Что такое безвоздушное распыление
Безвоздушная покраска: принцип технологии распыления и применение
Покраска поверхностей большой площадью промышленного, коммерческого и бытового назначения предполагает существенные затраты ресурсов и времени. Для того чтобы ускорить и упростить работу, применяют передовые технологии и методики. К ним можно отнести и безвоздушную покраску. Чтобы провести качественную работу, необходимо знать, какими преимуществами обладает подобное покрытие и как оно производится.
Описание принципа технологии
Эта разновидность окрашивания подразумевает применение специального устройства, с помощью которого краситель наносится на плоскость в виде потока. Дробление краски при этом производится без сжатого воздуха, потому эта технология и получила такое название.
Суть покраски заключается в следующем:
Безвоздушное распыление в основном применяют для обработки габаритных конструкций и больших поверхностей. С помощью краскопульта можно с легкостью наносить огнестойкие, фактурные, алкидные и латексные составы, а также грунты при обработке бетона, дерева, металла и иных материалов.
Достоинства применения методики
Главное преимущество методики — применение меньшего количества растворителей и возможность создания толстых покрытий. В потоке краски нет воздуха и никаких посторонних частичек, благодаря чему окрашивание получается очень равномерным и качественным. Окрашивание безвоздушным методом уменьшает трудоемкость работы и расход материалов ЛКМ, что очень важно при обработке крупногабаритных деталей и объектов.
Безвоздушная покраска имеет следующие преимущества:
Особенности оборудования
В пульверизаторе для безвоздушной покраски, в отличие от пневматического аналога, нет воздуха в выдаваемом потоке, хотя оборудование очень похоже. Распылитель может монтироваться на переносную подставку для максимального удобства при безвоздушной покраске. Оборудование включает в себя следующие составные элементы:
Распыление безвоздушного типа должно производиться высококачественным и надежным оборудованием. Элементы-уплотнители обязательно должны быть герметичным. На приборе должен иметься затвор-предохранитель. На рукоять оборудования должно наноситься специальное противоскользящее покрытие.
Дешевые пульверизаторы изготавливаются с корпусами из пластика. Долговечность подобных приборов вызывает массу сомнений, так как пластмасса не отличается высокой прочностью и стойкостью к воздействию химических веществ.
Самый лучший вариант — использование металлических аппаратов. Если при работе придется передвигаться в ограниченных условиях, то лучше остановить свой выбор на компактной модели.
Этапы подготовки
Перед покраской пульверизатор необходимо правильно настроить и произвести проверку его работоспособности на картонном или бумажном листе. Если на поверхности наблюдаются ровные потеки, то можно продолжать окрашивание. При неравномерном нанесении лучше воспользоваться рабочей смесью с большей вязкостью. Также можно попробовать снизить интенсивность красящего потока.
Подготовка к работе предполагает следующие этапы:
Безвоздушное окрашивание — очень выгодная замена обыкновенным краскораспылителям пневматического типа. Эта технология позволяет окрасить опоры, жилые, офисные и промышленные помещения, получая равномерное и высококачественное красочное покрытие.
Безвоздушное нанесение краски: плюсы, минусы, технология
Нанесение краски на большую поверхность (например, стену дома) — это довольно тяжелая задача. Особенно, если вы вооружены только валиком и кистью. Но существуют методы, предназначенные для облегчения малярных работ. Например, безвоздушное распыление краски. Что это такое, какие преимущества есть у этого метода и как его правильно применять? Ответы на эти вопросы вы найдете в статье.
Безвоздушное распыление краски — что это такое
Безвоздушное нанесение краски — это метод, при котором краска диспергируется (то есть разбивается на мельчайшие частицы) за счет резкого перепада давления. По подобной схеме работают банки-аэрозоли.
Для безвоздушного нанесения используются аппараты, которые принято называть краскопультами. Безвоздушные краскопульты представляют собой массивную конструкцию, в которой есть:
К безвоздушному распылению прибегают, когда необходимо быстро и равномерно прокрасить большую поверхность. Оно также широко распространено в промышленной окраске деталей (деревянных элементов, металлической фурнитуры и так далее).
Плюсы и минусы этой технологии
Давайте взглянем на основные преимущества безвоздушного метода нанесения краски:
Рассмотрим основные недостатки безвоздушного распыления краски:
Какой расход краски при этом методе?
