|
Кузовные работы занимают доминирующее положение в современном авторемонтном бизнесе и по объемам, и по доходности. Их венчает процесс окраски, превращающий отремонтированный автомобиль в сияющего красавца.
Поскольку автомобильный парк в нашей стране непрерывно растет, а инвестиции в безопасность движения безнадежно отстают от темпов этого роста, снижения спроса на кузовные и лакокрасочные работы в ближайшем будущем ожидать не приходится.
Обязательным атрибутом любого современного малярного участка уже давно стали окрасочно-сушильные камеры - ОСК (иногда в связи со сложностью и многофункциональностью их называют окрасочно-сушильными комплексами).
Сегодня мы рассмотрим конструкцию ОСК исключительно с точки зрения технологических возможностей, не обращая внимания на различия и особенности устройства камер разных производителей. Полагаем, что эта статья будет особенно полезна тем, кто только собирается устанавливать ОСК, поможет определить критерии оценки камеры и избежать распространенных ошибок, встречающихся на стадии освоения только что смонтированной ОСК.
Любая окрасочно-сушильная камера - это сложный агрегат, основные элементы которой
• кабина (внутренний объем камеры), где проводятся окрасочные работы и сушка;
• блок приточной вентиляции, объединенный в одно целое с теплогенератором;
• блок вытяжной вентиляции.
При монтаже ОСК допускается любое взаимное расположение ее основных блоков. В зависимости от планировки помещения блоки вентиляции могут размещаться в любом удобном месте. Саму кабину, а также вентиляционные блоки устанавливают либо на заглубленном бетонном фундаменте, выполняющем функции вентиляционного колодца, либо (в случае невозможности проведения земляных работ) на металлическом основании непосредственно на ровном полу.
В последнем случае пол кабины окажется значительно выше пола цеха, и окрашиваемый автомобиль придется закатывать в кабину ОСК и выкатывать из нее по наклонным въездным трапам, что несколько усложняет ремонтный процесс. Впрочем, даже если камера установлена на бетонном фундаменте, конструкция ворот кабины предполагает наличие «ступеньки» между уровнями пола кабины и цеха. Автомобиль всегда приходится закатывать в кабину и выкатывать оттуда через нее, поэтому чем меньше высота этой «ступеньки», тем лучше.
Ширина ворот определяет один из основных эксплуатационных параметров камеры. Так как закатывать автомобиль с места его подготовки в кабину приходится часто под углом, то, естественно, в просторные ворота въезжать легче. Поэтому ширина ворот напрямую влияет на производительность труда на малярном участке.
В основном ворота разных ОСК схожи: герметичные, легко закрывающиеся створки с окнами. Лучшие конструкции имеют не две, а три и даже четыре створки, одна из них предназначена для персонала и позволяет в случае необходимости быстро покинуть кабину, слегка надавив на створку изнутри.
Кроме ворот кабину оснащают дополнительной сервисной дверью, которая часто ведет не в цех, а в лабораторию для смешивания и хранения красок. Обычно колеровочную лабораторию располагают через общую стенку с кабиной ОСК. Такая компоновка позволяет маляру, не выходя в пыльную зону цеха, вносить в камеру подготовленные лакокрасочные материалы или заменять краскопульт.
Стены кабины монтируют из панелей типа «сэндвич», состоящих из оцинкованных стальных листов толщиной около 1 мм, склеенных со спрессованным слоем минеральной или стекловолоконной изоляции толщиной 55-60 мм. Участки панелей внутри кабины окрашивают эмалью белого цвета.
Сами панели при монтаже скрепляют способами, исключающими проникновение пыли через стыки. Методы крепления и герметизации могут быть различны у разных фирм - производителей ОСК.
Условия освещенности внутри кабины - один из главных факторов, влияющих на результаты работы маляра. Хорошая освещенность - это не только яркие лампы, спектр излучения которых близок к солнечному, но и их расположение, которое, во-первых, обеспечивает бестеневое освещение всего автомобиля и, во-вторых, позволяет маляру по отблеску от источников света контролировать толщину слоя наносимого лакокрасочного материала. Отличный результат дает установка светильников в наклонных панелях на стыке потолка и стен и размещение еще одного или двух рядов ламп на разной высоте по периметру.
