Застосування ультрафільтраційної системи (УФ) у промисловому електрофоретичному покритті
Електрофоретичне покриття – це метод нанесення покриття, при якому заготовка та відповідний електрод поміщаються у водорозчинне покриття, підключаються до джерела живлення, а смола, пігмент та наповнювач у покритті рівномірно осідають на поверхні покриття як електрода, утворюючи водонерозчинну плівку покриття, спираючись на фізичну та хімічну дію, що генерується електричним полем. Ультрафільтрація та ультрафільтр відіграють важливу роль у процесі електрофоретичного покриття. Краще використання та просування технології ED-RO може ще більше покращити коефіцієнт використання електрофоретичного покриття та водних ресурсів, а також значно зменшити скидання електрофоретичних стічних вод. Правильне та ефективне використання та обслуговування ультрафільтраційного обладнання підвищує коефіцієнт використання ультрафільтраційної системи. Метою ультрафільтраційного очищення (UF) після електрофорезу є видалення плаваючої фарби, що прикріпилася до поверхні електрофоретичного покриття, покращення зовнішнього вигляду покриття та відновлення електрофоретичного покриття.
Короткий опис системи ультрафільтрації
Ультрафільтрація (УФ) – це технологія мембранного розділення. Це процес розділення розчинів, заснований на принципі механічного просіювання, який зумовлений різницею тисків між двома сторонами УФ-мембрани. Використовуваний тиск зазвичай становить (0,1 ~ 0,6) МПа, діаметр пор розділення – 1 нм ~ 0,1 мкм, а молекулярна маса утримування – приблизно 500 ~ 1 000 000. В процесі електрофоретичної УФ-фарбування, коли електрофоретична фарба контактує з УФ-мембраною, розчин та неорганічні солі можуть проходити через неї, тоді як молекули, подібні до розміру смоли та пігменту, не можуть пройти через неї, затримуються в розчині фарби та транспортуються назад у резервуар для електрофорезу.
Застосування ультрафільтра в електрофоретичному покритті Ультрафільтр є ключовим обладнанням лінії електрофорезного покриття. Основне призначення ультрафільтра полягає в отриманні деіонізованої води та розчинника фарби з резервуара для електрофорезу через ультрафільтр, забезпеченні водою для промивання деталей електрофорезу та очищенні надлишків електрофоретичної фарби, що прилипли до заготовки для електрофорезу, та поверненні її до резервуара для електрофорезу. Таким чином, електрофоретичну фарбу з поверхні заготовки можна переробити, реалізувавши замкнутий цикл циркуляції, що заощадить 30% вартості придбання електрофоретичної фарби для підприємств. По-друге, частину ультрафільтруючої рідини можна скинути для видалення іонів домішок, що потрапляють у резервуар для електрофорезу під час процесу фарбування, завдяки чому вміст домішок у робочій рідині резервуара для електрофорезу може підтримуватися в межах діапазону провідності та значення pH, заданих у процесі, а ультрафільтруюча рідина може бути перероблена замість деіонізованої води як вода для промивання заготовки після електрофорезу, а електрофорезна фарба практично не скидається. Це дозволяє уникнути навантаження на стічні води, що скидаються шляхом безпосереднього очищення деіонізованою водою, та зменшує забруднення навколишнього середовища.
Принцип роботи ультрафільтраційної системи Ультрафільтрація використовується для видалення домішкових іонів у робочій рідині для електрофоретичної фарби та ефективного закриття джерела забруднення катіонами та аніонами, щоб забезпечити стабільність розчину фарби та цілісність плівки фарби. Ультрафільтрація (УФ) - це технологія мембранного розділення, яка може очищати, розділяти або концентрувати розчини. Процес ультрафільтрації можна розуміти як процес скринінгу, пов'язаний з розміром пор мембрани. Завдяки тиску з обох боків мембрани як рушійній силі та ультрафільтраційній мембрані як фільтруючому середовищу, під певним тиском, коли розчин протікає через поверхню мембрани, через мембрану пропускають лише воду, неорганічні солі та малі молекули, тоді як зважені тверді речовини, колоїди, білки, мікроорганізми та інші макромолекули у воді тканини також пропускаються, щоб досягти мети очищення, розділення та концентрування розчину. Ультрафільтрація - це безперервна операція низького тиску.
Рідина з фарбою з резервуара для електрофорезу фільтрується через ультрафільтраційний фільтр та бічну ультрафільтраційну мембрану під дією різниці тисків і протікає через рідину до резервуара для ультрафільтрації. Близько 30% циркуляції ультрафільтраційної рідини надходить з допоміжного резервуара для електрофорезу, а потім повертається до резервуара для електрофорезу. Мінімальна кількість фарби, що подається в систему ультрафільтрації, становить 10 разів більше проектної кількості води, а оптимальна кількість фарби – 20 разів більше проектної кількості води.
