Кратеры и рыбий глаз: как найти силиконовое загрязнение на линии

Кратеры и рыбий глаз в слое покрытия почти всегда вызваны силиконовым загрязнением или остатками масла. Плёнка загрязнителя, куда тоньше микрона, снижает в этом месте поверхностное натяжение расплавленного порошка; покрытие отступает от неё и оставляет круглое углубление с открытым центром и приподнятым буртиком. Достаточно нескольких частей силикона на миллион, чтобы получить дефект, и именно поэтому ответом никогда не бывает «нанести слой потолще» — надо найти источник и перекрыть его. На линиях, которые мы обследуем, перечень источников сводится к одним и тем же четырём пунктам: компрессорное масло в линии сжатого воздуха, сварочные и антипригарные спреи, смазочные материалы для обслуживания оборудования и силиконосодержащие средства, которыми пользуются операторы. Сдвиг предобработки к верхней границе диапазона 3–7 ступеней снимает часть этой нагрузки, но если к пистолету приходит масляный воздух, ни одна моечная ступень дефект не закроет, потому что загрязнитель выходит на поверхность вместе с порошком.

Дефект выглядит так: круглое углубление диаметром примерно от одного до нескольких миллиметров, иногда открытое до голого металла, со слегка приподнятым краем. Название «рыбий глаз» пошло от частицы загрязнителя, которую часто видно в центре кратера. Дефект никогда не распределяется случайно — именно его распределение указывает на источник.

Кратер или пинхол? Сначала правильно назвать дефект

Самая дорогая ошибка в цехе — принять кратер за пинхол и потом неделями настраивать печь. Физика у них разная: кратер — это внешний загрязнитель, нарушающий поверхностное натяжение, а пинхол — это газ, выходящий из основы или из самого покрытия и пробивающий ещё текучую плёнку. Спутав их, вы неделями гоняетесь за температурой печи и ни разу не заглядываете в компрессорную.

Это различие и отдельную последовательность диагностики газовых дефектов мы разобрали в статье о пинхолах в порошковой окраске. Практическое правило: если дефект идёт скоплениями — думайте про кратер; если он следует за материалом — думайте про пинхол.

Откуда берётся загрязнитель? Четыре основных источника

1. Линия сжатого воздуха. Самый частый источник и тот, который чаще всего упускают. Масляный туман, вынесенный из винтового или поршневого компрессора, конденсируется тонкой плёнкой внутри трубопровода и через пистолет распыляется прямо на изделие. Симптом типичен: дефект собирается в середине плоских поверхностей вдоль направления прохода пистолета и достигает максимума в начале смены, после самого длительного простоя линии.

2. Сварочные и антипригарные спреи. Силиконосодержащие антипригарные средства — классический источник загрязнения. На деталях, приходящих со сварочного поста, дефект выстраивается кольцом вокруг шва.

3. Средства обслуживания и смазки. Масло цепи конвейера, смазка подвесок, проникающие спреи и лубрикаторы пневмолиний. Масло, капающее с конвейера, оставляет безошибочный след: дефект появляется на верхней поверхности детали и всегда по одной и той же линии.

4. Операторы и окружение. Крем для рук, силиконовая полироль, аэрозоли, работы с силиконовым герметиком на соседней линии. Признак загрязнения из окружения — разбросанное, нерегулярное распределение, которое не привязывается ни к одному посту.

Отслеживание загрязнения пост за постом

Угадыванием источник не найти; линию делят на участки и исключают их по очереди. Приведённая ниже последовательность идёт от самой дешёвой проверки к самой дорогой и обычно даёт ответ уже на первых трёх шагах.

Пятый шаг важнее всех: как только загрязнитель попал в контур рекуперации, заражён весь запас порошка, и дефект продолжает выходить ещё несколько дней после того, как источник перекрыт. В камере с фильтрами рекуперация идёт на уровне 95%+, а эффективность картриджных фильтров — 99,9%+, то есть система собирает порошок очень эффективно; это достоинство, но при загрязнении она столь же эффективно гоняет грязь по кругу. Как только загрязнение подтверждено, в производство не возвращаются, пока не опорожнены и не вымыты псевдоожижающий бункер, шланги, сито и циклон.

Окончательное решение: перестроить линию сжатого воздуха

Большинство случаев кратеров идут от цепочки подготовки воздуха, которая либо неполна, либо не обслуживается. Воздух, питающий линию окраски, должен быть отделён от общецеховой сети и получить собственный узел подготовки. Правильный порядок такой: выход компрессора → концевой охладитель → ресивер → осушитель → предфильтр → коалесцирующий фильтр (масляный туман) → угольный фильтр → регулятор давления → пистолет. Перед пистолетом никогда не должно быть лубрикатора; если пневмооборудованию нужна смазка, эта ветка питается отдельно от линии окраски.

