时间:2023-03-24 15:48:04
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇涂装技术论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:汽车;涂装;原则;工艺;原子灰
1有关汽车涂装技术
1.1汽车涂装作用
(1)保护作用。由于汽车特殊的生存环境:风吹日晒、雨淋石击,要求汽车有一定的防腐性能和使用寿命。(2)它的涂饰作用由于汽车不停地穿梭在公路、在城乡,人们希望它能给生活带来色彩斑澜,希望汽车美观舒适、色泽诱人。为此汽车涂装就要进行现代化大规模集约化生产,就需要投入大量人力物力建造并管理好现代化大规模涂装生产线。
1.2汽车涂装常用涂料
(1)按涂装对象的不同,汽车漆可分为:①新车原装涂料;②汽车修补漆(2)按在汽车上的涂层由下至上分类:;①汽车用底漆,多为电泳漆;②汽车用中间层涂料;③汽车用底色漆(包括实色底漆和金属闪光底漆);④汽车用面漆,一般指实色面漆,不需要罩光;⑤汽车用罩光清漆;⑥汽车修补漆;(3)按涂装方式分类:①汽车用电泳漆;②汽车用液体喷漆;③汽车用粉末涂料;④汽车用特种涂料如PVC密封涂料;⑤涂装后处理材料(防锈蜡、保护蜡等);(4)按在汽车上的使用部位分类:①汽车车身用涂料;②货厢用涂料;③车轮、车架等部件用的耐腐蚀涂料;④发动机部件用涂料;⑤底盘用涂料;⑥车内装饰用涂料。
1.3汽车涂装油漆喷涂的基本原则
(1)喷漆前先检查工具与工作环境。空气压缩机内的水份、油质必先释出。彻底清洁、检查喷漆房、通风滤网。清洁喷漆房地面。
(2)表面干净。施喷表面一定要用水洗干净,有油质,蜡质要用出有剂出油,新焊接或除铁锈后的金属表面要用——环氧树脂防锈底漆处理以防生锈。
(3)正确的砂磨方法。使用砂纸不要太用力,尽可能用细一点的砂纸。
(4)用高品质稀释剂。对稀释剂不要打经济算盘,使用配套的稀释剂,油漆可发挥最高质量,使用廉价的稀释剂可节省数元,但将付出更多时间与精力;使用高品质稀释剂,工作将会更顺手。
(5)硬化剂及稀释剂。要正确硬化剂及稀释剂比例,不正确将影响漆的效果。
2汽车油漆标准工艺流程
(1)车体作防锈及内部喷涂:视车身情况由钣金工完成。(2)打磨及修饰斜边:使用P60~180#砂纸打磨车身上经过钣金修补及需要原子灰的地方。(3)除尘、清洁:使用压力枪及除硅清洁剂清除车身上的微尘及污渍。(4)贴护:使用反贴技巧贴上遮蔽纸。(5)涂装底漆:混合4:1红底漆及施喷1~2层打磨后露出金属的位置上,然后烤干。(6)填补原子灰:混合多功能原子灰填补于车身上凹陷位置,置于摄氏20度环境30分钟。(7)打磨原子灰:使用P60~240#砂纸打磨,用手感或打磨指示层检查平整度,针孔和印痕。(8)特幼原子灰:有需要时选用,填补针孔、砂纸痕等。(9)打磨:使用P280#砂纸彻底打磨车身上需喷涂中间漆的旧漆。(10)除尘、清洁:使用压力枪及除硅清洁剂清除车身上的灰尘及污渍。(11)贴护:贴上遮蔽纸。(12)喷涂中间漆:混合多功能中间漆2~3层,每层隔5~10分钟,然后烤干摄氏60度30分钟,再喷上打磨指示层。(13)打磨中间漆:使用P320~400#砂纸打磨干燥后的中间漆。(14)检查:检查打磨效果,可做微填。(15)除尘、清洁:清除车身上的灰尘和污渍。(16)贴护:对车身做贴护遮蔽。(17)除尘、清洁:先用压力枪吹出车身上的尘点,用除硅清洁剂清除车身污渍,用压力枪吹出车身缝隙的灰尘,最后以粘尘布粘除车身上的微尘。