防爆箱柜靜電噴塑工藝和質(zhì)量檢驗(yàn)
防爆箱柜的靜電噴塑是金屬結(jié)構(gòu)件絕緣處理和防銹處理的一種方法；在防爆電氣設(shè)備應(yīng)用中，主要是對特殊防爆型蓄電池電源裝置鋼板焊接的金屬箱體進(jìn)行絕緣處理的。金屬箱體的絕緣性能，對保持特殊防爆型蓄電池電源裝置的防爆安全性能十分重要。
這里簡單地討論一下金屬箱體的防爆箱柜的靜電噴塑方法和質(zhì)量檢驗(yàn)方法。
一、防爆箱柜的靜電噴塑的工藝方法
金屬結(jié)構(gòu)件防爆箱柜的靜電噴塑處理的步驟包括金屬結(jié)構(gòu)件的表面預(yù)處理和靜電噴涂。
1、金屬結(jié)構(gòu)件的表面預(yù)處理
所謂“金屬結(jié)構(gòu)件表面預(yù)處理”，就是采用適當(dāng)?shù)姆椒ǔスぜ饘俦砻嫔峡赡艽嬖诘挠臀酆弯P蝕，并對這些表面進(jìn)行磷化處理，以便涂料在靜電場的作用下很好地粘附在它上面的一種綜合過程。
特殊防爆型蓄電池電源裝置的金屬箱體包括箱體和箱蓋。它們的內(nèi)、外表面都必須很好地被絕緣層覆蓋，因而在噴涂之前必須進(jìn)行這樣的表面預(yù)處理。
(1)金屬焊接件的清理
金屬焊接件焊接完成后必須進(jìn)行焊縫清渣，并檢查焊縫的焊接質(zhì)量。
對于特殊防爆型蓄電池電源裝置的箱體和箱蓋焊接后，操作者應(yīng)該認(rèn)真地檢查所有焊縫，不得存在虛焊、斷焊、焊不透等缺陷。若箱體中設(shè)置隔板時(shí)，則隔板應(yīng)該焊接在箱體的圍板上，或同時(shí)焊接在它的底板上。
在生產(chǎn)實(shí)踐中已經(jīng)多次發(fā)現(xiàn)，由于焊接時(shí)的缺陷和箱體結(jié)構(gòu)不合理，噴塑涂層無法覆蓋金屬表面(包括焊縫金屬)，例如，箱體中的隔板沒有與底板焊在一起，隔板的下斷面無法清理和噴塑，因而，在防爆檢驗(yàn)時(shí)，絕緣電阻達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的要求。這一點(diǎn)應(yīng)該引起注意。
(2)表面除污處理
在焊接焊縫清理之后，金屬結(jié)構(gòu)件表面必須進(jìn)行表面除污處理。除污處理的方法有多種，這里簡單地介紹一下浸漬處理法。
所謂“浸漬處理法”，是一種將工件放置在含有除污液的除污池中除去油污和銹蝕的方法。這種方法通常有兩道工序：工件除污和工件清洗。
1)工件除污
由于除污液配方不同，有不同的除污方法。例如以下兩種：
①方法(一)：酸液除污
在除污池中配制如下酸性溶液：
鹽酸-水溶液，鹽酸含量40%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
溶液溫度為常溫。
工件浸漬歷時(shí)3—4h。
②方法(二)：堿液除污
在除污池中配制如下堿性溶液：
堿-水溶液，堿含量為：氫氧化鈉4%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))、磷酸鈉4%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))、磷酸三鈉4%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))；OP一10乳化液0.3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
溶液溫度約為90℃。
工件浸漬歷時(shí)5～10min。
2)工件清洗
為避免已除污工件發(fā)生氧化和除去工件上殘留的除污液，工件從除污池中取出后應(yīng)該盡快地放入清水池中清洗。
可以使用pH試紙檢驗(yàn)清洗質(zhì)量：清洗后的工件不應(yīng)該顯示酸性或堿性。
當(dāng)然，除浸漬處理法外，還可以使用拋丸處理法等方法。應(yīng)該根據(jù)自身的具體情況進(jìn)行合適的選擇。