Внутренняя ширина кабины предлагаемых на рынке ОСК, предназначенных для окраски и сушки кузовов легковых автомобилей, почти одинакова - 4 м или чуть меньше. Ширина абсолютного большинства легковых автомобилей находится в пределах 1720-1860 мм. Шире только очень немногие гиганты - американцы любят огромные джипы и пикапы двухметровой ширины.
Таким образом, в большинстве случаев между стенками кабины и автомобилем при его окраске сохраняется пространство не менее 1 м. Это минимальное пространство, позволяющее разместиться маляру с краскопультом и шлангами и создать «факел» краски, необходимый для качественной работы, а иногда и приоткрыть двери автомобиля, чтобы покрасить закраины.
Длина камер может варьировать в пределах от 6000 до 7800 мм. Выбор здесь определяется размерами автомобилей. Если учесть, что маляру с краскопультом необходимо пространство не меньше 1 м по длине, то в самой короткой камере можно полностью окрасить автомобили длиной до 3800-4000 мм. Длина автомобилей указана без бамперов, поскольку перед окраской их обычно демонтируют.
В нашем отечестве не любят маленькие автомобильчики. Исключением является родная «Ока», но с ней на классные сервисы обычно не обращаются. Остальных - японских, корейских и европейских малюток - в потоке машин на российских дорогах меньшинство. За критерий распределения типов автомобилей, находящихся в эксплуатации, можно взять мгновенный срез потока машин в самой обычной московской дорожной пробке: легко заметить, что большинство автомобилей имеют длину 4500-5000 мм. А значит, можно сделать вывод: для ремонта самых распространенных автомобилей нужна кабина длиной около 7 м. Только для автомобилей «стрэч» или больших американских пикапов и джипов 7-метровая камера может быть тесновата.
Внутренняя высота кабины ОСК обычно от 2500 до 3000 мм, но можно заказать и выше. Высота всех легковых автомобилей практически одинакова. Справочник говорит, что у их подавляющего большинства крыша находится на расстоянии 1450±100 мм от земли. Это означает, что даже в самой низкой кабине при окраске крыши автомобиля остается сверху еще как минимум 1 м до потолка. Этого достаточно, чтобы разместить краскопульт и обеспечить нужный наклон факела. Так что крыши всех легковых автомобилей можно покрасить даже в самых низких кабинах ОСК.
В то же время джипы значительно выше «легковушек». Высота (от земли до крыши) большинства рамных полноприводных автомобилей 1850±150 мм (у рекордсменов - «Land Rover Defender» и «Ford Excursion» - 2040 и 2037 мм соответственно), конечно, без учета установленных на крыше «люстр» или дуг багажника. В этот же диапазон размеров входит и высота крыши микроавтобусов, мини-вэнов, грузовых и грузопассажирских автомобилей типа «каблучок» (например, «Citroen Berlingo») и некоторых автомобилей экзотического дизайна («Chrysler PT Cruiser»). Окрасить крышу, а порой даже установить такой автомобиль в низкую кабину невозможно. Руководители СТО должны сами решить - отправлять хозяев этих автомобилей на другой сервис или смонтировать камеру повыше.
Иная картина складывается, если планируемая пропускная способность сервиса настолько велика, что требует установки двух ОСК. Ощутимую экономию средств в этом случае может дать вариант монтажа сдвоенной ОСК, состоящей из одной большой кабины для окраски и сушки и второй поменьше, используемой только для сушки. Такие кабины монтируют с общей подъемной стенкой и поперечными рельсами для перемещения автомобиля. Каждую из кабин оснащают индивидуальными воротами, и выкатывать готовые автомобили можно независимо от цикла малярных работ в соседней кабине.
Качественная окраска подразумевает полное отсутствие пыли в кабине и быстрое «осаждение» тумана факела краскопульта. Для этого (и не только) предназначена система мощной приточно-вытяжной вентиляции.
Приток воздуха в кабину во всех ОСК осуществляется через так называемый пленум над потолком, а отвод его через решетки пола. Поступающий воздух нагревается в теплогенераторе. Но, прежде чем обычный содержащий большое количество пыли воздух попадет в кабину, он тщательно фильтруется воздушными фильтрами.
