Оборудование и технологический процесс радиационно-химического отверждения

Линии отделки лакокрасочными материалами, отверждаюпщмися за счет энергии ускоренных электронов, созданы рядом зарубежных фирм (США, Англии, ФРГ, Японии и др.). Они отличаются высокой производительностью и занимают небольшую производственную пло­щадь.

Установки с применением энергии ускоренных электронов требуют биологической защиты. В настоящее время за рубежом и в СССР выпус­каются различные модели ускорителей, оборудованные местной защитой, что позволяет использовать их в поточных линиях, в том числе и для лакирования щитовых элементов мебели.

Из отечественных ускорителей наиболее приемлемы для радиацион­но-химического отверждения ускорители трансформаторного типа "Электрон IY" и "Аврора И". На Киевской мебельной фабрике им. Бо­женко смонтирована линия отделки мебельных щитов с ускорителями электронов "Аврора Н", предназначенная для грунтования и лакирова­ния щитовых деталей мебели полиэфирными лаками электронно-хими­ческого отверждения в воздушной среде.

Линия состоит из двух потоков, на каждом из которых установлены ускорители электронов "Аврора Н" и технологическое оборудование для нанесения покрытий. Потоки соединены между собой поворотным роликовым конвейером, передающим детали с одного потока на другой и кантователем. Грунтование плоскостей щитовых деталей производится на вальцовом станке,нанесение полиэфирного лака — на лаконаливной машине. Покрытые лаком щиты подаются конвейером в камеру биоло­гической защиты и далее на ускоритель электронов для отверждения лаковой пленки. После отверждения лаковой пленки щиты разгрузоч­ным конвейером из камеры биологической зашиты подаются к вибро­шлифовальному станку для шлифования покрытия и щеточному станку для удаления пыли и дальше на кантователь.

Применяемое в линии оборудование обеспечивает различные варианты отделки: матирующие покрытия с открытыми норами (лакирование на вальцовых станках), матирующие покрытия с закрытыми порами (грунтование на вальцовом станке и нанесение лака на лаконаливной машине) и глянцевые с последующим облагораживанием вне линии.

Все оборудование, входящее в состав линии, а также применяемые отделочные материалы — отечественного производства.

Техническая характеристика линии приведена ниже.

Годовая производительность при двухсменной работе, ма	642 700
Размеры обрабатываемых щитов, мм:
длина	350... 1800
ширина	800
толщина	10 ... 30
Скорость подачи, м/мин	2...10
Установленная мощность, кВт	149
Габаритные размеры линии, мм:
длина	53 000
ширина	10 700
высота	5 000

Основным оборудованием в линии является ускоритель электро­нов "Аврора II" который состоит из генератора высокого постоянного напряжения и излучателя, соединенного с генератором гибким высоко­вольтным кабелем с заземленной оболочкой. Генератор и излучатель размещены в заземленных металлических сосудах, заполненных сжатым газом.

Питание высоковольтного генератора ускорителя (трехфазного кас­кадного генератора с индуктивной связью) осуществляется от промыш­ленной сети 50 Гц при номинальной нагрузке его КПД более 90 %.

В излучателях ускорителя используется источник электронов с ка­тодом из гексарборида лантана, имеющий длительный срок службы и сохраняющий свои характеристики при кратковременном снижении вакуума. Высокая электрическая прочность ускорительной трубки с титановыми электродами гарантирует надежную работу ускорителя.

Сканирование электронного пучка электромагнитным устройством в двух взаимно перпендикулярных направлениях обеспечивает эф­фективное использование площади выпускного окна. Неравномерность линейной плотности электронного пучка вблизи окна не превышает ±5%. Для получения высокого вакуума в ускорительной трубке и каме­ре сканирующего устройства используются магниторазрядные насосы с большим сроком службы.

Система управления обеспечивает необходимое регулирование ос­новных параметров ускорителя и поддержание их в заданных пре­делах.

Ускорители предназначены для работы в производственных помеще­ниях с температурой окружающей среды 10…35°С и относительной влажностью не более 65 %. Излучатели ускорителей снабжены индиви­дуальной радиационной защитой, снижающей излучение в местах, доступ­ных для обслуживания, до уровня установленного нормами радиацион­ной безопасности.

Техническая характеристика ускорителя "Аврора II" УВ-25-0,5

Ускоряющее напряжение, кВ	300 ... 500
Число электронных пучков	3
Ток ускоренных электронов, мА:
пучка	0 ... 20
трех пучков	0...50
Размеры окна для вывода пучка электронов, мм	1160x60
Режим работы	длительный
Электропитание ускорителя	3x380/220 В, 50 Гц
Мощность, кВт:
номинальная	25
потребляемая	37,5
Масса ускорителя с радиационной защитой, кг	35000
Габаритные размеры, мм:
длина	3530
ширина	240
высота	4240
Размеры, мм:
высоковольтного генератора	2185x2310
регулировочного трансформатора	165x1650x1750
системы управления	1700x650x1790
пульта	1350x825x1115
форвакуумного поста	1370x600x960

В линии используется нестандартное и модернизированное типовое оборудование. Так, на основании опыта эксплуатации вальцовых станков в УкрНИИМОДе разработан и прошел испытания грунтонаносящий ста­нок ОД-58 с устройством подачи грунта ОД-59. По результатам опытной эксплуатации станок и устройство рекомендованы к промышленному внедрению и входят в состав опытной линии.

