ОБРАБОТКА ПОВЕРХНОСТЕЙ, ПРЕДМЕТОВ ИЛИ ПРОДУКЦИИ ОРГАНИЧЕСКИМИ РАСТВОРИТЕЛЯМИ (ИТС 35-2017)

Содержание

Введение

Предисловие

VIII

Область применения

Раздел 1. Общая информация об окрасочных работах при производстве

продукции (товаров)

1.1 Цели и задачи проведения окрасочных работ

1.2 Сырьевые материалы и энергопотребление

1.2.1 Лакокрасочные материалы

1.2.2 Растворители

1.2.3 Энергопотребление

1.3 Структура производства и потребления лакокрасочных материалов

1.4 Основные производства окрасочных работ

1.4.1 Транспортное машиностроение

1.4.2 Железнодорожная отрасль

1.4.3 Сельхозмашиностроение

1.4.4 Электротехника

1.4.5 Металлургия

1.4.6 Станкостроение

1.4.7 Судостроение

1.4.8 Авиационная промышленность

1.4.9 Нефтегазовая промышленность

1.5 Экологические аспекты производства окрасочных работ и

воздействие на окружающую среду

Раздел 2. Основные технологические процессы подготовки поверхности и

окрашивания, применяемые в настоящее время при производстве

продукции (товаров) в Российской Федерации

2.1 Технологический процесс подготовки поверхности и окрашивания

легковых автомобилей

2.1.1 Подготовка к окрашиванию

2.1.2 Грунтование поверхности методом электроосаждения

2.1.3 Защита днища кузова и сварных швов

2.1.4 Нанесение промежуточной грунтовки

2.1.5 Нанесение верхнего (финишного) покрытия

2.2 Технологический процесс подготовки поверхности и окрашивания

грузовых автомобилей и автобусов

2.3 Технологический процесс подготовки поверхности и окрашивания

железнодорожных средств

2.4 Технологический процесс подготовки поверхности и окрашивания

сельскохозяйственной техники

2.5 Технологический процесс подготовки поверхности и окрашивания

электродвигателей

2.6 Технологический процесс подготовки поверхности и окрашивания

станков, кузнечно-прессовых и литейных машин

2.7 Технологический процесс подготовки поверхности и окрашивания

механического оборудования и специальных стальных конструкций

гидротехнических сооружений

2.8 Технологический процесс подготовки поверхности и окрашивания

рулонного металлопроката (койл-коутинг)

2.9 Технологический процесс подготовки поверхности и окрашивания

судов

2.10 Технологический процесс подготовки поверхности и окрашивания

самолетов

2.11 Технологический процесс подготовки поверхности и окрашивания

оборудования и металлоконструкций нефтегазовой промышленности

2.11.1 Технологический процесс подготовки поверхности

резервуаров

2.11.2 Технологический процесс подготовки поверхности и

окрашивания технологических сооружений и оборудования газовой

промышленности

2.12 Технологический процесс окрашивания оборудования и

металлоконструкций химических производств

Раздел 3. Оборудование окрасочных производств и факторы воздействия

на окружающую среду

3.1 Оборудование очистки

3.1.1 Оборудование механической очистки

3.1.2 Оборудование обработки растворителем

3.2 Окрасочные камеры

3.3 Сушильные камеры

3.4 Окрасочно-сушильные камеры

3.5 Оборудование для нанесения лакокрасочных материалов

3.6 Камеры и зоны выдержки и растекания ЛКП

3.7 Оборудование для очистки вентиляционных выбросов окрасочно-

сушильного оборудования

100

3.7.1 Адсорбционный метод очистки

100

3.7.2 Окислительный метод очистки

101

Раздел 4. Определение текущих уровней эмиссии загрязняющих веществ

в окружающую среду

108

4.1 Выбросы в атмосферный воздух

108

4.1.1 При ручном обезжиривании уайт-спиритом

109

4.1.2 При окрашивании общее количество твердых отходов ЛКМ

110

4.1.3 Общее количество растворителя, выделяемое при

окрашивании

115

4.1.4 Количество растворителя, выделяемого при выдержке и

растекании нанесенного лакокрасочного покрытия

117

4.1.5 Количество растворителя, выделяемого при сушке

лакокрасочного покрытия

118

4.2 Производственные сточные воды

119

4.3 Отходы производства

121

4.3.1 Промасленная ветошь

121

III

4.3.2 Тара, загрязненная лакокрасочным материалом

121

4.3.3 Шлам гидрофильтров

121

4.3.4 Фильтры с лакокрасочным материалом

122

Раздел 5. Определение наилучших доступных технологий производства

окрасочных работ при обработке поверхностей промышленной продукции

(товаров)

122

5.1 Критерии отнесения технологических процессов подготовки

поверхности и окрашивания, оборудования, технических способов,

методов к НДТ

123

5.2 Внедрение наилучшей доступной технологии

127

Раздел 6. Наилучшие доступные технологии по защите окружающей среды

128

6.1 Система экологического менеджмента

128

НДТ 1. Внедрение и постоянная поддержка принципов экологического

менеджмента

128

НДТ 2 Повышение квалификации персонала

129

НДТ 3 Снижение вероятности чрезвычайных ситуаций

129

НДТ 4 Аппаратурный учет количества выбросов маркерных веществ

129

НДТ 5 Разработка и внедрение на предприятии программы и методик

измерений

130

НДТ 6 Техническое обслуживание всех установок и оборудования

130

НДТ 7 Материальный баланс растворителей

130

6.2 Уменьшение валовых выбросов загрязняющих веществ за счет

технологических средств

130

НДТ 8 Уменьшение валовых выбросов загрязняющих веществ за счет

изменения технологии подготовки к окрашиванию

130

НДТ 9 Уменьшение валовых выбросов загрязняющих веществ за счет

применения материалов с низким содержанием растворителей или без

растворителей

131

НДТ 10 Уменьшение валовых выбросов загрязняющих веществ за счет

предварительного грунтования изделий

132

НДТ 11 Уменьшение валовых выбросов загрязняющих веществ за счет

методов окрашивания с высокой степенью переноса ЛКМ на изделие и

малым туманообразованием или его отсутствием

132

НДТ 12 Уменьшение валовых выбросов загрязняющих веществ за счет

минимизации потребления ЛКМ

134

НДТ 13 Уменьшение валовых выбросов загрязняющих веществ за счет

уменьшения выбросов при сушке ЛКП

134

6.3 Очистка вентиляционных выбросов окрасочно-сушильного

оборудования

135

НДТ 14 Сокращение и предотвращение образования выбросов в

атмосферный воздух твердых частиц (пыли), взвешенных веществ

135

НДТ 15 Сокращение и предотвращение образования выбросов в

атмосферный воздух летучих органических соединений

(растворителей)

135

НДТ 16 Совершенствование систем очистки выбросов вредных

загрязняющих веществ

136

НДТ 17 Использование систем автоматического управления расходом

реагентов для очистки выбросов загрязняющих веществ

136

НДТ 18 Использование комплексного подхода при обращении с

отходящими газами

136

6.4 Очистка сточных вод окрасочного оборудования

137

НДТ 19 Очистка ванны гидрофильтра от шлама

137

НДТ 20 Совершенствование систем очистки сточных вод

137

НДТ 21 Сокращение до минимального возможного уровня

водопотребления

137

НДТ 22 Повышение степени повторного использования сточных вод

137

НДТ 23 Использование применяемых для очистки сточных вод

реагентов, имеющих методики определения остаточных концентраций

138

НДТ 24 Использование систем автоматического управления расходом

реагентов для очистки сточных вод

138

НДТ 25 Аппаратурный учет количества сбрасываемых сточных вод и

специфических загрязнений

138

НДТ 26 Применение ультразвуковых или индукционных расходомеров

138

НДТ 27 Постоянный контроль качества сточных вод, сбрасываемых в

централизованную систему водоотведения

138

6.5 Рекуперация тепла отходящей воздушно-газовой смеси сушильных

установок

139

НДТ 27 Рекуперация тепла

139

Раздел 7. Перспективные технологии подготовки поверхности и

окрашивания продукции (товаров)

139

7.1 Система экологического менеджмента

139

7.2 Перспективные технологические и технические решения, общие для

производства всех видов продукции (товаров)

141

ПТ 1 Газоразрядная очистка вентиляционных выбросов

141

ПТ 2 Механическое обезвоживание осадков

142

ПТ 3 Безреагентная коагуляция и осаждение загрязнителей при очистке

воды

142

ПТ 4 Сжигание влажных отходов в турбобарботажной установке

143

ПТ 5 Мультивихревой гидрофильтр

143

ПТ 6 Плазмокаталитическая технология воздухоочистки

143

ПТ 7 Биосорбционная доочистка сточных вод

144

ПТ 8 Электроосмотическое обезвоживание осадка сточных вод

144

Заключительные положения и рекомендации

145

Приложение А (обязательное) Номенклатура продукции, включенной в

область применения настоящего справочника НДТ

146

Приложение Б (обязательное) Перечень НДТ

147

Приложение В (обязательное) Энергоэффективность

151

Библиография

152

Введение

Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям

«Обработка поверхностей, предметов или продукции органическими растворителями»

(далее - справочник НДТ) представляет собой документ по стандартизации, разрабо-

танный в результате анализа технологических, технических и управленческих решений,

применяемых для обеспечения высокой ресурсоэффективности и экологической ре-

зультативности обработки поверхностей промышленной продукции (товаров) органи-

ческими растворителями и/или материалами, содержащими в своем составе органиче-

ские растворители.

Структура настоящего справочника НДТ соответствует ГОСТ Р 56828.14-2016 [1],

формат описания технологий - ГОСТ Р 56828.13-2016 [2], термины приведены в соот-

ветствии с ГОСТ Р 56828-15 -2016 [3].

Краткое содержание справочника

Введение. Во введении представлено краткое содержание справочника НДТ.

Предисловие. В предисловии указана цель разработки справочника НДТ, его

статус, законодательный контекст, краткое описание процедуры создания в соответ-

ствии с установленным порядком, а также взаимодействие с аналогичными междуна-

родными документами.

Область применения. В разделе описаны основные виды деятельности, на ко-

торые распространяется действие справочника НДТ.

Раздел 1. В разделе 1 описана общая информация о применении растворителей

при обработке поверхности промышленной продукции (товаров):

- цели и задачи проведения окрасочных работ при обработке поверхности про-

мышленных изделий;

- сырьевые материалы и энергопотребление;

- структура производства и потребления лакокрасочных материалов;

- основные производства окрасочных работ (транспортное машиностроение, же-

лезнодорожная отрасль, сельхозмашиностроение, приборостроение, электротехника,

металлургия, станкостроение, авиационная промышленность, судостроение, нефтега-

зовая промышленность, деревообрабатывающая промышленность).

Также в разделе 1 дан краткий обзор экологических аспектов проведения окра-

сочных работ и воздействие на окружающую среду.

Раздел 2. В разделе 2 представлены основные технологические процессы под-

готовки поверхности и окрашивания, применяемые в настоящее время при производ-

стве продукции (товаров) в Российской Федерации, а также информация об особенно-

стях технологических процессов, получивших распространение в производстве:

- легковых, грузовых автомобилей и другой транспортной техники;

- сельхозмашиностроения;

- окрашивания станков, кузнечно-прессовых и литейных машин;

- механического оборудования и специальных стальных конструкций гидротехни-

ческих сооружений;

- окрашивания судов;

- окрашивания оборудования химического производства и нефтегазовой про-

мышленности;

- электротехнических изделий и др.

Раздел 3. В разделе 3 дано описание оборудования окрасочных производств,

являющихся источниками загрязнения окружающей среды.

Раздел 4. В разделе 4 даны методы определения текущих уровней эмиссии за-

грязняющих веществ в окружающую среду:

- выбросы в атмосферный воздух;

- производственные сточные воды;

- отходы производства.

Составители справочника НДТ также приняли во внимание сведения об уровнях

потребления ресурсов и эмиссии в окружающую среду, систематизированные в спра-

вочнике Европейского союза по наилучшим доступным технологиям «Обработка по-

верхности с использованием органических растворителей» (Reference Document on

Best Available Techniques on Surface Treatment using Organic Solvents, August 2007) [4].

Раздел 5. В разделе 5 описаны наилучшие доступные технологии проведения

окрасочных работ при производстве продукции (товаров) с учетом подходов, приме-

ненных при разработке справочника НДТ и в целом соответствующих Правилам опре-

деления технологии в качестве наилучшей доступной технологии (НДТ), а также разра-

ботки, актуализации и опубликования справочников НДТ (утверждены постановлением

Правительства Российской Федерации от 23 декабря 2014 г. № 1458) [5], Методиче-

ским рекомендациям по определению технологии в качестве наилучшей доступной

технологии (утверждены приказом Министерства промышленности и торговли Россий-

ской Федерации от 31 марта 2015 г. № 665) [6] и постановлению Правительства РФ

от 28 сентября 2015 г. № 1029 «Об утверждении критериев отнесения объектов, оказы-

вающих негативное воздействие на окружающую среду, к объектам I, II, III, IV категорий

[7].

Раздел 6. В разделе 6 кратко описаны НДТ по защите окружающей среды, вклю-

чая:

- систему экологического менеджмента;

- очистку вентиляционных выбросов при механической очистке поверхностей;

- уменьшение валовых выбросов загрязняющих веществ за счет технологических

средств;

- очистку вентиляционных выбросов окрасочно-сушильного оборудования;

- очистку сточных вод окрасочного оборудования;

- рекуперацию тепла отходящей воздушно-газовой смеси сушильных установок.

В разделе использованы НДТ ИТС 22-2016 [8] и ИТС 8-2015 [9] применитель-

но к защите окружающей среды при производстве окрасочных работ.

Раздел 7. В разделе 7 приведены краткие сведения о перспективных технологи-

ческих и технических решениях, общих для производства всех видов продукции (това-

ров).

Заключительные положения и рекомендации. В разделе приведены сведения

о членах технической рабочей группы, принимавших участие в разработке справочника

НДТ.

Библиография. В библиографии приведен перечень источников информации,

использованных при разработке справочника НДТ.

VII

Предисловие

Федеральный закон от 21 июля 2014 г. № 219-ФЗ «О внесении изменений в Фе-

деральный закон «Об охране окружающей среды» [10] направлен на совершенствова-

ние системы нормирования в области охраны окружающей среды. Данный закон вво-

дят в российское правое поле меры экономического стимулирования хозяйствующих

субъектов для внедрения наилучших доступных технологий, однако в нем

не определена юридическая форма справочника НДТ.

Федеральный закон от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Россий-

ской Федерации» [11] содержит положения, определяющие статус информационно-

технических справочников как документов национальной системы стандартизации.

Цели, основные принципы и порядок разработки справочника установлены по-

становлением Правительства Российской Федерации от 23 декабря 2014 г. № 1458

«О порядке определения технологии в качестве наилучшей доступной технологии, а

также разработки, актуализации и опубликования информационно-технических спра-

вочников по наилучшим доступным технологиям» [5].

1 Статус документа

Настоящий справочник НДТ является документом по стандартизации и носит

межотраслевой (горизонтальный) характер.

2 Информация о разработчиках

Справочник НДТ разработан технической рабочей группой «Обработка поверх-

ностей, предметов или продукции органическими растворителями» (ТРГ 35), состав ко-

торой был утвержден протоколом совещания Минпромторга России от

27 марта 2017 г. № 15-ОВ/12.

Справочник НДТ представлен на утверждение Бюро наилучших доступных тех-

нологий (далее - Бюро НДТ) (www.burondt.ru ).

3 Краткая характеристика

Справочник НДТ содержит описание применяемых при обработке поверхностей,

предметов или продукции технологических процессов с применением органических

растворителей, оборудования, технических способов, методов, в том числе позволяю-

щих снизить негативное воздействие на окружающую среду, повысить энергоэффек-

тивность, обеспечить ресурсосбережение. Из описанных технологических процессов,

оборудования, технических способов, методов (в том числе управления) определены

решения, являющиеся НДТ. Для них в справочнике НДТ установлены соответствующие

технологические показатели НДТ.

4 Взаимосвязь с международными, региональными аналогами

Справочник НДТ разработан в результате проведения экспертных оценок и кон-

сультаций со специалистами ведущих отечественных предприятий, научно-

исследовательских, проектных и образовательных организаций. Составители справоч-

ника НДТ приняли также во внимание материалы справочника Европейского союза по

наилучшим доступным технологиям «Обработка поверхности с использованием орга-

нических растворителей» (Reference Document on Best Available Techniques on Surface

Treatment using Organic Solvents, August 2007) [4].

VIII

5 Сбор данных

Информация о технологических процессах, оборудовании, технических спосо-

бах, методах, применяемых при производстве работ по обработке поверхности, пред-

метов или продукции с использованием органических растворителей (подготовке по-

верхности и проведении окрасочных работ) в Российской Федерации, была собрана в

процессе разработки справочника в соответствии с Порядком сбора данных, необхо-

димых для разработки справочника НДТ и анализа приоритетных проблем, связанных

с загрязнением окружающей среды, утвержденным приказом Росстандарта от

23 июля 2015 г. № 863.

6 Взаимосвязь с другими справочниками НДТ

Настоящий справочник НДТ взаимосвязан с другими справочниками НДТ, разра-

батываемыми в соответствии с распоряжением Правительства Российской Федерации

от 31 октября 2014 г. № 2178-р [12]; подробная информация приведена в разделе

«Область применения».

7 Информация об утверждении, опубликовании и введении в действие

Справочник НДТ утвержден приказом Росстандарта от

13 декабря 2017 г.

№ 2817.

Справочник НДТ введен в действие с 1 июля 2018 г., официально опубликован в

информационной системе общего пользования - официальном сайте Федерального

агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru ).

И Н Ф О Р М А Ц И О Н Н О - Т Е Х Н И Ч Е С К И Й С П Р А В О Ч Н И К

П О Н А И Л У Ч Ш И М Д О С Т У П Н Ы М Т Е Х Н О Л О Г И Я М

ОБРАБОТКА ПОВЕРХНОСТЕЙ, ПРЕДМЕТОВ ИЛИ ПРОДУКЦИИ

ОРГАНИЧЕСКИМИ РАСТВОРИТЕЛЯМИ

SURFACE TREATMENT, TREATMENT OF OBJECTS OR PRODUCTS

USING ORGANIC SOLVENTS

Дата введения - 2018-07-01

Область применения

Обработка поверхностей, предметов или продукции с использованием органиче-

ских растворителей в целом отнесена в Российской Федерации к областям применения

наилучших доступных технологий [13]. При этом, согласно постановлению Правитель-

ства Российской Федерации от 28 сентября 2015 г. № 1029 «Об утверждении критери-

ев отнесения объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду, к

объектам I, II, III, IV категорий» [7], к объектам I категории отнесены предприятия по об-

работке поверхностей, продуктов или предметов с использованием органических рас-

творителей, проектное потребление которых составляет 200 т/г и более, к объектам

II категории - с использованием органических растворителей, проектное потребление

которых составляет менее 200 т/г.

Настоящий справочник НДТ распространяется на производства по обработке по-

верхностей при изготовлении предметов или продукции в следующих отраслях про-

мышленности:

- транспортное машиностроение;

- железнодорожная отрасль;

- сельхозмашиностроение;

- электротехника;

- металлургия;

- станкостроение;

- авиационная промышленность;

- судостроение;

- нефтегазовая и химическая промышленность.

В приложении А приведены соответствующие области применения коды ОКВЭД

и ОКПД.

Справочник НДТ распространяется на процессы, связанные с обработкой по-

верхности промышленных изделий (получением лакокрасочного покрытия), определя-

ющие характер и масштаб воздействия на окружающую среду:

- производственные процессы подготовки поверхности к окрашиванию с приме-

нением органических растворителей;

- производственные процессы окрашивания;

- методы предотвращения и сокращения эмиссии и образования отходов.

Справочник НДТ не распространяется на:

- процессы обработки поверхностей металлов (подготовки поверхности к окра-

шиванию) с использованием электролитических или химических процессов;

- процессы обработки поверхности древесины и пластмасс;

- вопросы, касающиеся исключительно обеспечения промышленной безопасно-

сти или охраны труда.

Дополнительные виды деятельности при обработке поверхностей органическими

растворителями (получение лакокрасочного покрытия) и соответствующие им справоч-

ники НДТ (по распоряжению Правительства Российской Федерации от 31 октября

2014 г. № 2178-р [12]) приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Дополнительные виды деятельности при обработке поверхности и

соответствующие им справочники НДТ

Вид деятельности

Соответствующий справочник НДТ

Очистка отходящих газов

Очистка выбросов вредных (загрязняющих) ве-

ществ в атмосферный воздух при производстве

продукции (товаров), а также при проведении ра-

бот и оказании услуг на крупных предприятиях

(ИТС 22-2016) [8]

Очистка сточных вод

Очистка сточных вод при производстве продукции

(товаров), выполнении работ и оказании услуг на

крупных предприятиях (ИТС 8-2015) [9]

Отходы производства, загрязнен-

Утилизация и обезвреживание отходов (кроме

ные растворителями

обезвреживания термическим способом (сжигание

отходов)) (ИТС 15-2016) [14].

Размещение отходов производства и потребления

(ИТС 17-2016) [15].

Обезвреживание отходов термическим способом

(сжигание отходов) (ИТС 9-2015) [60]

Сокращение энергопотребления

Повышение энергетической эффективности при

осуществлении хозяйственной и (или) иной дея-

тельности [16]

Экологический менеджмент

Общие принципы производственного и экологиче-

ского контроля и метрологического обеспечения

(ИТС 22.1-2016) [17]

Раздел 1. Общая информация об окрасочных работах при

производстве продукции (товаров)

1.1 Цели и задачи проведения окрасочных работ

Изделия и продукция транспортного машиностроения, сельхозмашиностроения,

железнодорожной, электротехнической, металлургической отрасли, судостроения,

авиационной, нефтегазовой промышленности и других отраслей работают и содержат-

ся преимущественно в атмосферных условиях, неблагоприятных в коррозионном от-

ношении.

Окружающая среда, взаимодействуя с металлом изделий, вызывает его разру-

шение (коррозию), в результате чего уменьшается прочность, пластичность и другие

свойства металла.

Общие годовые затраты на борьбу с коррозией в развитых странах оцениваются

в 2 % - 4 % от валового национального продукта [18]. Суммарные ежегодные потери в

России в результате коррозии оцениваются в диапазоне от 300 млрд руб.

до 1 трлн руб. [19]. По данным ВНИИ организации, управления и экономики нефтегазо-

вой промышленности (ВНИОЭНГ), структура затрат на противокоррозионную защиту в

Российской Федерации составляет:

- лакокрасочные покрытия - 39,5 %;

- коррозионно-стойкие материалы - 20,5 %;

- металлические покрытия - 15,6 %;

- электрохимическая защита - 11,3 %;

- ингибиторы коррозии - 8,6 %;

- рациональное конструирование - 4,5 %.

Наиболее универсальным, доступным и эффективным способом защиты метал-

лов от коррозии в различных отраслях промышленности является нанесение лакокра-

сочных материалов (ЛКМ). В транспортном машиностроении, сельхозмашиностроении,

железнодорожной, электротехнической отрасли и некоторых других отраслях на долю

лакокрасочных покрытий (ЛКП) приходится до 80 % продукции. Распространению ЛКП

способствует их невысокая стоимость (по сравнению с легированными сталями, галь-

ваническими покрытиями, электрозащитой), сравнительная простота получения, воз-

можность повышения качества защиты применением ЛКМ с различными свойствами и

в различных сочетаниях, возможность придания поверхности требуемого вида (глад-

кость, цвет, блеск, матовость), длительный срок службы. Экономичность применения

ЛКМ зависит от коррозивности атмосферы, конструктивной приспособленности изде-

лий к нанесению защитных покрытий, структуры и подготовки поверхности защищае-

мой поверхности, систем и долговечности наносимых ЛКП, безопасности для здоровья

и экологической безопасности.

