Hướng dẫn chi tiết: Cách tính chu kỳ cập nhật cho sơn điện

1. Chu kỳ cập nhật

Chu kỳ cập nhật (còn được gọi là chu kỳ thay thế hoặc chu kỳ quay vòng) cho sơn điện di đề cập đến khoảng thời gian mà chất lỏng trong bể, do tiêu thụ, hao hụt và lão hóa, yêu cầu bổ sung sơn mới để duy trì sự ổn định. Trong quá trình vận hành dây chuyền sản xuất sơn điện di, sơn bị tiêu thụ khi diện tích bề mặt sản phẩm được sơn tăng lên, làm giảm hàm lượng chất rắn của bể. Sơn mới nên được thêm vào thường xuyên—theo ca, theo giờ hoặc liên tục—để giữ hàm lượng chất rắn trong khoảng ±0,5%. Khi lượng sơn tiêu thụ (hoặc được thêm vào) tích lũy bằng lượng chuẩn bị bể ban đầu, điều này được định nghĩa là một chu kỳ cập nhật. Một chu kỳ cập nhật hợp lý đảm bảo chất lượng lớp phủ đồng thời kiểm soát chi phí tiêu thụ trên một đơn vị.

Các yếu tố chính ảnh hưởng đến chu kỳ cập nhật:

1. Khối lượng lớp phủ (Sản lượng sản xuất): Sản xuất cao hơn dẫn đến tiêu thụ nhanh hơn và chu kỳ cập nhật ngắn hơn.

2. Tỷ lệ tiêu thụ sơn: Tiêu thụ trên một đơn vị cao hơn sẽ đẩy nhanh việc bổ sung, rút ngắn chu kỳ.

3. Mất mát do mang theo: Hình dạng phôi và thiết kế móc treo ảnh hưởng đến việc mang theo; hệ thống thu hồi UF/RO có thể làm giảm tổn thất.

4. Lão hóa chất lỏng trong bể: Sự bay hơi của dung môi, sự phân hủy nhựa và sự nhiễm bẩn từ khâu xử lý trước sẽ đẩy nhanh quá trình lão hóa của bể, rút ngắn tuổi thọ của nó.

2. Công thức tính toán

Mức tiêu thụ sơn điện di trên một đơn vị (kg/m²) có liên quan chặt chẽ đến chu kỳ cập nhật của chất lỏng trong bể. Một chu kỳ cập nhật hợp lý sẽ tối ưu hóa mức tiêu thụ và đảm bảo chất lượng lớp phủ. Công thức tính chu kỳ cập nhật trong điều kiện sản xuất bình thường như sau:

$T_0=\frac{M_0}{M_1}$

Trong đó:

• T₀​: Lượng sơn ban đầu cần thiết để chuẩn bị bể (kg).

• M₁​: Mức tiêu thụ sơn hàng tháng (kg).

Công thức tiêu thụ trên một đơn vị

$\text{Tiêu thụ (kg/m²)}=\frac{\text{Mật độ màng khô}\times \text{Độ dày màng}}{\text{Hàm lượng chất rắn trung bình}\times \text{Tỷ lệ sử dụng lớp phủ}\times (1-\text{Tổn thất do gia nhiệt})}$

Tiêu thụ trên một đơn vị là một thông số quan trọng trong sơn điện di, ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí sản xuất, hiệu quả tài nguyên và chất lượng lớp phủ. Việc lựa chọn một sản phẩm sơn điện di tiêu thụ thấp giúp giảm chi phí sơn.

3. Ví dụ tính toán chu kỳ cập nhật

Ví dụ: Một dây chuyền sơn điện di thân xe sử dụng sơn điện di âm cực với tổng dung tích bể là 200 tấn và hàm lượng chất rắn là 20%. Dây chuyền sản xuất 200 xe mỗi ngày, mỗi xe có diện tích sơn khoảng 100 m², hoạt động 25 ngày một tháng. Giả sử nhũ tương có hàm lượng chất rắn là 35%, bột màu có hàm lượng chất rắn là 58% và tỷ lệ trộn là nhũ tương:bột màu = 6:1. Tổn thất do gia nhiệt là 8%, mật độ màng khô là 1,25 g/cm³, độ dày màng trung bình là 20 μm và tỷ lệ sử dụng lớp phủ là 95%. Tính chu kỳ cập nhật cho chất lỏng trong bể của dây chuyền điện di này.

Bước 1: Tính toán mức tiêu thụ trên một đơn vị cho lớp phủ thân xe

Hàm lượng chất rắn trung bình của sơn:

$\text{Hàm lượng chất rắn trung bình}=\frac{(35\mathrm{\%}\times 6+58\mathrm{\%}\times 1)}{7}=38.28\mathrm{\%}$

Tiêu thụ trên một đơn vị:

$\text{Tiêu thụ (kg/m²)}=\frac{1.25\text{g/cm³}\times 1000\times 20\text{μm}\times 10^{-6}}{38.28\mathrm{\%}\times 95\mathrm{\%}\times (1-8\mathrm{\%})}\approx 0.072\text{kg/m²}=72\text{g/m²}$

Mức tiêu thụ sơn trên mỗi xe:

$72\text{g/m²}\times 100\text{m²}=7200\text{g}=7.2\text{kg}$

Bước 2: Tính toán lượng sơn ban đầu trong bể và mức tiêu thụ hàng tháng

Hàm lượng chất rắn ban đầu trong bể:

$200\text{tấn}\times 1000\times 20\mathrm{\%}=40,000\text{kg}$

Lượng sơn ban đầu:

$M_0=\frac{40,000}{38.28\mathrm{\%}}\approx 104,493\text{kg}\approx 104.5\text{tấn}$

Mức tiêu thụ sơn hàng tháng(M1):

$72\text{g/m²}\times 100\text{m²}\times 200\text{xe}\times 25\text{ngày}=36,000\text{kg}=36\text{tấn}$

Bước 3: Tính chu kỳ cập nhật

$T_0=\frac{104.5}{36}\approx 2.9\text{tháng}$

Mức tiêu thụ sơn hàng ngày:

$\frac{36,000\text{kg}}{25\text{ngày}}=1,440\text{kg}$

• Bột màu: ~205 kg

• Nhũ tương: ~1.234 kg

Do đó, khoảng 205 kg bột màu và 1.234 kg nhũ tương nên được thêm vào hàng ngày, với các điều chỉnh dựa trên kết quả kiểm tra tỷ lệ chất tạo màu trên chất kết dính thực tế.

4. Tóm tắt

Trong sản xuất sơn điện di thực tế, một chu kỳ cập nhật dài sẽ gây bất lợi cho sự ổn định của chất lỏng trong bể. Sơn điện di phù hợp với sản xuất liên tục, khối lượng lớn và chu kỳ cập nhật được khuyến nghị cho hầu hết các dây chuyền là 2–3 tháng. Các chu kỳ vượt quá 6 tháng không phù hợp với sơn điện di. Do đó, khi thiết kế một dây chuyền sơn điện di, chu kỳ cập nhật nên được xem xét cẩn thận. Đối với các trường hợp có chu kỳ dài hơn, kích thước bể nên được thiết kế nhỏ nhất có thể trong khi vẫn đảm bảo các điều kiện sơn được đáp ứng.