(18)面漆喷涂素色漆:喷涂2~3层,每层相隔5~10分钟,配合温度添加固化剂和稀释剂。(19)喷涂底色漆:喷涂2~3层素色漆、银粉漆或珍珠漆,每层间隔5~10分钟。(20)清漆喷涂:混合及施喷两层清漆,每层间隔5~10分钟,配合温度添加固化剂和稀释剂。(21)烤干:静置5~10分钟,摄氏60度干燥30分钟。(22)打蜡抛光。(23)遮盖汽车。遮盖汽车的目的是防止喷雾喷到不该喷到的地方,常规的基本遮盖材料是遮盖纸和遮盖带。汽车遮盖纸的宽度从7cm~91cm不等,是耐热的,一般可在烘房内安全使用,其湿强度好,可防止溶剂渗透(注意:不能用报纸遮盖,报纸耐热性不强,且含有印刷油墨,油墨会溶于油漆溶剂中,渗入下面的面漆,造成污染)。
3汽车涂装过程中注意事项
(1)漆前修补。对于车身部件上存在的诸如局部锈蚀、轻度硬损伤等缺陷,如果一概挖补、敲而有些得不偿失。若不加修补而直接以腻子填充,其强度和耐腐蚀性能均较差。漆前修补旨在卓有成效的弥补这类缺陷。常用的修补方法有:软金属填补,软金属填补(俗称挂锡)修补部件表面缺陷,具有附着力好、工艺简单和抗冲击能力强等优点。铝箔树脂板填补,铝箔上预涂合成树脂中有含一定比例的金属粉以提高其强度,具有方便、快捷的特点。
(2)砂纸打磨。手工打磨平面应将砂纸垫在手模板上进行,对较大面积的修磨则应换成大一些的打磨板,这样不仅修磨省力而且砂磨的打磨质量也好。打磨较窄的棱角部位时,宜用较小的打磨块,打磨型线或圆弧时,则应用与其形状相似的仿形打磨块。在没有打磨块只用砂纸的情况下,一般漆工是将砂纸夹在拇指和手掌之间手平放在表面。手工打磨动作应均匀,并不得为急于求成而用力过猛,手工打磨时的运作方向也应交替进行。否则,容易磨出凹陷,以致前功尽弃。
(3)第二次除油。汽车车身表面虽然经过清洗、除漆、除锈、修补等工序,但钣金修复后留存的污垢,工具上的油污以及原旧漆未去除部分的油污若在涂底漆前不清除干净,必将影响的气的附着力,甚至在面漆喷涂后,还会出现脱落或桔皮现象。因此,上漆前尚需要除油。最好使用除蜡清洁剂,用洁净的干布擦拭待喷漆表面即可。
4汽车清洗中应注意的问题
(1)应使用专用洗车液,严禁使用肥皂或洗洁精,因为这类用品碱性强,会导致漆面失光,局部产生色差,密封橡胶老化,还会加速局部漆面脱落部位的金属腐蚀。(2)高压冲洗前,须检查车窗,前后盖板是否关闭良好。(3)高压冲洗时,水压不宜太高,一般不高于7Mpa。且先使用分散雾状水流清洗全车,浸润后再利用集中水流冲洗。对于可调压的清洗机,底盘冲洗时,水压可高一些,以便能够冲掉底盘上附着的污泥和其他附着特。车身清洗时,可将水压调低些,如果清洗车身的水压和水流过大,污物颗粒会划伤漆层。(4)使用调温式清洗机,注意热水温度不宜过高,以免损坏漆层。(5)擦清洗剂时应使用软毛巾或海绵,最好使用海绵以免其中裹有硬质颗粒划伤漆面。(6)洗车各工序都应遵循由上到下的原则,即由车顶、前后盖板、车身侧面、灯具、保险杠、车裙、车轮等。(7)不要在阳光直射下洗车。如果阳光直射,车表水分蒸发快,干涸的车身上的水滴会留下斑点,影响清洗效果。(8)不要在严寒中洗车,以防水滴在车身上结冰,造成漆层破裂,北方严寒季节洗车应在室内进行,车辆进入工位后,停留5-10min,然后冲冼。(9)发现车身附有灰尘或杂质,应及时清除,以免玷污漆面。
【关键词】钢结构,安装工程,施工质量,控制
中图分类号:TU758文献标识码:A文章编号:
一.前言