О главном преимуществе безвоздушной покраски мы умолчали в предыдущем разделе статьи — это низкий расход краски. За счет малой концентрации тумана (по сравнению с другими аппаратными методами) краска расходуется медленнее, и практически вся оседает там, где нужно — на окрашиваемой поверхности.
При окрашивании в один слой (а этого должно быть достаточно при таком методе работ) средний расход краски составит 250–300 граммов на каждый квадратный метр (примерные расчеты для акриловой краски). По сравнению с валиком и кистью это не самый впечатляющий результат (ручные методы окрашивания расходуют краску примерно так же). Но если сравнивать безвоздушное и, например, пневматическое распыление, то разница становится колоссальной.
Так, при пневматическом распылении краски расход составит порядка 450 г/кв.м, а при комбинированном — 400 г/кв.м.
Эта разница делает безвоздушное нанесение краски не только удобным, но и экономичным вариантом. Расход краски, сниженный на треть, на столько же уменьшает ваши затраты на материалы! Вот простая арифметика — если вы красите стены дома с помощью пневматического распыления, то расходы при стоимости краски в 50 рублей за грамм составят 22 500 рублей. А вот при использовании безвоздушного распыления расход краски будет меньше, и стоимость материалов составит 15 000 рублей!
Оборудование для безвоздушного распыления
Для нанесения краски этим методом используют аппараты безвоздушного распыления. Они различаются между собой типом привода:
Метод безвоздушного распыления
Чтобы получить максимально равномерное покрытие, используйте следующий алгоритм нанесения краски:
Правильная технология безвоздушного распыления: как наносить краску, чтобы не было потеков
За равномерное распределение без подтеков отвечает правильное давление. Проще говоря, при неправильно отрегулированном давлении краска будет ложиться неравномерно, а может даже потечь. Регулирование давления нужно производить перед каждой работой, а также при смене краски. Вот как это делается:
В течение всей работы держите сопло перпендикулярно окрашиваемой поверхности. Если наклонить его вперед или назад, то краска будет наноситься неравномерно, и это может привести к подтекам или слабому прокрашиванию площади.
Бывает, что даже самом высоком давлении результат работ все равно ужасный — края неровные, а на прокрашенной поверхности виднеются пробелы. Эту проблему можно исправить сменой сопла — возьмите насадку с меньшим отверстием, и снова протестируйте уровень давления. Чем уже отверстие сопла, тем выше давление. Аналогично, при самом низком давлении подтеки могут образовываться, если отверстие сопла слишком узкое. Смените его на насадку пошире.
Еще один важный момент — сопла со временем могут ухудшать свои эксплуатационные качества. Если вы заметили, что края у нанесенной полоски краски не прямые, а закругленные, это говорит об изношенности сопла. Этот недостаток не особо важен, если вы красите поверхность полностью, но если вам необходима ровная и четкая полоса, замените насадку на новую.
Заключение
Техника нанесения краски с помощью безвоздушного распыления может пригодиться при работе с большими площадями. Этот метод отлично экономит краску и позволяет делать четкие, резкие границы между разными цветами (или просто их отсутствием). При правильном исполнении безвоздушного распыления не будет подтеков и неровностей. Впрочем, оборудование для работ стоит дорого, поэтому для покраски собственного дома или комнат лучше взять его напрокат.
Безвоздушное распыление
В рамках статьи рассмотрим оборудование для безвоздушного распыления лакокрасочного материала на мебельном производстве.
Но также запомнилось и то, что для покраски лучше подходят большие и плоские поверхности, например бока шкафов и комодов, в остальных случаях эффективность применения теряется. Кроме того, плохо промоете аппарат, будьте уверены, на следующий день можете и не запуститься, отчего радость от применения аппаратов безвоздушного распыления теряется.
 |
|---|
| Рис. 1. Установка для безвоздушного нанесения лакокрасочных материалов |
Принцип работы аппарата для безвоздушного распыления
При безвоздушном распылении нанесение краски или лака, грунта происходит без участия сжатого воздуха. Подача лакокрасочных материалов происходит путём выталкивания материалов под высоким гидравлическим давлением.