Процедури експлуатації ультрафільтраційної системи
1) Переконайтеся у відсутності тиску на вихідному трубопроводі, закрийте клапан подачі фарби, вхідний клапан очищення, вихідний клапан очищення, через рідину до резервуара для зберігання та клапан резервуара для очищення; 2) Відкрийте клапан циркуляції фарби, через клапан випуску рідини, всі запірні клапани манометра; 3) Відкрийте вхідний та вихідний клапани охолоджувальної рідини ущільнення вала ультрафільтраційного насоса (тиск 0,2 МПа); 4) Запустіть насос подачі фарби; 5) Злегка відкрийте вхідний клапан фарби, щоб повільно ввести фарбу в систему ультрафільтрації; 6) Повільно відкрийте вхідний клапан фарби, доки тиск на базовій лінії не досягне 0,15 МПа, а потім відкрийте насос. 7) Повільно регулюйте вхідний та вихідний клапани, доки різниця тисків не досягне 0,2 МПа, а вхідний та вихідний тиски не становитимуть 0,35 МПа та 0,15 МПа відповідно. 8) Перевірте, чи не протікає мембрана ультрафільтрації. Якщо витік все ще є, слід своєчасно замінити кільце ущільнювача та мембранну групу. 9) Час випускання проникної рідини повинен становити щонайменше 10 хвилин. 10) Відкрийте клапан через рідину до накопичувача, а потім закрийте клапан зливу роздільної рідини.
Застереження при використанні ультрафільтраційної установки1) З компонентами, корпусами та аксесуарами ультрафільтрації слід поводитися обережно, щоб запобігти пошкодженню; 2) Час раптового відключення живлення або іншого непередбаченого зупинення не повинен перевищувати 2 годин; Якщо час зупинки занадто тривалий, елемент ультрафільтраційної мембрани слід негайно очистити, щоб уникнути осадження фарби, що блокує елемент ультрафільтраційної мембрани; 3) Детально записуйте параметри системи очищення та системи електрофорезу, щоб запобігти проблемам та вирішити їх; 4) Різниця тиску між входом та виходом фільтра повинна бути 0,08 МПа, фільтрувальний мішок ультрафільтрації слід своєчасно замінити, а точність фільтрації повинна бути менше або дорівнює 25 мкм; 5) Не запускайте систему ультрафільтрації, коли рідинний клапан закритий; 6) Не запускайте насос, коли нагнітальний клапан відкритий, щоб уникнути пошкодження ультрафільтраційної мембрани тиском; 7) Заборонено використовувати велику кількість фільтрату, а відкриваючий клапан слід відрегулювати нижче заданої кількості фільтрату. 8) Мінімізуйте введення хімічних речовин у процес попередньої обробки металу, а крапельна провідність останнього промивання перед потраплянням у резервуар для електрофорезу повинна бути нижчою за 10 мкс/см.
Система ультрафільтраційного очищення (УФ), що використовується після електрофорезу, призначена для видалення плаваючої фарби, що прикріпилася до поверхні електрофоретичного покриття, покращення зовнішнього вигляду покриття та відновлення електрофоретичної фарби. Обладнання, що використовується, таке ж, як і для обладнання для миття водою після попереднього фосфатування. Метою остаточного миття чистою водою є видалення іонів домішок та запобігання утворенню плям забруднення та плівкового покриття. Щоб запобігти утворенню слідів вторинного потоку в зазорі після недостатнього очищення, необхідно провести процес повного занурення в воду. Ультрафільтраційне миття зазвичай проводиться 2-3 рази, щоб зменшити кількість видаленої фарби, наприклад: площа кузова автомобіля становить 80-100 квадратних метрів, і кожен кузов автомобіля видаляє 7-10 літрів рідини з вмістом 20% твердих речовин. Якщо вміст твердих речовин у першому промиванні водою становить 4%-5%, друге промивання водою може сягати менше 1%. Вміст твердих речовин у свіжій ультрафільтраційній рідині зазвичай становить менше 0,5%. У разі видалення іонів домішок та твердих речовин, для остаточного промивання чистою водою використовується рідина UE-RO замість чистої води, що дозволяє реалізувати справжнє повністю закрите електрофорезичне пост-очищення, що може значно зменшити скидання стічних вод після електрофорезу та значно підвищити коефіцієнт використання електрофорезного покриття. Завдяки ефективному замкнутому контуру видаляються іони домішок з робочого розчину електрофоретичної фарби, а також джерело забруднення катіонами та аніонами, що потрапляє в розчин, що забезпечує стабільність розчину фарби та цілісність плівки фарби. В електрофоретичній системі фарбування розчин, що проникає, утворюється шляхом ультрафільтрації, містить воду та речовину, що розчиняє фарбу. Ця циклічна система циркуляції може компенсувати втрату фарби, коли рідина використовується в процесі промивання фарби. Через рідину може бути зменшена провідність фарби.