Усовершенствована лаконаливная машина. Выпускаемые в СССР лаконаливные машины ЛМ снабжены головкой в виде сливной плотины с экраном, что в сочетании с бесступенчатым регулированием расхода позволяет получать тонкие покрытия (толщиной до 20 мкм).

Однако эти машины имеют ряд недостатков, к которым относятся неравномерность расхода лака по ширине завесы, трудоемкость наст­ройки машины на необходимый расход лака и очистки системы лако-подачи, невозможность получения стабильных, воспроизводимых резуль­татов расхода лакокрасочных материалов при повторных включениях машин, недостаточная эффективность фильтрования лакокрасочного материала, возможность образования .пузырьков воздуха в процессе облива и др.

Устранение указанных недостатков особенно важно при скоростных методах отделки, поскольку отверждение лакового слоя проводится сразу после его нанесения и все дефекты фиксируются в отвержденном покрытии.

УкрНИИМОДом разработана насосная станция лакоподачи для фильт­рования и очистки лака в процессе его циркуляции на лаконаливной ма­шине.

Установлено, что при применении специальных фильтров во много раз уменьшается число включений в покрытии, особенно пузырьков воздуха. В покрытии, нанесенном при использовании фильтра, практически нет крупных включений (0,2 мм и более). При этом покрытие характеризу­ется однородностью поверхности, что создает предпосылки для исключе­ния операции шлифования при получении глянцевых покрытий.

Для исключения влияния окружающей среды на процесс нанесения лака лаконаливные машины помещены в камеры обеспыливания, в ко­торых поддерживается требуемый микроклимат, что обеспечивает высо­кое качество лаковой пленки.

Ниже приведен режим грунтования на грунтонаносящем станке грунтовкой ПЭГР-2 и лакирования методом налива полиэфирным лаком радиационного отверждения ПЭ-2121Б.

	ПЭГР-2	ПЭ-2121Б
Температура воздуха в помещении,°С	Не ниже 18
Относительная влажность в помещении, %	Не выше 70
Вязкость рабочего состава лака, с	60 ... 130	–
Температура лака при циркуляции в машине, °С	20…40	–
Расстояние от головки лаконаливной машины до обрабатываемой поверхности, мм	70 ... 100	–
Скорость конвейера лаконаливной машины, м/мин	30 ... 40	–
Расход рабочего состава, г/м2:
лака	280 ... 300	–
грунтовки	–	30 ... 50
Число работающих головок, шт	1	–
Число нанесений	1

Отверждение лакового покрытия на ускорителе электронов "Авро­ра II" УВ-25-0,5 проводится по следующему режиму.

	ПЭГР-2	ПЭ-2121Б
Энергия электронов, кэВ	350 . . . 400	300
Ток электронов в трубке, мА	45…47	34…47
Число работающих выпускных окон, шт	3
Доза поглощенной энергии, Мрад	16…18	8…12
Мощность дозы облучения, Мрад/с	3,5…40
Скорость подачи щитов, м/мин	4…6	6…8

При радиационно-химическом отверждении лакокрасочных покрытий предъявляются повышенные требования техники безопасности, так как возникают ионизирующее излучение при взаимодействии пучка электро­нов с облучаемыми деталями, стенками камеры и продукты радиолиза воздуха (озон, окислы азота).

Для снижения уровня рентгеновского излучения до предельно допус­тимого для ускорителей электронов предусмотрена биологическая за­щита из бетона и свинца. Все подвижные элементы радиационной защиты (двери, крышки люков, заглушки и т.д.) имеют механические блоки­ровки, исключающие возможность пуска ускорителя при неплотном кон­такте этих элементов с основной радиационной защитой.

Ускоритель имеет радиационную блокировку для поддержания задан­ного уровня излучения на дверях камеры облучения и конвейере в мес­тах подачи и выгрузки щитов. Ускорители имеют дистанционную систе­му управления, звуковую и световую сигнализацию.

Удаление продуктов радиолиза воздуха из камеры облучения осу­ществляется системой локального отсоса через герметизированную сис­тему вентиляции. В биологической защите создан 20-кратный воздухо­обмен. Ускоритель имеет блокировку по вентиляции, которая исключает возможность его запуска при невключенной вентиляции.

Линия радиационно-химического отверждения лакокрасочных мате­риалов с ускорителями электронов "Аврора II" на Киевской мебельной фабрике им. Боженко, расположена в отдельном помещении площадью 686 м и высотой 8 м. В этом же помещении находится пультовая с рабо­чими местами рсновных операторов линии РХО, она находится на высоте 4,3 м и удалена от ускорителей на расстояние 18 м.