Лакокрасочные материалы выходят через эллиптическое сопло наружу на очень высокой скорости, образуя завихрения, изменяющие форму струи.
При взаимодействии с воздухом окружающей среды, образуется сопротивление, которое замедляет движение, образует аэрозольное облако, капли которого мягко ложатся на обрабатываемую поверхность.
При покраске потери материала минимальны, что позволяет экономить краску, лак. Размер капель можно регулировать с помощью выбора величины и формы сопла, а также регулировки давления. Факел при безвоздушном распылении резко очерчен и гарантирует высокую результативность.
Видео запуска, работы и промывки оборудования для безвоздушного нанесения :
| Видео.2. Запуск, покраска и промывка аппарата для безвоздушного нанесения |
Преимущества и недостатки метода безвоздушного распыления
Устройство оборудования для безвоздушного нанесения
Оборудование для безвоздушного окрашивания схоже с пневмораспылением. Это касается корпуса с рукояткой, головки, штуцера подачи материала.
Смотрите видео использования оборудования для безвоздушного нанесения при покраске дверей :
Специальные требования к оборудованию при безвоздушном распылении
Отличия аппаратов для безвоздушного нанесения
По типу привода насоса :
По типу насоса :
Поршневой вариант наиболее используемый, потому что поршень обладает высокими показателями износоустойчивости, способен обеспечить необходимое давление для распыления вязких материалов.
Для деликатного окрашивания небольших изделий оптимальным станет мембранный насос, обеспечивающий великолепное распыление растворов малой, средней вязкости.
Безвоздушное распыление. Основы метода
При окрашивании изделий методом безвоздушного распыления, в отличие от пневматического, распыл ЛКМ происходит без непосредственного участия сжатого воздуха (он используется только в качестве привода насоса, создающего давление на ЛКМ).
Метод безвоздушного распыления основан на принципе дробления ЛКМ на мелкие капли благодаря высокой скорости его истечения из сопла, которая, в свою очередь, обеспечивается подачей ЛКМ под большим давлением. Гидравлическое давление создается насосом высокого давления, где в качестве привода, как правило, применяется сжатый воздух, но в ряде случаев используют насосы с бензиновым или эклектическим приводом. На рис. 1 изображена принципиальная схема устройства насоса высокого давления с пневматическим приводом.
1- Распределитель сжатого воздуха пневмопривода
2- Рабочий цилиндр пневмопривода
3- Реверсивный поршень пневмопривода
4- Плунжер насоса высокого давления
5- Верхний сальник плунжера
6- Нижний сальник плунжера
7- Нажимной винт верхнего сальника
8- Корпус насоса высокого давления
9- Резервуар для растворителя для очистки плунжера 10- Возвратный клапан на линии всасывания ЛКМ 11- Возвратный клапан на линии нагнетания ЛКМ 12- Штуцер выхода ЛКМ
13- Головка корпуса насоса высокого давления
Рис. 1 Принципиальное устройство насоса высокого давления с пневмоприводом
Одной из основных характеристик насосов высокого давления с пневмоприводом является соотношение достигаемого гидравлического давления на выходе к давлению воздуха на входе. Существуют насосы с соотношением от 20:1 до 70:1, из них сейчас наиболее рас- пространены 45:1 и 60:1.
В большинстве случаев для безвоздушного распыления ЛКМ используется давление на материал 100-250 атм. при вязкости ЛКМ по вискозиметру ВЗ-246-4 до 100с. и выше.
На выходе из сопла распылительной головки, когда давление на материал превысит силы когезии жидкого ЛКМ, начинается его дробление на отдельные мелкие капли, которые с большой скоростью выбрасываются на окрашиваемое изделие. Дисперсность аэрозоля выходящего из распылительной головки зависит от ее конфигурации, размеров отверстия сопла, режимов истечения и свойств ЛКМ.
На рис. 2 изображена схема наиболее типичной распылительной головки для безвоздушного распыления.
Рис. 2 Распылительная головка безвоздушного распыления
В металлическом корпусе распылительной головки монтируется сопло, представляющее собой цилиндрическую насадку из метало- или минералокерамического сплава карбида вольфрама или другого износостойкого материала. С внутренней стороны к торцевой стенке сопла подходит конический или цилиндрический канал, заканчивающийся полусферой радиусом 0,25-0,5 мм. С наружной стороны торцевая стенка рассечена клиновидной щелью на глубину h, благодаря чему выходное отверстие приобретает форму эллипса.