钢结构的安装施工具有复杂性,安装施工质量容易受到各种因素的影响,在现场安装过程中,容易出现很多问题,一旦出现工程问题,不仅仅会严重耽误工期,影响爱那个工程进度,造成了很多施工材料的浪费,也让整个钢结构的外观被破坏,而且容易产生安全事故,造成施工人员的伤残,威胁到人员的生命财产安全,带来十分消极的后果,因此,在钢结构进行安装施工过程中,必须严格施工标准,规范施工操作,提高施工人员的综合素质,加强对施工质量的监督控制,并做好安全防护措施,保证工程施工质量,实现安全施工。不仅仅有助于实现施工单位的经济效益,也有着十分重要的社会意义。
二.钢结构安装工程特点
1.工序繁多,多立体施工
工序繁多,高层施工,立体施工,相互交叉施工,这是钢结构工程施工的第一特点,也是施工的难点之一,必须做好全面细致的科学设计,统筹安排,从设计施工到施工人员的安全保护,都要有着极其高的标准和要求。
2.空中作业多,作业空间小
钢结构施工多半位于高空,空间狭小,但由于工序繁多,需要准备的各种部件和施工器械品种繁多,操作人员的空间移动位置小,安全保障难度高,对众多的零部件和施工的构件无处安放,对升降传输速度安全性有着高端要求。
3.工程进度控制难度大
工程进度控制难度大,高空作业,超高的施工标准,严格的施工规范,高端的材料处理,科学的安装,合理安全的拆迁等一系列巩固都受到了各种因素的影响,比如材料的质量,各种构件的传送,自然气候因素,焊接技术等各个方面。
三.钢结构的安装与施工质量控制
钢结构的安装施工工序繁多,施工复杂,笔者将结合多年的施工经验,从一些具体的施工环节做出探讨,对相关环节的施工步骤和施工质量控制措施作出分析。
1.钢柱安装施工步骤及质量控制
( 一) 钢柱的安装
根据构件的设计参数、现场条件、施工工期,选配相应的吊运机具和人力;并做好吊装前的检验。之后要确定柱子吊装时合适吊点。无论构件大小都要试吊一次,使构件离地200 mm 左右,检查各部位有无问题,在确保安全可靠的情况下正式吊装; 柱子就位时回钩要缓慢,穿引螺栓要准确,柱子地脚螺栓紧固牢固。柱子顶端用4 根缆绳封固; 横梁就位后两端各用2根缆绳封固,缆绳方向与横梁垂直。主构件完全稳定,找正精平后,临时缆绳拆除。
(二)钢柱校正质量控制
工程中钢柱安装校正采用单构件安装校正法,以每节柱的柱顶中心线相重合为原则进行安装校正。校正方法用2 台经纬仪从两个不同方向进行测控,如两条基线不在同一条直线上,这说明柱子不垂直,需要进行调整,最终将柱顶偏差控制在2 mm 范围内。对标高测量控制,保证同一节高度柱顶标高偏差在5 mm 范围之内。
2.高强度螺栓安装
高强度螺栓的连接和固定的质量控制: 扭剪型高强度螺栓在供货、装运、保管过程中应轻装轻放,防止螺栓损伤与沾污。安装时要确保穿孔的自由通过,严禁锤击穿孔,穿孔方向要保持一致,垫圈位于螺母一侧,确保高强度螺栓连接板接触面的平整。
3.钢结构的焊接
(一)钢结构主要焊接内容和形式
柱和柱接头焊接、柱与梁连接板焊接和栓钉焊接。焊接形式为全熔透焊接。焊工需取得平焊、立焊、横焊的技术资格,并且熟悉工程的焊接要求。施工时制定的焊接顺序为: 对整体来说,由平面中心向四周扩展,采用结构对称、节点对称焊,先焊钢梁、后焊钢柱。
(二)焊接质量控制要求
雨天不安排焊工作业; 焊接过程中每一条焊缝的焊渣都要清理干净,并认真检查焊缝质量; 焊接完毕后用角向打磨机将焊缝两侧各100 mm 范围内打磨干净,以便探伤。
4.钢结构的除锈与涂装
(一)防绣漆质量控制
钢结构在工厂涂装二底防绣漆,现场只需对高强螺栓接头、焊接接缝、运输吊装碰撞损伤部位进行补涂。
(二)防火涂料质量控制
现场涂装防火涂料。涂装前对涂装部位表面进行清理,按二级防火标准设计要求的涂层厚度和遍数涂装施工。
四,钢结构工程在现场安装过程中的安全控制
