防爆箱柜靜電噴塑工藝和質量檢驗
 

　　防爆箱柜的靜電噴塑是金屬結構件絕緣處理和防銹處理的一種方法；在防爆電氣設備應用中，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量檢驗方法。
 

　　一、防爆箱柜的靜電噴塑的工藝方法
 

　　金屬結構件防爆箱柜的靜電噴塑處理的步驟包括金屬結構件的表面預處理和靜電噴涂。
 

　　1、金屬結構件的表面預處理
 

　　所謂“金屬結構件表面預處理”，就是采用適當的方法除去工件金屬表面上可能存在的油污和銹蝕，并對這些表面進行磷化處理，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、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行這樣的表面預處理。
 

　　(1)金屬焊接件的清理
 

　　金屬焊接件焊接完成后必須進行焊縫清渣，并檢查焊縫的焊接質量。
 

　　對于特殊防爆型蓄電池電源裝置的箱體和箱蓋焊接后，操作者應該認真地檢查所有焊縫，不得存在虛焊、斷焊、焊不透等缺陷。若箱體中設置隔板時，則隔板應該焊接在箱體的圍板上，或同時焊接在它的底板上。
 

　　在生產實踐中已經多次發現，由于焊接時的缺陷和箱體結構不合理，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，在防爆檢驗時，絕緣電阻達不到標準的要求。這一點應該引起注意。
 

　　(2)表面除污處理
 

　　在焊接焊縫清理之后，金屬結構件表面必須進行表面除污處理。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%(質量分數)。
 

　　溶液溫度為常溫。
 

　　工件浸漬歷時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%(質量分數)、磷酸鈉4%(質量分數)、磷酸三鈉4%(質量分數)；OP一10乳化液0.3%(質量分數)。
 

　　溶液溫度約為90℃。
 

　　工件浸漬歷時5～10min。
 

　　2)工件清洗
 

　　為避免已除污工件發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該盡快地放入清水池中清洗。
 

　　可以使用pH試紙檢驗清洗質量：清洗后的工件不應該顯示酸性或堿性。
 

　　當然，除浸漬處理法外，還可以使用拋丸處理法等方法。應該根據自身的具體情況進行合適的選擇。
 

　　(3)表面磷化處理
 

　　經過除污處理的工件，應該盡快地進行表面磷化處理。
 

　　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膜，防止金屬表面(銀灰色)同空氣中的氧發生氧化反應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%(質量分數)，氫氧化鈉含量約為0.1%(質量分數)。
 

　　將工件沉沒在磷化液中，歷時20一30min。
 

　　經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，也可以吹風風干。
 

　　2．金屬結構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氧樹脂型絕緣粉末。這是一種以環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。
 

　　環氧樹脂塑絕緣粉末的顆粒粒度不應該大于100um；所需加熱固化溫度為180-200度，歷時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)工件預烘
 

　　經過磷化處理后的工件放置在烘爐中進行加熱預烘，提高工件溫度并除去工件上殘留的水分，以利于噴粉時粉末附著。
 

　　預烘溫度為(180±2)℃。
 

　　預烘歷時約20min。
 

　　2)靜電噴粉
 

　　待用粉末應該是干燥、無雜質的優質絕緣粉末。
 

　　使用防爆正壓柜的靜電噴塑機將粉末均勻地噴涂在工件表面上。
 

　　在噴粉時應該注意：
 

　　①噴塑機的粉末出口(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所有噴涂設備(包括工件金屬托架)都應該良好接地。
 

　　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℃。
 

　　加熱時間為15～30min。
 

　　4)靜置降溫
 

　　在加熱固化完成后，關斷烘爐電源(電阻加熱式烘爐)，讓工件在烘爐內自然降溫冷卻。
 

　　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龜裂，尤其是在環境溫度低的情況下。
 

　　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小顆粒等。這里對于這些缺陷可能發生的原因和消除的方法簡單分析如下。
 

　　(1)表面涂層脫落
 

　　工件表面涂層發生局部或大面積脫落的主要原因可能是，工件沒有預處理，工件上殘留油污和(或)銹斑，以及除污后磷化處理不當，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。
 

　　根據這些原因，應該認真檢查預處理工序存在的問題，采取適當措施予以糾正。適當地調整、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，導致粉末熔化時流平不均勻。
 

　　根據這些原因，人們應該提高加熱固化溫度，并延長固化時間；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，或者使用回收的噴粉中含有顆粒雜質。
 

　　根據這些原因，應該選用優質噴涂粉末，認真處理回收噴粉，達到噴粉的粒度要求和品質純正。
 

　　這里列出的缺陷只是常見的，在生產實踐中可能還會遇到一些其他的，應該根據靜電噴塑過程中的工藝要求采取相應的措施給予處理。在實際作業中，人們常常先使用試驗樣品完成整個噴塑工藝過程的調整后再進行產品噴涂，這樣就可以避免產品出現不必要的缺陷，保證產品質量，加快生產進度。
 

　　二、防爆箱柜的靜電噴塑的質量檢驗
 

　　根據工件的用途和特征，防爆箱柜的靜電噴塑涂層的質量檢驗是各不相同的。對于特殊防爆型蓄電池電源裝置來說，GB/T 19854-2018《爆炸性環境用工業車輛防爆技術通則》提出了如下的檢驗方法。
 

　　1、質量要求
 

　　經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運行期間具有良好的絕緣性能。
 

　　這樣的質量要求隱含兩種質量指標：絕緣電阻和涂層附著力。
 

　　2.檢驗方法
 

　　特殊防爆型蓄電池電源裝置防爆正壓柜的靜電噴塑的質量檢驗包括兩項試驗：蓄電池箱絕緣電阻檢驗和噴塑涂層沖擊試驗。
 

　　事實上，噴塑涂層沖擊試驗是絕緣性能檢驗的一種間接檢驗方法。假若涂層附著力不強，沖擊時發生脫落，基體金屬必然暴露，那么絕緣性能自然下降。試驗實踐證明了這一點。
 

　　(1)蓄電池箱絕緣電阻檢驗
 

　　在檢驗時，試驗人員應該在蓄電池箱內注入日常生活用水，用500V級兆歐表進行測量，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)
 

　　通常認為，檢驗測得的絕緣電阻值不應該小于5MΩ)。
 

　　(2)噴塑涂層沖擊試驗
 

　　噴塑涂層沖擊試驗采用試驗重錘自由落下沿法線方向沖擊試樣的方法進行。
 

　　試驗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)由下式導出
 

　　h = E/mg
 

　　式中E — 沖擊能量(J)；
 

　　m — 試驗重錘質量(kg)；
 

　　g — 重力加速度(m/s2)，在試驗時采用g=10m/s2。
 

　　在試驗時，試驗樣品放置在平坦的水泥平臺上，對被試平面的5個不同部位各沖擊1次。對于電源裝置的箱體和箱蓋，被試平面數量由試驗人員確定，但每一個平面的沖擊次數不得少于5次。
 

　　試驗樣品在沖擊后涂層不得出現裂紋、脫落及基體金屬裸露等質量缺陷。
 

　　至于其他用途的防爆箱柜的靜電噴塑質量檢驗，讀者如有需要，請自行查閱有關標準和相關文獻，這里不再進行過多的討論。