Угол клиновидной щели a, радиус внутренней полусферы и глубина врезания щели в полусферу h определяют размеры и форму выходного отверстия, а, следовательно, расход ЛКМ и ширину факела. Варьированием этих величин получают сопла, обеспечивающие оптимальные параметры распыления при различной ширине факела и расходе ЛКМ. Подбором распыляющих головок с различной конфигурацией сопел достигают наиболее эффективных для конкретных условий форм (углов распыла) красочного факела.
Для получения мелкодисперсного факела с менее насыщенной зоной разброса ЛКМ по периферии перед соплом иногда встраивают дроссель-ускоритель, представляющий собой вставку их искусственного корунда (металлокерамики) с отверстием, сносным выходному отверстию сопла. Дроссель подбирают в соответствии с сечением выходного отверстия сопла. При этом образующееся пространство между соплом и ускорителем образует расширительную камеру. Дросселя-ускорителя увеличивает скорость движения ЛКМ перед выходом из сопла и способствует постепенному уменьшению интенсивности факела по его краям. Дросселирование ЛКМ перед соплом снижает его подачу на 16-25% при уменьшении ширины получаемого факела на 12-20%.
Для подачи ЛКМ под высоким давлением от насоса к краскораспылителю применяют специальные шланги представляющие собой гибкие трубки, стойкие к действию ЛКМ и различных растворителей с наружной оплеткой из нержавеющей проволоки или синтетической нити с токопроводящими жилами для отвода статического электричества.
У некоторых типов шлангов высокого давления поверх бронированной оплетки предусмотрена наружная оболочка из резины или пластмассы. Шланги, рассчитанные на очень большое давление (до 300 атм. и выше), имеют две бронированные оплетки и защитные оболочки.
В концы шлангов высокого давления заделывают ниппели, имеющие на конце накидные гайки, что позволяет надежно и герметично соединять шланги между собой и присоединять их к патрубкам насоса и краскораспылителя.
Оборудование для безвоздушного распыления функционирует при высоком давлении на жидкий ЛКМ в шланге (100-300 атм.), оно всегда должно эксплуатироваться в точном соответствии с нормами технического руководства и мерами предосторожности предписываемыми заводом изготовителем.
Выпускаются передвижные и стационарные установки безвоздушного распыления различной производительности (от 0,4 до 20 л/мин. по ЛКМ) с ручным и автоматическим управлением.
По сравнению с пневматическим распылением, безвоздушное распыление имеет целый ряд преимуществ:
— меньше потери ЛКМ на туманообразование
— меньше расход растворителей в связи с возможностью нанесения более вязких материалов
— требуется менее мощная вентиляция
— уменьшается трудоемкость окрасочных работ за счет возможности нанесения более толстых слоев покрытия за один проход краскораспылителя
— улучшаются защитные свойства получаемых покрытий вследствие их хорошей сплошности и плотности, лучшего заполнения микронеровностей поверхности изделия.
К недостаткам метода безвоздушного распыления следует отнести:
— трудность применения и большие потери ЛКМ при окрашивании изделий особо сложной конфигурации и малых габаритов
— сложность применения традиционного безвоздушного распыления для нанесения ЛКМ с грубыми, легковыпадающими осадками (для нанесения таких ЛКМ, например содержащих цинковый порошок, следует применять специальные установки безвоздушного рас- пыления, конструкция которых предусматривает обеспечение постоянной циркуляции ЛКМ в аппарате).
— относительно низкий класс получаемого покрытия с точки зрения его декоративного вида.
В настоящее время, наибольшее распространение получили несколько разновидностей методов безвоздушного распыления:
На рис. 3 изображена схема традиционного безвоздушного распыления.
1- Насос высокого давления с пневмоприводом
2- Фильтр ЛКМ высокого давления
3- Шланг высокого давления
4- Шланг низкого давления
(подачи сжатого воздуха) 5- Краскораспылитель
Рис. 3 Схема традиционного безвоздушного распыления
Насосом высокого давления ЛКМ из заборной емкости через возвратный клапан всасывания подается на фильтр, откуда по специальному шлангу высокого давления поступает в головку краскораспылителя.