1.2 Сырьевые материалы и энергопотребление

1.2.1 Лакокрасочные материалы

ЛКМ - сложные многокомпонентные системы, содержащие пленкообразовате-

ли, пигменты, наполнители и др. Значительной составляющей большинства ЛКМ яв-

ляются органические растворители (60 % - 80 % от состава лакокрасочного материа-

ла, готового к применению).

По итогам работы лакокрасочной отрасли в 2015 г. [20] производство ЛКМ в Рос-

сийской Федерации представлено в таблице 2.

Окончание таблицы 2

Таблица 2 - Производство ЛКМ в РФ, январь - декабрь 2012-2015 гг., т

Группа ЛКМ

2012 г.

2013 г.

2014 г.

2015 г.

Материалы лакокрасочные на ос-

нове синтетических полимеров

или химически модифицирован-

ных полимеров в водной среде

(ОКПД 24.30.11)

392 847,2

423 814,4

433 304,2

410 163,4

Материалы лакокрасочные на ос-

нове синтетических полимеров

или химически модифицирован-

ных природных полимеров в

неводной среде (ОКПД 24.10.12)

440 092,5

453 703,2

419 384,1

401 149,9

Олифы (ОКПД 24.30.22.280)

18 127,3

19 552,6

18 678,1

15 271

Прочие (лакокрасочные и анало-

гичные материалы для нанесения

покрытий и связанные с ними

продукты без учета объемов ху-

дожественных и полиграфических

красок) (ОКПД 24.30.2)

285 051

351 525

376 137,5

399 029

Всего, т

1 136 118

1 248 595

1 247 504

1 225 613,3

Крупнейшие производители ЛКМ на основе синтетических полимеров или хими-

чески модифицированных природных полимеров в неводной среде представлены в

таблице 3.

Таблица 3 - ЛКМ на основе синтетических полимеров или химически

модифицированных природных полимеров в неводной среде

Январь - де-

Предприятие/объем производства

кабрь 2014 г.

кабрь 2015 г.

Всего по Российской Федерации

419 384,1

401 149, 9

ООО «Лакра Синтез»

28 976

21 176

ООО «Тиккурила»

24 403

21 159

ЗАО «Химик»

19 022

17 954

ОАО «Русские краски»

17 779

17 833,2

ЗАО «АВС Фарбен»

16 638

14 712

ЗАО «Лакокрасочные материалы»

14 180

11 272,7

ООО «ЛКМ групп»

12 174,2

13 189

ЗАО «НПК ЯрЛИ»

11 856,2

12 537,2

ОАО «Ярославская лакокрасочная компания»

10 656,2

12 918,9

ООО «Петроком-Липецк»

9562

12 404

Всего 10 предприятий

165 247

156 156

ЛКМ, применяемые для обработки поверхности, подразделяются на следующие

сегменты [21]:

- на декоративные ЛКМ, включающие материалы ремонтно-строительного

назначения для розничной продажи («сделай сам» - DIY), для продажи корпоратив-

ным клиентам и материалы общего назначения;

- индустриальные ЛКМ, включающие специальные материалы для различных

отраслей промышленности;

- прочие (полуфабрикатные лаки, смолы, олифы, растворители и т. п.) На долю

промышленных покрытий в 2012 г. приходилось 30 % - 35 % (см. рисунок 1).

Рисунок 1 - Структура российского рынка ЛКМ в 2012 г. по отдельным

секторам (в натуральном выражении), %

В настоящее время насчитывается более 4000 наименований ЛКМ, различаю-

щихся по химическому составу, назначению и эксплуатационным свойствам. Примени-

мость индустриальных ЛКМ для обработки поверхностей в зависимости от химического

состава [22] и областей применения показана в таблице 4.

Таблица 4 - Области применения ЛКМ при обработке поверхности предметов или продукции

Область применения

Классификация ЛКМ по ГОСТ 9825-73

Алкидно-акриловые

АС

Сополимеры акрилатов с ал-

кидами

Алкидно-уретановые

АУ

Смолы алкидные, модифици-

рованные полиизоцианатами

(уралкиды)

Битумные

БТ

Природные асфальты, ас-

фальтиты, искусственные би-

тумы, пеки

Глифталевые

ГФ

Глифталевые алкидные смолы

Кремнийорганические,

КО

Кремнийорганические смолы

органосиликатные

ОС

на основе полиорганосилокса-

нов

Каучуковые

КЧ

Дивинилстирольные латексы,

на основе хлоркаучука, цикло-

каучука

Продолжение таблицы 4

Масляно- и алкидно-

МС

Смолы масляно-стирольные,

стирольные

смолы

алкидно-стирольные

(сополимеры)

Меламинные

МЛ

Меламиноформальдегидные и

алкидно-меламино-

формальдегидные

Карбамидные

МЧ

Карбамидоформальдегидные,

алкидно-карбамидофор-

мальдегидные смолы (на ос-

нове мочевины)

Нитроцеллюлозные

НЦ

Лаковые коллоксилины, нит-

роалкидные, нитроцеллюлозо-

уретановые

Пентафталевые

ПФ

Смолы алкидные пентаэри-

тритофталевые (пентафтали)

Перхлорвиниловые

ХВ

Перхлорвиниловые и винил-

поливинилхлоридные

хлоридные смолы

Полиакриловые

АК

Сополимеры акриловых и ме-

такриловых кислот

Поливинилацетальные

ВЛ

Поливинилбутирали, виниф-

лексы

Полиуретановые

УР

Полиуретаны на основе поли-

атомных спиртов и полиизоци-

анатов

Полиэфирные ненасы-

ПЭ

Полиэфирные ненасыщенные

щенные

смолы

Окончание таблицы 4

Сополимеро-

ХС

Сополимеры винилхлорида с

винилхлоридные

винилацетатом и другими ви-

нильными мономерами

Фенольные

ФЛ

Фенолформальдегидные смо-

лы на основе фенолов, крезо-

лов

Фторопластовые

ФП

Фторопроизводные этилена,

политетрафторэтилена,

по-

литрихлорфторэтилена

Хлорированные поли-

ХП

Хлорсульфированный поли-

этиленовые

этилен,

хлорполиэтилен,

хлорполипропилен

Эпоксидные

ЭП

Смолы эпоксидные, алкидно-

эпоксидные и другие эпоксид-

но-модифицированные смолы

Эпоксиэфирные

ЭФ

Эпоксиды, модифицированные

жирными кислотами расти-

тельных масел

1.2.2 Растворители

Органические растворители представляют собой химические соединения, со-

держащие углерод. Органические растворители являются летучими соединениями

(ЛОС), которые, как правило, используются:

- для растворения сырья, продуктов или отходов, не вступая с ними в химиче-

ские реакции;

- в качестве чистящего средства поверхности изделий или оборудования;

- в качестве дисперсионной среды для полимерных смол;

- пластификатора или консерванта.

Органические растворители классифицируются по химической структуре:

- окислительные (спирты, альдегиды, сложные эфиры, простые эфиры гликолей

и их сложные эфиры, кетоны);

- углеводородные растворители (алифатические и ароматические углеводоро-

ды);

- галогенированные растворители.

Мировой рынок растворителей для ЛКМ составляет 15 млн т/г, из них 5,4 млн т/г

приходится на долю углеводородных растворителей [23]. Доля рынка различных рас-

творителей на примере рынка США составляет, %:

- углеводороды - 36;

- кетоны - 13;

- спирты - 16;

- хлорированные углеводороды - 14;

- прочие - 21.

1.2.2.1 Обработка поверхностей при подготовке к окрашиванию

При обработке поверхностей металлов (подготовке поверхности к окрашиванию)

широкое распространение получили методы обезжиривания. В рецептурах составов

для обезжиривания широко используются различные органические растворители.

Процесс обезжиривания с помощью растворителей заключается в растворении и

удалении с поверхности различных загрязнений органического происхождения: масля-

ных, жировых и воскообразных веществ, являющихся остатками шлифовальных, поли-

ровальных, доводочных паст, консервационных смазок и т. д. [24]. Для обезжиривания

применяют индивидуальные растворители и их смеси, эмульсии растворителей в воде,

стабилизированные поверхностно-активными веществами, водные моющие растворы

щелочного и кислотного типа. Выбор составов для обезжиривания зависит не только от

характера удаляемых загрязнений, но и от вида последующей обработки изделий. Так,

если после обезжиривания проводится обработка изделий в водных растворах, напри-

мер фосфатирование или нанесение водоразбавляемых ЛКМ, то для обезжиривания

рекомендуется применять водные щелочные растворы. В остальных случаях часто ис-

пользуют органические растворители.

По растворяющей способности их можно разделить на следующие группы:

- растворители с низкой растворяющей способностью - нефтяные растворители

(бензин, уайт-спирит);

- растворители со средней растворяющей способностью - ароматические угле-

водороды, спирты и сложные эфиры;

- растворители с высокой растворяющей способностью - хлорированные угле-

водороды.

Достоинством нефтяных растворителей является их доступность, дешевизна и

малая токсичность, поэтому они широко используются для холодного обезжиривания

крупногабаритных изделий. Обычно обезжиривание таких поверхностей проводят пу-

тем протирки ветошью, смоченной в уайт-спирите или бензине. Эти растворители хо-

рошо удаляют свежие и отработанные минеральные масла, консистентные минераль-

ные масла и смазки, консервационные составы.

Из хлорированных углеводородов для обезжиривания применяют три- и тетра-

хлорэтилен, метиленхлорид, фторхлоруглеводород. Достоинство таких растворителей

заключается в возможности их регенерации методом перегонки.

Трихлорэтилен широко применяется для обезжиривания поверхностей черных

металлов. Для обезжиривания поверхности алюминия и его сплавов применяют тет-

рахлорэтилен. В промышленности составы на основе хлорированных углеводородов,

как и других органических растворителей, применяются в виде растворяюще-

эмульгирующих средств. Фторхлоруглеводородные растворители (хладон 112 и 113)

являются низкотоксичными и применяются для удаления загрязнений с изделий из

черных и цветных металлов, а также печатных плат, выполненных на полимерной ос-

нове.

Широкое применение для обезжиривания нашли эмульсионные составы, кото-

рые представляют собой эмульсии растворителей в воде, стабилизированные ПАВ.

Достоинством таких составов являются негорючесть, более низкая токсичность, чем у

индивидуальных растворителей, а также более высокая эффективность процесса

обезжиривания за счет одновременного растворения и эмульгирования загрязнений.

Эмульсионные составы на основе нефтяных растворителей применяются для очистки

изделий из черных металлов, бронзы, латуни, дюраля. Различают способы холодного и

горячего обезжиривания. Холодное обезжиривание проводят при комнатной темпера-

туре путем протирки ветошью, окунания или струйным методом. Этот метод малоэф-

фективен, однако используется довольно широко. Современным способом является

горячее обезжиривание в парах растворителей. Для этого используются хлорирован-

ные углеводороды, которые нагревают до температуры кипения в специальных ваннах.

Прогрессивным является использование для обезжиривания ультразвуковых

установок. Процесс обезжиривания в этом случае сокращается, появляется возмож-

ность уменьшения содержания активных растворителей в составах.

1.2.2.2 Растворители в составе ЛКМ

Применяемые в лакокрасочной промышленности растворители по химической

природе подразделяются на:

- углеводороды (алифатические, алициклические, ароматические, нефтяные и

терпеновые);

- кетоны;

- простые и сложные эфиры;

- спирты;

- галогенсодержащие растворители;

- прочие растворители.

Основным природным источником большинства углеводородных растворителей

является нефть, в которой содержатся в основном парафиновые, нафтеновые и аро-

матические углеводороды. Углеводородные растворители нашли широкое применение

в лакокрасочной промышленности благодаря низкой стоимости и доступности.

В составе ЛКМ растворители служат для растворения полимерных смол, являющихся

пленкообразующим компонентом в ЛКП.

Ароматические углеводороды - наиболее обширная группа углеводородных

растворителей, выпускаемая промышленностью. Отечественной промышленностью

выпускаются практически все ароматические растворители, в том числе и смесь аро-

матических углеводородов под названием «сольвент», широко применяемая в лако-

красочной промышленности.

Сольвент применяется для растворения масел, битумов, каучуков, мочевино- и

меламиноформальдегидных олигомеров, меламиноалкидных лакокрасочных материа-

лов.

Толуол растворяет кремнийорганические, акриловые смолы. В качестве основ-

ной добавки применяется в смесевых растворителях для растворения эпоксидных, ви-

ниловых и акриловых полимеров, хлоркаучука.

Ксилол применяется для растворения алкидно-стирольных полимеров, бутано-

лизированных меламиноформальдегидных смол. Часто используется взамен сольвен-

та в рецептурах ЛКМ.

К нефтяным растворителям относятся фракции нефти, получаемые в результате

перегонки и состоящие из смесей индивидуальных углеводородов. Эти растворители

объединяются термином «Нефрас». Нефрас-С - растворители смешанного состава, в

которых присутствуют углеводороды всех классов. Нефрас-А - растворители с преоб-

ладанием ароматических углеводородов.

Из нефтяных растворителей наиболее широко в лакокрасочной промышленно-

сти применяется уайт-спирит в качестве растворителя жирных алкидов, некоторых кау-

чуков, полибутилметакрилата, эпоксиэфиров.

Кетоны являются растворителями большинства пленкообразующих веществ.

В лакокрасочной промышленности применяются алифатические и циклические кетоны.

Ацетон применяется для растворения природных смол, масел, диацетатцеллю-

лозы, эпоксидных смол, сополимеров винилхлорида, полиакрилатов, хлоркаучука. Ди-

ацетоновый спирт является растворителем нитрата и ацетата целлюлозы, эпоксидных

смол. Циклогексанон применяется в качестве растворителя при получении полиурета-

новых эмалей.

Из алифатических эфиров двухатомных спиртов наибольшее распространение

получили этилцеллозольв и бутилцеллозольв. Этилцеллозольв применяется в каче-

стве растворителя мочевиноформальдегидных олигомеров, полиэфирных и эпоксид-

ных ЛКМ, входит в состав большинства смесевых растворителей. Бутилцеллозольв

растворяет нитрат целлюлозы, хорошо совмещается с алкидами.

Сложные эфиры - наиболее широко распространенный класс органических

растворителей, имеющих большое практическое применение. Этилацетат, подобно

ацетону, растворяет большинство полимеров. По сравнению с ацетоном его преиму-

щество - в более высокой температуре кипения (меньшей летучести). Бутилацетат

растворяет эфиры целлюлозы, масла, жиры, хлоркаучук, виниловые полимеры, карби-

нольные смолы. Изобутилацетат заменяет циклогексанон в нитроцеллюлозном лаке.

Спирты относятся к сильнополярным жидкостям. Самостоятельно применяются

довольно редко, но в смеси с другими растворителями используются широко. Напри-

мер, высокомолекулярные эпоксидные смолы не растворяются в спиртах и ароматиче-

ских углеводородах, но хорошо растворяются в их смесях. Бутиловый и изобутиловый

спирты в смесях с этиловым спиртом применяются для растворения мочевинофор-

мальдегидных олигомеров, поливинилбутираля, в смеси с ксилолом - для растворе-

ния полиакрилатов. Является добавкой к большинству смесевых растворителей, по-

вышая их растворяющую способность. Бензиловый спирт относится к простейшим

ароматическим спиртам и хорошо растворяет глифталевые олигомеры. Циклогексанол

повышает блеск нитроцеллюлозных лаков. Из двухатомных спиртов применяют эти-

ленгликоль, диэтиленгликоль и пропиленгликоль.

Прочие растворители не нашли широкого применения в лакокрасочной промыш-

ленности.

1.2.2.3 Растворители, обеспечивающие технологичность обработки

поверхности

ЛКМ, предназначенные для нанесения на промышленные изделия, предвари-

тельно подготавливают путем разведения их разбавителями и растворителями до ра-

бочей вязкости для обеспечения качественного нанесения и розлива ЛКП. Наиболее

часто для этих целей используют смесевые растворители.

В таблице 5 приведены основные марки и состав смесевых растворителей, вы-

пускаемых отечественной промышленностью.

Таблица 5 - Состав и характеристика смесевых растворителей

Состав растворителя

Назначение

Растворитель,

Содержание,

Растворимые пленко-

Отраслевое примене-

ГОСТ

Компоненты

% (масс.)

образователи

ние ЛКМ

Растворитель

Толуол

Нитроцеллюлозные

Станкостроение

645,

Бутилаце-

ГОСТ 18188-

тат

Бутиловый

спирт

Этиловый

спирт

Этилацетат

Ацетон

Растворитель

Бутилаце-

Нитроцеллюлозные,

Транспортное ма-

646

тат

нитроцеллюлозно-

шиностроение, при-

Этилцелло-

глифталевые, эпок-

боростроение, стан-

зольв

сидные, нитроцел-

костроение, метал-

Ацетон

люлозно-эпоксид-

лургия, нефтегазо-

Продолжение таблицы 5

Состав растворителя

Назначение

Растворитель,

Содержание,

Растворимые пленко-

Отраслевое примене-

ГОСТ

Компоненты

% (масс.)

образователи

ние ЛКМ

Бутиловый

ные, мочевино-, ме-

вая промышлен-

спирт

ламиноформальде-

ность

Бутиловый

гидные, кремнийор-

спирт

ганические

Толуол

Растворитель

Бутилаце-

Нитроцеллюлозные

Транспортное ма-

647

тат

29,8

шиностроение, стан-

Этилацетат

21,2

костроение, прибо-

Бутиловый

ростроение

спирт

7,7

Толуол

41,3

Растворитель

Бутилаце-

Нтроцеллюлозные,

Приборостроение,

648

тат

нитроцеллюлозно-

авиационная

про-

Бутиловый

эпоксидные, бутил-

мышленность, судо-

спирт

метакрилатные, по-

строение

Этиловый

лиакрилатные

спирт

Толуол

Растворитель

Этилцелло-

Нитроцеллюлозно-

Сельхозмашино-

649

зольв

глифталевые

строение,

станко-

Изобутило-

строение

вый спирт

Ксилол

Растворитель

Этилцелло-

Нитроцеллюлозные

Станкостроение

650

зольв

Бутиловый

спирт

Ксилол

Растворитель

Уайт-

Меламиноалкидные

Транспортное ма-

651

спирит

шиностроение

Бутиловый

спирт

Растворитель

Бутилаце-

Поливинилхлорид-

Металлургия, транс-

P-4

тат

ные, полиакрило-

портное машино-

Ацетон

вые, сополимеры

строение, железно-

Толуол

винилхлорида с ви-

дорожная отрасль,

нилиденхлоридом

сельхозмашино-

или винилацетатом

строение, судостро-

ение

Растворитель

Ацетон

Поливинилхлорид-

Металлургия, транс-

Продолжение таблицы 5

Состав растворителя

Назначение

Растворитель,

Содержание,

Растворимые пленко-

Отраслевое примене-

ГОСТ

Компоненты

% (масс.)

образователи

ние ЛКМ

Р-4А

Толуол

ные хлорированные,

портное машино-

эпоксидные

строение, железно-

дорожная отрасль,

сельхозмашино-

строение, судостро-

ение

Растворитель

Бутилаце-

Поливинилхлорид-

Металлургия, транс-

P-5

тат

ные хлорированные,

портное машино-

Ацетон

эпоксидные, по-

строение, железно-

Ксилол

лиакриловые, крем-

дорожная отрасль,

нийорганические

сельхозмашино-

строение, судостро-

ение, электротехни-

ка

Растворитель

Бутилаце-

Поливинилхлорид-

Металлургия, транс-

Р-5А

тат

ные хлорированные,

портное машино-

Ацетон

каучуковые, эпок-

строение, железно-

Толуол

сидные, полиакри-

дорожная отрасль,

ловые, кремнийор-

сельхозмашино-

ганические

строение, судостро-

ение, электротехни-

ка, авиационная

промышленность

Растворитель

Бутилаце-

Поливинилбути-

Приборостроение,

P-6

тат

ральные

металлургия

Бутиловый

спирт

Этиловый

спирт

Бензол

Растворитель

Циклогек-

Поливинилбути-

Металлургия

P-7

санон

ральные

Этиловый

спирт

Растворитель

Бутилаце-

Перхлорвиниловые,

Металлургия

Р-12

тат

полиакрилатные

Толуол

Ксилол

Растворитель

Сольвент

Перхлорвиниловые

Металлургия, сель-

Р-24

Ксилол

хозмашиностроение,

Окончание таблицы 5

Состав растворителя

Назначение

Растворитель,

Содержание,

Растворимые пленко-

Отраслевое примене-

ГОСТ

Компоненты

% (масс.)

образователи

ние ЛКМ

Ацетон

железнодорожная

отрасль

Растворитель

Этиленгли-

Полиуретановые

Различные отрасли

Р-189

кольацетат

Метилэтил-

кетон

Ксилол

Бутилаце-

тат

Растворитель

Бутилбен-

Меламиноалкидные

Транспортное ма-

Р-197

зольная

шиностроение

фракция

(АР)

Скипидар

Ксилол

Растворитель

Этилцелло-

Меламиноалкидные

Транспортное ма-

Р-198

зольв

шиностроение

Циклогек-

санон

Для нанесения ЛКМ методом электроокраски используются смесевые раствори-

тели марок РЭ по ГОСТ 18187-72 [25], содержащие разное соотношение сольвента,

бутилового спирта, бутилацетата, этилцеллозольва, ксилола, циклогексанона и диаце-

тонового спирта. Эти смесевые растворители применяются в основном в транспортном

машиностроении и сельхозмашиностроении.

1.2.3 Энергопотребление

Все отрасли, проводящие обработку поверхности, являются значительными по-

требителями энергии. Значительное количество энергии используется для извлечения

растворителя при сушке лакокрасочного покрытия и извлечения его из загрязненного

воздуха при термической деструкции ЛОС при низких концентрациях.

Данные по энергопотреблению по различным отраслям промышленности отсут-

ствуют. Энергопотребление находится в прямой зависимости от применяемого лако-

красочного материала и площади обработки поверхности.

1.3 Структура производства и потребления лакокрасочных

материалов

Емкость рынка индустриальных ЛКМ в 2012 г. оценивалась в 360-400 тыс. т [26].

Существует два подхода к сегментированию рынка индустриальных ЛКМ:

- по отраслям промышленности;

- по видам материалов и направлению использования.

Доли крупнейших отраслей, потребляющих ЛКМ промышленного применения, в

общей структуре представлены на рисунке 2.

Рисунок 2 - Структура потребления индустриальных ЛКМ по отраслям

(в натуральном выражении), % [26]

Другой подход предполагает, что рынок индустриальных ЛКМ можно сегменти-

ровать в зависимости от вида материала и направления использования. Структура

рынка индустриальных ЛКМ по направлениям использования представлена на рисун-

ке 3.

Оба подхода к сегментации имеют точки пересечения, поскольку некоторые от-

расли промышленности связаны исключительно с производством соответствующих

видов продукции. К числу таких отраслей относятся судостроение, производство же-

лезнодорожного транспорта, транспортное машиностроение и др.

Емкость сегмента «железнодорожное машиностроение» составляет 17 тыс. т.

