淺談涂裝電泳問題過程保障措施

秦學(xué)謙，賈帥鋒，李 琦 （奇瑞汽車河南有限公司，河南開封 475000）

0 引言

汽車涂裝的目的是在汽車車身及其零部件上涂覆涂料以達(dá)到防腐蝕、美觀裝飾的作用，其中電泳工藝是整個涂裝過程的重要工序，電泳漆膜是提升車身防腐性能的主要涂層，電泳漆膜的質(zhì)量好壞對整車防腐質(zhì)量有很大的影響，針對我司老涂裝線體涂裝過程實(shí)際發(fā)生的電泳防腐質(zhì)量問題，從工藝參數(shù)管控、工藝維護(hù)保障、設(shè)備具備能力等方面進(jìn)行梳理和總結(jié)，并制定相應(yīng)保障措施與解決方案。

1 電泳工藝參數(shù)問題管控

涂裝前處理、電泳工藝過程是一個復(fù)雜的化學(xué)、電化學(xué)反應(yīng)過程，其中任何組分和條件的改變都將導(dǎo)致槽液的化學(xué)特性發(fā)生變化，其中每一個工藝過程根據(jù)產(chǎn)品特性都有相應(yīng)的工藝參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)范圍，工藝參數(shù)管控不到位將對電泳產(chǎn)品質(zhì)量造成較大影響，一般各大主機(jī)廠都有相應(yīng)的控制計(jì)劃，對工藝參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)、頻次、反應(yīng)措施進(jìn)行控制，但過程中人員未按要求操作、測量誤差等，均會導(dǎo)致工藝參數(shù)不達(dá)標(biāo)，我司針對涂裝工藝參數(shù)管控，除日常按照控制計(jì)劃要求檢測監(jiān)控外，工藝人員對易出問題的重點(diǎn)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行篩選，提取“生產(chǎn)管理要素”，并利用SPC（statistical process control，統(tǒng)計(jì)過程控制）與涂裝電泳控制計(jì)劃制定“預(yù)警控制限值”與“監(jiān)控頻次”，從而對各重點(diǎn)參數(shù)過程及時監(jiān)控和提前識別，保障過程參數(shù)及問題的受控，具體參數(shù)見表1。

利用表1對參數(shù)進(jìn)行分層管理，在原有參數(shù)日常監(jiān)控的基礎(chǔ)上，工藝員每日再對其中的重點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行管控，利用預(yù)警限值提前識別、發(fā)現(xiàn)參數(shù)的異常趨勢并及時調(diào)整，有效預(yù)防因工藝參數(shù)異常導(dǎo)致的防腐質(zhì)量問題。

表1 前處理、電泳主要工藝參數(shù)控制表Table 1 Control table of main process parameters of pretreatment and electrophoresis

2 電泳工藝維護(hù)保障

電泳工藝維護(hù)是指涂裝電泳過程中對工藝設(shè)備、槽液和生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格的科學(xué)管理，按計(jì)劃標(biāo)準(zhǔn)做好相關(guān)維護(hù)工作，過程工藝維護(hù)是否到位對車身電泳質(zhì)量起到至關(guān)重要的作用，如工藝水洗槽長時間使用未及時排放更新，會導(dǎo)致車身顆粒、印痕增加；磷化槽液長時間不開展倒槽維護(hù)，磷化渣過多會導(dǎo)致車身顆粒、漆膜粗糙；脫脂液長時間使用未及時排放更新，除油失效會導(dǎo)致電泳漆膜縮孔等問題，對車身防腐質(zhì)量、生產(chǎn)節(jié)拍造成嚴(yán)重影響。正常情況下各大主機(jī)廠涂裝車間都會制定相應(yīng)的工藝維護(hù)周期標(biāo)準(zhǔn)，并按照標(biāo)準(zhǔn)開展各項(xiàng)工藝維護(hù)以保證車身正常生產(chǎn)與滿足質(zhì)量要求，然而各行業(yè)都會出現(xiàn)淡、旺季的現(xiàn)象，一旦工廠進(jìn)入旺季產(chǎn)量劇增，將沒有充足的時間開展相關(guān)工藝維護(hù)工作，工廠要滿足訂單需求的同時又要滿足質(zhì)量要求，這是每個涂裝車間都需要面對的問題，我司涂裝車間每年都會經(jīng)歷這樣的矛盾，針對沒有工藝維護(hù)時間的情況下如何保障生產(chǎn)質(zhì)量，制定以下流程：

