Главная / Цех и оборудование
Вытяжная вентиляция и воздухообмен цеха порошковой покраски
Воздухообмен в порошковом цехе считают не одной цифрой на весь объём, а по зонам: общий цех 15–20 обменов в час, зона напыления 50–100, над печью 1. Главная причина вытяжки не комфорт, а взрывобезопасность: облако порошка горючее, его НКПР около 34 г/м³, а в зоне напыления концентрация доходит до 45–50 г/м³. Вытяжка держит взвесь ниже предела воспламенения и заодно убирает пыль, которая иначе запекается сором в плёнку. Приток не меньше 80% вытяжки, зимой его подогревают до +15…+25 °C.
Цех 12×8×4 м это 384 м³ воздуха. Чтобы прогнать через него 18 обменов в час, вытяжка должна тянуть почти 6900 м³/ч. Цифра пугает начинающих, и первая мысль обычно «поставлю вентилятор помощнее и хватит». Не хватит, потому что порошковый цех это не про сквозняк ради свежести. Тут вентиляция решает сразу три задачи разной физики: не дать облаку порошка дойти до взрывоопасной концентрации, убрать взвесь, которая иначе осядет на глянец, и не выстудить камеру полимеризации зимой. Разберём, сколько воздуха и куда двигать, чтобы закрыть все три.
Облако порошка горючее, и это не метафора
Взвесь мелкодисперсного полимера в воздухе ведёт себя как любая горючая пыль: при определённой концентрации она вспыхивает от искры фронтом. Нижний предел, с которого это возможно, для типового эпоксидно-полиэфирного порошка лежит около 34 г/м³. Проблема в том, что прямо в факеле напыления концентрация локально доходит до 45–50 г/м³, то есть выше предела. Если этот воздух не убирать местным отсосом, а копить в объёме кабины, вы держите у себя готовую топливно-воздушную смесь.
Поджигать её есть чему. Порошок наносят в электростатическом поле, деталь и оснастка заряжены, а плохо заземлённый узел копит потенциал и однажды разряжается искрой. Отсюда двойное требование: вытяжка постоянно разбавляет облако ниже НКПР, а всё железо цеха, от воздуховодов до подвесов, сажают на землю. Про сам разряд и защиту от него есть отдельный разбор про взрывобезопасность порошкового облака.
Кратность считают по зонам, а не по цеху целиком
Одна общая цифра воздухообмена на весь цех это ошибка проектирования. У разных зон разная задача и разная физика загрязнения, поэтому и кратность у них своя. Соберём в таблицу, что где вытягивают и с какой интенсивностью.
| Зона цеха | Что вытягивают | Кратность |
|---|---|---|
| Зона напыления, факел порошка | горючее облако, разбавление ниже НКПР | 50–100 об/ч |
| Общий объём цеха | взвесь пыли, разбавление воздуха | 15–20 об/ч |
| Над печью полимеризации | лёгкие газы пиролиза, запах | 1 об/ч + зонт |
| Низ кабины напыления, пол | осевший тяжёлый порошок | низовой отсос с фильтром |
Логика вот в чём. Порошок тяжелее воздуха, поэтому часть облака оседает вниз, и в кабине напыления вытяжку делают не только сверху, но и снизу, в полу, с фильтром. Газы от полимеризации наоборот лёгкие и всплывают, их ловят зонтом над печью и над её дверью, где выходит горячий шлейф. Мелкая деталь и крупногабарит тоже требуют разной кратности: для мелочи хватает 6–8 обменов в кабине, а под крупные изделия с большим факелом закладывают 100–150. Про сам источник запаха и газов есть разбор про запах, дым и вредность при полимеризации.
Мини-расчёт: сколько воздуха гнать
Считается это в лоб, через объём и кратность. Формула одна: расход м³/ч равен объём помещения умножить на кратность. Возьмём тот же цех 12×8×4 м.
- Объём цеха: 12 × 8 × 4 = 384 м³.
- Общеобмен при 18 обменах: 384 × 18 ≈ 6900 м³/ч вытяжки по цеху.
- Кабина напыления, условно 2×2×2,5 = 10 м³, при 70 обменах: 10 × 70 = 700 м³/ч местного отсоса.
- Приток не меньше 80% от общей вытяжки: около 5500 м³/ч и выше.
Дальше эти расходы переводят в подбор вентиляторов и сечение воздуховодов по скорости. В зоне окрашивания поток держат в коридоре 0,25–1,5 м/с, а в открытых проёмах кабины 0,4–0,5 м/с. Меньше нельзя, облако начнёт копиться и расти по концентрации. Больше тоже нельзя: сильный поток сдувает напылённый порошок с детали и сбивает осаждение по электростатике, получаете непрокрас и рваный слой. Скорость воздуха это не про производительность вытяжки, а про качество нанесения, поэтому её ловят в узком окне.
Слабая вытяжка не экономит электричество, она копит проблему. Пока концентрация облака ползёт к НКПР, ты не видишь ничего, а потом одна искра решает всё сразу. Запас по кратности это не перестраховка, это цена вопроса.
практика наладки порошковых участков
Баланс приток-вытяжка: где недобор вылезает мусором
Если тянуть воздух вытяжкой, но не подавать столько же притоком, в цехе возникает разрежение. Свято место пусто не бывает: недостающий воздух подсасывает через любые щели, из-под ворот, из соседних грязных участков, из зоны шлифовки и сварки. И весь этот мусор летит прямо на разогретые детали и в камеру. Поэтому приток закладывают не меньше 80% от вытяжки по цеху, а часто и вровень.
С камерой полимеризации логика обратная. Её держат в лёгком разрежении относительно цеха, чтобы горячий воздух, газы и запах не выбивало наружу через неплотности двери. То есть по цеху избыток притока, а по печи небольшой недобор, и это осознанный перекос, а не ошибка. Как утечки тепла через щели съедают режим печи, разобрано в материале про то, чем утеплить камеру полимеризации.
- приток по цеху ≥ 80% вытяжки, лучше вровень;
- камера полимеризации в лёгком разрежении, чтобы газы не шли в цех;
- подача притока не в лоб факелу напыления, иначе собьёт облако и осаждение;
- заборы притока подальше от выбросов вытяжки, чтобы не гонять грязь по кругу.
Зимний приток и фильтрация возврата
Зимой холодный приток бьёт по двум местам сразу. Первое, он остужает камеру полимеризации: если тянуть в цех минусовой воздух, печь теряет тепло через открытую загрузку и утечки, ТЭНы или горелка гонят перерасход, а массивная деталь рискует не добрать режим и недожечь плёнку. Второе, холодный сухой воздух меняет условия осаждения порошка в электростатическом поле, нанесение плывёт. Поэтому приток греют калорифером, водяным или электрическим, до +15…+25 °C перед подачей. Само помещение держат в диапазоне +15…+30 °C при влажности не выше 70%.
Гнать столько воздуха на улицу и греть с нуля дорого, поэтому часть его возвращают. Но возврат в цех разрешён только после жёсткой очистки: остаточная пыль не выше 3 мг/м³, это 30% от ПДК рабочей зоны в 10 мг/м³. Картриджные фильтры дают КПД 99,9% и выше, поэтому уловленный порошок можно частично вернуть в работу, а очищенный тёплый воздух в цех. Тему сбора и повторного использования порошка отдельно разбирает материал про сбор перераспыла и рекуперацию, а подготовку сжатого воздуха для напыления смотрите в разборе про компрессор и влагоотделитель.