做好安全控制是整个钢结构工程现场施工质量控制的重要环节。由于钢结构的施工具有一定的特殊性,高空作业较多,工序较为复杂,操作具有一定的难度,因此,在施工过程中容易产生很多安全隐患,比如高空坠物砸伤施工人员或者是行人,安全带,安全网的损坏,施工人员操作失误等事故,不仅仅会造成巨大的经济损失,更会严格中影响到施工的安全。必须做好施工过程中的安全控制。
1.要建立健全安全控制管理体系。施工单位要设立专门的安全管理部门,实施安全生产责任制,在提升施工人员安全意识的基础上,加强对施工材料设备的检查,减少因为施工材料设备而带来的安全隐患。规范操作,严格执行安全措施。实施全过程的安全控制。
2.要据各种构件的高度来安装好爬梯,如此,以方便施工人员的上下,同时,要做好爬梯的绑扎固定。同时,要张挂水平安全网进行防护,在进行水平安全防护网的安装中,防护网一般在高空施工人员的十米以内。
3.施工人员要挂好安全带。安全带是整个钢结构安装施工过程中重要的安全防护措施之一。比如,在钢梁安装完毕之后,要设置好安全绳,如此可以方便让施工人员将安全带佩戴好。
五. 结束语
钢结构安装工程施工具有极大的技术性和挑战性,施工单位必须做好科学合理的设计,设定严格科学的施工规范,并精心准备施工所用各种器械设备,加强对施工人员的培训,提高整个施工队伍的技术能力和综合素质。在施工时候既要保证施工进度,控制施工质量,又要结合施工的实际情况,从全局出发,统筹全局,兼顾细节,做好安全防护措施,保证施工的科学合理性,保证整个钢结构施工的安全稳定,优质高效。为推动我国建筑业的进步,经济的发展,人们生活水平的提高,做出贡献。
参考文献:
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[2]王欣宇 某钢结构工程的施工质量控制措施 [期刊论文] 《建筑设计管理》 -2009年9期
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论文摘要:介绍了弹性腻子的作用、性能和分类,并指出了弹性腻子在解决动态裂缝中的作用和原理。
1、前言
使用弹性涂料的主要目的和所得到的功能是对墙面的装饰作用和墙面所出现的裂缝的遮蔽作用。但要达到这一目的并非仅仅使用弹性涂料,单独使用弹性腻子或和弹性涂料复合使用都能够达到这一目的。在技术内容方面弹性腻子和弹性涂料有很多相互联系和相似之处,因而可以将弹性腻子看作是一种靠批涂(刮)施工的厚质弹性涂料。
2.弹性腻子的作用
2.1填补、填平作用
腻子作为涂料涂装的主要配套材料,其主要功能是填补墙面基层大的凹坑和填平小的空隙,使涂料能够涂装在基本平整的基面上,从而得到好的装饰效果。
对于弹性腻子来说,其填补作用主要还是体现在填补裂缝作用。建筑物的外墙面多数是水泥基材料,例如水泥抹面砂浆,现浇砼或者抹面水泥净浆等。由于水泥基材料的固有物性,表面不可避免地要出现裂缝。这些裂缝一般具有“动态裂缝”的性质。所谓“动态裂缝”是指由于这些裂缝会随着外界环境条件发生变化,干湿交替、温度升降等而随之发生张开或闭合变化,。当使用普通腻子填补这些裂缝时,就难以适应“动态裂缝”的张开或闭合变化,并进而给涂膜造成一定的损伤,甚至使涂膜出现裂缝。而使用强性腻子修补这些裂缝时,弹性腻子膜的弹性就能够在一定程度上容纳裂缝的变化,使裂缝的变化不置于传递给涂膜。此外,在量大面广的室内装潢中,刚性材料(如水泥、石膏等)在受外因(如温差、干湿、沉降等)的作用后也容易产生裂缝。不同材质的材料之间的拼接缝(如木材、石膏和水泥等)使用普通腻子填补缝隙,在涂装后也容易因环境变化出现裂缝。上述这些裂缝使用弹性腻子进行填补在一定程度上能够得到解决。