На что смотреть при проектировании воздушной линии:

• Производительность осушителя подбирается по летним условиям; точка росы должна оставаться ниже температуры самой холодной точки здания, иначе в трубопроводе образуется конденсат.
• Угольный фильтр — единственная ступень, задерживающая масляный туман, и ресурс у него конечен; замену ставят в календарь, потому что «поменяю, когда забьётся» здесь не работает.
• Материал труб должен быть нержавеющим; ржавчина и окалина, образующиеся в оцинкованной или чёрной трубе, дают загрязнение уже после фильтров.
• Слив конденсата должен быть автоматическим; замасленная вода, оставленная на ручной слив в ресивере, рано или поздно дойдёт до линии.
• Пропускная способность линии считается по числу пистолетов; в камерах, которые мы строим с 2 до 12 пистолетов, расход воздуха и подбор фильтров рассчитываются вместе с числом пистолетов.

Когда эта цепочка построена правильно, подавляющее большинство случаев кратеров закрывается навсегда. Сравните вложение со стоимостью одной забракованной партии — узел подготовки воздуха в этом сравнении обычно самая дешёвая позиция.

Долговременные меры на стороне предобработки и камеры

Ступень обезжиривания — первая линия обороны против кратеров. Линия погружной обработки поверхности последовательно проводит обезжиривание, фосфатирование, пассивацию и сушку; если не отслеживать температуру ванн, концентрацию химии и электропроводность промывной воды, эффективность обезжиривания незаметно падает и дефект возвращается без предупреждения. Сколько ступеней вам действительно нужно и когда добавление ещё одной оправдано характером загрязнений, изложено в материале сколько ступеней предобработки нужно.

На стороне камеры важны два момента. Первый — скорость воздуха внутри: диапазон 0,5–0,8 м/с в фильтровой порошковой камере выбран так, чтобы быть достаточно быстрым для удержания порошка внутри камеры и достаточно медленным, чтобы не сдувать свежий порошок с детали; камера, работающая вне этого диапазона, к тому же заносит на деталь загрязнение из цеха. Второй — расположение проёмов: если устье камеры смотрит на замасленный станок или сварочный пост, загрязнение приглашают на линию сами. Критерии выбора камеры собраны в статье выбор камеры порошковой окраски, а дефекты поверхности от частиц — в статье пыль и волокна на окрашенной поверхности. На стороне полимеризации самый практичный способ удержать переменные постоянными во время диагностики — гонять образцы в камерной электрической печи, работающей в диапазоне от 80 до 250 °C с равномерностью ±3 °C.

Часто задаваемые вопросы

Как отличить кратер от пинхола?

Смотрите на край и на распределение. Кратер — круглое углубление с приподнятым краем и открытым центром, и появляется он скоплениями; пинхол — отверстие с игольную точку, и он следует за материалом. Для уверенности запеките две детали одной партии на одной подвеске, одну сварную и одну нет: если дефект вышел только на сварной, это почти наверняка загрязнитель, а если на обеих в местах толстого слоя — это выход газа.

Как убедиться, что в сжатом воздухе есть масло?

Самая быстрая проверка такая: несколько минут обдувайте чистую неокрашенную пластину только воздухом пистолета, затем напылите и запеките её. Если кратеры выходят и на ней, загрязнитель в воздухе. Вторая проверка — сливной кран на стаканах фильтров; если то, что выходит, мутное или пахнет маслом, коалесцирующий и угольный фильтры давно насыщены.

Как очистить линию, загрязнённую силиконом?

Силикон не смывается водой и склонен размазываться. Каждую затронутую поверхность — подвески, конвейер, внутренность камеры, шланги, псевдоожижающий бункер — протирают подходящим растворителем одноразовыми салфетками, и одну салфетку никогда не используют на второй поверхности. Загрязнённый порошок выбрасывают, а не спасают просеиванием. Первую партию после очистки всегда запекают как образец и проверяют.

Могут ли подвески и оснастка вызывать кратеры?

Да, и нередко. Подвески с наросшим покрытием теряют проводимость и перестают нормально заземлять деталь, а остатки сварочного масла и смазки скапливаются как раз в точках контакта подвески. Подвески надо регулярно очищать выжиганием или химическим снятием, а очищенную подвеску никогда не кладут на замасленную поверхность.

Можно ли зашлифовать и перекрасить детали с кратерами?

Не раньше, чем удалён загрязнитель. Если нанести второй слой поверх кратера, дефект обычно вскрывается на том же месте, потому что загрязнитель никуда не делся. Правильная последовательность такая: очистить поверхность растворителем, механически зашлифовать, снова обезжирить и высушить, затем красить. Любая переделка до перекрытия источника просто даёт вторую бракованную деталь.

Резюме

Кратеры и рыбий глаз — не дефект настроек, а дефект чистоты и контроля загрязнений. Порядок диагностики ясен: отделить дефект от пинхолов, проверить линию сжатого воздуха, исключить сварочные, ремонтные и операторские источники и, наконец, выяснить, не загрязнён ли сам рекуперированный порошок. Окончательное решение почти всегда находится в одном и том же месте — выделенная для линии окраски цепочка подготовки сжатого воздуха с осушителем, коалесцирующим и угольным фильтрами и без единого лубрикатора где бы то ни было перед пистолетом. Менять оборудование до того, как эта цепочка построена, — деньги, потраченные не туда. Каждая линия, которую мы строим, проектируется вокруг самой крупной детали заказчика и поставляется с 2-летней гарантией изготовителя.

Пришлите нам крупный снимок дефектной детали, схему подготовки воздуха вашей линии и перечень ступеней предобработки — вместе определим, с какого поста приходит загрязнение.