（1） 前處理電泳工藝維護(hù)項(xiàng)目梳理：組織各相關(guān)單位成立小組提前對前處理、電泳工藝維護(hù)項(xiàng)目開展過程、生產(chǎn)停線計(jì)劃等相關(guān)信息討論，梳理完成所有過程工藝維護(hù)需保障的項(xiàng)目；

（2） 質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)識別：小組工藝質(zhì)量人員對需要工藝維護(hù)的項(xiàng)目進(jìn)行嚴(yán)重度分類，提前識別這些維護(hù)項(xiàng)目不及時開展將會出現(xiàn)的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)；

（3） 保障措施評估實(shí)施：針對各工藝維護(hù)項(xiàng)目質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，制定相應(yīng)的臨時保障措施并明確實(shí)施責(zé)任人，臨時保障措施經(jīng)評估后確保車身質(zhì)量可維持到產(chǎn)量降低有停線時間時進(jìn)行正常維護(hù)；

（4） 明確維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)與監(jiān)控方法：小組涂裝工藝人員對臨時保障維護(hù)措施制定監(jiān)控方法和維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)控與實(shí)施人員對當(dāng)日維護(hù)執(zhí)行情況監(jiān)控、匯報(bào)，確保維護(hù)操作過程按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行到位；

（5） 過程異常問題反饋應(yīng)對：若發(fā)現(xiàn)過程質(zhì)量出現(xiàn)異常需及時反饋小組各成員，制定應(yīng)急處理方案，避免批量質(zhì)量事故的發(fā)生。

具體工藝維護(hù)保障方案詳見表2。

表2 涂裝生產(chǎn)工藝維護(hù)風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對方案Table 2 Coating production process maintenance risk response plan

3 電泳設(shè)備運(yùn)行能力管控

電泳涂裝設(shè)備主要由室體、電泳槽體及備槽、槽液循環(huán)過濾系統(tǒng)、超濾系統(tǒng)、陽極和極液循環(huán)系統(tǒng)、直流電源及供電系統(tǒng)、槽液溫度控制系統(tǒng)、涂料補(bǔ)給系統(tǒng)、輸送與烘干系統(tǒng)等組成，其中陽極系統(tǒng)是陰極電泳涂裝的重要設(shè)備，陽極的性能對電泳防腐質(zhì)量及成本有很大影響，以下是我司對電泳陽極設(shè)備出現(xiàn)故障后的排查、分析及解決方案。

電泳工藝過程巡查時，工藝人員發(fā)現(xiàn)陽極系統(tǒng)流量計(jì)內(nèi)部有細(xì)菌結(jié)塊現(xiàn)象，陽極箱內(nèi)極液異常損耗，陽極液配制完生產(chǎn)1個班次后液位下降2/3，需要重新配制，觀察電泳槽液位，在生產(chǎn)消耗過程中無下降反而略有升高，針對此問題，工藝人員及時組織電泳調(diào)整工、設(shè)備人員進(jìn)行分析。

通過排查陽極系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，陽極極液循環(huán)管道生菌嚴(yán)重，陽極系統(tǒng)的生菌現(xiàn)象實(shí)質(zhì)是嗜酸菌在酸性水環(huán)境中的大量繁殖（水溫一般在20～30 ℃最為適宜）。在陽極系統(tǒng)中，細(xì)菌易附著在槽壁、管道內(nèi)表面等處，尤其是陽極管的進(jìn)、出液管、流量計(jì)的進(jìn)、出口閥門和調(diào)節(jié)閥等處，由于變徑影響，極易受到細(xì)菌污物堵塞。從電泳槽液位持續(xù)上升判斷，陽極管道堵塞已造成陽極液滲漏至電泳槽內(nèi)，如不及時處理將造成電泳漆膜的弊病，進(jìn)一步影響車身防腐質(zhì)量。針對電泳陽極生菌問題，立即制定臨時措施，安排電泳班組人員向陽極液箱中添加陽極殺菌劑，循環(huán)1 h后，將陽極液全部排放掉，然后加純水進(jìn)行循環(huán)清洗2 h，再重新配制陽極液；然后排查電泳槽，發(fā)現(xiàn)3根陽極管已堵塞破裂發(fā)生泄漏，將泄漏陽極膜臨時抽出防止泄漏。實(shí)施以上措施后，短期內(nèi)（1周時間）表面觀察無影響，因陽極循環(huán)管道許多部位為一個整體，無轉(zhuǎn)接口，電泳工藝維護(hù)只能拆卸有接口的管道部位進(jìn)行疏通，整體管路內(nèi)部閥門等處已經(jīng)出現(xiàn)細(xì)菌抱團(tuán)現(xiàn)象（圖1），無法疏通排放。