2.2平整作用
在内涂装和有些外涂装中要求表面平整、光滑。当外墙需要涂装某些特殊涂料,例如金属光泽的涂料、有光的溶剂型涂料等的时候,尤其需要使用高质量的腻子以批刮出平滑的涂装基面。
2.3遮蔽龟裂纹的作用
以水泥砂浆、净浆抹面的墙面基层,因为干缩往往在表面出现宽度、深度不等的细小裂纹。由于这类裂纹形似乌龟背壳而称为龟裂纹。龟裂纹也具有“热胀冷缩”和“温涨干缩”的动态性质。若使用普通腻子,则为了遮蔽这类裂纹的动态变化,需要使用弹性涂料。使用弹性腻子满批也是解决其动态变化的行之有效的方法。
使用弹性腻子解决龟裂纹动态变化的原理主要是因为弹性腻子膜消减了由于砂浆层(或净浆层)收缩所施加给腻子膜和涂膜的拉应力,使得垂直方向上的变形量递减。当砂浆层(或净浆层)收缩时,裂纹(缝)变宽,弹性腻子膜与砂浆的结合部分受到拉应力的作用,底层部分被拉长。由于沿涂膜垂直方向上拉应力本身呈递减趋势,且弹性腻子膜被拉长后受到弹性恢复力的作用,因而在涂膜垂直方向上弹性腻子膜所遮蔽时 则腻子膜表面的刚性涂膜不开裂;当变形能够通过弹性腻子膜(即弹性腻子膜不能够遮蔽变形)时,则腻子膜表面的刚性涂膜开裂。
2.4特种装饰作用
现在人们提出扩大腻子的功能的概念,认为可以使腻子直接具有装饰作用。并认为使用腻子能够创造或改变涂膜的装饰质感和花纹,并推出装饰性腻子产品。
3. 弹性腻子的性能要求
3.1良好的施工性:
腻子的施工方法通常主要是批涂(刮),因需用量大,施工劳动强度也大,因而必须要具有良好的施工性,否则将会直接影响腻子的使用。腻子的施工性能包括批刮性和打磨性。批刮性是指腻子批刮时手感柔润、滑爽、无黏滞感,刮刀回批时不卷边,有适当的干燥时间以便于对批刮缺陷部位进行适当的修饰;打磨性能好是指腻子易于打磨平整,打磨时不吃力。有人认为打磨性和腻子的理化性能是一对矛盾,即腻子的硬度高,理化性能好,就不易打磨,而容易打磨的腻子则硬度差,理化性能性对低。这种认识有一定道理但也并不尽然。有些腻子可以利用干燥后腻子膜的强度增长的时间差进行打磨。即腻子膜已经表干而可以打磨时腻子的强度(硬度)还有增长得很高时进行打磨。也有的腻子易于打磨,但理化性能很好。
3.2拉伸强度和黏结强度
拉伸强度是指腻子膜受拉伸而断裂时的强度。对于弹性腻子这一性能尤其重要。黏结强度是指腻子与基层之间的结合力的大小。要求腻子膜具有一定的黏结强度和拉伸强度是很好理解的。即腻子膜要能够与基层之间具有牢固的黏结,并能够承受一定的外力作用而不断裂(开裂);也就能够更好地与其上的涂膜产生牢固的黏结。
3.3适当的弹性(指裂性)
普通腻子对于弹性是没有要求的。但弹性腻子膜必须具有很好的弹性,以便在受到外力时能够产生一定的弹性变形而不会断裂,即腻子膜能够具有必要的抗裂性。
3.4对腐蚀性介质的耐性
腻子膜直接批涂在水泥基基层上,并且经常受到水和各种碱性物质的侵蚀,因而应当具有良好的耐水性、耐碱性。否则,腻子膜在受到侵蚀时,可能会发生疏松、鼓胀、溶胀而导致涂膜起鼓、气泡甚至脱落。
3.5透气性
腻子膜的干燥是由表及里。腻子膜经施工后表面首先干燥,如果腻子膜的透气性不好,腻子膜表面干燥后,内部的水份就难于透过表层而干燥,或者造成腻子膜干透的时间很长,这就影响后道腻子以及涂料的施工。
3.6贮存稳定性
腻子作为一种商品,应当具有一定的贮存期。在贮存期内腻子的性能不应当有明显的变化,并且不应当有明显的分层、结块、凝聚或分离等影响腻子质量的情况出现。
3.7符合环保要求
