統(tǒng)。干霧化加濕系統(tǒng)具有以下特點：加濕均勻、穩(wěn)定、不帶水滴、不帶細菌、加濕精度高、精度能夠滿足±3%的要求。干霧化加濕發(fā)生器則具有以下顯著特點：1）體積小巧，加濕性能高，同時可避免濕地現(xiàn)象發(fā)生；2）拆解方便快捷、維護方便且使用壽命長；3）采用細菌不易繁殖的超小型儲水罐；4）采用不易堵塞式噴頭，氣體動力且壓力可調(diào)；5）可選配溫濕度自動控制傳感器，根據(jù)現(xiàn)場實際實現(xiàn)自動加濕、降溫

功能。

綜合干霧化加濕器的特點，可以看出干霧化加濕系統(tǒng)比傳統(tǒng)的高壓霧化加濕系統(tǒng)具有更小的粒徑、更高的效率，并且由于干霧化加濕系統(tǒng)不依賴高壓，減小了對高壓泵的磨損，更具有安全性和推廣性。同時相對傳統(tǒng)高壓噴霧系統(tǒng)對水質(zhì)的高度依賴，干霧化加濕系統(tǒng)僅需要過濾即可運用合適的水質(zhì)達到噴嘴不堵塞不滴水且霧化良好的效果。

2 霧化加濕除塵工藝方案設(shè)計及分析

2.1 增加霧化區(qū)域的選擇

我公司涂裝車間采用水性色漆、2K清漆免中涂B1B2工藝，其電泳后工藝流程為：人工涂膠→UBS→PVC→膠烤房→ED打磨→吹擦凈→B0→B1B2→閃干→清漆→面漆烤房→檢查拋光→小修→交車。

雖然面漆噴涂前有吹擦凈崗位，但是車身還是存在顆粒缺陷，針對此問題，經(jīng)現(xiàn)場實際各工位段一一排除，發(fā)現(xiàn)在電泳打磨完成至進入吹擦凈崗位過程存在問題。雖然該區(qū)域已經(jīng)采用防塵壁及地面鋪薄膜并在防塵壁上涂凡士林的方式進行除塵，但是該區(qū)域空氣中仍存在粉塵和纖維，超過標(biāo)準(zhǔn)要求（＞5 μm顆粒或纖維數(shù)量要求＜5個），詳細匯總信息見表1。

2.2 霧化加濕區(qū)域加濕量的計算

深圳觀瀾片區(qū)冬季干球溫度為5 ℃，相對濕度為70%，車間內(nèi)溫度設(shè)定為24 ℃，相對濕度為65%。問題區(qū)域1和問題區(qū)域2需改造區(qū)域理論換氣次數(shù)為1.5次/h（實際在1.0 ～ 2.0次/h之間），運用空氣曲線計算出每m3空氣需要增加0.008 3 g/kg（干空氣），車間的相對濕度才可以達到65%。

以1號問題區(qū)域右側(cè)部位為例，計算該區(qū)域所需要的霧化加濕量為：Q1=右側(cè)部位待加濕區(qū)域體積（V1）×空氣密度（ρ）×單位小時內(nèi)換氣數(shù)（n）×單位量（V0）×空氣密度（ρ）+最大濕度富余量（安全系數(shù)通常取50%即可滿足）。通過濕焓濕圖計算出此時空氣密度ρ=1.180 kg/m3，最大濕度富余量=50%×Q1。將數(shù)據(jù)帶入上述公式得出：Q1=41.94 kg/h，同理依次計算出其他3塊區(qū)域霧化加濕量分別為Q2=29.05 kg/h，Q3=26.21 kg/h， Q4=32.76 kg/h，則1號區(qū)域與2號區(qū)域需要總的加濕量為：Q總= Q1+Q2+Q3+Q4=129.96 kg/h。

2.3 霧化加濕噴頭數(shù)量計算與選擇

涂裝車間通常壓縮空氣與純水均充足，因此首先想到的應(yīng)該是采用二流體加濕器。相比于超聲波霧化加濕器，二流體加濕器更安全更節(jié)能。二流體加濕器是采用真空虹吸的原理工作，生成兩級霧化系統(tǒng)的超細薄霧。實際是將純水和壓縮空氣送至控制箱調(diào)壓處理后供給特制噴頭一起噴出，使水霧化達到加濕目的。表2為我公司車間選擇的二流體霧化加濕器信息匯總（表中霧化噴涂數(shù)據(jù)為壓縮空氣壓力為0.3 MPa，水壓為0.1 MPa情況下測得，與實際使用工藝條件一致）。

根據(jù)AE-4（03C）材料信息及增加霧化加濕區(qū)域的信息計算需要的霧化加濕噴頭數(shù)。

需要霧化噴頭數(shù)（N）=區(qū)域需求總加濕量（Q總）/單個噴頭霧化量能力（Q），將數(shù)據(jù)帶入得出：N= Q總/Q=129.96/7.2=18個。

3 霧化加濕設(shè)備材料要求及后期維護

3.1 霧化加濕噴淋設(shè)備及材料要求

由于涂裝作業(yè)的特殊性，因此在所有使用的設(shè)備及相關(guān)配套材料中均需要嚴(yán)禁含有硅酮類物質(zhì)。此外，由于二流體霧化噴淋需要連接純水和壓縮空氣，為嚴(yán)格控制質(zhì)量，防止出現(xiàn)車身縮孔等質(zhì)量缺陷，建議在純水管路上增加過濾器，在壓縮空氣管路上添加油水分離器及過濾器。

針對霧化加濕系統(tǒng)的材料選擇主要從防止出現(xiàn)車身漆面質(zhì)量缺陷和濕度控制精度等方面展開，具體可參考表3。

3.2 故障排查及維護方法

此類設(shè)備在使用過程中需要注意維護和保養(yǎng)，通常情況下需要定期檢查、清洗空氣過濾器、水過濾器等過濾材料,避免其堵塞以免影響水、氣的供應(yīng)，建議對過濾器1個月清洗1次或者在更短的時間周期內(nèi)清洗，其余如壓縮空氣管路或者純水輸送管路，建議1周至少點檢1次，查看是否存在泄露問題，若發(fā)現(xiàn)泄露則應(yīng)該立即停止使用。在實際使用過程中，可能會存在霧化噴頭不出料、噴涂范圍小、滴液等問題。運用FMEA的思想，對可能的消失模式及失效原因展開分析并羅列出建議措施，詳見表4。

4 結(jié)語

本文從霧化區(qū)域選擇、設(shè)備、材料的選擇與注意事項方面介紹了涂裝車間霧化加濕噴淋系統(tǒng)，同時展示了與此相關(guān)的工藝及設(shè)備規(guī)劃事宜，包括霧化加濕量、霧化噴頭數(shù)量、施工注意事項及后期設(shè)備維護保養(yǎng)等，對涂裝霧化加濕噴淋系統(tǒng)整個工藝策劃及設(shè)備選擇進行了相對完整的分析和闡述。

霧化加濕噴淋除塵系統(tǒng)預(yù)計能有效降低涂裝車間內(nèi)自電泳打磨至面漆吹擦凈過程中的顆粒數(shù)，目前該霧化除塵噴淋系統(tǒng)已正式投入使用，因該霧化加濕項目的實施與應(yīng)用，涂裝車間由于車身顆粒造成下線的FTT（一次通過性）提升了50%左右，完全符合預(yù)期的質(zhì)量目標(biāo)。