Покраска металлоконструкций в печи полимеризации

Нанесение полимерных порошковых красок проходит методом напыления с последующей термообработкой (полимеризацией) изделия в печи при температуре 150-220°C. Технология разработана в 60-х годах XX века и активно используется для обработки металлических конструкций.

Покраска металлических конструкций
Покраска металлических конструкций

Детали окрашиваются в камерах напыления проходного и тупикового типа. В отличие от традиционных способов, лишняя порошковая краска не исчезает безвозвратно, а используется повторно через систему рекуперации.

Основные принципы технологии

В основе метода лежит принцип притяжения зараженных частиц порошка к поверхности заземленного элемента. Частицы заряжаются двумя способами: электро- и трибостатическим. Первый подразумевает принудительную зарядку ПК (порошковой краски) коронирующим электродом под напряжением 20-100 КВ с постоянным знаком, второй – напыление с зарядкой частиц трением о фторопласт (негорючий диэлектрик).

Технология покраски металлоконструкций
Технология покраски металлоконструкций

Выбор метода покраски металлоконструкций зависит от формы изделия. При электростатическом способе окраски частицы двигаются вдоль силовых линий, в результате чего возникает большой перепад между количеством краски на плоских и изогнутых поверхностях. Проблема частично решается снижением напряжения электрода и сменой направления факела.

С конструкциями сложной формы эффективнее работает трибостатический метод, но он требует более дорогого красителя или специальных добавок. С другой стороны, процент оседания частиц при этом методе по определению ниже, чем при зарядке коронирующим электродом. Удовлетворительным считается коэффициент осаждения, превышающий 60%.

Этапы покраски конструкций

Порошковая покраска металлоконструкций проходит в три этапа:

  1. Подготовка основания.
  2. Окрашивание.
  3. Полимеризация.
Окрашивание металлокаркасов порошком
Окрашивание металлокаркасов порошком

Подготовка поверхности

Качество покрытия напрямую зависит от степени подготовки всей поверхности. Для новых деталей достаточно провести обезжиривание органическим растворителем или водным моющим раствором на основе концентрата. Первый способ уместен при окраске небольших партий, второй – при промышленных объемах. Допускается предварительная обработка металлоконструкций стальной щеткой или шлифовальным диском.

Для удаления оксидной пленки и продуктов коррозии с поверхности черных металлов используются растворы ортофосфорной и соляной кислоты. Эффект усиливается добавлением хромовой кислоты в небольших количествах. Для предотвращения растравления металла в раствор добавляется ингибитор кислотной коррозии (1-2%). Цветные металлы (алюминий, оцинкованную сталь) наоборот оксидируют для улучшения адгезии в кислой или щелочной среде. Также увеличению адгезии способствует обработка детали фосфатом железа. При этом уровень сцепления краски с поверхностью повышается в 2-3 раза.

При больших загрязнениях используется абразивная очистка песком, дробью, стальными гранулами. Производительность этого способа ниже, чем у химической очистки, но после него нет нужды промывать и сушить поверхность.

Окрашивание металлоизделий

Порошковая покраска металлических конструкций проходит при комнатной температуре в специальной камере, оснащенной системой рекуперации и отсоса воздуха. Различают два вида камер: тупиковые и проходные. В первом случае детали подвешиваются на крепеж и имеют возможность перемещения до печи и обратно, во втором – они транспортируются насквозь, мимо маляра, через весь конвейер по кругу.

Порошковое ныпыление металлоконструкций
Порошковое ныпыление металлоконструкций

Само напыление порошком проходит с помощью пневматического напылителя ручного или автоматического типа. Порошок засыпается в питатель, после чего подается на пористую поверхность сжатым воздухом. В результате формируется взвесь, которая закачивается в напылитель при помощи эжектора. При электростатическом способе электрический градиент краски вырабатывается зарядным электродом, при трибостатическом – трением частиц о диэлектрик.

Требуемая толщина покрытия достигается скоростью перемещения факела распылителя и расстоянием до металлоконструкции (200-400 мм).

Толщина зависит от типа покрытия:
  • Декоративное – 35-45 мкм.
  • Защитно-декоративное – 60-100 мкм.
  • Защитное – 60-120 мкм.

Полимеризация порошка

Порошковая покраска конструкций из металла заканчивается в печи полимеризации. Этап включает в себя оплавление слоя, отверждение и охлаждение. Оплавление проходит при температуре 150-220°C и в среднем занимает 20-30 минут

Температура зависит от марки краски, а так же от производителя. Для равномерного прогрева изделия важно поддерживать постоянную (+/- 5°C) температуру в печи. Для этого в ее конструкции используются нагревательные блоки и система воздушного распределения.

Процесс оплавления сопровождается вытеснением из напыленного слоя воздуха с одновременным образованием пленки и проникновением краски в поверхность. Если деталь большая, то для оптимального эффекта необходим предварительный нагрев. Время отверждения слоя зависит от массы детали и толщины металла.

Плюсы и недостатки порошковой покраски металлоконструкций

Стойкое покрытие конструкций из стали
Стойкое покрытие конструкций из стали

Экономия средств. Благодаря аспирационной системе потери краски составляют всего 1-4%.

Высокая степень автоматизации производства, позволяющая быстро обучить рабочий персонал.

Отличные прочностные и декоративные свойства покрытия.

Универсальность. С помощью этого метода окрашиваются любые металлоконструкции, в том числе изделия сложной формы.

В тоже время порошковая покраска конструкций проводится только в специально оборудованных помещениях и ограничена внутренними габаритами печи полимеризации. Возникшие при окраске локальные дефекты не устраняются – в отдельных случаях требуется полная перекраска изделия.

Еще один важный нюанс – полимерные краски не колеруются также, как жидкие. Конечный цвет определяется загрузочной рецептурой на начальной стадии и не может быть изменен по ходу процесса. Это достаточно трудоемкая процедура, требующая наличия спектрофотометра и соответствующего программного обеспечения.

Еще несколько полезных статей о покрытии порошком:

- правильный выбор оборудования и производителя.
- технология окрашивания металлоизделий большой длины.