Модификацией традиционного безвоздушного распыления можно считать метод, обеспечивающий постоянную циркуляцию ЛКМ в установке. Схема безвоздушного распыления с постоянной циркуляцией материала изображена на рис. 4.
1- Насос высокого давления с пневмоприводом
2- Фильтр ЛКМ высокого давления
3- Шланг высокого давления
4- Шланг низкого давления
(подачи сжатого воздуха) 5- Краскораспылитель
Рис. 4 Схема безвоздушного распыления с постоянной циркуляцией материала
Этим методом можно наносить любые предназначенные для безвоздушного распыления ЛКМ, но особенно он эффективен для цинксодержащих протекторных грунтовок, противообрастающих ЛКМ и иных материалов, содержащих быстрооседающие компоненты, а также для межоперационных грунтовок с высокой скоростью высыхания.
При методе безвоздушного распыления с постоянной циркуляцией материала, ЛКМ прокачивается насосом через всю установку и сливается обратно в заборную емкость, где материал, в свою очередь, также постоянно перемешивается мешалкой. Циркуляция материала происходит постоянно, даже тогда, когда краскораспылителем не работают.
Для нанесения ЛКМ очень высокой вязкостью распространение получил метод горячего распыления или метод безвоздушного распыления с подогревом материала, схема которого изображена на рис. 5.
1- Насос высокого давления с пневмоприводом
2- Фильтр ЛКМ высокого давления
3- Шланг высокого давления
4- Шланг низкого давления
(подачи сжатого воздуха) 5- Краскораспылитель
Рис. 5 Схема безвоздушного распыления с подогревом материала
ЛКМ подается насосом через нагреватель змеевика, температура которого регулируется термостатом, и поступает к распылителю. Для поддержки постоянной температуры ЛКМ специальный клапан обеспечивает циркуляцию материала через нагреватель, при этом, отличие от метода с постоянной циркуляцией материала, ЛКМ из нагревателя не возвращается в заборную емкость, а клапан открывает доступ материалу из заборной емкости только по мере его расходования через краскораспылитель. Тем самым ЛКМ в заборной емкости остается холодным.
Подогрев ЛКМ снижает его вязкость и позволяет работать при относительно низком давлении пневмопривода. Кроме этого, достигается ускорение высыхания ЛКМ на изделии, снижается процент подтеков, увеличивается производительность окраски и толщина наносимого материала за один проход распылителя.
Метод безвоздушного распыления с подогревом может быть применен и для ЛКМ с относительно низким сухим остатком, т.к. входящий в состав материала растворитель не испаряется, поскольку разогрев осуществляется в замкнутой системе.
При интенсивном применении двухупаковочных материалов с короткой жизнеспособностью и при окрашивании на конвейерных линиях эффективен метод безвоздушного распыления с раздельной подачей компонентов.
На рис. 6 изображена принципиальная схема стационарной конвейерной установки безвоздушного распыления с раздельной подачей компонентов.
2- Гидронасос, компонент А
3- Гидронасос, компонент В
4- Насос для подачи растворителя 5- Система настройки дозирования 6- Распределительная система
7- Предохранительный клапан
10- Фильтр высокого давления
12- Заборная емкость, компонент А 13- Заборная емкость, компонент В 14- Заборная емкость, растворитель 15- Влагоотделитель
17- Регулятор давления
Рис. 6 Схема безвоздушного распыления с раздельной подачей компонентов
При подготовке установки перед работой предварительно настраивается заданное соотношение (пропорция) подачи основы материала и отвердителя. Их смешение происходит непосредственно перед нанесением. После работы сразу же необходимо осуществить промывку системы соответствующим растворителем.
Дозирующая система, как правило, имеет ручную настройку, но может быть и электронной.
Дополнительно, линии подачи основы и отвердителя могут оснащаться термостатами для предварительного подогрева компонентов системы. В частности, такие установки применяют для конвейерного окрашивания эпоксидным материалом промысловых труб для сырой и товарной нефти.