Главными характеристиками любого воздушного фильтра являются его пылеемкость (количество пыли в граммах, которое фильтр может задержать на 1 м2 своей площади) и эффективность (соотношение веса или количества задержанных и пропущенных фильтром частичек стандартной пыли). Еще никому не удалось создать такие фильтры, у которых одновременно обе эти характеристики были бы очень высокими. Если велика эффективность, и фильтр задерживает почти 100% пыли, это снижает его пылеемкость, и менять такой фильтр нужно очень часто. Если велика пылеемкость, то высока и вероятность, что фильтр пропускает значительное количество частиц пыли.
Это противоречие устраняется установкой системы двухступенчатой фильтрации воздуха. Предварительные фильтры, установленные перед вентилятором, задерживают крупную и частично мелкую пыль. Пылеемкость хороших фильтровальных материалов, из которых делают предварительные фильтры, достигает 4,5 кг/м2. Чтобы эти фильтры служили дольше, их делают возможно большей площади. Самой большой рабочей поверхностью обладают не плоские, а так называемые карманные фильтры. Фильтрующий материал их сварен в конструкции, действительно напоминающие карманы или сплющенные мешки пылесоса, закрепленные на специальной металлической кассете. Периодичность замены предварительных фильтров зависит не только от их площади, но и от места расположения станции технического обслуживания: рядом с пыльной дорогой - чаще, у опушки леса - реже.
Воздух, прошедший предварительную очистку, окончательно очищается в фильтрах тонкой очистки. Эти фильтры занимают большую часть потолка кабины ОСК и представляют собой плоские толстые листы синтетического материала, уложенные в специальные решетчатые кассеты. У лучших фильтров плотность материала, из которого они изготовлены, различная: верхние слои - рыхлые для удержания большего количества пыли, а чем глубже, тем плотность фильтра выше и тем более мелкие частицы могут быть им задержаны.
Лучшие потолочные фильтры имеют пылеемкость до 430 г/м2 (в 10 раз меньшую, чем предварительные), задерживая при этом 96-98% пыли. Средняя периодичность замены фильтровального материала фильтра тонкой очистки может достигать 1500 часов работы ОСК, естественно, при исправном предварительном фильтре. Но и стоят хорошие потолочные фильтры не дешево - 10-20 долл. США за квадратный метр.
Задача фильтров, монтируемых под решетками пола, задержать частицы краски, удаляемые из кабины потоком воздуха во время малярных работ. Эти фильтры так и называются «Paint stop» - фильтры-заградители краски. Они способны поглотить до 3 кг лакокрасочных материалов на 1 м2 своей площади, но при этом служат до замены не более 100-120 часов работы. К счастью, такие фильтры довольно дешевы.
Фильтры могут занимать весь пол камеры. Тогда их располагают между двумя слоями решеток, на которые ставят окрашиваемый автомобиль.
В этом случае у кабины ОСК появляется еще один ограничительный параметр: максимальный вес автомобиля, который выдержит эта решетка (или максимальная нагрузка на колесо - как предпочитают некоторые производители). Далеко не все решетки могут выдержать нагрузку тяжелого автомобиля. Для таких случаев пол камеры делают частично решетчатым, где фильтры-заградители занимают обычно 1/3 площади пола. При этом располагают их в наиболее запыленных зонах ближе к окрашиваемой поверхности автомобиля, а колеса автомобиля, находящегося в камере, остаются на твердом основании. Такая конструкция пола кабины снимает ограничение по весу автомобиля, красить можно даже бронированные «членовозы». Но воздушный поток в таких кабинах менее равномерен, чем в кабинах, где весь пол занят фильтрами.
Воздушный поток в кабине ОСК создают вентиляторы, которые разделены на два блока: вентиляторы входного блока и вентиляторы выходного блока. Производительность вентиляторов такова, что обеспечивает воздушный поток в кабине до 26 000 м3/час, только в самых маленьких камерах чуть ниже. Легко подсчитать, что при такой производительности скорость воздушного потока составляет приблизительно 0,25 м/с. Это означает, что самая мелкая окрасочная пыль за несколько секунд осаждается на напольных фильтрах.