Процес очищення та етапи електрофоретичного ультрафільтраційного обладнання Співвідношення концентрованого мийного розчину та чистої води 1:99, контроль температури в межах 38~43℃, pH=2~2,2. Оскільки мийний розчин липкий, слід використовувати мийний насос для циркуляції чистої води в резервуарі для очищення до температури вище 32℃, потім додати мийний розчин для циркуляції до 35℃, додати соляну кислоту, щоб відрегулювати значення pH до pH=2, а потім відкрити мийний клапан для очищення мембрани. Під час очищення підтримуйте pH щонайменше 2,2. Систему ультрафільтрації слід експлуатувати у суворій відповідності до вимог процесу. Після заміни ультрафільтраційної мембрани в системі ультрафільтрації протягом певного періоду часу може виникнути збій: фільтрувальний мішок заблокований, і різниця тиску потоку ультрафільтраційної мембрани не може задовольнити вимоги процесу. Тому, з огляду на вищезазначені проблеми, оператор повинен контролювати процес очищення у суворій відповідності до вимог експлуатації та параметрів процесу, щоб знайти причину та усунути несправність. Для оптимізації процесу, його покращення та покращення якості продукції. Примітки: 1) Коли проникність компонента ультрафільтраційної мембрани падає до 70% від нормального значення, його необхідно очистити. Затримка з очищенням призведе до засмічення, і у серйозних випадках буде важко відновити початковий потік; 2) Система ультрафільтрації оснащена прецизійним фільтром для запобігання засміченню мембранних елементів з точністю 25 мкм. Фільтр-мішок слід замінювати суворо відповідно до вимог процесу, а фільтр і трубопровід слід регулярно очищувати; 3) У разі неочікуваного зупинення через несправність, очищення слід проводити своєчасно відповідно до правил, щоб запобігти засміченню мембранних частин; 4) Експлуатуйте у суворій відповідності до правил експлуатації та детально записуйте робочі параметри системи ультрафільтрації для довідки.
Етапи очищення1) Закрийте вхідний та вихідний клапани фарби ультрафільтраційної мембрани, яку потрібно очистити; 2) Ретельно злийте фарбу з ультрафільтраційної мембрани, яку потрібно очистити; 3) Відкрийте вхідний та вихідний клапани очищувального насоса; 4) Відкрийте вхідний та вихідний клапани очищувальної труби в мембранну трубу; 5) Відкрийте вхідний та вихідний клапани очищення необхідного ультрафільтраційного мембранного вузла; 6) Запустіть очищувальний насос; 7) Очистіть фарбу в ультрафільтраційній мембрані проточною деіонізованою водою (візуальний огляд - вода чиста); 8) Приготуйте очищувальний розчин відповідно до формули очищення (значення pH встановлено на 2~3, тестовий папір), промивайте протягом 2 год~3 год, доки проникнення не досягне 600 л/год, та злийте очищувальний розчин; 9) Температура рідини під час очищення не повинна перевищувати 45℃. Якщо температура занадто висока, машину слід зупинити для охолодження, а потім продовжити очищення, а очищувальну рідину слід злити; 10) Промийте проточною деіонізованою водою протягом 30 хвилин, щоб злити очищувальну рідину. Якщо засмічення серйозне, час очищення можна збільшити. 11) Герметизуйте мембрану деіонізованою водою або розчином ультрафільтратора для подальшого використання. Система ультрафільтрації контролює концентрацію іонів домішок, що потрапляють у заготовку, щоб забезпечити якість покриття. Під час роботи цієї системи слід звертати увагу на безперервну роботу системи після її запуску, а переривчаста робота суворо заборонена, щоб запобігти висиханню ультрафільтраційної мембрани. Висохла смола та пігмент прикріплюються до ультрафільтраційної мембрани і не можуть бути ретельно очищені, що серйозно вплине на водопроникність та термін служби ультрафільтраційної мембрани. Швидкість виведення води з ультрафільтраційної мембрани зменшується з часом роботи, тому її слід очищати один раз на 30~40 днів поспіль, щоб забезпечити необхідну кількість ультрафільтраційної води для ультрафільтраційного вилуговування та промивання.
Висновки Електрофоретичне покриття – це спеціальний метод формування покриття, який є найбільш практичною технологією будівництва водорозчинних покриттів. Він має характеристики водорозчинності, нетоксичності та легкого автоматичного керування, тому необхідно переробляти електрофоретичну фарбу та зменшувати відходи. Електрофоретичне відновлення покриття зазвичай використовує ультрафільтрацію або зворотний осмос, але принцип його роботи принципово відрізняється, використання процесу зазвичай має два види: ультрафільтрація UF: розділення полімерів та електролітів, також можна сказати, що це відділення фарби від води, робочий тиск близько 1 кг, приблизно в 3 рази перевищує осмотичний тиск, пори мембрани великі. Зворотний осмос RO: очищення або концентрування розчину, тобто здійснення розділення органічних та неорганічних речовин. Робочий тиск становить близько 25 кг, що приблизно в 50 разів перевищує осмотичний тиск, а отвір мембрани невеликий.