建筑腻子,尤其是内用腻子,属于室内装饰装修材料,必须符合国家有关有害物质限量的标准。腻子中所含的甲醛、氨、挥发性有机物(VOC)甲苯和二甲苯以及有害重金属等有害物质,都应当低于国家标准中的规定值。
4、腻子的分类
4.1按照腻子的作用分类
1)普通填平性腻子:用于涂料涂装前基层的填平,如各种内外墙腻子,地坪腻子等。
2)功能型腻子:用于填补裂缝、空洞、缝隙和接缝等,例如弹性腻子、柔性腻子、抗裂腻子等。
3)装饰性腻子:用于使腻子膜产生一定的艺术效果,最终的涂层有特殊的装饰性例如:浮雕腻子,拉毛腻子等。
4)瓷砖腻子:用于直接在瓷砖、马赛克表面批刮的腻子,以省去凿除瓷砖、马赛克的工序,并使腻子膜在瓷砖表面产生足够的粘结力,能够保持长时间的牢固而不脱落,例如膏状瓷砖腻子、粉状瓷砖腻子和双组分瓷砖腻子等。
4.2按照腻子应用的结构部位分类
1) 内墙腻子:主要作用是填平。对于装饰级别较高的墙面,要求腻子膜具有防裂性(弹性腻子)和防水性;对用于厨房、卫生间等可能经常有水侵蚀的部位,应具有防水性(耐水腻子)。
2) 外墙腻子:主要作用是填平、补缝、遮蔽裂纹。进一步的要求还有防裂、防水、抗渗、装饰(浮雕、拉毛等)。对于特殊墙面(如瓷砖、马赛克墙面等)要求高强度腻子膜强度和腻子的黏结强度等。
3) 地坪腻子:填平、补缝、补强和防水处理等,例如各类建筑地坪涂装涂料前的找平和做光;装潢中安装复合木地板前对地坪的找平和进行防水防潮的处理等。
4.3按照腻子的外观形态分类
1)粉状腻子:粉状内、外墙腻子、粉状瓷砖腻子,粉状防水腻子等。
2)膏状腻子:膏状内、外墙腻子,膏状瓷砖腻子,膏状强性腻子,膏状抗裂腻子,膏状柔性腻子和膏状防水腻子等。
3)双组分腻子:双组分内、外墙腻子,双组分瓷砖腻子,双组分弹性腻子,双组分防水腻子等。
关键词 汽车;涂装车间;设计
中图分类号U46 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)94-0095-02
1 蒸汽回水
设计院在给我公司设计厂房时,蒸汽管路回水管的布局均高于进水管路,理念为用蒸汽压力将回水压送回锅炉房,充份利用蒸汽热量。而在实际应用过程中,由于回水压力大,蒸汽管道回水不畅,导致前处理升温较慢。工人均采用排放回水的方式升温,来提高升温效率。此方式排放大量回水,回水得不到循环,锅炉房需补充大量新鲜水,浪费较大。
技改方案:将回水管路降低,低于进水管路,蒸汽回水通过自然流动得以循环,上述问题解决。
2 磷化槽维护
磷化槽按工艺要求每半年要置换一次进行主槽维护。现状为主槽与置换槽间距较大(约50余米),在空间富余的情况下,全理布局可降低部分施工成本。主槽锥底无过梯,维护过程中架设过桥,存在安全隐患。
循环管路及表面流管路易堵塞,清理不便,需用硝酸浸泡,每次倒槽均需2~3天时间,对于产量饱满情况下,没有足够时间清理时,可适当制作备用管路进行交替清洗使用。
技改方案:因厂房已投产多年,无改造必要。
3 纯水管路
涂装车间长210m,为东西向布置。纯水间设置在厂房西侧。而车间内主要纯水用水点为电泳及后冲洗段,均布置在厂房东侧,在管路布置上造成没必要的浪费。
纯水系统管路大部份采用PVC管路,由于气动阀在开启/关闭的瞬间震动较大,且长时间存在老化现象,经几年的运转,多数管接头处出现裂纹漏水现象。
技改方案:布局已成型,无改造必要;对PVC管接头漏水处局部更换镀锌钢管。
4 电泳循环系统
电泳主槽循环与电泳置换槽循环为两套分别独立的系统,而对于一般一年只使用一次的置换槽来讲,独立的循环系统有些浪费。在设计之初,完全可以通过管路的切换,达到一套循环系统控制两套设备的作用。