Такой большой воздухообмен необходим по нескольким причинам. Во-первых, он создает комфортные условия для работы маляра, потому что окрасочная пыль не достигает органов дыхания. Во-вторых, воздухообмен необходим по требованиям противопожарной безопасности. При окрашивании краскораспылителем средней производительности может выделяться до 1 л летучих компонентов в минуту. Во избежание образования их взрывоопасных концентраций необходима интенсивная вытяжная вентиляция. И, в-третьих, интенсивный воздухообмен необходим для быстрого разогрева автомобиля в процессе сушки, но об этом мы поговорим ниже.
Вытяжной вентиляторный блок служит для удаления воздуха из кабины. Его конструкция обычно повторяет конструкцию вентиляторов приточного блока. Некоторые продавцы предлагают своим заказчикам «экономичный» вариант ОСК без вытяжного вентиляторного блока. При работе такой ОСК воздухообмен происходит только за счет работы приточного блока. Вряд ли стоит рекомендовать такие ОСК, поскольку при загрязнении напольного фильтра, а мы показали, что это может произойти довольно быстро, в кабине ОСК начинает расти давление воздуха, буквально раздувающее ее изнутри. При этом снижается интенсивность воздушного потока через кабину, что грозит неприятностями, о некоторых из которых мы уже упомянули. Сэкономившие на вентиляторном блоке расплачиваются снижением производительности ОСК и вынуждены более часто производить замену фильтров.
До поступления в кабину воздушный поток подогревается в теплогенераторе. Для этого используют различные источники тепловой энергии: дизельные или газовые горелки, паровые или водяные теплообменники и электронагреватели. Чаще всего используют горелки на легком дизельном топливе или газе, остальное оборудование либо специфично (далеко не всегда сервис расположен рядом с ТЭЦ), либо - при сегодняшнем соотношении цен на солярку и электроэнергию - не экономично.
В современных ОСК теплообменник выполнен из качественной нержавеющей стали, а поэтому долговечен, обладает развитой рабочей поверхностью, а значит, имеет высокий КПД и большую массу, которая повышает тепловую инерцию системы.
Горелки могут быть одноступенчатыми, в этом случае регулирование температуры в кабине осуществляется их прерывистой работой (включение - выключение) или двухступенчатыми. Последние позволяют регулировать температуру поступающего в кабину воздуха с точностью ±3оС против ±5оС - у одноступенчатых.
На схеме движения воздушных потоков внутри ОСК, кроме узлов, о которых мы рассказали, показаны три заслонки: выходная, входная и заслонка рециркуляции. Во время цикла окраски выходная заслонка может быть частично прикрыта для создания небольшого положительного давления в кабине, которое регулируется по мере загрязнения фильтров. Входная заслонка полностью открыта, а заслонка рециркуляции полностью закрыта.
Для экономии энергоносителей во время сушки автомобиля рециркуляция воздуха в кабине происходит так, что 90% очищенного и нагретого воздуха вновь поступает на вход приточной вентиляционной системы. Положение заслонок и схема воздушных потоков рециркуляции показаны на врезке.
Если сервис расположен в городской черте с плотной застройкой, то выброс в атмосферу летучих компонентов лакокрасочного покрытия нежелателен, а в некоторых случаях и запрещен. Поэтому на вытяжной системе вентиляции устанавливаются фильтры-поглотители. Их конструкция может быть различной, так же как и эффективность. Выбирая и заказывая поглотители для ОСК, следует принимать в расчет экологические требования в том районе, где расположен сервис.
Управление всей работой ОСК осуществляется с отдельного пульта. Сигнальные лампы и мнемосхемы указывают состояние всех управляемых агрегатов: двигателей, горелок, систем освещения и рециркуляции воздуха. Система управления обеспечивает автоматическое поддержание заданной температуры воздуха, подаваемого в кабину. Но нужно учесть, что для уменьшения колебаний температуры нагреваемого воздуха, ее измеритель располагают не в самой кабине, а в воздушном канале, подающем в нее горячий воздух. Чем ближе расположен датчик температуры к теплообменнику, тем выше точность, с которой отслеживается температура воздуха. Но при этом температура воздуха, прошедшего через фильтр, неизбежно будет более низкой, чем это отражено на индикаторе. Причем в различных местах камеры температура неодинакова. Для снижения этой разницы некоторые производители дополнительно утепляют надпотолочное пространство кабины.