Основными потребителями являются филиалы РЖД, ЗАО «ТрансмашХолдинг», ваго-

ностроительные и вагоноремонтные заводы, производители тепловозов и электрово-

зов, операторы собственного подвижного состава. 80 % рынка составляют алкидные

материалы отечественного производства. Использование материалов регламентиру-

ется рекомендациями ВНИИЖТ.

Емкость сегмента «транспортное машиностроение» составляет 3,4 тыс. т. Ос-

новные потребители: комбайновый завод ООО «Ростсельмаш», концерн «Тракторные

заводы», группа «ГАЗ». Около 80 % объема потребления - алкидные материалы оте-

чественного производства. Лакокрасочные материалы применяются в соответствии с

отраслевой НДТ.

Емкость рынка «судостроение, судоремонт» составляет 9-10 тыс. т. Основные

потребители: судостроительные и судоремонтные заводы, компании-судовладельцы.

90 % рынка составляют специальные эпоксидные и хлорвиниловые материалы. Ис-

пользование материалов регламентируется рекомендациями Российского морского ре-

гистра судоходства, ЦНИИ МФ, ЦНИИ «Прометей».

Емкость сегмента «антикоррозионная защита металлоконструкций» составляет

25-30 тыс. т. Основные потребители: заводы металлоконструкций, строительные орга-

низации, нефтегазодобывающие и перерабатывающие предприятия, предприятия-

подрядчики, занимающиеся обслуживанием объектов инфраструктуры - мостовые со-

оружения, вышки ЛЭП, вышки сотовой связи и др. Эпоксидные материалы составляют

25 % рынка, алкидные - 65 %. Использование материалов регламентируется реко-

мендациями ЦНИИС, ВНИИСТ.

На основании доклада директора бизнес-направления «Индустриальные покры-

тия» компании «Русские краски» объем производства строительных металлоконструк-

ций в 2005 г. на российских предприятиях составил 3,02 млн т, в том числе 1,53 млн т

конструкций с полимерным покрытием. Потребление ЛКМ для защиты строительных

металлоконструкций составило в 2005 г. 13-15 тыс. т. Количество производителей ме-

таллоконструкций в России - около 500 организаций. Порядка 70 % производителей

стальных металлоконструкций проводят так называемую «первичную защиту метал-

лов», используя алкидные, фенольные, эпоксидные грунтовки российского производ-

ства.

Рисунок 3 - Структура потребления индустриальных ЛКМ в Российской

Федерации по отдельным секторам (в натуральном выражении), % [26]

Самые распространенные грунтовки среди потребителей - алкидные. Их пред-

почитают две третьих производителей металлоконструкций. Около 35 % потребителей

применяют грунтовки на эпоксидной основе. Среди других используемых грунтовок -

фенольные, хлорвиниловые и сополимеровинилхлоридные, алкидно-уретановые, ор-

ганосиликатные, акрил-уретановые, полиуретановые. В качестве финишного покрытия

преобладают алкидные эмали. До 35 % используются эпоксидные эмали. Менее рас-

пространены финишные хлорированные, полиуретановые, акриловые, акрил-

уретановые, эпоксиуретановые материалы.

Для окраски внешней поверхности самолета с обшивками из алюминиевых спла-

вов используют лакокрасочные материалы на основе бутилметакрилата, сополимеров

бутилметакрилата, амида метакриловой кислоты, нитрила акриловой кислоты и стиро-

ла. На их основе созданы прозрачные лаки, грунтовки и эмали холодной сушки с по-

вышенной термостойкостью. В последние годы для окраски авиационной техники ис-

пользуются также эпоксидные грунтовки и фторполиуретановые эмали. Для окраски

внутренних обшивок, декоративной отделки деталей интерьера из стеклопластика

применяют водоразбавляемые эмали. Материалы используются на основании реко-

мендаций ВИАМ.

1.4 Основные производства окрасочных работ

1.4.1 Транспортное машиностроение

1.4.1.1 Окрасочные производства легковых автомобилей

Легковые автомобили рассчитаны на эксплуатацию в течение большого срока и

относятся к товарам длительного пользования. К ним предъявляются высокие требо-

вания по качеству обработки поверхности:

- долговременная защита от коррозии в результате воздействия климатических

факторов внешней среды, в том числе стойкость к механическому, химическому воз-

действию;

- высокие требования к внешнему виду покрытия;

- отсутствие дефектов покрытия.

В соответствии с рекомендациями отраслевого стандарта

[27], а также

ГОСТ 9.032-74 [28] и ГОСТ 23852-79 [29] наружная поверхность кузова легкового ав-

томобиля должна соответствовать I-II классам покрытий. Лакокрасочное покрытие

должно быть высокоглянцевым. Потеки, волнистость, разнооттеночность

не допускаются. Для II класса покрытия допускается незначительная шагрень, отдель-

ные штрихи, риски. Для внутренней поверхности кузова допускается III класс покрытия

(допускается волнистость не более 1,5 мм, незначительная шагрень, отдельные риски,

штрихи, не более 10 включений/м² размером не более 0,5 мм), для рамы и других де-

талей шасси, двигателя автомобиля и его сборочных единиц и деталей - VI класс (до-

пускается разнооттеночность, отдельные потеки), а для рессор - VII класс покрытия

(дефекты не нормируются).

Высокое качество ЛКП на наружной поверхности кузова легкового автомобиля

достигается путем нанесения 4-5 слоев ЛКМ, на внутренней поверхности кузова - 2-

3 слоя ЛКМ, на рамах и других деталей шасси и сборочных единицах - 1-2 слоя ЛКМ.

Для защиты днища и скрытых сечений используются мастики.

1.4.1.2 Окрасочные производства грузовых автомобилей, автобусов

ЛКП грузовых автомобилей должно иметь гладкую, глянцевую или полуглянце-

вую поверхность, автобусов и троллейбусов - гладкую, глянцевую, мотоциклов и дру-

гих изделий - гладкую, высокоглянцевую и глянцевую.

Устанавливают следующие классы покрытия:

- для сборочных единиц и деталей грузовых автомобилей:

- III - для кабины;

- V - для рамы и других деталей шасси, для двигателя автомобиля и его

сборочных единиц и деталей;

- VII - для рессор;

- для большегрузных карьерных автосамосвалов:

- V класс - для кабины, узлов, оперенья, аккумуляторных ящиков;

- VI класс - для наружной поверхности платформ, топливных баков и масля-

ных баков;

- VII класс - для рам, узлов, шасси;

- для автобусов:

- III класс - для кузова.

Процессы окрашивания этих изделий имеют значительные отклонения от серий-

ной окраски легковых автомобилей из-за более широкого ассортимента применяемых

материалов, методов нанесения и конструктивных особенностей самого изделия.

1.4.2 Железнодорожная отрасль

К изделиям железнодорожной отрасли, требующим нанесение ЛКП, относятся:

- пассажирские, почтовые и багажные вагоны;

- электропоезда;

- дизель-поезда;

- грузовые вагоны;

- металлические конструкции железнодорожных мостов.

В таблице 6 показаны требования к отделке внешнего вида покрытий в железно-

дорожной отрасли.

Таблица 6 - Классы покрытий изделий по [29]

Класс покрытия,

Окрашиваемые поверхности

не ниже

Боковые стены кузовов пассажирских вагонов локомотивной тяги

Боковые стены вагонов электропоездов и дизель-поездов, а также

почтовых и багажных вагонов, свесы крыш, лобовые части кузовов

головных вагонов электропоездов

Средняя часть крыш, рамы вагонов, тележки и котельные отделения

VII

Концевые стены кузовов вагонов

Наружная поверхность грузовых вагонов

VII

Металлические конструкции железнодорожных мостов

Срок службы ЛКП на наружной поверхности кузова пассажирских вагонов при

использовании материалов на полиуретановой основе - 6-7 лет, алкидных и водно-

дисперсионных материалов - 4 года; на внутренней металлической поверхности кузо-

вов - 16 лет. Срок службы покрытий: на наружной металлической поверхности кузовов

грузовых вагонов - 10 лет при использовании двухкомпонентных материалов, 5 лет

при использовании однокомпонентных, водно-дисперсионных и сополимерных матери-

алов; на внутренней металлической поверхности кузовов крытых грузовых вагонов,

имеющих обшивку, - 15 лет; на внутренней поверхности минераловозов и зерново-

зов - 5 лет при использовании однокомпонентных материалов, 7 лет при использова-

нии двухкомпонентных материалов. Срок службы лакокрасочного покрытия на ходовой

части всех видов вагонов - не менее 2 лет [30, 31].

ЛКП железнодорожного транспорта, помимо высокой атмосферостойкости,

должны быть устойчивы к воздействию агрессивных чистящих средств, применяемых

для удаления граффити. Они должны быть устойчивы к истирающему воздействию

снега, песка.

В РФ через каждые 2 года проводят перекраску вагонов при применении алкид-

ных ЛКМ и через каждые 5 лет - при применении акриловых, акрил-уретановых и по-

лиуретановых ЛКМ, в Европейских странах - каждые 8 лет.

1.4.3 Сельхозмашиностроение

По назначению [32] сельскохозяйственную технику можно разделить на три

класса: тракторы, сельскохозяйственные машины, оборудование и машины для живот-

новодства и кормопроизводства.

В каждом классе имеются разные группы машин и оборудования, которые за-

щищаются ЛКП, что обуславливает различные технические требования к этим покры-

тиям. Более того, отдельные детали и сборочные единицы машины часто защищаются

разными ЛКМ, что связано с условиями работы этих деталей.

К первому классу сельхозтехники относятся тракторы, двигатели и самоходные

шасси. В процессе эксплуатации они подвергаются воздействию атмосферных усло-

вий. Некоторые детали их подвержены воздействию бензина, минеральных масел, вы-

соких температур (до 450 °C).

Второй класс по назначению включает 11 групп сельхозтехники:

- почвоперерабатывающие машины: камнеуборочные машины, канаво- и ямоко-

патели, заравниватели, корчеватели, бороздо- и грядоделатели, плуги, культиваторы,

бороны, окучники и др.;

- машины для посева и посадки: сеялки, сажалки, рассадопосадочные машины

и т. д.;

- машины для подготовки и внесения удобрений: смесители, разбрызгиватели,

рассеиватели, прицепы для удобрений;

- машины для защиты растений: опрыскиватели, аэрозольные аппараты, герби-

цидно-аммиачные машины, опылители, протравливатели семян и др.;

- машины для полива: дождевательные установки и машины различных типов,

насосные агрегаты и др.;

- комбайны - зерновые, рисовые, кукурузоуборочные, жатки для уборки зерно-

вых культур и прицепы для перевозки сельскохозяйственных грузов;

- машины и приспособления для уборки бобовых и масличных культур, льна, ко-

нопли, чая, хлопка, хмеля и др.;

- машины для очистки и сортировки зерна и семян: веялки, семяочистительные

машины и др.;

- сушильные устройства: сельскохозяйственные сушилки, воздухонагреватели и др.;

- машины для уборки и первичной обработки овощей;

- машины, используемые в садоводстве: комбайны для уборки плодов, ягод и

винограда: копатели для саженцев и рассады; обрезчики; средства для транспортиро-

вания ягод и фруктов.

Третий класс сельхозтехники - машины и оборудование для животноводства и

кормопроизводства:

- машины и оборудование, на которые воздействует микроклимат животноводче-

ских помещений;

- машины и оборудование, работающие в контакте с влажными и полувлажными

кормами;

- машины и оборудование, находящиеся в контакте с навозом и пометом.

ЛКП первых двух классов оборудования подвергаются воздействию климатиче-

ских факторов внешней среды. Машины третьей группы должны быть химстойкими.

Кроме того, ЛКП третьей группы не должны быть токсичными и влиять на репродуктив-

ные функции животных, их рост и развитие, а также не должны снижать санитарные

характеристики получаемых продуктов питания.

Особенностью эксплуатации сельхозтехники является также сезонность ее рабо-

ты. Межсезонное хранение техники возможно в закрытых помещениях, под навесом

или на открытых площадках.

По внешнему виду ЛКП должны соответствовать следующим требованиям:

- наружные поверхности облицовочных деталей тракторов и самоходных ком-

байнов отделываются по IV классу (допускаются: 1 включение на 1 дм² размером

не более

1 мм на расстоянии

10 мм, шагрень, отдельные штрихи, волнистость

до 2 мм);

- наружные поверхности облицовочных деталей сельхозмашин, промышленных,

лесохозяйственных и трелевочных тракторов отделываются по V классу (допускаются

отдельные потеки);

- остальные изделия, за исключением рамных конструкций, деталей ходовой ча-

сти и рабочих органов, отделываются по VI классу (допускаются включения, шагрень,

отдельные потеки, разнооттеночность).

На деталях ходовой части и рабочих органов класс покрытия не нормируется.

Для грунтования поверхности используются в основном алкидные, алкидно-

уретановые и фенольные грунтовки (содержание растворителя - 50 % - 60 %), элек-

трофорезные грунтовки (содержание растворителя -

10 %), водно-дисперсионные

грунтовки (содержание растворителя - 8 %).

Для окрашивания изделий

1 и

2 групп используют алкидные, алкидно-

уретановые, алкидно-акриловые, меламиноалкидные эмали (содержание растворите-

ля - 50 % - 60 %), водно-дисперсионные краски (содержание растворителя - 8 %).

Количество слоев лакокрасочного покрытия - 3, включая грунтование. Внутренняя по-

верхность кабины, закрытая обивкой, внутренняя поверхность дверей, подлежащая за-

вальцовке, внутренние детали двигателя, топливные насосы и другие подобные дета-

ли, ободья и диски колес под резиной допускается только грунтовать.

Изделия 3 группы и сельхозтехнику, контактирующую с минеральными удобре-

ниями, грунтуют фенольными (содержание растворителя - 45 %), хлорвиниловыми

(содержание растворителя - 60 %) и акриловыми (содержание растворителя - 85 %)

материалами, окрашивают хлорвиниловыми (содержание растворителя - 75 %) и по-

рошковыми материалами. При окрашивании хлорвиниловыми материалами наносят

5 слоев ЛКМ, порошковыми - 1 слой.

1.4.4 Электротехника

Многочисленную группу электротехнических изделий, подлежащих окрашива-

нию, составляют электродвигатели. Электродвигатели окрашиваются для защиты от

воздействия внешних факторов окружающей среды, а также для придания им эстети-

ческого вида [33]. Как правило, окрашиванию подлежит наружная поверхность элек-

тродвигателей. По внешнему виду ЛКП электродвигателей должны соответствовать

VI классу, а для электродвигателей, предназначенных на экспорт, - IV классу по

ГОСТ 9.032-74 [28]. В соответствии с [34] гарантийный срок эксплуатации стандарт-

ных асинхронных электродвигателей общепромышленного назначения составляет

2 года, средний ресурс до капитального ремонта - 30 000 ч. Для погружных электро-

двигателей [35] средний срок службы устанавливается 5,5 лет, средний ресурс до ка-

питального ремонта - 21 000 ч. Таким образом, ЛКП должно обеспечивать противо-

коррозионную защиту металлических поверхностей не менее 5-8 лет.

В конструкции электродвигателя имеются детали из стали, чугуна и алюминия:

станина изготавливается из чугуна, кожух и относящиеся к нему детали - из стали, де-

тали вентилятора - из алюминия. Для получения защитных покрытий используют ме-

ламиноалкидные и алкидные ЛКМ, а для электродвигателей химстойкого исполне-

ния - эпоксидные ЛКМ. Это материалы высокотемпературной сушки

(100 °C -

130 °C).

1.4.5 Металлургия

1.4.5.1 Механическое оборудование и специальные стальные конструкции

гидротехнических сооружений

Механическое оборудование гидротехнических сооружений включает совокуп-

ность устройств, необходимых для пропуска воды при эксплуатации:

- затворы всех типов, штанги затворов, сороудерживающие решетки, шлюзовые

ворота и другие подвижные конструкции;

- закладные части, другие металлические конструкции и детали, заделываемые в

бетон;

- подъемно-транспортные механизмы, предназначенные для маневрирования

подвижными конструкциями;

- захватные балки;

- решеткоочистительные машины;

- компенсаторы трубопроводов.

К основным специальным стальным конструкциям относятся:

- трубопроводы, облицовки и уравнительные резервуары;

- эстакады;

- подкрановые балки;

- шоссейные, железнодорожные и служебные мосты;

- металлические каркасы ГЭС, других зданий и сооружений.

При воздействии на металлоконструкции при эксплуатации в открытой атмосфе-

ре используются в качестве грунтовочных материалов уретановые, кремнийорганиче-

ские, эпоксидные, эпоксидно-уретановые, керамоэпоксидные, винилово-эпоксидные,

эпоксидно-винилхлоридные, полиамидоэпоксидные, этилсиликатные, фенолформаль-

дегидные, винилбутиральные, каучуко-смоляные ЛКМ. В качестве покрывного матери-

ала используются уретановые, акрилполиуретановые, кремнийорганические, эпоксид-

ные, эпоксиэфирные, эпоксисополимерные, керамоэпоксидные винилово-эпоксидные,

фтор-уретановые, каучуко-смольные, поливинилхлоридные, алкидные, винилбути-

ральные ЛКМ.

При длительном или периодическом воздействии на металлоконструкции прес-

ной (речной) воды в качестве грунтовочных материалов используют эпоксидные, вини-

лово-эпоксидные, керамоэпоксидные, кремнийорганические, уретановые, винилхло-

ридные, фенолформальдегидные, акриловые, поливинилбутиральные, каучуко-

смоляные ЛКМ. В качестве покрывного материала используют винилово-эпоксидные,

эпоксидные, эпоксикаменноугольные, керамоэпоксидные, кремнийорганические, урета-

новые, поливинилхлоридные, каучуко-смольные, винилбутиральные эмали и грунт-

эмали.

При длительном или периодическом воздействии морской воды в качестве грун-

товочных материалов используют полиуретановые, винилхлоридные, винилово-

эпоксидные, эпоксидные, эпоксикаменноугольные, фенолформальдегидные, акрило-

вые, поливинилбутиральные, кремнийорганические, каучуко-смоляные ЛКМ. В качестве

покрывного материала используют полиуретановые, винилово-эпоксидные, эпоксид-

ные, эпоксикаменноугольные, керамоэпоксидные, поливинилхлоридные, кремнийорга-

нические, каучуко-смоляные, винилбутиральные эмали и грунт-эмали.

1.4.5.2 Окрашивание рулонного металла (койл-коутинг)

Окрашивание рулонного металла (койл-коутинг) - способ окрашивания непре-

рывным нанесением лакокрасочного материала на металлическую ленту, которая по-

сле сушки/отверждения лакокрасочного покрытия может быть смотана в рулон [36].

Металл с покрытием, нанесенным по методу койл-коутинга, можно перерабатывать в

готовые изделия, не разрушая пленку эмали, поскольку слой ЛКМ, устойчив к воздей-

ствию разных механических деформаций. Покрытие не разрушается именно за счет

его свойств, обеспеченных химически и технологически.

Прокат с полимерным покрытием широко используется в следующих сегментах

рынка:

- строительство (производство конструкционных плит, кровельных материалов,

панелей, дверей для гаражей, подвесных потолков, жалюзи, корпусов светильников);

- бытовые приборы (корпусы стиральных машин, холодильников, морозильников,

микроволновых печей, газовых плит, бойлеров, бытовой электроники, вентиляторов,

кондиционеров);

- автомобилестроение (двери автомобилей, багажники, масляные фильтры, па-

нели приборов, дворники);

- другие изделия (душевые кабины, домашняя мебель, офисная мебель, ме-

бельная фурнитура, архивные шкафы, бочки, емкости для аэрозолей и т. п.).

Имеются данные, что предварительная окраска листового металла позволяет

снизить общую себестоимость продукции на 20 % - 30 %.

В настоящее время на территории РФ действует около 30 линий для нанесения

ЛКМ методом койл-коутинга, имеющих мощность производства окрашенного металла

около 500 тыс. т в год. В Европе действует 158 окрасочных линий с производительно-

стью 8252 тыс. т/г [4].

При окрашивании рулонного металла используются алкидные, акриловые, эпок-

сидные, полиэфирные, полиуретановые покрытия, покрытия, модифицированные си-

ликоном, покрытия на основе ПХВ (поливинилхлорида) и фторполимеров, например

PVDF (поливинилиденфторида). Наиболее широкое распространение получили поли-

эфирные покрытия, что связано их дешевизной в сочетании с хорошими эксплуатаци-

онными характеристиками.

1.4.6 Станкостроение

ЛКП металлорежущего, кузнечно-прессового, литейного и деревообрабатываю-

щего оборудования должны быть устойчивы к климатическим факторам и другим ви-

дам воздействия (попаданию на окрашенные поверхности стружки, смазочно-

охлаждающих жидкостей, рабочих жидкостей для электроэрозионных и электрохими-

ческих станков и др.), определяющим условия эксплуатации [37]. ЛКП должны быть

гладкими, однотонными. Для маскировки неровностей поверхности допускается приме-

нение гладких рисунчатых (молотковых) или рельефных однотонных ЛКМ. По степени

блеска ЛКП основных поверхностей станков и машин должны быть глянцевыми, полу-

глянцевыми или полуматовыми.

Требования к классу покрытия окрашенных поверхностей оборудования приве-

дены в таблице 7.

Таблица 7 - Требования к классу покрытия

Класс по-

Окрашенные поверхности

крытия по

ГОСТ 9.032

1 Основные поверхности, определяющие внешний вид:

а) станков, машин и промышленных роботов обычного исполнения

б) станков классов точности B, A и C по ГОСТ 8-82, изделий высшей ка-

III

тегории качества, изделий для экспортных поставок

2 Поверхности, доступные для обозрения, но не определяющие внешний

вид:

а) станков, машин и промышленных роботов обычного исполнения

б) станков классов точности B, A и C по ГОСТ 8-82, изделий высшей ка-

тегории качества, изделий для экспортных поставок

3 Поверхности электрошкафов:

а) наружные

б) внутренние

4 Поверхности внутри станков, машин, промышленных роботов

VII

(не доступные для обозрения поверхности станков, машин, гидро- и сма-

зочного оборудования и др.)

Применяют нитроцеллюлозные, алкидные, хлорвиниловые, меламиноалкидные,

эпоксидные, поливинилбутиральные и кремнийорганические ЛКМ.

1.4.7 Судостроение

Основным методом защиты корпусов судов и корпусных конструкций от коррозии

и обрастания является применение ЛКП. В судостроении и судоремонте используется

значительное количество ЛКМ различных свойств и назначений. Необходимость при-

менения обширного ассортимента грунтовок, красок и эмалей вызывается наличием

разнообразных типов судов и сложными условиями их эксплуатации в районах с раз-

личными климатическими условиями, а также характером и степенью агрессивности

перевозимых грузов.

В таблице 8 приведены расчетные объемы обработки наружных поверхностей

окрашивания корпуса судна 394-А [38].

Таблица 8 - Объемы обработки наружных поверхностей судов

Объем обработки на одно судно

Наименование элемента (изделия), выполняемые работы

(изделие), м²

Подводная часть:

шпатлевание язв (30 %)

390

грунтование

1300

окрашивание

1320

Пояс переменных ватерлиний:

шпатлевание язв (30 %)

190

грунтование

416

окрашивание

422

Выступающие части, насадка, ахтерштевень, решетки,

форштевень:

грунтование

117,6

окрашивание

110,9

Надводный борт:

грунтование

760

окрашивание

800

Используются эпоксидные шпатлевки, поливинилацетатные и эпоксидные грун-

товки, эпоксидно-виниловые, сополимерополивинилхлоридные, перхлорвиниловые и

пентафталевые эмали.