圖1 陽極系統(tǒng)管路內(nèi)部出現(xiàn)細(xì)菌抱團(tuán)現(xiàn)象Figure 1 Bacteria agglomerate in the anode system pipeline

為確認(rèn)電泳系統(tǒng)生菌狀態(tài)，同步對接電泳材料供應(yīng)商現(xiàn)場對陽極系統(tǒng)、電泳槽液中是否存在細(xì)菌進(jìn)行取樣及細(xì)菌培養(yǎng)試驗(yàn)，結(jié)果詳見圖2。

圖2 電泳系統(tǒng)細(xì)菌培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)Figure 2 Bacterial culture experiment of electrophoresis system

通過對陽極與電泳槽液中細(xì)菌生長情況進(jìn)行培養(yǎng)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)陽極液中細(xì)菌生長較多，且已經(jīng)影響到電泳槽液，若不及時遏制，對后續(xù)生產(chǎn)、質(zhì)量將產(chǎn)生巨大隱患。

針對以上電泳陽極系統(tǒng)生菌嚴(yán)重問題，工藝人員組織設(shè)備、車間人員評估驗(yàn)證，最終制定了解決方案，詳見表3。

表3 電泳陽極系統(tǒng)細(xì)菌解決方案Table 3 Bacterial solutions for electrophoresis anode system

經(jīng)小組評估、驗(yàn)證，方案1、2、3除菌效果不佳，上述方案持續(xù)開展2個月以來，主要作用是遏制細(xì)菌生長速度，無法徹底將細(xì)菌控制、清除，另外，在排放槽液過程中，由于陽極系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原因，陽極管內(nèi)部、主管路折彎、變徑部分都無法排放、清理干凈，細(xì)菌仍殘留在內(nèi)部，而且持續(xù)滋生。小組成員一致認(rèn)為方案4的除菌效果最好，它是解決細(xì)菌生長問題的治本方法，利用紫外線殺菌設(shè)備（圖3）抑制細(xì)菌大量滋生，再利用除菌過濾器（圖4）對陽極液進(jìn)行過濾，防止細(xì)菌長年累月進(jìn)入陽極系統(tǒng)管道堵塞陽極膜，將方案驗(yàn)證結(jié)論同步報(bào)批公司領(lǐng)導(dǎo)，制定相應(yīng)設(shè)備改造計(jì)劃，按節(jié)點(diǎn)完成實(shí)施相應(yīng)設(shè)備改造工作。

圖3 陽極系統(tǒng)紫外線殺菌設(shè)備Figure 3 The UV sterilization equipment of anode system

圖4 陽極系統(tǒng)除菌過濾器Figure 4 The sterilizer filter of anode system

待現(xiàn)場完成紫外線殺菌設(shè)備和除菌過濾器設(shè)備安裝后，對陽極液及電泳槽液再次取樣進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見圖5。由圖5可以看出，通過增加紫外線殺菌設(shè)備和除菌過濾器設(shè)備后，電泳槽液細(xì)菌含量改善較好，槽液內(nèi)基本無細(xì)菌生長，陽極系統(tǒng)細(xì)菌含量對比設(shè)備改造前，明顯得到抑制。

圖5 陽極設(shè)備改造后電泳系統(tǒng)細(xì)菌檢測對比圖Figure 5 Comparison photos of bacteria detection in electrophoresis system after anode equipment modification

4 結(jié)語

通過對電泳工藝參數(shù)提前預(yù)警管控，對前處理、電泳過程工藝維護(hù)提前識別風(fēng)險(xiǎn)與執(zhí)行應(yīng)對，以及對電泳重點(diǎn)設(shè)備運(yùn)行過程的優(yōu)化改善，有效提升了油漆車身防腐質(zhì)量，為客戶對油漆車身日益提高的外觀與防腐質(zhì)量要求提供了有力保障。