(3)表面磷化處理
經(jīng)過除污處理的工件，應(yīng)該盡快地進(jìn)行表面磷化處理。
磷化處理是在磷化劑的作用下使金屬表面生成一層磷酸鹽保護(hù)膜，防止金屬表面(銀灰色)同空氣中的氧發(fā)生氧化反應(yīng)生成銹斑的一種表面處理過程。
在磷化槽中配制磷化液：磷化劑.水溶液，磷化劑含量為2.5%一3.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，氫氧化鈉含量約為0.1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
將工件沉沒在磷化液中，歷時(shí)20一30min。
經(jīng)過磷化處理后的工件從磷化槽取出后，可以在常溫下自然晾干，也可以吹風(fēng)風(fēng)干。
2．金屬結(jié)構(gòu)件防爆正壓柜的靜電噴塑的工藝方法
(1)噴涂材料
對于特殊防爆型蓄電池電源裝置，靜電噴涂所使用的材料大多為環(huán)氧樹脂型絕緣粉末。這是一種以環(huán)氧樹脂為主要材料和其他高分子輔料混合制成的粉狀物料。它具有很好的絕緣性能、耐蝕性能和抗沖擊性能。
環(huán)氧樹脂塑絕緣粉末的顆粒粒度不應(yīng)該大于100um；所需加熱固化溫度為180-200度，歷時(shí)15～30min。
(2)工藝方法
防爆正壓柜的靜電噴塑通常分為以下工序：
1)工件預(yù)烘
經(jīng)過磷化處理后的工件放置在烘爐中進(jìn)行加熱預(yù)烘，提高工件溫度并除去工件上殘留的水分，以利于噴粉時(shí)粉末附著。
預(yù)烘溫度為(180±2)℃。
預(yù)烘歷時(shí)約20min。
2)靜電噴粉
待用粉末應(yīng)該是干燥、無雜質(zhì)的優(yōu)質(zhì)絕緣粉末。
使用防爆正壓柜的靜電噴塑機(jī)將粉末均勻地噴涂在工件表面上。
在噴粉時(shí)應(yīng)該注意：
①噴塑機(jī)的粉末出口(噴槍口)與工件要保持一定的距離，不要太近，一般為150-200mm。
②所用的氣源壓力基本上保持在0.45MPa左右。
③所有噴涂設(shè)備(包括工件金屬托架)都應(yīng)該良好接地。
3)加熱固化
將已噴涂的工件放置在烘爐中加熱，使粉末在工件表面熔化、流平、固化。
加熱溫度為180～190℃。
加熱時(shí)間為15～30min。
4)靜置降溫
在加熱固化完成后，關(guān)斷烘爐電源(電阻加熱式烘爐)，讓工件在烘爐內(nèi)自然降溫冷卻。
這里需要指出的是，加熱固化完成后不可立即取出工件，否則會造成噴塑涂層出現(xiàn)龜裂，尤其是在環(huán)境溫度低的情況下。
3.防爆正壓柜的靜電噴塑工件可能出現(xiàn)的缺陷和處理方法
在某些情況下，防爆正壓柜的靜電噴塑工件可能會出現(xiàn)一些缺陷，例如表面涂層局部或大面積脫落、表面不光滑以及表面有細(xì)小顆粒等。這里對于這些缺陷可能發(fā)生的原因和消除的方法簡單分析如下。
(1)表面涂層脫落
工件表面涂層發(fā)生局部或大面積脫落的主要原因可能是，工件沒有預(yù)處理，工件上殘留油污和(或)銹斑，以及除污后磷化處理不當(dāng)，磷化膜不均勻；或者加熱固化溫度太低，無法使粉末全部熔融。
根據(jù)這些原因，應(yīng)該認(rèn)真檢查預(yù)處理工序存在的問題，采取適當(dāng)措施予以糾正。適當(dāng)?shù)卣{(diào)整、提高加熱固化溫度。
(2)表面不光滑
工件表面涂層不光滑的主要原因可能是，加熱固化溫度太低或固化時(shí)間太短，致使粉末熔化不充分，無法很好流平；或者涂層厚度不均勻，導(dǎo)致粉末熔化時(shí)流平不均勻。
根據(jù)這些原因，人們應(yīng)該提高加熱固化溫度，并延長固化時(shí)間；掌控噴槍勻速移動，盡可能使涂層厚度均勻。
(3)表面有顆粒