Биообрастание подводной части судов создает целый ряд проблем при эксплуа-

тации судов - от снижения эффективности использования топлива до потери работо-

способности конструкции. Обычная практика предотвращения обрастания морскими

организмами - окрашивание поверхности специальными ЛКМ, которые подразделя-

ются на две категории: биоцидные контактного действия и предотвращающие обраста-

ние (самоочищающиеся).

До 2008 г. проблема решалась применением самоочищающихся покрытий с кон-

тролируемым высвобождением токсина трибутилолова. Данный биоцид был чрезвы-

чайно эффективен. Однако этот токсичный и стойкий материал использовался

настолько широко, что его накопление в морской экосистеме стало угрожающим. Меж-

дународная морская организация по контролю за вредными противообрастающими си-

стемами на судах (IMO) приняла Международную конвенцию об ограничении, начиная

с 2003 г., применения необрастающих систем, содержащих трибутилолово и другие

оловосодержащие биоциды.

Самополирующиеся противообрастающие покрытия, не содержащие в своем со-

ставе оловоорганических биоцидов с жесткоконтролируемой скоростью полирова-

ния, - это покрытия на основе канифоли. В качестве биоцида используется закись ме-

ди. Срок службы таких покрытий - 2-3 года.

За рубежом разработка и применение противообрастающих покрытий осуществ-

ляется на основе современных экологических требований:

- полное запрещение, в соответствии с решением ООН (IMO Convention), ис-

пользования оловосодержащих противообрастающих покрытий с начала 2008 г. как

наиболее опасных для окружающей среды;

- запрещение бездоковой (на плаву) очистки подводной части судов с целью из-

бегания попадания в воду остатков токсичных покрытий;

- разработка и использование в противообрастающих покрытиях новых малоток-

сичных биоцидов, не содержащих тяжелых металлов;

- разработка и использование противообрастающих покрытий, токсичные компо-

ненты которых в морской воде быстро (например, в течение 12 ч) теряют свою биоло-

гическую активность;

- разработка покрытий с замедленным выделением из них в окружающую среду

вредных компонентов, что обеспечивает снижение их концентрации в морской воде;

- ускорение разработки экологически обоснованных нормативных актов по стро-

гому контролю за загрязнением окружающей среды и его проведение.

В целом существует два основных подхода: создание очень скользкой поверхно-

сти, к которой не могут прикрепиться обрастающие организмы, или же обеспечение ис-

пользования поддающихся биологическому разложению материалов, которые будут

медленно выщелачиваться из покрытий.

За рубежом проблема создания очень скользкой поверхности решена за счет со-

здания покрытий на основе полиметилсилоксана с функциональными группами сила-

нола (SiOН), двуокиси кремния и силанов с алкокси-группами и применения фториро-

ванных, фторэпоксидных смол, отверждаемых аминосиликоновыми соединениями.

Второй подход реализуется использованием самополирующегося покрытия, со-

держащего соединения одновалентной меди.

Отечественные сополимерополивинилхлоридные и винил-эпоксидные ЛКМ так-

же содержат в качестве биоцида закись меди.

1.4.8 Авиационная промышленность

В процессе эксплуатации покрытия, предназначенные для защиты внешней по-

верхности изделий авиационной техники, подвергаются воздействию различных раз-

рушающих факторов: солнечной радиации, влаги, перепадов температуры, ударных

нагрузок, вызываемых песком, снегом, дождем, сдвиговых нагрузок от высокоскорост-

ного аэродинамического потока, а также синтетических масел и гидравлических жидко-

стей. На высотах полета порядка 10 км фиксируется излучение с длиной волны 0,2-

0,3 мкм, которое отсутствует у поверхности Земли, в связи с этим фотоокислительная

деструкция покрытия на данных высотах протекает интенсивнее, чем у поверхности

Земли. К атмосферостойкости ЛКП для авиационной промышленности предъявляются

повышенные требования.

Кроме того, ЛКП должны наноситься и отверждаться в цеховых условиях без

сушки при повышенных температурах.

Различают два процесса обработки поверхности:

- процессы, связанные с постройкой самолетов;

- техническое обслуживание [4].

При техническом обслуживании проводят полную замену внешнего покрытия са-

молетов, вызванную снижением оптических свойств, а также для исследования износа

и коррозии металла. За рубежом перекраску проводят каждые 6-8 лет.

1.4.9 Нефтегазовая промышленность

К объектам нефтегазовой промышленности относятся:

- технологическое оборудование, трубопроводы и конструкции надземных объек-

тов, предназначенных для добычи, сбора, подготовки, транспортировки, переработки и

хранения углеводородов;

- резервуары товарной нефти и динамического и технологического отстоя нефти.

Для защиты наружной стальной поверхности объектов используются ЛКП, устой-

чивые к длительному воздействию атмосферы умеренного и холодного климата и

обеспечивающие устойчивость к отслаиванию, растрескиванию, нарушению сплошно-

сти, изменению декоративных и защитных свойств в течение всего срока службы.

Внутренняя поверхность технологического оборудования и промысловых газо-

проводов должна:

- обеспечивать надежное экранирование защищаемого объекта от воздействия

коррозионно-агрессивных сред, содержащих: сероводород, углекислый газ, органиче-

ские соединения, включая органические кислоты, минерализированную воду и др.;

- выдерживать воздействие температур без отслаивания, расслаивания, рас-

трескивания при эксплуатации от минус 60 °C до 150 °C и при транспортировании и

проведении монтажно-строительных работ от минус 40 °C до 50 °C.

Класс покрытия наружных поверхностей изделий - IV по ГОСТ 9.032-74.

Нормируется три уровня срока службы покрытий:

- низкий уровень - от 5 до 7 лет;

- средний уровень - от 7 до 15 лет;

- высокий уровень - более 15 лет.

ЛКП наружных поверхностей резервуаров для хранения нефти должны быть

стойкими к кратковременному воздействию хранящегося продукта и нейтральным мо-

ющим средствам. Срок службы наружной поверхности резервуара - от 10 до 20 лет,

внутренней поверхности резервуаров - не менее 20 лет. Наружное покрытие обсле-

дуется не реже 1 раза в 5 лет, внутреннее - не реже 1 раза в 10 лет. В случае нару-

шения целостности покрытия проводится ремонт по восстановлению ЛКП.

Используются высоковязкие эпоксидные и однокомпонентные полиуретановые

ЛКМ отечественного и зарубежного производства толщиной покрытия от 300

до 600 мкм.

1.5 Экологические аспекты производства окрасочных работ и

воздействие на окружающую среду

ЛКМ - сложные многокомпонентные системы, содержащие пленкообразовате-

ли, пигменты, наполнители и др. Значительной составляющей большинства ЛКМ яв-

ляются органические растворители. В качестве пигментов, как правило, используют

неорганические соединения: оксиды, соли тяжелых металлов. При нанесении ЛКМ в

окрасочных камерах образуются твердые, пастообразные и жидкие отходы, пары рас-

творителей и вода, насыщенная растворителями и красочным аэрозолем. Наибольшую

опасность для организма человека представляют летучие органические соединения

(растворители), выделяющиеся в атмосферу при нанесении и сушке ЛКП; тяжелые ме-

таллы, содержащиеся в аэрозоле, образующемся при нанесении ЛКМ; изоцианаты,

фталевый и малеиновый ангидриды, формальдегид, жирные кислоты и другие соеди-

нения, выделяющиеся при сушке ЛКМ (особенно при высокой температуре) [39]. При

этом следует отметить, что растворители предназначены для обеспечения технологи-

ческих параметров получения лакокрасочного покрытия и полностью отсутствуют в

сформированном покрытии. С учетом мирового потребления ЛКМ суммарный выброс

органических растворителей в атмосферу достигает 12-18 млн т/г.

Летучие органические соединения (кетоны, спирты, эфиры) вызывают различные

аллергические реакции и отравления, а стирол, хлорбензол и этилбензол являются

канцерогенами.

Для очистки отходящих газовых выбросов применяют различные способы: окис-

ление кислородом на катализаторах, непосредственное сжигание вредных примесей,

улов с использованием гидрофильтров, а также сорбционные способы, с помощью ко-

торых удается выделить вещества для повторного использования в производстве.

Сокращение выбросов вредных веществ в атмосферу можно достичь с помощью

инженерно-технических решений:

- оптимизация процесса окраски;

- автоматизация оборудования;

- модернизация систем рециркуляции;

- очистка отходов;

- внедрение ЛКМ с высоким сухим остатком, водоразбавляемых, порошковых и

радиационно-отверждаемых.

Применение ЛКМ с содержанием нелетучих веществ 65 % - 75 % позволяет со-

кратить потребление органических растворителей на 30 %, снизить расход ЛКМ и уве-

личить срок службы покрытий в 1,5-2 раза. Водоразбавляемые материалы могут

успешно заменить алкидные органоразбавляемые материалы. При применении порош-

ковой окраски полностью отсутствуют органические растворители и другие ЛОС. Тех-

нология порошковой окраски малоотходная (практически полная утилизация красок при

нанесении и возвращение в производственный цикл), простая, экономичная (одно-

слойное покрытие взамен двух-трехслойной) и обеспечивает высокое качество и дол-

говечность покрытий.

Одним из путей сокращения расхода растворителя является их рекуперация [40].

В промышленности улавливание растворителей осуществляется конденсационным,

адсорбционным и абсорбционным методом. Наиболее актуальным является адсорб-

ционный метод, при котором растворитель поглощается из паровоздушных смесей

твердыми адсорбентами с последующей десорбцией растворителя путем нагревания

или пропускания паров через насыщенные сорбенты. В качестве адсорбентов в реку-

перационных установках, работающих по этому методу, применяются в основном ак-

тивные угли.

Помимо газообразных отходов при получении лакокрасочных покрытий образу-

ются жидкие и пастообразные отходы. Проблема отходов, содержащих тяжелые ме-

таллы (ртуть, свинец, кадмий, хром) и биоциды (противообрастающие краски) решает-

ся ужесточением требований к безопасности ЛКМ на законодательном уровне.

Готовится к введению в действие технический регламент Таможенного союза

«О безопасности лакокрасочных материалов», который учитывает требования Дирек-

тивы № 2004/42/ЕС [41] по ограничению содержания ЛОМ в ЛКМ и Регламента

№ 19007/2006 REACH [42] по токсичным соединениям.

Экологическая маркировка ЛКМ [43] - это:

- возможность потребителю выбрать на рынке действительно экологически безо-

пасный продукт;

- возможность сократить негативное воздействие на окружающую среду и обес-

печение регулярных проверок третьей стороной, помогающих решить проблемные во-

просы предприятия;

- надежный государственный инструмент, направленный на повышение качества

и экологической безопасности продукции.

Стандарт содержит требования к:

- компонентам ЛКМ (ограничиваются наиболее опасные вещества: ароматиче-

ские углеводороды, вещества, обладающие канцерогенными, мутагенными свойства-

ми, вызывающие аллергические реакции, токсичные и наносящие вред репродуктивной

системе);

- эксплуатационным свойствам ЛКМ;

- системе обращения с отходами, использованию воды и электроэнергии;

- упаковочным материалам, определяющие их безопасность и пригодность к пе-

реработке.

Обработку и ликвидацию опасных отходов можно проводить разными путями:

- физическая обработка (сорбция на угле, диализ, электродиализ, испарение,

фильтрование, флокуляция, отстаивание, обратный осмос, обезвоживание);

- химическая обработка (кальцинирование, ионный обмен, нейтрализация, окси-

доредукция, осаждение, термическая обработка, пиролиз, сжигание);

- биологическая обработка (активирование пульпы, оросительные пульпы, оро-

сительные фильтры);

- ликвидация и хранение в специальных сооружениях, хранилищах, подземное

захоронение, выгрузка навалом либо в таре в океан.

Для ЛКМ актуально уничтожение отходов методом сжигания при 300 °C -

800 °C.

При оценке типичных для России уровней выбросов, сбросов загрязняющих ве-

ществ и образования отходов при проведении окрасочных работ члены ТК 35 исполь-

зовали как результаты анкетирования отечественных предприятий, так и сведения,

приведенные в [4].

С целью выбора НДТ на основании текущих выбросов загрязняющих веществ в

разделе 4 даны методики их определения.

Раздел 2. Основные технологические процессы подготовки

поверхности и окрашивания, применяемые в настоящее время

при производстве продукции (товаров) в Российской Федерации

2.1 Технологический процесс подготовки поверхности и

окрашивания легковых автомобилей

Технологический процесс окрашивания кузова автомобиля включает стадии, пе-

речисленные в таблице 9.

Таблица 9 - Технологический процесс окрашивания кузова легкового автомобиля

Наименование операции

Оборудование, приспособления

1 Предварительное обезжиривание

Ванна распыления

2 Сток

Туннель стока

3 Промывка водой

Ванна распыления

4 Сток

Туннель стока

5 Обезжиривание

Ванна окунания до оконных проемов, рас-

пыление на крышу

6 Сток

Туннель стока

7 Обезжиривание распылением

Ванна распыления

8 Сток

Туннель стока

9 Промывка водой

Ванна окунания до оконных проемов, рас-

пыление на крышу

10 Промывка водой

Ванна распыления

11 Сток

Туннель стока

12 Фосфатирование

Ванна распыления

13 Сток

Туннель стока

14 Промывка распылением

Ванна распыления

15 Сток

Туннель стока

16 Пассивация

Ванна распыления

17 Сток

Туннель стока

18 Промывка дем. водой

Ванна распылением

19 Сток

Туннель стока

20 Орошение дем. водой

Контур орошения

21 Сток

Туннель стока

22 Сушка от влаги

Камера сушильная

23 Пост ОТК

Площадка

24 Подсоединение к электрической шине

Площадка

25 Окраска катодным электроосаж-дением

Ванна объемом 100 м³ с системой элек-

тродиализа, циркуляцией, фильтром

очистки, теплообменником

Продолжение таблицы 9

Наименование операции

Оборудование, приспособления

26 Предварительная промывка ультра-

Контур струйного облива

фильтратом

27 Первая промывка рециркуляционным

Контур струйного облива, ванна стока

ультрафильтратом

объемом 7-10 м³

28 Вторая промывка чистым ультрафиль-

Контуры струйного облива, ванна объе-

тратом

мом 7-10 м³

29 Сток ЛКМ из скрытых сечений

Конусообразная ванна

30 Промывка рециркуляционной дем во-

Контуры струйного облива

дой

31 Промывка чистой дем. водой

Контуры струйного облива, ванна стока

дем. воды объемом 6 м³

32 Отключение электр. шины

Площадка

33 Термоотверждение покрытия

Сушильная установка

34 Осмотр, подшлифовка грунтовочного

Площадка

покрытия, нанесение мастики на сварные

швы внутри кузова

35 Нанесение противошумной мастики на

Камера окрасочная, установка для нане-

днище кузова

сения высоковязких материалов

36 Протирка вручную напыла мастики

Площадка

37 Нанесение грунтовки в два слоя «мок-

Окрасочная камера 2-позиционная, пнев-

рый по мокрому» с межслойной выдерж-

матический распылитель

кой 2-3 мин

38 Выдержка 3-5 мин

Тамбур с вытяжной вентиляционной уста-

новкой

39 Одновременная сушка мастики и грун-

Сушильная установка

товки при 130 °C 20 мин

40 Охлаждение до 30 °C - 40 °C

Тамбур с обдувом холодным сжатым воз-

духом

41 Перевеска кузова с подвесного конвей-

Площадка

ера на тележку напольного конвейера

42 Мокрое шлифование грунтовки вруч-

Бескамерная установка с гидрофильтром,

ную вертикальных поверхностей, шлифо-

ротационные шлифовальные машинки,

вание шлифовальными машинками, про-

гидрощетки

мывка вручную гидрощетками

43 Промывка от шлифовочной пыли дем.

Камера мойки

водой

44 Сушка от влаги при 150 °C

Сушильная камера

45 Охлаждение до 30 °C - 40 °C

Тамбур с обдувом холодным сжатым воз-

духом

46 Пост ОТК

Площадка

47 Нанесение грунтовки на места, про-

Площадка, кисть

шлифованные до металла

Окончание таблицы 9

Наименование операции

Оборудование, приспособления

48 Нанесение покрывной эмали в два

Окрасочная камера двухпозиционная,

слоя «мокрый по мокрому»

пневматический распылитель

49 Выдержка 3-5 мин

Тамбур с вытяжной вентиляционной уста-

новкой

50 Сушка при 130 °C

Камера сушильная

51 Охлаждение до 30 °С - 40 °С

Тамбур с обдувом холодным сжатым воз-

духом

52 Пост ОТК

Площадка

53 Местное шлифование вручную дефек-

Площадка

тов покрытий, нанесение эмали вручную

кистью или распылителем

54 Сушка

Бескамерная сушильная установка под

лампами (типа УСПО)

Предварительную обработку поверхности обезжириванием используют для уда-

ления грязи и масла перед обработкой фосфатированием, которое способствует улуч-

шению адгезии ЛКМ к окрашиваемой поверхности и повышению антикоррозионных

свойств ЛКП. Окрашивание электроосаждением обеспечивает защиту от коррозии

внутренних и наружных поверхностей, включая внутренние полости. Окрашивание

промежуточной грунтовкой необходимо для выравнивания поверхности и обеспечения

сцепления с верхним покрывным слоем покрытия. Внешний верхний слой обеспечива-

ет внешний вид покрытия, а также обеспечивает защиту от химического и физического

воздействия окружающей среды (солнечное излучение, дождь, снег, химикаты, топли-

во, механическое повреждение). Нанесение грунтовочного покрытия методом электро-

осаждения проводят в ваннах окунания. Нанесение промежуточной грунтовки проводят

методом электростатического распыления с ручной подкраской труднодоступных мест

методом пневматического распыления. Окрашивание проводят в окрасочных камерах,

снабженных системой фильтров для очистки от пыли и вентиляцией для удаления за-

грязненного воздуха из зоны окраски. Сушка покрытия проводится горячим воздухом в

сушильных камерах.

В таблице 10 показан расход ЛКМ при окрашивании легкового автомобиля.

Расход находится в прямой зависимости от марки применяемого ЛКМ.

Таблица 10 - Расход материалов

Лакокрасочный материал в рабочей вязкости

Норма расхода, г/м²

Электрофорезная грунтовка на водной основе, органических

растворителей 5 % масс., содержание сухого остатка 14 % -

18 %

70-80 *

Грунтовка на основе растворителей, органических раствори-

телей 45 %, электростатическое распыление

160-180

Эмаль на основе растворителей, органических растворите-

лей 50 % - 60 %

80-120

Защита днища и герметизация

6-12 кг/автомобиль *

Окончание таблицы 10

Лакокрасочный материал в рабочей вязкости

Норма расхода, г/м²

* Данные [4].

Вода при обработке поверхности автомобиля используется при:

- подготовке поверхности к окрашиванию;

- электроосаждении;

- очистке вытяжного воздуха окрасочной камеры.

Расход воды для электроосаждения, по данным [4], составляет 3-20 л/м².

Для улавливания загрязняющих веществ (ЗВ) при окрашивании окрасочные ка-

меры оборудованы гидрофильтрами. Вода, как правило, циркулирует в системе очист-

ки. Расход циркулируемой воды - 2-3 л/м³ воздуха, удаляемого из окрасочной каме-

ры. Требуется восполнение воды за счет испарения. Незначительное количество воды

теряется при очистке камеры (унос с коагулянтом).

Данные по потреблению электроэнергии в РФ при производстве легковых авто-

мобилей отсутствуют. По данным [4], расход электроэнергии на производство окрасоч-

ных работ составляет 38 % - 52 % от общего расхода электроэнергии на производ-

ство автомобиля, из них 7 % - 11 % расходуется на подготовку поверхности к окраши-

ванию, 10 % - 15 % - на электроосаждение, 12 % - 18 % - на герметизацию и за-

щиту днища, 12 % - 18 % - на нанесение промежуточной грунтовки, остальное - на

нанесение верхнего слоя покрытия.

2.1.1 Подготовка к окрашиванию

Предварительная обработка поверхности проводится водными составами и об-

суждается в справочнике НДТ «Процессы обработки поверхностей металлов и пласт-

масс с использованием электролитических или химических процессов».

2.1.2 Грунтование поверхности методом электроосаждения

В настоящее время метод электроосаждения применяется повсеместно как в

Европе, так и в России для нанесения первичного грунтовочного слоя при окрашивании

легковых автомобилей. Лакокрасочный материл наносится путем погружения в ванну и

обычно содержит около 14 % - 22 % твердых компонентов, 2 % - 6 % растворителя,

не содержит свинец. Разбавляется материал деминерализованной водой. В качестве

пленкообразующего вещества служат латексные полимеры, диспергируемые в уксус-

ной кислоте (ультрафильтрат).

Нанесение покрытий электроосаждением представляет собой процесс, заклю-

чающийся в осаждении пленкообразующего материала из водного раствора на окра-

шиваемую поверхность с помощью постоянного электрического тока. Металлический

корпус ванны, в которую помещают окрашиваемое изделие, является одним из элек-

тродов, связанных с источником постоянного тока. Противоположным электродом слу-

жит окрашиваемое изделие. В зависимости от того, где происходит нанесение ЛКМ -

на аноде или катоде, процесс электроосаждения может быть анодным или катодным.

При окраске легковых автомобилей преимущественно используется катодное электро-

осаждение. При нанесении методом электроосаждения достигается высокая равно-

мерность по толщине покрытий, возможность хорошего прокрашивания изделий в

труднодоступных местах, на острых кромках и углах.

ЛКМ, который электростатически не осадился на поверхности, удаляется про-

мывкой ультрафильтратом. Используется многократная промывка. Для обеспечения

экологической безопасности процесса окрашивания и сокращения объема промывоч-

ной воды используются установки ультрафильтрационной очистки рабочего раствора

ЛКМ.

Отвержение грунтовочного слоя покрытия проводится при высокой температуре

165 °C - 180 °C в течение 15-30 мин. Перед сушкой для удаления остатков воды про-

водят обдув горячим воздухом (100 °C).

2.1.3 Защита днища кузова и сварных швов

Нанесение мастики на сварные швы внутри кузова проводят на специальных

площадках с применением распылительного оборудования для нанесения высоковяз-

ких ЛКМ.

Нанесение противошумной мастики на днище кузова проводят в окрасочных ка-

мерах с помощью установок безвоздушного распыления для высоковязких материалов.

ЛКМ представляют собой пластизоли на основе ПХВ и битумные мастики.

2.1.4 Нанесение промежуточной грунтовки

Нанесение промежуточной грунтовки проводят для:

- выравнивания поверхности и подготовки к нанесению внешнего слоя покрытия;

- обеспечения хорошей адгезии и достижения необходимой толщины покрытия;

- защиты от ударов камнями;

- защиты первичного слоя покрытия от действия внешних факторов окружающей

среды.

В отечественной практике в качестве промежуточного слоя используется

эпоксиэфирная грунтовка, содержащая органические растворители. В зарубежной

практике используются также грунтовки на водной основе.

Нанесение грунтовки на внешнюю поверхность проводят обычно электростати-

ческим распылением высокооборотными распылителями. Внутри салона грунтовку

наносят ручным пневматическим распылением. Наносятся, как правило, два слоя грун-

товки «мокрый по мокрому» с межслойной выдержкой в течение 2-3 мин. Сушку масти-

ки и промежуточной грунтовки проводят в сушильной установке при температуре

130 °C - 150 °C в течение 20 мин. После охлаждения проводят мокрое шлифование в

бескамерных установках с гидрофильтрами, промывку шлифовочной пыли в камерах

мойки и сушку от влаги.