Регулятор регистрирует не только абсолютную величину температуры воздуха, входящего в кабину, но и отслеживает скорость ее изменения, и включает горелку, когда эта скорость становится отрицательной (т.е. когда температура начинает падать). Такое регулирование позволяет резко снизить пульсации температуры входящего в камеру воздуха.
Легко подсчитать, что при производительности вентиляционной системы ОСК, равной 26 000м3/ч, за время сушки через кабину проходит более 30 т воздуха (вес 1 м3 воздуха около 1,3 кг). Теплоемкость же воздуха почти в два раза выше, чем теплоемкость железа (!). Казалось бы, что кузов автомобиля легко разогреть до нужной температуры. Но, к сожалению, в процессе нагрева кузова участвует небольшая часть воздуха, лишь тонкий приграничный его слой отдает свое тепло, поскольку слои воздуха при ламинарном течении перемешиваются слабо. А при средней скорости воздуха в кабине 0,25 м/с его поток будет ламинарным вдоль значительной части поверхности кузова.
Понятно, что скорость потока воздуха вдоль горизонтальных и вертикальных поверхностей различна. Кроме того, даже поверхности, одинаково расположенные в воздушном потоке кабины, могут находиться в разных условиях. С внутренней стороны они могут быть или хорошо теплоизолированы, как, например, крыша автомобиля, или, напротив, как капот, находиться близко к холодному массивному двигателю, отбирающему часть тепла. То есть, в результате объективных причин разные поверхности кузова в камере нагреваются по-разному. Но насколько по-разному - расчету не поддается, и мы решили провести экспериментальную проверку, для которой был выбран автомобиль «Opel Vectra», имеющий небольшое повреждение покрытия в нижней части двери. Это место наихудшим образом обтекается воздушным потоком в кабине ОСК, поскольку низ двери имеет «обратный» уклон по отношению к направлению движения воздуха (может наблюдаться даже отрыв потока теплого воздуха от поверхности). Положение усугубляется еще тем, что непосредственно над ремонтируемой зоной поперек двери расположен массивный молдинг, перекрывающий воздушный поток.
Наш эксперимент проводился на СТО «АБС-сервис». Малярный участок этой станции в какой-то мере уникален, поскольку там работают сразу двумя окрасочными системами: DuPont и Sikkens. Под каждую систему имеется миксер. Mаляры хорошо знают особенности работы с каждым из материалов и по желанию заказчика могут при ремонте его автомобиля использовать ту или иную систему.
На «АБС-сервисе» установлена ОСК «Saima», на работу которой маляры не жалуются. В комплект камеры входит блок вытяжной вентиляции с дополнительными выходными фильтрами. Эта ОСК не имеет утепленного надпотолочного пространства, и мастера «АБС-сервиса», зная эту особенность, для каждого случая подбирают индивидуальный режим сушки. Но наш коллектив экспериментаторов, возглавляемый техническим представителем DuPont в Восточной Европе Романом Турковым - одним из опытнейших маляров России - решил не принимать во внимание накопленный опыт и провести работу «тупо». Для ремонта мы использовали материалы DuPont - в частности, лак 3200S с самым медленным активатором, обычно используемый для перекраски автомобиля или ремонта больших поверхностей. Тем самым мы имитировали случай сложного ремонта. Для полноты картины мы решили проверить поведение материалов на горизонтальной поверхности, окрасив тем же лаком накладку двери. Ее установили в кабине ОСК горизонтально и сушили одновременно с машиной.
Температура поверхности кузова автомобиля и воздуха в кабине измерялась многоканальным контактным прибором, датчики которого были установлены на отдельно окрашенной накладке двери, на крыше автомобиля, на двери рядом с окрашенным участком и на капоте с внешней и внутренней сторон. Последнее было сделано для того, чтобы сравнить результаты нынешнего эксперимента с теми, о которых мы писали в предыдущей статье. Забегая вперед, скажем, что температура внешней и внутренней сторон капота оказалась практически равной.
Воздухообмен в кабине проверялся самым простым образом: облако тумана из кратковременно включенного краскопульта исчезло в напольнoм фильтре приблизительно за 7 с, что соответствует скорости вертикального воздушного потока, равной 0,2 м/с. Это чуть меньше паспортного значения, но вполне достаточно для практических целей.