工件表面涂層有顆粒的主要原因可能是，粉末原料不純正，含有微小固體顆粒雜質(zhì)，或者使用回收的噴粉中含有顆粒雜質(zhì)。
根據(jù)這些原因，應(yīng)該選用優(yōu)質(zhì)噴涂粉末，認(rèn)真處理回收噴粉，達(dá)到噴粉的粒度要求和品質(zhì)純正。
這里列出的缺陷只是常見的，在生產(chǎn)實(shí)踐中可能還會遇到一些其他的，應(yīng)該根據(jù)靜電噴塑過程中的工藝要求采取相應(yīng)的措施給予處理。在實(shí)際作業(yè)中，人們常常先使用試驗(yàn)樣品完成整個(gè)噴塑工藝過程的調(diào)整后再進(jìn)行產(chǎn)品噴涂，這樣就可以避免產(chǎn)品出現(xiàn)不必要的缺陷，保證產(chǎn)品質(zhì)量，加快生產(chǎn)進(jìn)度。
二、防爆箱柜的靜電噴塑的質(zhì)量檢驗(yàn)
根據(jù)工件的用途和特征，防爆箱柜的靜電噴塑涂層的質(zhì)量檢驗(yàn)是各不相同的。對于特殊防爆型蓄電池電源裝置來說，GB/T 19854-2018《爆炸性環(huán)境用工業(yè)車輛防爆技術(shù)通則》提出了如下的檢驗(yàn)方法。
1、質(zhì)量要求
經(jīng)過噴塑絕緣處理的特殊防爆型蓄電池電源裝置的金屬箱體和箱蓋，必須保證在它的整個(gè)運(yùn)行期間具有良好的絕緣性能。
這樣的質(zhì)量要求隱含兩種質(zhì)量指標(biāo)：絕緣電阻和涂層附著力。
2.檢驗(yàn)方法
特殊防爆型蓄電池電源裝置防爆正壓柜的靜電噴塑的質(zhì)量檢驗(yàn)包括兩項(xiàng)試驗(yàn)：蓄電池箱絕緣電阻檢驗(yàn)和噴塑涂層沖擊試驗(yàn)。
事實(shí)上，噴塑涂層沖擊試驗(yàn)是絕緣性能檢驗(yàn)的一種間接檢驗(yàn)方法。假若涂層附著力不強(qiáng)，沖擊時(shí)發(fā)生脫落，基體金屬必然暴露，那么絕緣性能自然下降。試驗(yàn)實(shí)踐證明了這一點(diǎn)。
(1)蓄電池箱絕緣電阻檢驗(yàn)
在檢驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)人員應(yīng)該在蓄電池箱內(nèi)注入日常生活用水，用500V級兆歐表進(jìn)行測量，表筆的一端插入水中，另一端觸及在蓄電池箱的金屬上。試驗(yàn)裝置如圖所示。
圖 蓄電池箱絕緣電阻檢測裝置示意圖
1-蓄電池箱金屬箱體；
2-絕緣覆蓋層(噴塑涂層)；
3-水；P-兆歐表表筆；M-兆歐表(500V級)
通常認(rèn)為，檢驗(yàn)測得的絕緣電阻值不應(yīng)該小于5MΩ)。
(2)噴塑涂層沖擊試驗(yàn)
噴塑涂層沖擊試驗(yàn)采用試驗(yàn)重錘自由落下沿法線方向沖擊試樣的方法進(jìn)行。
試驗(yàn)重錘由錘體和錘頭組成。錘頭由淬火鋼制成，端部為半球形，直徑為25cm。沖擊能量為75J。
墜落高度(h)由下式導(dǎo)出
h = E/mg
式中E — 沖擊能量(J)；
m — 試驗(yàn)重錘質(zhì)量(kg)；
g — 重力加速度(m/s2)，在試驗(yàn)時(shí)采用g=10m/s2。
在試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)樣品放置在平坦的水泥平臺上，對被試平面的5個(gè)不同部位各沖擊1次。對于電源裝置的箱體和箱蓋，被試平面數(shù)量由試驗(yàn)人員確定，但每一個(gè)平面的沖擊次數(shù)不得少于5次。
試驗(yàn)樣品在沖擊后涂層不得出現(xiàn)裂紋、脫落及基體金屬裸露等質(zhì)量缺陷。
至于其他用途的防爆箱柜的靜電噴塑質(zhì)量檢驗(yàn)，讀者如有需要，請自行查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)文獻(xiàn)，這里不再進(jìn)行過多的討論。