2.1.5 Нанесение верхнего (финишного) покрытия

После охлаждения и обеспыливания поверхности проводят нанесение верхнего

слоя покрытия в два слоя «мокрый по мокрому». В отечественной практике использу-

ются меламиноалкидные ЛКМ, в зарубежной - акриловые и полиэфирные ЛКМ и во-

доразбавляемые ЛКМ. В отечественной практике для нанесения верхнего слоя покры-

тия используется метод пневматического распыления, в зарубежной - метод электро-

статического распыления высокооборотными распылителями с подкраской пневмати-

ческим распылением в труднодоступных местах. Сушку покрытия проводят при

130 °C - 140 °C в течение 35-50 мин.

При окрашивании ЛКМ типа «металлик» сначала наносится базовое покрытие,

затем двухслойное лаковое покрытие «мокрый по мокрому». Используются полиакри-

ловые ЛКМ.

На европейских автомобильных заводах для сокращения выбросов ЛОС исполь-

зуют ЛКМ с пониженным содержанием ЛОС, эффективную сухую и мокрую очистку вы-

брасываемого из окрасочной камеры загрязненного воздуха, термическую очистку воз-

духа сушильных камер. Для сокращения сточных вод используют противоточные си-

стемы промывки и тщательную обработку их на установках по очистке сточных вод.

Для снижения выбросов сточных вод из окрасочных камер используют методы окраши-

вания, дающие минимальные потери ЛКМ и эффективные коагулянты для ванн окра-

сочных камер. На отечественных автомобильных заводах используется сжигание отхо-

дящих из сушильных камер воздуха, загрязненного растворителем.

2.2 Технологический процесс подготовки поверхности и

окрашивания грузовых автомобилей и автобусов

Подготовка поверхности к окрашиванию включает в себя очистку, обезжирива-

ние с последующим фосфатированием и пассивацией поверхности. Применяют про-

цессы, используемые для подготовки поверхности к окрашиванию легковых автомоби-

лей. Предварительная обработка поверхности водными составами обсуждается в

справочнике НДТ «Процессы обработки поверхностей металлов и пластмасс с исполь-

зованием электролитических или химических процессов».

Допускается взамен химической обработки применение фосфатирующих грунто-

вок по очищенной от жировых загрязнений поверхности.

Металлическая поверхность кабин, оперенья и топливных баков должны быть

загрунтованы. Внутренняя поверхность кабин, закрываемые обивкой, должны быть за-

грунтованы. Наружная поверхность кабин, оперенья и топливных баков после должны

быть окрашены защитно-декоративными эмалями в два слоя. Допускается окрашивать

топливные баки в два слоя без грунтовки или в один слой по грунтовке. Для защиты

днища кабин и крыльев от коррозии, истирания и шума используются мастики и пла-

стизоли. Допускается окрашивать поверхности крыльев в два слоя эмалями по грун-

товке без применения мастик.

Деревянные детали и узлы платформы окрашиваются эмалями в два слоя без

грунтовки или в один слой по грунтовке.

Металлические платформы, сборочные единицы и детали платформ окрашива-

ются в слои по грунтовке. Допускается окрашивать их в два слоя грунт-эмалевыми со-

ставами. Внутренняя поверхность металлических платформ автомобилей-самосвалов

окрашиваются в один слой без грунтовки.

Ободья и диски колес в сборе, кольца колес, радиаторы и рессоры, рамы авто-

мобиля, воздушные баллоны, мосты, карданные валы, амортизаторы, детали рулевого

управления и другие детали шасси окрашиваются водоразбавляемыми грунтовками

или эмалями в один слой. Допускается применение порошковой окраски.

Перечисленные выше детали, кроме деталей радиаторов из цветных металлов,

для грузовых автомобилей для Министерства обороны окрашиваются в один слой по

грунтовке или в два слоя без грунтовки лакокрасочными материалами с защитными

свойствами.

Стальные и чугунные отливки должны быть загрунтованы.

Окрашивание наружной поверхности двигателя проводится в один слой по за-

грунтованной поверхности. Окрашивание проводят после сборки двигателя. Штампо-

ванные детали и детали двигателя также окрашиваются в один слой.

Для грунтования поверхностей используются алкидные грунтовки, водоразбав-

ляемые грунтовки и эмали. Водоразбаляемые грунтовки и эмали разделяются на два

типа:

- наносимые электроосаждением;

- наносимые распылением, окунанием или струйным обливом.

Для окрашивания кабин и кузова автобуса используется две системы лакокра-

сочного покрытия.

Первая система предусматривает нанесение ЛКМ:

- электроосаждением (содержание растворителя - 8 % масс.);

- двухслойное финишное покрытие эмалями (содержание растворителя -

не менее 45 % масс. - 55 % масс.).

Вторая система предусматривает нанесение ЛКМ:

- распылением, окунанием, струйным обливом (содержание растворителя -

15 % масс.);

- двухслойное финишное покрытие эмалями (содержание растворителя -

не менее 45 % масс. - 55 % масс.).

Допускается система нанесения ЛКМ:

- распылением (содержание растворителя - не менее 55 %);

- двухслойное финишное покрытие эмалями (содержание растворителя -

не менее 45 % масс. - 55 % масс.).

Детали шасси, как правило, загрунтовываются водоразбавляемыми материала-

ми: с содержанием растворителей 5 % - 10 % - методом электроосаждения, с со-

держанием растворителей 10 % - 15 % - методом распыления, окунания; порошко-

выми материалами или грунтовками на растворителях (содержание растворителя -

45 % - 55 %) - методом ручного распыления из-за различий в размерах и конфигура-

ции изделия. Лакокрасочные материалы наносятся пневматическим или безвоздушным

распылением.

Технологические схемы окрашивания кабины приведены в таблице 11.

Таблица 11 - Технологическая схема окрашивания кабины грузового автомобиля

Оборудование, приспособления для нанесения

Наименование операции

водоразбавляемых

органоразбавляемых

материалов

1 Предварительное обезжирива-

Ванна распыления

ние распылением

2 Сток

Туннель стока

3 Промывка водой

Ванна распыления

Продолжение таблицы 11

Оборудование, приспособления для нанесения

Наименование операции

водоразбавляемых

органоразбавляемых

материалов

4 Сток

Туннель стока

5 Обезжиривание распылением

Ванна распыления

6 Сток

Туннель стока

7 Промывка водой

Ванна распыления

8 Сток

Туннель стока

9 Фосфатирование

Ванна распыления

10 Сток

Туннель стока

11 Промывка водой

Ванна распыления

12 Пассивация

Ванна распыления

13 Сток

Туннель стока

14 Промывка дем. водой

Ванна распыления

15 Сток

Туннель стока

16 Орошение дем. водой

Ванна распыления

17 Сток

Туннель стока

18 Сушка от влаги

Камера сушильная

24 Пост ОТК

Площадка

25 Окраска электроосаждением

Ванна с си-

стемой

электроди-

ализа, цир-

куляцией,

фильтром

очистки,

теплооб-

менником

26 Окраска окунанием

Ванна оку-

нания с

циркуляци-

ей, тепло-

обменни-

ком

27 Окраска струйным обливом

Ванна с

циркуляци-

ей, тепло-

обменни-

ком и кон-

турами об-

лива

Окончание таблицы 11

Оборудование, приспособления для нанесения

Наименование операции

водоразбавляемых

органоразбавляемых

материалов

28 Окраска распылением

Окрасочная

камера,

пневмати-

ческий рас-

пылитель

29 Предварительная промывка

Контуры

ультрафильтратом

струйного

облива

30 Первая промывка ультра-

Контуры

фильтратом

струйного

облива,

ванна

31 Вторая промывка ультрафиль-

Контуры

тратом

струйного

облива,

ванна

32 Промывка рециркуляционной

Контуры

дем. водой

струйного

облива

33 Промывка чистой дем. водой

Контуры

струйного

облива,

ванна

34 Отключение электр. шины

Площадка

35 Зона каплепадения

Ванна стока

36 Зона растекания

Туннель

37 Термоотверждение покрытия

Сушильная установка

38 Охлаждение до 30 °C - 40 °C

Тамбур с обдувом холодным сжатым воздухом

39 Нанесение покрывной эмали в

Окрасочная камера 2-позиционная, пневматиче-

два слоя «мокрый по мокрому»

ский распылитель

40 Выдержка 5-10 мин

Тамбур с вытяжной вентиляционной установкой

41 Сушка

Камера сушильная

42 Охлаждение до 30 °C - 40 °C

Тамбур с обдувом холодным сжатым воздухом

43 Пост ОТК

Площадка

При окрашивании деталей шасси водоразбавляемыми материалами использует-

ся технологическая схема, аналогичная применяемой при окрашивании кабины (поз. 1-

38). При окрашивании материалами на растворителях подготовку поверхности произ-

водят обезжириванием вручную, затем производят окрашивание грунт-эмалями на

эпоксидно-хлорвиниловой основе в два слоя методом безвоздушного или пневматиче-

ского распыления в окрасочных камерах. Сушку каждого слоя проводят при 60 °C -

80 °C.

При окрашивании автобусов после нанесения первичного слоя лакокрасочного

покрытия проводят операции по герметизации швов и защите днища специальными

составами. В остальном технология окрашивания существенно не отличается от тех-

нологии окрашивания кабин грузового автомобиля. В качестве грунтовки используют

эпоксидную или полиуретановую грунтовку, для покрывных слоев - полиуретановые

эмали. Порошковое окрашивание применяется исключительно для обработки поверх-

ности поручней салона автобуса.

В таблице 12 показан расход материалов при окрашивании грузовых автомоби-

лей и автобусов [4].

Расход зависит от марки применяемого ЛКМ.

Таблица 12 - Расход материалов

Норма расхода, г/м²

Лакокрасочный материал

Грузовой ав-

Автофургон

Автобусы

томобиль

Электрофорезная грунтовка на водной основе,

органических растворителей

5 % масс., со-

держание сухого остатка 14 % - 18 %

128

120-135

Грунтовка на основе растворителей, органиче-

ских растворителей 50 %

200

180-200

Грунтовка водоразбавляемая, 15 % масс. рас-

творителя

200

220-260

Эмаль на основе растворителей, органических

растворителей 50 % - 65 % - 75 %

116-122

139-146

90-100

Вода при обработке поверхности используется при:

- подготовке поверхности к окрашиванию;

- электроосаждении;

- очистке вытяжного воздуха окрасочной камеры.

Расход воды при окрашивании грузовых автомобилей по данным [4] составляет

35-80 л/м².

Данные по потреблению электроэнергии в РФ при производстве грузовых авто-

мобилей и автобусов отсутствуют. По данным [4], расход электроэнергии при исполь-

зовании природного газа на производство окрасочных работ составляет 0,7-1 нм³/м²

окрашенной поверхности.

Для снижения уровня загрязнений окружающей среды в Европе используют ла-

кокрасочные материалы:

- водоразбавляемые для электроосаждения (5 % растворителя);

- водоразбавляемые грунтовки (8 % растворителя), наносимые методом элек-

тростатического распыления;

- покрывные материалы с высоким сухим остатком (45 % растворителя) и водо-

разбавляемые материалы (13 % растворителя), наносимые пневматическим распыле-

нием.

2.3 Технологический процесс подготовки поверхности и

окрашивания железнодорожных средств

Технологические процессы получения покрытий железнодорожных транспортных

средств можно разделить на два вида: окрашивание новых вагонов и операции техни-

ческого обслуживания, включающие ремонтное перекрашивание вагонов. Системы ла-

кокрасочных покрытий в обоих случаях одинаковые.

Технологический процесс окрашивания пассажирских и грузовых вагонов вклю-

чает стадии, перечисленные в таблице 13, ремонтного окрашивания пассажирских ва-

гонов - в таблице 14.

Таблица 13 - Технологический процесс окрашивания грузовых и пассажирских

вагонов

Наименование операции

Оборудование, приспособления

1 Присоединение вагона к конвейеру

2 Очистка поверхности от снега и льда,

Газовая установка прямого нагрева возду-

нагрев до 15 °C

ха

3 Струйная промывка (обезжиривание)

Камера очистки с высоконапорным очи-

стительным оборудованием с подогревом

воды, ванна стока

4 Обдув сжатым воздухом

Площадка

5 Сушка от влаги

Камера сушки

6 Маскировка ходовой части и тормозной

Площадка

системы

7 Автоматическая дробеструйная обра-

Камера очистки с дробеструйным обору-

ботка

дованием

8 Ручная дробеструйная обработка

Камера очистки с ручным дробеструйным

оборудованием

9 Очистка от абразивных материалов

Камера очистки с вентиляционным обору-

дованием

10 Нанесение первого слоя материала

Камера окрасочная, оборудование ручно-

го безвоздушного распыления

11 Выдержка и растекание лакокрасочного

Площадка с вентиляционным оборудова-

покрытия

нием

12 Сушка

Камера сушки

13 Охлаждение

Площадка с вентиляционным оборудова-

нием

14 Нанесение второго слоя материала

Камера окрасочная, оборудование ручно-

го безвоздушного распыления

15 Выдержка и растекание лакокрасочного

Площадка с вентиляционным оборудова-

покрытия

нием

16 Сушка

Камера сушки

17 Охлаждение

Площадка с вентиляционным оборудова-

нием

Окончание таблицы 13

Наименование операции

Оборудование, приспособления

18 Нанесение третьего слоя материала

Камера окрасочная, оборудование ручно-

го безвоздушного распыления

19 Выдержка и растекание лакокрасочного

Площадка с вентиляционным оборудова-

покрытия

нием

20 Сушка

Камера сушки

21 Охлаждение

Площадка с вентиляционным оборудова-

нием

22 Нанесение надписей и логотипов

Камера окрасочная, оборудование ручно-

го пневматического распыления

23 Выдержка и растекание лакокрасочного

Площадка с вентиляционным оборудова-

покрытия

нием

24 Сушка

Камера сушки

25 Охлаждение, отсоединение от транс-

Площадка с вентиляционным оборудова-

портного пути и откатка

нием

26 Испытание тормозов, взвешивание,

сдача

Таблица 14 - Технологический процесс ремонтного окрашивания пассажирских

вагонов

Наименование операции

Оборудование, приспособления

Наружная окраска

1 Обмывка кузова вагона снаружи от за-

Камера очистки с высоконапорным очи-

грязнений и масложировых отложений

стительным оборудованием с подогревом

воды, ванна стока

2 Очистка от окислов металла и старых

Камера очистки с ручным дробеструйным

покрытий

оборудованием

3 Обдувка воздухом

Камера очистки с вентиляционным обору-

дованием

4 Обезжиривание

Камера очистки

5 Нанесение грунтовки

Камера окрасочная

6 Шпатлевание отдельных углублений и

Площадка с вентиляционным оборудова-

дефектных мест

нием

7 Повторное шпатлевание в случае необ-

Площадка с вентиляционным оборудова-

ходимости

нием

8 Шлифование зашпатлеванной поверх-

Площадка с вентиляционным оборудова-

ности и дефектных мест (потеки, наплывы

нием

и др.)

9 Нанесение выявительного слоя сплош-

Камера окрасочно-сушильная

ное или местами на зашпатлеванную по-

верхность

10 Выправка отдельных дефектных мест

Камера окрасочно-сушильная

11 Подшлифовка выравненных мест

Камера окрасочно-сушильная

Окончание таблицы 14

Наименование операции

Оборудование, приспособления

12 Повторное сплошное грунтование

Камера окрасочно-сушильная

13 Обдувка воздухом

Камера окрасочно-сушильная

14 Нанесение 1 внешнего слоя материала

Камера окрасочно-сушильная

15 Сушка первого слоя

Камера окрасочно-сушильная

16 Нанесение 2 внешнего слоя материала

Камера окрасочно-сушильная

17 Сушка

Камера окрасочно-сушильная

18 Нанесение 3 слоя внешнего слоя мате-

Камера окрасочно-сушильная

риала

(при

использовании

водно-

дисперсионных материалов)

19 Нанесение надписей

Камера окрасочно-сушильная

20 Прокрашивание отдельных мест

Камера окрасочно-сушильная

Внутренняя поверхность

21 Обмывка вагона изнутри (стены, потол-

Камера очистки с высоконапорным очи-

ки, пол, трубы, мебель, рамы, двери

стительным оборудованием с подогревом

и т. д.)

воды, ванна стока

22 Расчистка разрушившегося покрытия

Камера очистки с ручным дробеструйным

на всех поверхностях

оборудованием

23 Циклевание деревянных поверхностей

Камера окрасочно-сушильная

24 Шлифование деревянных поверхно-

Камера окрасочно-сушильная

стей

25 Нанесение протравного красителя (мо-

Камера окрасочно-сушильная

рилки) на деревянные поверхности

26 Грунтование расчищенных мест на ме-

Камера окрасочно-сушильная

таллических поверхностях

27 Лакирование деревянных поверхностей

Камера окрасочно-сушильная

28 Окрашивание металлических, деревян-

Камера окрасочно-сушильная

ных поверхностей, линолеума

Для грунтования и окрашивания поверхности вагонов используются алкидные,

алкидно-уретановые, фенольные, эпоксидные, акриловые, акрил-уретановые, полиуре-

тановые, водно-дисперсионные материалы. Деревянные поверхности внутренних по-

мещений окрашиваются алкидными и водно-дисперсионными материалами. Для

окраски поверхностей, мебели, дверей из алюминия применяют также порошковое

окрашивание. Для окрашивания аккумуляторных ящиков используются эпоксидные и

хлорвиниловые ЛКМ. Окрашивание производится в соответствии с отраслевой доку-

ментацией ВНИИЖТ [30, 31].

Площадь окрашивания вагонов составляет от 240 до 300 м² и выше.

Расход материалов показан в таблице 15.

Таблица 15 - Расход материалов

Лакокрасочный материал

Норма расхода, г/м²

Грунтовки, содержание растворителей 50 % - 60 %

60-120

Окончание таблицы 15

Лакокрасочный материал

Норма расхода, г/м²

Водно-дисперсионные, содержание растворителя 8 %

80-100

Шпатлевки, содержание растворителя 25 %

2000-4000

(при толщине слоя 1-2 мм)

Эмали, содержание растворителя 50 % - 60 %

100-130

Эмаль, содержание растворителя 60 % - 70 %

140-150

Водно-дисперсионные краски, содержание растворите-

110-130

ля 8 %

Лаки, содержание растворителя 70 %

100-120

Окрасочные камеры для нанесения ЛКМ на вагоны выбрасывают в атмосферу

от 200 тыс.м³/ч загрязненного воздуха. Концентрация ЛОС в выбрасываемом в атмо-

сферу воздухе при грунтовании поверхности может достигать 160-250 мг/м³, при окра-

шивании алкидными эмалями -

170-330 мг/м³, эпоксидными эмалями -

170-

250 мг/м³.

Для снижения уровня загрязнения окружающей среды рекомендуется:

- использование водно-дисперсионных материалов (8 % растворителя);

- использование покрывных материалов с высоким сухим остатком (45 % раство-

рителя).

- эффективная очистка выбрасываемого воздуха окрасочной камеры;

- термическое окисление выбрасываемого воздуха от сушильных камер.

2.4 Технологический процесс подготовки поверхности и

окрашивания сельскохозяйственной техники

Из-за многообразия сельхозтехники по назначению существует многообразие

технологических схем окрашивания, общей из которых является:

- подготовка к окрашиванию;

- нанесение и сушка грунтовочного покрытия;

- нанесение не менее двух слоев материалов внешнего слоя и их сушка.

Подготовку поверхности из черных металлов толщиной до 3 мм обрабатывают,

как и в автомобильной промышленности, водными составами с получением фосфат-

ных слоев. Но допускается взамен фосфатирования применение фосфатирующих

грунтовок, ингибиторов коррозии, модификаторов ржавчины и модификаторов, повы-

шающих пассивирующие свойства ЛКМ.

Из-за сложности конфигурации и больших площадей окрашивания используют

практически все методы окрашивания: пневматическое и безвоздушное распыление,

электроокраска, струйный облив и окунание. Окрашивание проводят как на конвейер-

ных линиях, включающих окрасочные и сушильные камеры проходного типа, так и в ту-

пиковых окрасочно-сушильных камерах.

Существуют ограничения по сушке покрытий изделий в сборе.

Данные по потреблению материалов, электроэнергии и выбросам загрязняющих

веществ отсутствуют из-за многообразия обрабатываемых поверхностей изделий.

В зарубежной практике [44] современными доступными технологиями преду-

сматривается:

- замена обычных ЛКМ на ЛКМ с высоким сухим остатком и на водной основе;

- применение рецептур ЛКМ без вредных загрязнений воздуха;

- минимизация количества ЛОС;

- оптимальная совместимость методов нанесения;

- получение качественных покрытий при меньших затратах.

Например, на линии окраски картофелекопалок на одном из европейских заво-

дов уже с 1995 г. изделия окрашиваются методом окунания с последующим нанесени-

ем порошкового ЛКМ. В 2003 г. железофосфатирование заменено на цинкфосфатиро-

вание, а грунтование окунанием - на толстослойное (до 45 мкм) катафорезное грунто-

вание. На некоторых заводах линии окраски сельхозмашин аналогичны линиям окраски

легкового автомобиля.

Проблема энегосбережения за рубежом решается за счет рациональной загруз-

ки окрасочной линии, использования диагональных вентиляционных систем в окрасоч-

ных и сушильных камерах, применения теплообменников для использования регене-

рированного тепла, например для нагрева ванн подготовки поверхности, регенерации

тепла сушильных камер, применения специальных раздвижных ворот для наибольшего

сохранения тепла.

В России экономия электроэнергии в основном решается за счет применения

энергосберегающих ЛКМ. К таким материалам относятся алкидно-уретановые, алкид-

но-акриловые, уретановые, акрил-уретановые ЛКМ ускоренной сушки.

Снижение выбросов ЛОС возможно за счет применения материалов с повышен-

ным содержанием сухого остатка, грунт-эмалевых ЛКМ, наносимых в два слоя взамен

трехслойного покрытия, порошкового окрашивания. Там, где это возможно, использо-

вание электростатического распыления.

Наиболее прогрессивными технологиями окрашивания сельхозтехники являются

технологии с катафорезным грунтованием и порошковой окраски.

Применение порошковой технологии при окрашивании сельхозтехники отвечает

экологической безопасности производства, позволяет значительно сократить произ-

водственные площади под окраску за счет однослойного нанесения, обеспечивает по-

лучение долговечного покрытия с высокой износостойкостью и стойкостью к агрессив-

ным средам. Особенно пригодна эта технология для окрашивания почвообрабатыва-

ющего и животноводческого оборудования, а также оборудования для производства

кормов.

2.5 Технологический процесс подготовки поверхности и

окрашивания электродвигателей

Технология обработка поверхности электродвигателей включает обезжиривание

поверхности, как правило, ручным способом с использованием органических раствори-

телей.

Многообразие деталей, а также климатических исполнений электродвигателей

предполагает использование различных схем окрашивания, которые реализуются на

различных окрасочных участках производства с использованием различного набора

оборудования, как проходного, так и тупикового вида.

При окраске кожуха электродвигателя и других деталей из стали, станины и дру-

гих деталей из чугуна сначала проводят грунтование поверхности алкидными и/или

фенольными грунтовками, затем проводят окрашивание алкидными, меламиноалкид-

ными и эпоксидными эмалями. При окраске вентилятора и других деталей из алюми-

ния проводят грунтование фенолалкидными грунтовками для цветных металлов, затем

проводят окрашивание алкидными, меламиноалкидными и эпоксидными эмалями. По-

сле сборки электродвигателя проводят повторное окрашивание эмалями.