Не будем описывать сам ремонт, он проводился по обычной схеме, а сосредоточимся на процессе окончательной сушки покрытия. Тем более что лак 3200S, являясь продуктом с низкой эмиссией растворителя, в большинстве случаев не нуждается в последовательной сушке слоев.
В начале эксперимента мы установили температуру сушки, равную 60оС. Уже через 5 мин после включения ОСК в режиме сушки индикатор на пульте камеры показал температуру 64оС. В дальнейшем она колебалась от 56 до 65оС, что соответствует паспортному режиму работы камеры. В то же самое время воздух, прошедший через потолочные фильтры, имел температуру 48-53оС в зависимости от удаленности точки измерения от выхода воздуховода нагревателя.
Но, а что же автомобиль? Даже через 20 мин его крыша нагрелась только до 40оС, капот до 35оС, а температура вертикальных панелей оказалась еще ниже. И это при том, что начальная температура автомобиля в момент покраски составляла 27оС. Не удивительно, что некоторые маляры жалуются, что после сушки в камере лак остается мягким. Ведь указанная в Технической информации по применению лакокрасочных материалов (TDS) температура сушки 60оС подразумевает температуру поверхности, которую подвергают сушке, а не температуру окружающего воздуха.
Убедившись, что показания термопар стабилизировались, мы вопреки инструкции на двадцатой минуте задали температуру 75оС. И только через 15 мин температура поверхности крыши и капота достигла 65оС. Правда, при этом температура зоны ремонта так и не поднялась выше 55оС. Панель, которую мы сушили рядом с автомобилем в процессе всего эксперимента, принимала температуру окружающего воздуха сравнительно быстро. Интересно отметить, что температура внутри салона, под капотом, в багажнике и на днище автомобиля за 1 ч сушки не превысила критического предела. (Конечно, все стекла были подняты, капот и багажник закрыты). Поэтому все страхи, что пластмасса в сушильной камере может «поплыть», а потом начнет скрипеть - не более чем миф.
После 40 мин сушки при новом режиме и последующей выдержки мы проверили качество покрытия наиболее доступным способом. А именно, на его способность воспринимать полировку. Для этого сначала отшлифовали поверхность «шкуркой» с зернистостью 2000 «вмокрую», затем предварительно отполировали ее пастой Meguiar\'s M-85, используя шлифовальную машинку с красной подушкой, и окончательно отполировали пастой Meguiar\'s М-80, используя коричневую подушку. Результат полировки отменный, он виден на фотографиях. Но при полировке нужна осторожность, одного слишком сильного прижатия машинки достаточно, чтобы «прижечь» еще слабый лак.
Монтажная прочность лака достаточна во всех местах нашей панели, это означает, что автомобиль можно начинать собирать сразу, как только остынут детали.
Из всего приведенного выше можно с полным основанием сделать следующие выводы.
Окрасочно-сушильная камера входит в перечень обязательного оборудования современного автосервиса. Ее неизбежно приходится использовать при полной окраске автомобиля и окраске больших элементов (например, крыши) или ремонте нескольких деталей. Но, как и с любым другим сложным оборудованием, с нею нужно обращаться очень осторожно. Каждая ОСК имеет свои индивидуальные особенности в зависимости от ее конструкции, регулировок, применяемых фильтров и много другого. Поэтому рекомендуем после монтажа камеры взять контактный измеритель температуры и провести в своей ОСК эксперимент, подобный тому, что провели мы. Он поможет определить, какая температура должна быть установлена на блоке управления для достижения требуемой температуры сушки. Но даже в идеальной камере разница температур на различных участках кузова неизбежна. Поэтому старайтесь использовать современные, стойкие к разбросам режима сушки материалы от лучших производителей DuPont и Sikkens.
Поверьте, это убережет вас от многих неприятностей, начиная от «просадок» лака до потери стойкости покрытия, происходящего в результате неполного удаления летучих компонентов лака. И, во-вторых, ваш эксперимент покажет, каково должно быть время сушки разных элементов автомобиля. Результаты этих замеров будут особенно важны при проведении ускоренного ремонта, когда автомобиль должен быть собран в день окраски, и нет времени для его дополнительной выдержки.
|