Передвижные установки безвоздушного распыления с раздельной подачей компонентов применяемые в полевых условиях окраски по принципу работы не отличаются от стационарных, но имеют более простую конструкцию. В частности они могут не иметь специальной линии для промывки системы растворителем, а трубопровод смешения основы и отвердителя может быть короче и для удобства работы вмонтирован непосредственно в корпус краскораспылителя.
Метод комбинированного распыления (в зарубежной терминологии airmix или aircoat), изображенный на рис. 7, как видно из его названия, сочетает в себе принцип безвоздушной подачи ЛКМ и пневматическое формирование окрасочного факела.
1- Насос высокого давления с пневмоприводом
2- Фильтр ЛКМ высокого давления
3- Шланг высокого давления
4- Шланг низкого давления
(подачи сжатого воздуха) 5- Краскораспылитель
Рис. 7 Схема комбинированного распыления
Отличительной особенностью краскораспылителей для комбинированного нанесения ЛКМ является наличие распылительной головки специальной конструкции.
На рис. 8 изображены схемы наиболее типичных распылительных головок для комбинированного распыления.
Рис. 8 Распылительные головки комбинированного распыления
с прямой подачей воздуха в факел ЛКМ (А), с отраженной подачей воздуха (Б),
с прямой и отраженной подачей воздуха (В)
Распылительные головки могут быть с прямой подачей воздуха в факел, с отраженной и совмещенной (как прямой, так и отраженной подачей воздуха). При работе в факел подается ограниченное (очень небольшое – до 4-5 м3/ч) количество сжатого воздуха с возможностью его регулирования. Благодаря дополнительно подаваемому воздуху, можно устанавливать очень мягкий факел, а рабочее давление на ЛКМ снизить с обычного для традиционного безвоздушного распыления 120-160 атм. до 3-7 атм.
Потоком, подаваемого на головку воздуха, также можно в пределах 5-100 изменять угол распыла факела, что удобно при поочередной окраске узких и широких поверхностей, т.к. не требуется замена сопла. Это метод наиболее эффективен для тонкой отделки сложных деталей.
Комбинированное распыление – это, пожалуй единственная разновидность безвоздушного распыления, где ЛКМ, пусть даже частично, но контактирует со сжатым воздухом. Поэтому при нанесении комбинированным безвоздушным методом ЛКМ, которые очень чувствительны к влаге в сжатом воздухе также как и при пневматическом распылении следует обращать особое внимание на его очистку от влаги и масла.
Настройка установок безвоздушного распыления заключается в подборе давления ЛКМ, определяющего толщину получаемого покрытия и распылительного сопла, характеризующегося эквивалентным диаметром*) и углом его клиновидной щели.
В таблице 2 приведены основные параметры наиболее широко применяемых на практике сопел для установок безвоздушного распыления.
При выборе сопла обеспечивающем получение красочного факела различной формы (например, с широким или узким углом распыла) руководствуются теми же принципами, что и при подборе распылительных головок для пневматического распыления.
При выборе диаметра отверстия сопла в первую очередь ориентируются на вязкость ЛКМ и требуемую толщину наносимого слоя. Как правило, сопла с эквивалентным диаметром отверстия 0,23-0,33 мм (.009-.013«) подходят для покрытий с толщиной мокрой пленки приблизительно 50 мкм. Диаметр отверстия 0,33-0,48мм (.013-.019«) подходит для толщин мокрой пленки 100-200мкм и 0,48-0,79 мм (.019-.031«) – для 200 мкм и выше. Для очень вяз ких материалов, наносимых очень большой толщиной, могут применяться сопла с диаметром отверстия 1,02-1,52 мм. (.040-.050«).
Подбор размера отверстия сопла должен осуществляться при заданном фиксированном рабочем гидравлическом давлении ЛКМ, который зависит от мерки аппарата безвоздушного распыления, а также диаметра и длинны шланга высокого давления.
Очень удобно при настройке, когда аппарат безвоздушного распыления комплектуется манометром не только на выходном патрубке гидронасоса, а и в непосредственной близости от сопла краскораспылителя. В противном случае всегда следует учитывать потерю гидравлического давления ЛКМ в шланге.
В таблице 1 приведены приблизительные значения потерь давления ЛКМ на каждые 10 п.м. шланга при нанесении наиболее широко применяемых в настоящее время типов ЛКМ.
Угол щели сопла
Эквивалентный диаметр отверстия сопла,