Замена ручного обезжиривания на химическую подготовку поверхности к окра-

шиванию водными составами позволит автоматизировать процесс и сократить выбро-

сы ЛОС.

Применение грунт-эмалевых ЛКМ на алкидно-уретановой и эпоксидно-

хлорвиниловой основе взамен алкидных, меламиноалкидных и чисто эпоксидных ма-

териалов позволит снизить потребление электроэнергии и выбросы ЛОС при произ-

водстве покрытий за счет снижения количества слоев наносимого материала и их

ускоренной горячей сушки.

Многообразие деталей, модификаций и размеров электродвигателей предпола-

гает проведение технологического процесса окрашивания как на конвейерной линии,

так на оборудовании тупикового типа.

Перспективный энергосберегающий технологический процесс окрашивания

электродвигателей алкидно-уретановыми ЛКМ представлен в таблицах 16, 17.

Таблица 16 - Окрашивание на конвейерной линии или на оборудовании

периодического действия

Наименование операции

Оборудование, приспособления

1 Одновременное обезжиривание и

Ванна распыления

аморфное фосфатирование распылением

2 Сток

Туннель стока

3 Одновременное обезжиривание и

Ванна распыления

аморфное фосфатирование распылением

3 Промывка питьевой водой

Ванна распыления

4 Сток

Туннель стока

5 Промывка дем. водой распылением

Ванна распыления

6 Сток

Туннель стока

7 Обдув воздухом

8 Сушка от влаги

Камера сушильная

9 Охлаждение холодным воздухом

Тамбур с обдувом холодным сжатым воз-

духом

10 Пост ОТК

Площадка

11 Нанесение грунтовочного покрытия ме-

Камера окрасочная, установка нанесения

тодом ручного безвоздушного или пнев-

распылением

матического распыления

12 Выдержка перед горячей сушкой

Тамбур с вытяжной вентиляционной уста-

новкой

Окончание таблицы 16

Наименование операции

Оборудование, приспособления

13 Сушка

Сушильная установка

14 Нанесение эмали методом ручного

Камера окрасочная, установка нанесения

безвоздушного или пневматического рас-

распылением

пыления

15 Выдержка перед горячей сушкой

Тамбур с вытяжной вентиляционной уста-

новкой

16 Сушка

Сушильная камера

17 Охлаждение холодным воздухом

Тамбур с обдувом холодным сжатым воз-

духом

Таблица 17 - Окрашивание изделий в сборе на оборудовании тупикового типа

Наименование операции

Оборудование, приспособления

1 Обезжиривание растворителем вручную

Камера обезжиривания

2 Сушка

Тамбур с вытяжной вентиляционной уста-

новкой

3 Нанесение эмали методом ручного

Камера окрасочная, оборудование для

пневматического распыления

нанесения распылением

4 Выдержка перед горячей сушкой

Камера окрасочная

5 Сушка

Камера сушильная

Применение алкидно-уретановых ЛКМ позволяет ускорить процесс сушки лако-

красочного покрытия, унифицировать процесс окраски электродвигателя и сократить

площади, занимаемые окрасочным производством.

2.6 Технологический процесс подготовки поверхности и

окрашивания станков, кузнечно-прессовых и литейных машин

Очистку поверхностей литых деталей проводят дробеметно-дробеструйным спо-

собом. Обезжиривание крупногабаритных изделий сложной конфигурации, а также

сборочных единиц, с поверхности которых трудно удалить остатки водных обезжири-

вающих составов, проводят органическими растворителями (уайт-спирит, нефрас 150-

200 и др.). Обезжиривание остальных поверхностей проводят водными щелочными со-

ставами или эмульсиями.

Современный процесс окраски на конвейерных линиях осуществляется на стан-

костроительных заводах в два этапа:

- окраска чугунных деталей станков до механической обработки;

- окраска собранных станков.

Чугунные детали поступают на станкостроительные заводы с нанесенным слоем

алкидной грунтовки. Детали непрерывно перемещаются конвейером в агрегат для ще-

лочного струйного обезжиривания, где с поверхности удаляются масляные, жировые и

другие загрязнения. Струйная очистка осуществляется в щелочном растворе кальци-

нированной соды с температурой 80 °C - 90 °C под давлением 0,2-0,25 МПа.

После сушки чугунные детали окрашиваются эмалями. При необходимости про-

водят шпатлевание нитроцеллюлозной шпатлевкой. После сушки проводят мокрое

шлифование зашпатлеванной поверхности с применением уайт-спирита, который не-

значительно размягчает нитрошпатлевку и улучшает качество шлифования. После

шлифования наружную поверхность детали вытирают насухо поролоновой губкой и

подают деталь в окрасочную камеру для окраски эмалью.

Собранные станки сначала обезжиривают вручную уайт-спиритом. После обез-

жиривания и сушки шлифуют поврежденные места, которые образовались при сборке

станка. Если при шлифовке оголяется металл, то на это место наносят акриловую

быстросохнущую грунтовку. При необходимости проводят шпатлевание и шлифование

поверхности. Затем изделия в сборе окрашивают двумя слоями эмали с сушкой каждо-

го слоя. Метод окрашивания - безвоздушное или пневматическое распыление.

В таблице 18 приведены применяемые при окрашивании материалы и раствори-

тели.

Таблица 18 - Применяемые ЛКМ и растворители

Окрашиваемые поверхности,

Содержание рас-

условия эксплуатации, опреде-

Тип ЛКМ

Растворители

творителей

ляющие выбор ЛКМ

Наружные поверхности стан-

Маслостойкие

Бутилацетат, спирт

60-71

ков и оборудования при пе-

нитроцеллю-

бутиловый и этило-

риодическом воздействии

лозные

вый, толуол, этила-

минеральных масел.

цетат

Внутренние поверхности

станков и оборудования при

постоянном воздействии ми-

неральных масел

Поверхности деревообраба-

Нитроцеллю-

Толуол, спирт изо-

60-71

тывающего, кузнечно-

лозные

бутиловый, этило-

прессового и литейного обо-

вый, бутиловый,

рудования, работающего на

ксилол

открытом воздухе

Алкидные

Уайт-спирит, соль-

40-50

вент

Хлорвиниловые

Ацетон, толуол, кси-

67-73

лол, бутилацетат,

этилацетат

Отдельные поверхности

Меламино-

Ксилол, бутиловый

43-53

станков и оборудования,

алкидные

спирт, сольвент,

подвергаемые периодиче-

этилцеллозольв, бу-

скому воздействию стружки,

тилацетат

абразива и минеральных ма-

сел

Окончание таблицы 18

Окрашиваемые поверхности,

Содержание рас-

условия эксплуатации, опреде-

Тип ЛКМ

Растворители

творителей

ляющие выбор ЛКМ

Наружные и внутренние по-

Эпоксидные

Ксилол, этилцелло-

40-60

верхности электроэрозион-

зольв, толуол, бути-

ных, электрохимических и

лацетат

других станков, подвергае-

мые длительному воздей-

ствию щелочных эмульсий,

электролитов и раствора

триэтаноламинов

Внутренние поверхности ре-

Поливинил-

Смесевые P-7, Р-60

37-43

зервуаров, подвергаемых по-

бутиральные

стоянному воздействию ми-

Алкидные

Ксилол, сольвент,

38-47

неральных масел

уайт-спирит

Внутренние поверхности

Поливинил-

Смесевые P-7, Р-60

37-43

гидрорезервуаров

бутиральные

Отдельные поверхности

Алкидные

Ксилол, сольвент

48-55

оборудования, эксплуатиру-

Кремнийоргани-

Ксилол, толуол

82 (в основе)

емого при повышенных тем-

ческие

пературах

Данные по расходу материалов и электроэнергии отсутствуют.

2.7 Технологический процесс подготовки поверхности и

окрашивания механического оборудования и специальных

стальных конструкций гидротехнических сооружений

Подготовка к окрашиванию состоит из следующих основных операций:

- устранение дефектов поверхности;

- удаление масляных и жировых загрязнений;

- удаление прокатной окалины и продуктов коррозии;

- удаление прочих загрязнений (солей, пыли, остатков абразива и т. п.).

Для удаления жировых загрязнений используется обезжиривание как органиче-

скими растворителями, так и водными моющими растворами. Для изделий, эксплуати-

руемых в жестких и особо жестких условиях, широко применяют фосфатирование.

Для удаления окалины и продуктов коррозии используется также травление оку-

нанием, нанесением или распылением травильными растворами. Травление раство-

рами ортофосфорной кислоты является наиболее рекомендуемым процессом. Обра-

зующаяся в процессе обработки поверхности металла пленка фосфата железа способ-

ствует лучшей адгезии и коррозионной стойкости лакокрасочного покрытия.

В заводских условиях наиболее часто используют дробеметный или пескоструй-

ный способ очистки для удаления грязи и окалины.

Допускается также применение грунтовок - модификаторов ржавчины, которые

наносятся на конструкции, с поверхности которых не удалены полностью продукты

коррозии, а также окалина.

В технологии окрашивания механического оборудования и специальных сталь-

ных конструкций гидротехнических сооружений грунтование проводят в заводских

условиях, окрашивание - после монтажа изделия на месте эксплуатации. На заводах

грунтовка наносится тонкой пленкой (20-30 мкм) на подготовленную абразивным спо-

собом сталь, чтобы обеспечить временную защиту от коррозии на время механической

обработки, транспортировки, монтажа и хранения стальных конструкций. На заводскую

грунтовку затем наносится окончательная система покрытий, которая, как правило,

включает еще один дополнительный грунтовочный слой.

В качестве заводской грунтовки используют быстросохнущие материалы с высо-

кими механическими свойствами, позволяющими проводить сварочные работы: алкид-

ные, поливинилбутиральные, эпоксидные, цинкнаполненные эпоксидные или силикат-

ные.

В таблице 19 приведены данные по совместимости заводских грунтовок с грун-

товками, наносимыми после монтажа конструкции.

Таблица 19 - Совместимость ЛКМ с заводскими грунтовками

Заводская грунтовка

Совместимость с заводской грунтовкой

Содержание

Тип

ЛОС

Алкидные

40-45

Поливинилбутиральные

75-80

Эпоксидные

55-58

Эпоксидные цинкнапол-

10-15

ненные

Силикатные цинкнапол-

10-15

ненные

ЛКМ наносятся ручным, безвоздушным или пневматическим распылением.

В таблице 20 приведено содержание растворителей в ЛКМ, применяемых для

окрашивания металлоконструкций.

Таблица 20 - Содержание растворителей

Тип пленкообразующего вещества ЛКМ

Содержание растворителя, %

Винилово-эпоксидные

55-62

Этилсиликатные цинкнаполненные

88-90

Эпоксиэфирные

36-42

Эпоксиэфирные цинкнаполненные

21-27

Эпоксидно-уретановые

44-63

Окончание таблицы 20

Тип пленкообразующего вещества ЛКМ

Содержание растворителя, %

Эпоксидные

20-28

Эпоксидные цинкнаполненные

10-15

Эпоксидные фосфатирующие

47-57

Поливинилбутиральные

73-75

Кремнийорганические

70-85

Кремнийорганические цинкнаполненные

20-45

Уретановые

60-61

Уретановые цинкнаполненные

12-18

Фторуретановые

41-58

Винилхлоридные

67-73

Поливинилхлоридные

70-77

Фенолформальдегидные

39-40

Данные по расходу материалов, растворителей и электроэнергии отсутствуют.

Снижение выбросов ЛОС возможно при применении толстослойных грунт-

эмалевых покрытий, материалов с высоким сухим остатком, двухкомпонентных,

не содержащих растворителя материалов.

2.8 Технологический процесс подготовки поверхности и

окрашивания рулонного металлопроката (койл-коутинг)

Технология окрашивания рулонного металлопроката независимо от типа приме-

няемой подложки (оцинкованная, холоднокатаная сталь, алюминий и его сплавы) и ти-

па применяемого ЛКМ включает этапы:

- размотка металлической ленты;

- предварительная обработка поверхности;

- сушка;

- покрытие обратной стороны металлической поверхности грунтовкой и эмалью;

- сушка;

- нанесение эмали на лицевую и обратную сторону ленты;

- сушка;

- сматывание металлической ленты.

Скорость окрашивания ленты варьируется от 5 до 150 м/мин, длина окрасочной

линии - от 80 до 250 м.

Экономические преимущества этого метода обработки поверхности:

- низкий расход ЛКМ и растворителя вследствие применения эмалей с высоким

содержанием сухого вещества;

- высокая производительность окрасочной линии;

- сокращение производственных площадей и энергозатрат;

- исключение потерь ЛКМ и растворителей по сравнению с окрашиванием рас-

пылением.

Технологические преимущества:

- одновременное нанесение слоя ЛКМ с двух сторон;

- равномерная толщина покрытия на всей площади листа;

- улучшенные защитные свойства покрытия;

- возможность полной автоматизации технологических стадий;

- высокое качество окрашенных покрытий.

Экологические преимущества:

- испаренный растворитель на действующих предприятиях РФ дожигается до уг-

лекислоты, а выделенное тепло возвращается обратно в сушильную камеру;

- нет необходимости дополнительно окрашивать готовое изделие после его изго-

товления или монтажа.

При подготовке к окрашиванию проводят двойное обезжиривание поверхности

листа в специальных ваннах с применением вращающихся щеток с последующей

двойной промывкой чистой водой распылением форсунками. Затем проводят пассива-

цию поверхности листа специальными хроматирующими растворами с последующей

сушкой горячим воздухом.

Нанесение грунтовки и эмали проводят валковым методом (окрасочными валка-

ми). Сушка осуществляется в сушильных печах при заданной температуре. После суш-

ки проводят охлаждение либо воздушное, либо с использованием закрытой водяной

системы охлаждения.

В таблице 21 приведено использование ЛКМ с органическими растворителями

для окрашивания методом «койл-коутинг».

Таблица 21 - Некоторые типичные органические покрытия, используемые в

промышленности [4]

Толщи-

Концен-

на су-

трация

Температура

Покрытие

хой

Тип смолы

раство-

Тип растворителя

сушки, °C

пленки,

рителя,

мкм

Грунтовки

4-9

Эпоксидно-

50-70

Высококипящие

210-230

уретановые

ароматические

Эпоксидно-

спирты

меламиновые

Гликолевые

Полиэфирно-

эфиры

меламиновые

Высококипящие

Полиуретановые

эфиры

Акриловые

Грунтовки с вы-

12-25

Полиэфирно-

40-50

Высококипящие

210-230

соким

сухим

меламиновые

ароматические

остатком

Полиуретановые

спирты

Гликолевые

эфиры

Высококипящие

эфиры

Продолжение таблицы 21

Толщи-

Концен-

на су-

трация

Температура

Покрытие

хой

Тип смолы

раство-

Тип растворителя

сушки, °C

пленки,

рителя,

мкм

Покрытия для

4-15

Полиэфирно-

50-70

Высококипящие

180-250

обратной сто-

меламиновые

ароматические

роны

Эпоксидно-

спирты

меламиновые

Гликолевые

Эпоксидно-

эфиры

фенольные

Меламино-алкидные

Покрывные по-

18-25

Насыщенные поли-

35-55

Высококипящие

210-230

лиэфирные

эфирные, сшитые

ароматические

меламино-

спирты

формальдегидными

Гликолевые

смолами

эфиры

Высококипящие

эфиры и эфиры

Силиконмоди-

18-25

Полиэфирные смо-

45-55

Высококипящие

210-230

фицированные

лы, модифициро-

ароматические

полиэфиры

ванные силиконом

спирты

Гликолевые

эфиры

Высококипящие

эфиры

Полиуретаны

20-30

Насыщенные поли-

30-50

Высококипящие

220-240

эфиры, сшитые уре-

ароматические

таном

спирты

Гликолевые

эфиры

Высококипящие

эфиры

PVDF

20-25

Поливини-

40-65

Высококипящие

240-260

лиден-фторидные с

ароматические

акриловыми поли-

спирты

мерами

Гликолевые

эфиры

Высококипящие

кетоны

ПХВ-пластизоли

100-

Поливинилхлорид-

Менее

Высококипящие

190-210

200

ные пластизоли

эфиры и али-

фатические уг-

леводороды

Окончание таблицы 21

Толщи-

Концен-

на су-

трация

Температура

Покрытие

хой

Тип смолы

раство-

Тип растворителя

сушки, °C

пленки,

рителя,

мкм

Водораствори-

10-25

Акрил-меламиновые

5-15

Высококипящие

220-230

мые, включая

эфиры

грунтовки и по-

Гликолевые

крытия для об-

эфиры

ратной стороны

Антипригарные

12-15

Полиэфирно-

65-80

N-метилпира-

350-370

сульфоновые

лидон

Политетрафтор-

Бутиралактон

этилен

Высококипящие

ароматические

спирты

Ламинатные

15-120

Поливинилхлорид,

Нет в пленке, но

180-230

пленки

ПХВ

используются в

Полиэтилентера-

грунтовках-

фталат

адгезивах

Акриловые

Полиуретановые

Порошковые

35-100

Полиэфир-

200-250

покрытия

эпоксидные

Полиуретановые

В таблице 22 приведены европейские данные по использованию ЛКМ в 1993 и

2002 гг.

Таблица 22 - Потребление органических покрытий [4]

Доля, %

Тип покрытия

1993 г.

2002 г.

Грунтовки

16,5

Покрытия обратной стороны

13,2

16,6

Покрывные материалы:

Полиэфирные

36,1

Полиэфирные, модифицированные силиконом

3,4

0,2

Полиуретановые

Неизвестно

6,2

Поливинилиденфторидные

2,7

2,2

ПХВ-пластизоли

19,9

14,1

Водорастворимые

0,4

0,2

Ламинатные пленки

Порошковые

Неизвестно

0,5

Акриловые на растворителях

0,3

0,002

Окончание таблицы 22

Доля, %

Тип покрытия

1993 г.

2002 г.

Другие

7,5

Итого:

95 000 т/г

158 000 т/г

Источником загрязнения атмосферы растворителями являются следующие ста-

дии: нанесение покрытий (8 %), сушка (90 %) и охлаждение (2 %) [4].

Для снижения выбросов ЛОС применяют термическую очистку выбрасываемого

воздуха.

2.9 Технологический процесс подготовки поверхности и

окрашивания судов

Подготовку поверхности к окрашиванию на судостроительных заводах проводят

с помощью механического, дробеструйного, гидроструйного или струйно-абразивного

оборудования. При ремонте судовых стальных конструкций, когда продукты коррозии с

поверхности не удается полностью удалить механизированными средствами очистки,

допускается применение модификаторов ржавчины. Для поверхностей надводного

борта, надстроек, металлических палуб, грузовых трюмов используются эпоксидные

модификаторы ржавчины. В отдельных случаях для удаления старых ЛКМ применяют-

ся смывки.

В таблице 23 приведены характеристики ЛКМ для грунтования поверхности су-

дов.

Таблица 23 - Грунтовки

Содержание рас-

Тип поверхности

Тип ЛКМ

Растворители

творителя

Металлические по-

Поливинилацетатные

Ксилол, толуол,

78-80

верхности

смесевые РФГ, 648,

P-6

Межоперационное

Поливинилацетатные

Смесевые РФГ, 648,

73-75

хранение металли-

P-6

ческих поверхностей

Эпоксидные

Ацетон, толуол, кси-

47-57

лол

Черные металлы

Фенолформальдегидные

Ксилол, сольвент

36-42

Цветные металлы и

Фенолформальдегидные

Ксилол, сольвент

37-45

их сплавы, деревян-

ные поверхности

Металлические по-

Эпоксиэфирные

Ксилол, смесевые

38-44

верхности наружной

РC-2, 646, РКБ

надводной части

корпуса, внутренние

помещения

Окончание таблицы 23

Содержание рас-

Тип поверхности

Тип ЛКМ

Растворители

творителя

Подводная часть,

Этилсиликатные

Смесевые 646, 647,

45-50

надводный борт, ци-

P-6, РФГ

стерны питьевой

воды

По ржавчине

Эпоксидные

Ацетон, ксилол,

32-38

этилцеллозольв

При судоремонте по

Водно-дисперсионные

Вода

50-55

ржавчине

акриловые

Корпусные кон-

Водно-дисперсионные

Вода

струкции

каучуковые

В таблице 24 приведены ЛКМ, применяемые для окрашивания подводной части

судна и района ПВЛ.

Таблица 24 - Лакокрасочные материалы для окрашивания подводной части судна и

района ПВЛ

Содержание

Тип поверхности

Тип ЛКМ

Растворители

растворителя

Подводная часть ле-

Эпоксидные

Толуол, ацетон

4-12

доколов и судов ле-

дового плавания

Подводная и надвод-

Эпоксивиниловые

Ацетон, соль-

55-60

ная часть корпусов

вент, смесевой

судов неограниченно-

P-4

го района плавания,

Виниловый сополимер, моди-

Толуол, ксилол,

52-62

включая суда ледово-

фицированный сланцевыми

сольвент, ацетон

го плавания

смолами

Сополимерополивинилхло-

Ацетон, смесе-

55-60

ридные

вой P-4

Подводная и надвод-

Эпоксидные

Толуол, ксилол,

23-29

ная части корпусов

ацетон

судов неограниченно-

го района плавания,

включая суда ледово-

го плавания, морских

контейнеров, буровых

установок

Противообрастающие

Виниловый полимер, модифи-

Сольвент, кси-

21-25

покрытия

цированный эпоксидной смо-

лол, P-4

лой

Окончание таблицы 24

Содержание

Тип поверхности

Тип ЛКМ

Растворители

растворителя

Масляно-, алкидно-

Ксилол, толуол,

35-40

стирольные самополирующего

сольвент

типа

Сополимерополивинилхло-

Сольвент, аце-

20-25

ридные

тон

Канифольные, модифициро-

Сольвент, кси-

12-18

ванные эпоксидной смолой с

лол

биоцидными добавками

В таблице 25 приведены ЛКМ, применяемые для окрашивания наружных

надводных поверхностей.

Таблица 25 - ЛКМ для окрашивания надводных поверхностей

Тип ЛКМ

Растворители

Содержание растворителя

Алкидные

Уайт-спирит, ксилол

40-60

Двухкомпонентные

Ацетон, ксилол, толуол

56-61

эпоксивиниловые

Эпоксиэфирные

Этилцеллозольв, ксилол

39-40

Эпоксидные

Ксилол, толуол, ацетон

23-29

Толщина покрытия подводной части на корпусе судов, включая противообраста-

ющее, составляет от 500 до 1000 мкм.

В таблице 26 приведены ЛКМ, применяемые для окрашивания открытых палуб.

Покрытия должны быть износостойкими и обладать противоскользящими свойствами.

Для придания палубным покрытиям нескользящих свойств в некоторых случаях вводят

противоскользящие добавки, такие как песок или электрокорунд.

Таблица 26 - ЛКМ для открытых палуб

Тип ЛКМ

Растворители

Содержание растворителя

Алкидные

Уайт-спирит, ксилол

31-47

Эпоксиэфирные

Ксилол, сольвент

39-43

Эпоксидные модификаторы

Ксилол, толуол, ацетон

32-38

ржавчины

Эпоксивиниловые

Ксилол, толуол, ацетон

55-30

В таблице 27 приведены ЛКМ, применяемые для окрашивания внутренних по-

мещений, в таблице 28 - внутренних поверхностей вспомогательного оборудования,

декоративной отделки лаком и материалы, применяемые в качестве шпатлевки для

выравнивания неровностей деревянной и металлической поверхности.

Таблица 27 - ЛКМ, применяемые для окрашивания внутренних помещений

Тип ЛКМ

Растворители

Содержание растворителя

Алкидные

Уайт-спирит, ксилол

31-47

Эпоксидные водно-

Вода

38-45

дисперсионные

Акриловые водно-

Вода

45-49

дисперсионные

Таблица 28 - ЛКМ для окрашивания внутренних поверхностей

Содер-

жание

Тип оборудования

Тип ЛКМ

Растворители

раство-

рителя

Цистерны питьевой воды

Кремнийорганические

Этиловый спирт

28-33

Уретановые

Бутилацетат

28-32

Этилсиликатные

Смесевые 646, 647,

45-50

P-6, РФГ

Эпоксидные

Ацетон, этиловый

5-6

спирт

Трюмы для хранения охла-

Эпоксидные

Ацетон, этиловый

5-8

жденной рыбы и бункера

спирт

приема рыбы

Эпоксидно-

Ацетон, этиловый

4-5

хлорвиниловые

спирт

Цистерны морской воды

Эпоксидные

Ацетон, этиловый

4-5

(балластные)

спирт

Эпоксидные

Смесевые 646, P-4

24-28

Этилсиликатные

Смесевые 646, 647,

45-50

P-6, РФГ

Цистерны питательной и ко-

Эпоксидные

Этиловый спирт,

5-7

тельной воды

ацетон

Цистерны масляные

Фенол-алкидные

Этиловый спирт

65-70

Цистерны расширительные,

Фенол-алкидные

Этиловый спирт

65-70

подвергающиеся воздей-

ствию горячей воды и пара

Поверхности, подвергающи-

Пентафталевые

Смесевой РC-2

еся воздействию высоких

Глифталевые

Ксилол, уайт-спирит

температур

Кремнийорганические

Ксилол, толуол

Деревянные поверхности

Масляно-стирольные

Ксилол, скипидар

59-63

Мочевиноформальде-

Смесевой РКБ-2

50-54

гидные

Чугунные и стальные кон-

Каменноугольные

Сольвент

Нет

струкции

данных

Окончание таблицы 28

Содер-

жание

Тип оборудования

Тип ЛКМ

Растворители

раство-

рителя

Аккумуляторы и их детали

Битумные

Уайт-спирит, скипи-

при воздействии серной кис-

дар, сольвент

лоты

Немаслостойкая вулканизи-

Нитрильные

Смесь бензина и

Нет

рованная резина

этилацетона

данных

Декоративная отделка лаком

Пентафталевые

Сольвент, ксилол,

49-51

внутри помещения деревян-

скипидар

ных и металлических по-

Глифталевые

Сольвент, ксилол,

49-53

верхностей

скипидар

Выравнивание и исправле-

Пентафталевые

Уайт-спирит, скипи-

ние поверхности шпатлева-

дар, сольвент

нием

Эпоксидные

Смесевые P-4, P-5,

Р-5А

Данные по расходу материалов и электроэнергии отсутствуют.

Процессы окраски судов, как правило, проводят на открытом воздухе, в сухих до-

ках, в открытых ангарах или на набережных. Образующиеся в результате окраски за-

грязняющие вещества выбрасываются в окружающую среду. В зависимости от погод-

ных условий загрязняющие вещества могут распространяться на несколько километ-

ров.

При строительстве новых судов для уменьшения загрязнения окружающей сре-

ды окрасочные работы проводят в закрытых помещениях, снабженных вытяжной вен-

тиляцией с фильтрами от пыли.

Уменьшить выбросы пыли на открытом воздухе возможно путем использования

мобильных устройств для очистки воздуха, закрытия места проведения окрасочных

работ брезентом.

В судостроении для нанесения лакокрасочных покрытий используется в основ-

ном метод безвоздушного распыления, нанесение кистью и валиком. С целью защиты

окружающей среды альтернативным методом является метод горячего безвоздушного

распыления материалов. Однако ассортимент ЛКМ для горячего распыления незначи-

телен.

При окрашивании в помещениях, снабженных вытяжными вентиляционными

устройствами, эффективно для очистки воздуха от растворителей использовать филь-

тры из активированного угля.

Отходы производства (органические растворители, красочный шлам, загрязнен-

ные контейнеры, кисти, валики, загрязненные фильтры, остатки масел и др.) подлежат

утилизации путем захоронения.

С целью защиты окружающей среды наиболее перспективны технологии с при-

менением материалов с высоким сухим остатком и материалов на водной основе. Од-

нако имеются ограничения по применению водоразбавляемых материалов в зимний

период. Водоразбавляемые материалы применяют в основном для окрашивания инте-

рьеров судов. Для внешней окраски они не нашли применение.

2.10 Технологический процесс подготовки поверхности и

окрашивания самолетов

Перечень материалов и растворителей для авиации приведен в таблице 29.

Таблица 29 - ЛКМ для авиации

Содержание рас-

Тип материала

Пленкообразователь

Растворитель

творителя, %

Антикоррозионная грун-

Акриловый

648, Р-5А

75-84

товка

Глифталевый

РC-2, 649

40-56

Промежуточная грунтов-

Акриловый

Ксилол, толуол

52-58

ка

Эпоксидный

Р-5А, 646, Р-189

31-52

Эмаль внешнего слоя

Эпоксидный

Р-5А

39-66

Алкидно-акриловый

Ксилол, бута-

62-68

нол, толуол,

ацетон

Уретановый

Р-4А, Р-189

36-61

Поливинилбутиральный

P-6

86-92

Фторопластовый

Бутилацетат

80-83

Хлорвиниловый

P-4, Р-4А, Р-5А

68-73

Акриловый

Р-5А

42-68

Фторуретановый

Нет данных

Эмаль термостойкая

Кремнийорганический

Р-5А

40-81

Глифталевый

Ксилол, уайт-

спирит

Лак

Акриловый

Р-5А

80-86

Алкидно-акриловый

Р-5А

68-76

Фторопластовый

Нет данных

88-92

Хлорвиниловый

P-4, Р-4А

80-84

Лак термостойкий

Кремнийорганический

Ксилол, толуол,

42-83

сольвент

Лак для тканей

Нитроцеллюлозный

645

Отечественные ЛКМ наносятся кистью, валиком, пневматическим и безвоздуш-

ным распылением. За рубежом наиболее часто используется метод электростатиче-

ского распыления.

Подготовку поверхности перед окрашиванием проводят либо щелочным обезжи-

риванием, либо ручным обезжириванием органическими растворителями.

В связи с высокими требованиями по коррозионной защите как в РФ, так и за ру-

бежом применяют грунтовки, содержащие хромат стронция или цинка, несмотря на вы-

сокое содержание в них растворителей.

Детали самолетов частично окрашиваются перед монтажом. Как правило, дета-

ли загрунтовывают и окрашивают одним слоем покрывной эмали. Площадь поверхно-

сти деталей примерно в четыре раза больше, чем внешняя поверхность самолета.

На внешнюю поверхность, окрашенную антикоррозионной грунтовкой, наносят

два слоя промежуточной грунтовки, затем окрашивают двумя слоями эмали. При при-

менении алкидно-акриловых, акриловых и хлорвиниловых ЛКМ в качестве материала

внешнего слоя дополнительно окрашивают соответствующими лаками.

Для защиты дверей, ворот, колодцев колес, зоны хранения грузов дополнитель-

но защищают воскообразными составами.

При техническом обслуживании самолета старое ЛКП с внешней поверхности

удаляют и проводят местное химическое оксидирование поверхности. При окрашива-

нии используют двухслойное покрытие эпоксидной грунтовки с последующим нанесе-

нием эпоксидной или уретановой эмали.

Нанесение ЛКП на внешнюю поверхность самолета занимает до восьми дней.

Наибольшее количество ЛКМ расходуется на окрашивание отдельных деталей.

В таблицах 30 и 31 приведены данные по расходу материалов для окрашивания

самолета на 150 пассажирских мест.

Таблица 30 - Обрабатываемая поверхность

Окрашиваемая поверхность

Площадь поверхности

Количество слоев

Детали

3600

1-2

Внешняя поверхность

1200

2-4

Внутренняя поверхность

500

Защита заклепок

10 000 (погонные метры)

1-2

Таблица 31 - Расход ЛКМ

Лакокрасочный слой или стадия процесса

Материалы

Подготовка поверхности

200 л растворителя на 600 м² (30 % изобути-

лового спирта и 70 % бутилацетата)

Антикоррозионная грунтовка

70 кг жидкого ЛКМ, потери 20 %

Промежуточная грунтовка

100 кг жидкого ЛКМ, потери 20 %

Эмаль внешнего слоя

200 кг жидкого ЛКМ

В таблице 32 приведены данные по выбросу ЛОС при окрашивании площади

2780 м² во время технического обслуживания самолета.

Таблица 32 - Выбросы органических растворителей при техническом обслуживании

площадью окрашивания 2780 м²

Выбро-

Расход ма-

Содержание рас-

Процесс

Материал

сы ЛОС,

териала, кг

творителя, %

кг

Химическая

Водные растворы

3000

Нет

очистка

ЛОС

Окончание таблицы 32

Выбро-

Расход ма-

Содержание рас-

Процесс

Материал

сы ЛОС,

териала, кг

творителя, %

кг

Грунтование

Поливилбутираль, содержа-

240

182

анти-

щий хроматы

коррозионной

Грунтовки, содержащие хро-

450

361

грунтовкой

маты

Грунтовки, не содержащие

450

319

хроматы

Очистка

Бутилацетат,

бутиловый

200

100

200

спирт

Верхнее покры-

С высоким сухим остатком

1200

516

тие

На основе растворителей

1300

793

Лак

На основе растворителя

1200

780

В таблице 33 приведены сравнительные данные отечественных и зарубежных

технологий окрашивания по содержанию органических растворителей.

Таблица 33 - Содержание растворителей

Содержание растворителя

Наименование ЛКМ

Отечественные

Зарубежные

Антикоррозионные грунтовки, содержащие

хроматы:

поливинилбутиральные

70-90

акриловые

75-84

эпоксидные

70-90

полиуретановые

70-90

Грунтовки, содержащие 10 % - 12 % хро-

40-56

50-67

матов

Грунтовки безхроматные

52-66

Материалы внешнего слоя

60-80

55-65

Лаки

80-90

Недостатками отечественных технологий являются:

- отсутствие материалов с высоким сухим остатком;

- невозможность нанесения ЛКМ методом электростатического распыления.

При проведении окрасочных работ обычно не применяется оборудование для

очистки выбрасываемого воздуха из-за большого объема (до 450 000 м³/ч) и низкой

концентрации ЛОС в выбрасываемом воздухе.

В зарубежной практике для защиты окружающей среды от загрязнений приме-

няют:

- ЛКМ с высоким сухим остатком с содержанием растворителя не более 30 % -

43 % (выбросы ЛОС могут быть снижены на 30 %) [4];

- замену грунтовки, содержащей 6-валентный хром, на безхроматную грунтовку с

такими же высокими антикоррозионными свойствами;

- автоматизацию окрасочного производства, позволяющую снизить объем вы-

брасываемого воздуха;

- использование системы Вентури в гидрофильтрах взамен каскадных гидро-

фильтров.

2.11 Технологический процесс подготовки поверхности и

окрашивания оборудования и металлоконструкций

нефтегазовой промышленности

2.11.1 Технологический процесс подготовки поверхности резервуаров

При окрашивании наружных поверхностей резервуаров подготовку поверхности к

окрашиванию проводят двумя способами.

При окрашивании резервуаров без вывода их из эксплуатации проводят гидро-

абразивную обработку с последующей промывкой водой для удаления абразива и об-

дувом горячим воздухом для удаления влаги и осушки поверхности.

Для реконструируемых и вновь вводимых резервуаров проводят абразивную об-

работку с удалением абразива и обдувом воздухом для удаления пыли. При наличии

видимых следов масла перед очисткой удаляют жировые загрязнения волосяной щет-

кой, смоченной уайт-спиритом. После обезжиривания поверхность осушивают до пол-

ного удаления паров растворителя.

Очистку сварных швов и труднодоступных мест осуществляют ручными механи-

зированными щетками или другими инструментами.

При очистке внутренней поверхности резервуаров проводят частичное обезжи-

ривание (при необходимости), абразивную обработку и обеспыливание с помощью ва-

куумной системы отсоса пыли.

При окрашивании внутренней и наружной поверхности тонкопленочными покры-

тиями используются высоковязкие эпоксидные ЛКМ, наносимые в 1-2 слоя суммарной

толщиной до 500 мкм.

При использовании однокомпонентных полиуретановых ЛКМ сначала наносятся

2 слоя цинксодержащей грунтовки, затем 2 слоя покрывного материала. Суммарная

толщина покрытия также не менее 500 мкм.

ЛКМ наносятся методом безвоздушного распыления. Труднодоступные участки,

кромки, углы, сварные швы предварительно окрашиваются кистью или шпателем. Каж-

дый последующий слой наносится после отверждения предыдущего.

При окрашивании внутренней поверхности резервуаров с усилением днища и

первого пояса стекловолокном сначала проводят нанесение 1-2 слоев тонкопленочно-

го эпоксидного высоковязкого ЛКМ суммарной толщиной до 500 мкм на крышу, внут-

реннюю обвязку резервуаров и на боковую поверхность, за исключением нижнего поя-

са, и проводят отверждение покрытия. Затем проводят нанесение толстослойного

эпоксидного покрытия, усиленного стекловолокном, суммарной толщиной 2-2,6 мм на

нижний пояс резервуара и днище [45].

Технологический процесс окрашивания включает следующие стадии:

- нанесение грунтовочного слоя, в случае если интервал между подготовкой по-

верхности и нанесением ЛКМ может превысить допустимый интервал;

- заделка неровностей, выравнивание соединений, сглаживание сварных швов

при помощи шпатлевки и мест «стенка - днище» при помощи наполнителя (нанесение

вручную);

- нанесение (приклеивание) слоя мата из рубленого стекловолокна 300 г/м²;

- нанесение эпоксидной краски при помощи валика или безвоздушным распыле-

нием;

- прикатывание поверхности «игольчатым» валиком для удаления остатков воз-

духа;

- отверждение слоя покрытия.

Затем в такой же последовательности наносится второй слой.

При нанесении третьего слоя ЛКМ используется стеклопрокладка 30 г/м².

После шлифования поверхности для удаления выступающих частиц стеклово-

локна наносится покрывной слой ЛКМ и проводится его отверждение.

Используют

только

ЛКМ

системы

покрытий,

разрешенные

ОАО «АК «Транснефть» и прошедшие аттестацию в ОАО ВНИИСТ.

2.11.2 Технологический процесс подготовки поверхности и окрашивания

технологических сооружений и оборудования газовой промышленности

Для противокоррозионной защиты наружных металлических поверхностей ис-

пользуют системы покрытий:

- эпоксидный грунт (2 слоя) + полиуретановая эмаль (1 слой);

- эпоксидный грунт (1 слой) + полиуретановая эмаль (2 слоя);

- цинкнаполненная

грунтовка

(1 слой) + эпоксидная

грунтовка

(1 слой) + полиуретановая эмаль (1 слой);

- цинкнаполненная грунтовка (1 слой) + полиуретановая эмаль (2 слоя);

- полисилоксановая грунтовка (1 слой) + полисилоксановая эмаль (2 слоя);

- полиуретановый грунт (1 слой) + полиуретановая эмаль (2 слоя);

- эпоксидно-каучуковый грунт (1 слой) + полиуретановая эмаль (2 слоя);

- алкидная грунтовка (1 слой) + алкидный быстроотверждаемый материал (2 слоя);

- двухкомпонентная грунт-эмаль (2 слоя);

- двухкомпонентная эпоксидная грунтовка (1 слой) + двухкомпонентная полиуре-

тан-акриловая эмаль (2 слоя);

- двухкомпонентная эпоксидная грунтовка

(1 слой) + двухкомпонентная грунт-

эмаль (1 слой) + двухкомпонентная акрил-уретановая эмаль (1 слой);

- эпоксидная цинкфосфатная грунтовка (1 слой) + эпоксидный состав (1 слой) + +

полиуретановая эмаль (1 слой);

- грунт-эмаль на основе винилового сополимера (3 слоя);

- силикон-акриловая эмаль (2 слоя);

- алкидно-уретановая эмаль (2 слоя).

Толщина покрытия - от 80 до 400 мкм.

Для защиты внутренних поверхностей используются двухкомпонентные эпоксид-

ные материалы толщиной 300-350 мкм.

Подготовка поверхности, как и при окрашивании резервуаров, проводится абра-

зивно-струйным методом. Материалы наносятся методом безвоздушного распыления.

Сушку проводят в естественных условиях в соответствии нормативной документацией

на ЛКМ. Используются только материалы, разрешенные ПАО «ГАЗПРОМ».

Данные по расходу материалов и электроэнергии отсутствуют.

2.12 Технологический процесс окрашивания оборудования и

металлоконструкций химических производств

На химических производствах задействовано огромное количество всевозможно-

го оборудования: аппараты, машины, транспортные средства. Химическое оборудова-

ние защищают, как правило, несколькими способами:

- выполняют футеровку - делают защитную внутреннюю облицовку аппаратов;

- наносят покрытия - резину, полимеры, эмали;

- окрашивают оборудование ЛКМ;

- выполняют изоляцию стеклопластиком.

Технология окрашивания оборудования зависит от условий эксплуатации. Раз-

личают 4 группы химстойких лакокрасочных покрытий:

- стойкие в агрессивных газах и парах;

- стойкие в растворах кислот и кислых солей;

- стойкие в растворах щелочей и основных солей;

- стойкие в растворах нейтральных солей.

В таблице 34 приведены рекомендуемые покрытия, эксплуатируемые в различ-

ных средах.

Таблица 34 - Химстойкие лакокрасочные покрытия

Среда

Тип пленкообразующего вещества ЛКМ

Водные растворы азотной кислоты

Фторопластовые

Полиэтиленовые

Перхлорвиниловые

Сополимеровинилхлоридные

Растворы соляной кислоты

Эпоксидные

Фторопластовые

Полиэтиленовые

Перхлорвиниловые

Фенольные

Растворы плавиковой кислоты

Полиэтиленовые

Фторопластовые

Фенольные в сочетании с графитом

Фуриловые в сочетании с графитом

Уксусная кислота

Фторопластовые

Полиэтиленовые

Полиуретановые

Щавелевая кислота

Эпоксидные

Продолжение таблицы 34

Среда

Тип пленкообразующего вещества ЛКМ

Разбавленные растворы серной кислоты

Фторопластовые

Полиэтиленовые

Перхлорвиниловые

Фенольные

Эпоксидные

Полиуретановые

Постоянное воздействие щелочных растворов

Эпоксидные

Этинолевые

Периодическое воздействие щелочных рас-

Сополимеровинилхлоридные

творов

Перхлорвиниловые

Атмосфера цеха, насыщенная парами, содер-

Эпоксидные

жащими аммиак, фенол, сероводород и бен-

зин

Действие горячей воды

Поливинилбутиральные

Этинолевые

Действие пара и воды

Фенольные

Постоянное воздействие холодной воды

Сополимеровинилхлоридные

Перхлорвиниловые

Теплообменная аппаратура

Бакелитовые

Периодическое

воздействие

температур

Битумные

от 180 °C до 300 °C

Постоянное воздействие температур от 200 °C

Кремнийорганические

до 700 °C

Воздействие горячего минерального масла

Поливинилбутиральные

Полиуретановые

Эпоксидные

Воздействие холодного минерального масла

Нитроцеллюлозные

Глифталевые

Воздействие масла, содержащего воду, при

Эпоксидные

50 °C

Фенольные

Водные растворы этилового спирта

Сополимеровинилхлоридные

Эпоксидные

Постоянное воздействие бензина, толуола и

Поливинилбутиральные

хлористого этила с примесью этилового спир-

та и серного эфира

Постоянное воздействие толуола, содержаще-

Фуриловые

го примесь воды

Периодическое действие бензина и высокой

Эпоксидные

влажности

Поливинилбутиральные

Постоянное воздействие бензола, бензола с

Эпоксидные

примесью воды, этилового спирта и серного

эфира

Окончание таблицы 34

Среда

Тип пленкообразующего вещества ЛКМ

Воздействие сырого бензола

Фуриловые

Воздействие сырого толуола

Фенольные

Этинольные

Воздействие бензина, содержащего серную

Эпоксидные

кислоту, едкий натрий

Постоянное воздействие скипидара, пинена,

Сополимеровинилхлоридные

уайт-спирита

Антикоррозионная защита оборудования химстойкими ЛКМ используется также в

целлюлозно-бумажной промышленности, при производстве вин и фруктовых соков, в

кукурузнокрахмальном и дрожжевом производствах, мясомолочной промышленности,

при производстве вискозного волокна, в табачно-ферментационном производстве.

Из-за многообразия оборудования химических производств по назначению су-

ществует многообразие технологических схем окрашивания, общей из которых являет-

ся:

- подготовка к окрашиванию;

- нанесение и сушка 1-3 слоев грунтовочного покрытия;

- нанесение не менее 2-6 слоев материалов внешнего слоя и их сушка.

Подготовка поверхности к окрашиванию осуществляется обезжириванием рас-

творителями и механической очисткой для придания шероховатости поверхности.

В таблице 35 приведены данные по содержанию ЛОС в химстойких ЛКМ, приме-

няемых для защиты оборудования и металлоконструкций в химических производствах.

Таблица 35 - Содержание ЛОС в химстойких ЛКМ

Тип пленкообразующего вещества

Содержание ЛОС, %

Фторопластовые

80-83

Перхлорвиниловые

64-72

Сополимеровинилхлоридные

76-80

Эпоксидные

40-45

Полиуретановые

50-55

Фуриловые

37-43

Этинолевые

50-55

Поливинилбутиральные

70-73

Данные по расходу материалов и электроэнергии отсутствуют.

ЛКМ имеют высокое содержание ЛОС и были разработаны для защиты оборудо-

вания и металлоконструкций в химических производствах в 70-80 гг. прошлого столе-

тия. Применение современных материалов с высоким сухим остатком или ЛКМ,

не содержащих растворителей, не только сохраняет окружающую среду, но и позволя-

ет получать толстые беспористые покрытия с малой усадочной деформацией. Эти ма-

териалы быстро отверждаются, имеют повышенную химическую стойкость.

Раздел 3. Оборудование окрасочных производств и факторы

воздействия на окружающую среду

3.1 Оборудование очистки

3.1.1 Оборудование механической очистки

К методам механической подготовки поверхности к окрашиванию относится ее

обработка:

- ручным или механизированным инструментом с помощью проволочных сталь-

ных щеток, шарошек, скребков, зубил, абразивных кругов или полотен;

- абразивным насыпным материалом, воздействующим на изделия в галтовоч-

ных или вибрационных барабанах;

- струей абразивного материала, выбрасываемого на поверхность с большой

скоростью из гидропескоструйных, дробеструйных, дробеметных и других установок.

Ручные инструменты используют при небольшом объеме работ для механиче-

ской очистки поверхности сложной конфигурации или небольших участков поверхности

от окалины, ржавчины, грязи. К ручным инструментам относятся проволочные сталь-

ные щетки, скребки, зубила, шпатели, молотки и др. Механизированный инструмент

используют для очистки сравнительно больших поверхностей, когда работа ручным

инструментом не рациональна.

Галтовочные барабаны предназначены для очистки и отделки мелких деталей.

Наиболее широко распространены методы очистки с использованием аппаратов

струйного действия. Принцип их действия основан на сообщении кинетической энергии

частицам абразивного материала и их направленной подаче на очищаемое изделие

струей сжатого воздуха, воды или за счет действия центробежных сил.

В европейских странах в качестве абразива при механической очистке исполь-

зуют сухой лед, предварительно измельченный прямо в установке. Достоинство такой

технологии заключается в отсутствии необходимости утилизации абразивного матери-

ала, так как он испаряется.

В таблице 36 приведены абразивные материалы, их характеристики и области

применения; в таблице 37 - потребление сжатого воздуха и абразива.

Таблица 36 - Сравнение абразивных материалов

Размер

Твердость

Материал

Источник

Применение

сита

по Моосу

Песок

6-270

5,0-6,0

Природный матери-

Наружная очистка

ал

Минеральный шлак

8-80

7,0-7,5

Отходы

Наружная очистка

Колотая дробь

10-325

8,0

Производство

Удаление плотной

окалины

Стальная дробь

8-200

8,0

Производство

Очистка, уплотнение

Оксид алюминия

12-325

8,0-9,0

Производство

Очистка, отделка,

удаление заусенцев

Стеклянные шарики

10-400

5,5

Производство

Очистка, отделка

Окончание таблицы 36

Размер

Твердость

Материал

Источник

Применение

сита

по Моосу

Пластик

12-80

3,0-4,0

Производство

Удаление лакокра-

сочного покрытия,

снятие заусенцев,

очистка

Пшеничный крахмал

12-50

2,8-3,0

Отходы

Удаление лакокра-

сочного покрытия,

очистка

Кукурузные початки

8-40

2,0-4,5

Отходы

Удаление лакокра-

сочного покрытия с

деликатных поверх-

ностей

Таблица 37 - Потребление сжатого воздуха и абразива [46]

Давление в сопле, бар (кПа)

Отвер-

стие соп-

3,5

4,2

4,9

5,6

6,3

7,0

8,6

10,3

Требования

ла, мм

350

420

490

560

630

700

860

1035

0,73

0,84

0,92

1,06

1,15

1,26

1,54

1,82

Воздух, м³/мин

108

120

145

174

Абразив, кг/ч

4,5

5,3

5,6

6,4

7,1

7,5

9,0

10,8

кВт

1,31

1,51

1,71

1,90

2,08

2,27

2,75

3,22

Воздух, м³/мин

6,5

122

142

161

185

203

224

276

325

Абразив, кг/ч

7,9

9,0

10,1

11,6

12,4

13,5

16,2

19,4

кВт

2,16

2,50

2,83

3,16

3,53

3,84

4,71

5,57

Воздух, м³/мин

212

242

274

305

336

368

445

534

Абразив, кг/ч

13,1

15,0

19,1

20,2

21,0

22,9

27,5

33,0

кВт

3,02

3,53

4,00

4,50

4,85

5,50

6,64

7,79

Воздух, м³/мин

9,5

303

347

392

435

477

573

632

758

Абразив, кг/ч

18,0

21,0

24,0

27,0

28,9

33,0

39,6

47,5

кВт

4,12

4,76

5,44

6,09

6,73

7,11

8,80

10,48

Воздух, м³/мин

406

468

533

595

657

719

876

1040

Абразив, кг/ч

24,8

28,5

32,6

36,4

40,1

42,4

50,9

61,1

кВт

5,46

6,28

7,06

7,85

8,65

9,46

11,46

13,45

Воздух, м³/мин

12,5

526

606

686

762

842

918

1115

1333

Абразив, кг/ч

32,6

37,5

42,0

46,9

51,8

56,3

67,6

81,1

кВт

Примечание - Данные основаны на использовании абразива плотностью 1,5 кг/л.

В процессе струйной обработки поверхности гранулы абразива расщепляются на

микрочастицы и в виде пыли долгое время остаются в окружающем воздухе.

Процесс обработки поверхности в закрытых помещениях проводится в кабинах и

камерах различных размеров. Небольшие камеры обслуживаются рабочими, которые

находятся вне камеры и обрабатывают изделия через проемы, продевая руки в рези-

новые рукава с перчатками, вмонтированными в эти проемы. В больших камерах по-

мещаются и обрабатываемые изделия, и рабочие в специальных костюмах, обеспечи-

вающих защиту от воздействия пыли. Процесс обработки может автоматизироваться,

что позволяет очищать обрабатываемую поверхность без участия рабочего.

Кабины и камеры оборудуются мощной системой вентиляции, фильтрами и уло-

вителями продуктов очистки и абразива. Конструкция камер должна исключать воз-

можность распространения пыли в окружающие помещения.

Количество воздуха, отсасываемого из камеры, приведено в таблице 38.

Таблица 38 - Объем удаляемого из оборудования воздуха

Обслуживание установок

Объем отсасываемого

В расчете на

очистки

воздуха, м³/с

Снаружи

0,3

1 м² внутреннего горизонтального

сечения камеры

Внутри

3,0-5,0

1 сопло

0,6-1,0

1 дробеметный аппарат

Скорость движения воздуха в воздуховодах составляет 18-20 м/с.

С целью защиты окружающей среды от загрязнений воздух, удаляемый из каме-

ры, направляется в циклон, где оседают крупные частицы пыли, поступает в увлажни-

тельную камеру или тканевый фильтр или фильтр из полиэфира, затем выбрасывается

в атмосферу.

При применении фильтра из перфорированного листа или сетки, на который

насыпан гравий с размером зерен 4-5 мм, площадь фильтрующей поверхности прини-

мается из расчета 0,4-0,6 м³/м²/с.

В современных камерах в качестве фильтрующих элементов используется поли-

эфирный материал. При нагрузке на фильтр 50-60 м³/м²/ч степень очистки выбрасыва-

емого в атмосферу воздуха от пыли, дроби и оксидов железа составляет 99,8 %.

При работе на открытом воздухе участок струйной обработки и близлежащую

территорию огораживают для ограничения доступа незащищенного персонала. Пыль

может разлететься на большие расстояния и в случае большой концентрации загряз-

нять строения и предметы, землю, воду и прочие объекты. С целью защиты окружаю-

щей среды в полевых условиях струйную обработку осуществляют под тентами, изго-

товленными из тяжелой ткани, винилового или прорезиненного материала. Защитные

тенты широко используются на мостах, при строительстве, в резервуарах-хранилищах,

кораблях и иных больших объектах. Промышленные тенты комплектуются пылесбор-

никами и вентиляторами.

При уборке отходов после окончания работ с использованием лопат возникают

огромные облака пыли. Для защиты окружающей среды при уборке пользуются ваку-

умным оборудованием с герметичным контейнером.

При использовании в качестве абразива песка собранные отходы подлежат ути-

лизации. Песок повторно не используется и является источником загрязнения окружа-

ющей среды. Использование колотой стальной дроби снимает проблему загрязнений,

так как после промывки для удаления свинцовой пыли и иных токсичных загрязнений

может повторно использоваться. Регенерация абразива в значительной степени

уменьшает не только затраты при струйной обработке, но и уровень загрязнений.

3.1.2 Оборудование обработки растворителем

Ручное обезжиривание поверхности изделий органическими растворителями

производят в производственном помещении с вытяжной вентиляцией либо в камерах с

вытяжной вентиляцией, в которых предусмотрены контейнеры с растворителем и кон-

тейнеры для сбора и хранения отходов, содержащих растворители (например, загряз-

ненных салфеток и остатков на основе растворителя).

Для очистки используют одноразовые и многоразовые салфетки. Одноразовые

салфетки утилизируются путем сжигания. Многоразовые салфетки промываются в рас-

творителе и используются повторно. Загрязненный растворитель отгоняется, а осадок

сжигается.

3.2 Окрасочные камеры

Окрасочная камера - это совокупность связанных друг с другом компонентов,

например: технической вентиляции из одного или нескольких вентиляторов, системы

фильтров сухой очистки и/или системы мокрой очистки воздуха, измерительных и кон-

трольных устройств (например, для блокировки технической вентиляции и распыли-

тельных устройств), системы нагрева воздуха технической вентиляции (например, го-

релки), автоматических устройств пожаротушения, предупреждающих устройств, элек-

трического оборудования, которые соединены друг с другом в частично или полностью

закрытом пространстве (ограниченном стенками) для контролируемого нанесения рас-

пылением жидких органических ЛКМ [47]. Окрасочные камеры предназначены для со-

здания оптимальных и допустимых санитарно-гигиенических условий труда и исключе-

ния возможности образования взрыво- и пожароопасных концентраций красочного

аэрозоля и растворителей в рабочих помещениях, предназначенных для окрашивания

изделий методами распыления.

Различают:

- закрытые распылительные камеры - закрытые со всех сторон в процессе рас-

пыления, за исключением входных и выходных отверстий для изделий и вентиляцион-

ных трубопроводов;

- камеры с открытой верхней стороной - закрытые со всех сторон в процессе

распыления, за исключением верхней стороны для приточного воздуха, входных вы-

ходных отверстий для изделия и выходных отверстий для выбрасываемого в атмосфе-

ру воздуха;

- камеры с открытой передней стороной - закрытые со всех сторон в процессе

распыления, за исключением входных и выходных отверстий для изделий и трубопро-

водов для выбрасываемого в атмосферу воздуха в боковых стенках. Открытая перед-

няя сторона служит входным отверстием для приточного воздуха и для обслуживаю-

щего персонала.

Крупногабаритные изделия окрашивают на открытых участках, оборудованных

системами вытяжной вентиляции или приточно-вытяжной вентиляции и отделенных от

общего помещения легкими переносными металлическими щитами (бескамерная уста-

новка).

В таблице 39 приведены нормативы по количеству удаляемого воздуха из окра-

сочной камеры.

Таблица 39 - Количество удаляемого воздуха из окрасочной камеры

Количество удаляемого воздуха

Степень токсичности

через 1 м² открытого

с 1 м² площади ка-

Способ окрашивания

ЛКМ по

проема камеры с боко-

меры с нижним от-

ГОСТ 12.1.005-88

вым отсосом

сосом

4700

2200

Пневматическое рас-

II-III

3600

2200

пыление

2500

1800

Безвоздушное рас-

I-III

2500

1500

пыление

2200

1200

Электростатическое

1800

распыление

Автоматизированное

1500

800

распыление

В таблице 40 приведены основные типы камер, используемые в промышленно-

сти для обработки поверхности методом окрашивания распылением. Стрелками на

схемах показано направление движения воздушного потока.

Для обеспечения санитарно-гигиенических условий труда и защиты окружающей

среды от загрязнений основным конструктивным элементом окрасочной камеры явля-

ется гидрофильтр. При этом следует отметить, что в Российской Федерации в соответ-

ствии межотраслевыми правилами по охране труда при окрасочных работах вытяжной

воздух из помещений для работ с ЛКМ, местных вентиляционных систем и местных от-

сосов должен подвергаться очистке от аэрозолей ЛКМ «мокрым» способом в гидро-

фильтрах [48]. Гидрофильтры предназначены для очистки воздуха, выходящего из ка-

меры, от красочного аэрозоля и паров растворителя (частично) многократной обработ-

кой потока воздуха водой.

Сущность очистки отсасываемого из окрасочной камеры воздуха, загрязненного

ЛКМ, состоит в том, что поток воздуха направляется либо на сплошную, постоянно па-

дающую пленку воды, либо на водяную завесу в виде мельчайших капель воды.

Сплошная пленка воды, стекающая по экрану, создает водяную завесу на пути движе-

ния красочной пыли, вызывая коагуляцию уносимого ЛКМ. В случае применения воды в

виде аэрозоля улавливание происходит как за счет коагуляции, так и за счет сложных

сорбционно-кинетических взаимодействий воды и частиц ЛКМ.

В зависимости от схемы контакта отсасываемого воздуха с водой гидрофильтры

разделяют на три принципиально различных типа:

- форсуночные - воздух проходит через водяную завесу в виде мельчайших ка-

пелек;

- экранные (каскадные) - воздух проходит через водяную завесу - сплошную

пленку воды, стекающей по экрану;

- барботажно-вихревые - обеспечивающие интенсивное турбулентное переме-

шивание смеси загрязненного воздуха с водой.

Наиболее старый тип гидрофильтра - форсуночный (см. рисунок 4). Ввиду не-

большой эффективности улавливания загрязнений из воздушных выбросов из-за не-

возможности создания сплошной водяной завесы форсуночный гидрофильтр применя-

ется совместно с краскоулавливающими решетками на входе в гидрофильтр и с сепа-

раторами на выходе из него.

Конструкции экранных гидрофильтров унифицированы в зависимости от количе-

ства отсасываемого воздуха (от 4 до 15 м³/с) при скорости его движения в живом сече-

нии промывного канала 5,0-6,5 м/с и расходе воды 2-3 л на 1 м³ воздуха.

В гидрофильтре типа трубы Вентури при высокоскоростном прохождении потока

воздуха через местное сужение происходит тонкодисперсное распыление воды, посту-

пающей в горловину сужающегося устройства; это приводит к образованию большой

поверхности фазового контакта и более полному улавливанию каплями воды частиц

ЛКМ.

Таблица 40 - Типы окрасочных камер [62]

Вид транс-

Производ-

Характер из-

Тип камеры

Направление воздуха: принцип действия

Схемы

порта

ство

делия

Мелкое

Поперечное

Тележка,

Среднее

монорельс,

Тупиковая

Непоточное

поворотный

круг

Среднее и

Вертикальное (нижний отсос, верхний приток)

крупное

Подвесной

Поперечное, непрерывного и периодического дей-

Мелкое и

конвейер

ствия

среднее

Поточное

Проходная

Продольное, периодического действия с двухсто-

Среднее и

ронним окрашиванием

крупное

Напольный

конвейер

Продольное, с частичным охватом поверхности и

Поточное и

Крупное

двухсторонним окрашивание

непоточное

(вагоны)

Мелкое,

Подвесной

Поперечное, непрерывного действия с двухсторон-

Проходная

Поточное

среднее и

конвейер

ним окрашиванием

длинное

В таблице 41 приведены параметры очистки воздуха в гидрофильтрах окрасоч-

ных камер.

Таблица 41 - Параметры очистки воздуха

Коэффициент очистки

Тип гидрофильтра

от паров растворителя

от красочной пыли

Каскадный:

- с S-образным промывным каналом

0,35

0,86

- со щелью Вентури

0,35-0,50

0,999

Барботажно-вихревой:

- насосный

- безнасосный

В таблице 42 приведены данные по расходу воды в гидрофильтрах в расчете на

1000 м³ отсасываемого воздуха.

Таблица 42 - Расход воды

Наименование оборудования и назначение воды

Расход, л

Окрасочная камера для очистки воздуха от красочного аэрозоля

15-20

Бескамерная установка с нижним отсосом для очистки воздуха

15-20

При проведении окрасочных работ в ванне гидрофильтра накапливаются отходы

ЛКМ. После многократного использования вода гидрофильтра, представляющая собой

высококонцентрированную коллоидную систему, должна подвергаться локальной

очистке. Содержание ЛКМ в сточных водах может быть от 50 мг/дм³ до 10 г/дм³, рас-

творителя - от 150 мг/дм³ до 16 г/дм³. Сброс воды на очистку проводят либо непре-

рывно, либо периодически.

Для очистки воды применяют различные коагулирующие добавки. Коагулянты

дозируют непрерывно или периодически в зону интенсивного перемешивания непо-

средственно в ванну гидрофильтра либо в специальную емкость с гидравлическим или

механическим перемешиванием. Скоагулированный ЛКМ оседает на дно или всплыва-

ет на поверхность, в зависимости от типа применяемого коагулянта, и ежедневно уда-

ляется из оборудования.

Принципиальная схема очистки воды показана на рисунке 5.

В технологии очистки воды гидрофильтров окрасочных камер могут быть ис-

пользованы как традиционные коагулянты: сернокислый алюминий, гидрохлорид алю-

миния, хлорид алюминия, полиакриламид, сернокислое закисное окисное железо,

алюмо- и железосодержащие отходы производства, так и специфические: соли магния,

кальция, цинка, а также элюаты (сточные воды) Na-катионитовых фильтров водоумяг-

чительных установок. Применение различных флоккулирующих добавок позволяет

увеличить эффективность осветления очищаемой воды, уменьшить дозу коагулянта.

Кроме перечисленных реагентов для очистки воды гидрофильтров получили

распространение специальные многокомпонентные составы. На практике используют-

ся порошкообразные щелочные составы, содержащие гидроксид, силикат и фосфат

натрия, сульфат алюминия, жидкие алюмокремниевые кислые коагулянты.

1 - смеситель; 2 - отстойник; 3 - флотатор; 4 - сатуратор; 5 - фильтр

Рисунок 5 - Схема очистки краскосодержащих сточных вод [63]

В каждом отдельном случае необходимо разрабатывать оптимальную техноло-

гию применения реагентов в зависимости от вида применяемого ЛКМ. При очистке

сточных вод от ЛКМ на основе эпоксидных и алкидных смол применение хлорида и

сульфата алюминия в дозированном количестве (8-16 мг/л) позволяет получить эф-

фект очистки взвешенных веществ 88 % - 90 % и по ХПК 65 % - 68 %. При этом ток-

сичность воды гидрофильтра снижается в 10-30 раз. Для очистки сточных вод от нит-

роцеллюлозных и алкидно-акриловых ЛКМ могут быть использованы составы с добав-

ками декстрина. Эффективен щелочной состав на основе едкого натра, кальциниро-

ванной соды и полиакриламида. Реагенты могут вводиться непосредственно в ванну

гидрофильтра, которая должна иметь зону повышенной турбулентности для смешения

реагента с водой.

На рисунке 6 показана схема очистки сточных вод гидрофильтра с использова-

нием электрофлотатора при окрашивании железнодорожных вагонов.

Электрофлотационный способ очистки позволяет достигнуть высоких показате-

лей степени очистки сточных вод. Основными преимуществами этого метода являются:

простота изготовления установки, возможность регулировать степени очистки стоков в

зависимости от фазово-дисперсного состояния путем изменения только одного пара-

метра - плотности тока, дополнительная минерализация растворимых органических

соединений с одновременным обеззараживанием воды за счет образующихся на аноде

продуктов электролиза - атомарного кислорода и активного хлора. Электрофлотация

осуществляется при следующих параметрах:

- плотность тока - 100-150 А/м²;

- рН - 6-8,0.

Эффект очистки по ХПК - 95 % - 98 %, по взвешенным веществам - 98 % -

99 %.

Для извлечения растворителей из сточных вод за рубежом используется также

вакуумная дистилляция [4]. Это испарительная система восстановления, где вакуум

используется для снижения давления, позволяющего проводить перегонку при более

низких температурах.

Р - содержание растворителя; Э - эффект очистки

Рисунок 6 - Технологическая схема очистки сточных вод окрасочных

камер железнодорожных вагонов [64]

Сточные воды гидрофильтров требуют очистки перед сбросом в заводскую ка-

нализацию, так как после удаления скоагулированного осадка вода представляет

смесь раствора коагулянта с растворителем ЛКМ, в которой находятся взвешенные

мелкие частицы твердых фракций ЛКМ. На практике очищенная от скоагулированного

осадка вода повторно используется в работе гидрофильтра в течение очень длитель-

ного срока.

Скоагулированный осадок образует отходы, которые должны утилизироваться в

установленном порядке. Подробно с особенностями обращения с отходами можно

ознакомиться в разделе 2.9 ИТС НДТ 15-2016 «Утилизация и обезвреживание отхо-

дов (кроме обезвреживания термическим способом (сжигание отходов)» [14] и разде-

ле 1 ИТС 9-2015 «Обезвреживание отходов термическим способом (сжигание отхо-

дов)» [60].

Наиболее распространенный на предприятиях способ очистки сточных вод -

флотационные методы очистки, которые подробно описаны в разделах 2, 4 ИТС

НДТ 8-2015 «Очистка сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении

работ и оказании услуг на крупных предприятиях» [9].

За рубежом в окрасочных камерах значительно шире используются сухие филь-

тры. В камерах с поперечным движением воздуха чаще используются сухие картонные

фильтры. Фильтрующий элемент представляет собой (см. рисунок 7) негорючую бумагу

складчатого типа (двойная складка) с отверстиями, расположенными в шахматном по-

рядке. Загрязненный ЛКМ воздух, проходя через фильтр, четыре раза меняет направ-

ление до выброса в атмосферу. При каждом изменении направления загрязненного

воздуха частицы ЛКМ отбрасываются инерционными силами и прилипают к поверхно-

сти фильтра. Краскоемкость таких фильтров - от 15 до 30 кг/м². Фильтр должен утили-

зироваться в соответствии с определенным классом опасности отхода в установлен-

ном порядке.

Рисунок 7 - Картонный инерционный фильтр [57]

При вертикальном (нижнем отсосе) движения воздуха используют синтетический

фильтр из термовспененных волокон полиэстера. Коэффициент очистки от красочной

пыли - от 80 % до 97 %.

Как правило, замена загрязненных фильтров производится каждую неделю. За-

грязненные ЛКМ фильтры образуют твердые отходы, которые должны утилизироваться

в установленном порядке (например, сжиганием).

Подаваемый в окрасочную камеру воздух фильтруется на фильтрах тонкой

очистки, изготавливаемых из объемного полиэфирного волокна. Обычно их замену

производят 2 раза в год. Фильтры образуют отходы, которые должны утилизироваться

в установленном порядке.

При использовании сухих фильтров, как правило, требуются дополнительные

меры для очистки от растворителей, так как весь выделившийся в процессе окрашива-

ния растворитель поступает в окружающую среду.

При проведении окрасочных работ количество растворителя, выделяемого при

окрашивании, зависит от метода окрашивания. В таблице 43 приведены данные по ко-

личеству выделяемых паров растворителей в окрасочной камере от общего количества

растворителя в ЛКМ.

Таблица 43 - Количество растворителя, выделяющегося при окраске

Доля растворителя от общего количества

Метод нанесения распылением

в составе ЛКМ, %

Пневматическое распыление

Безвоздушное распыление

Электростатическое распыление

Нанесение кистью

Выделяющийся при окрасочных работах растворитель загрязняет атмосферный

воздух.

3.3 Сушильные камеры

Отверждение ЛКП осуществляется в естественных условиях или искусственным

путем в установках, называемых сушильными камерами. Отверждение (сушка) связано

с переходом жидкого ЛКМ в твердое состояние (покрытие) [49]. Отверждение может

быть вызвано физическими процессами испарения растворителей, химическими про-

цессами полимеризации или поликонденсации либо теми и другими процессами одно-

временно.

Искусственная сушка ЛКП при повышенных температурах позволяет значитель-

но сократить время, затраченное на цикл окрашивания, способствует получению более

прочной пленки покрытия. Отверждение ЛКП при повышенных температурах осу-

ществляется в сушильных камерах.

Сушильные камеры (сушилки и печи) - это оборудование, в котором имеют ме-

сто процессы сушки и/или отверждения и в котором выделяются горючие вещества

[50].

Применяемые в промышленности сушильные камеры классифицируются:

- по способу подачи энергии окрашиваемому изделию;

- по виду потребления энергии;

- по конструктивному исполнению.

Классификация сушильных камер приведена в таблице 44.

Таблица 44 - Классификация сушильных камер для отверждения ЛКП

Способ подачи энергии

Вид потребляемой энергии

Конвективные

Водяные

Паровые

Газовые

ОБРАБОТКА ПОВЕРХНОСТЕЙ, ПРЕДМЕТОВ ИЛИ ПРОДУКЦИИ ОРГАНИЧЕСКИМИ РАСТВОРИТЕЛЯМИ (ИТС 35-2017) - часть 1