电泳循环系统含有电泳循环泵4台、热交换泵1台、超滤循环泵1台,6台泵型号相同,功率30kw/h、流量180m3/h。循环喷嘴为1:4混流喷嘴。
按现有电泳槽容积(含管路)220m3计划循环交数:
而电泳漆防沉淀要求为4~6次/h,设计院设计的电泳循环次数余量过大,其中还不含超滤系统与热交换系统运行过程中参与的循环量。
超滤系统要求透过量为4 500L/h,设计能力最大6 000L/h。而对于超滤系统而言,进水量达到60m3/h时基本可以满足要求。选用180m3/h的泵明显过大。
技改方案:电泳主槽循环与电泳置换槽循环系统共用,因布局已成型,无改造必要。
电泳循环泵采用自动切换方式,两两一组,每两个小时切换一次,保证电泳槽液可以循环6次/h,防止槽液沉淀。
通过管路改造,达到热交换泵与超滤循环泵共用。对于两套系统共用后产生的换热效率降低现象,通过增加板式换热器换热片数量及降低冷冻水温度的方式弥补。
不算投资运用,单算运行费用,每年停用3个泵即可为公司节约成本:66.2万余元。
3×30kw/h×24h/天×365天×0.84元/kw=662256元
5 中涂后存储
由于涂装的特殊性,生产结束后喷房内工艺链上不能存车,这就必须增加存储区来应对第二天的连续生产。
设计节拍2.06min/台,5%返线率,中涂链速2.78m/min,中涂室体长75m,烘干炉运行45min,储存线链速15m/min,按75m计。
车身通过中涂线时间为:
75m÷2.78m/min+45min+75m÷15m/min=77min
而77min面漆线可通过车身:
77min÷2.06min/台×(1+5%)=39台
目前,中涂后储存车身30台,明显较小,实际运转过程中,每天9点左右,面漆线均需停产20min左右。
技改方案:目前产量较小,通过调整全线节拍以达到平衡;待产量大时,在目前中涂后储存线旁增加一10台车储存线。
6 污水站位置,排污管路
涂装车间为东西长210m,南北宽75m,前处理在厂房北面,污水站在厂房南面。排污方式分两种 :1)浸槽内废水通过自身循环泵直接打至污水站相应储备池;2)喷洗槽内废水及地沟废水通过地沟潜水泵打至污水站调节池。两种排污方式管路均跨过12.8m高空网架。
而在实际运转过程中,由于排污管路较长且较高,潜水泵阻力较大,经常损坏。
浸槽内底部沉淀及残留液体无法用循环泵直接打出,只能直排至地沟,再通过潜水泵打至污水站调节池。然而,浸槽内底部沉淀及残留液体药剂浓度较高,直接排入调节池存在风险。
技改方案:潜水泵更改为立式泵;通过管路改造,将地沟废水排入相应的储备池,不直接进入调节池。
新建线时,考虑将污水站与前处理放在一侧,所有废水均通过地沟直排入污水站相应储备池。减少中间环节,降低运行费用。
7 中修进车储存
如图1所示,现状为进中修室体前,没有任何缓存空间,故障车在中修修复时间较长,如连续出现5台(或在修复过程短时间内陆续出现5台车)需中修情况下,必然堵线。
技改方案:改为图2所示,进中修室体方向改变,即可增加3台故障车存储。因生产线布局已落成,该方案未实施。
论文摘要:根据目前全球汽车涂料行业持续变化的特点,汽车涂料越来越受到人们的关注。介绍了汽车涂料的功用、市场上的环保节能汽车涂料,以及新近开发的节能环保汽车涂料、车用修补涂装涂料等;同时指出了开发环保涂料是人们永远的追求及今后发展趋势,高科技涂料的相继问世,为新世纪汽车涂装涂料的发展开创了美好的前景。
1汽车涂料的发展时逢新商机
全球汽车涂料行业目前的总销售额达34亿美元,市场持续变化是这一行业的主要特点。虽然竞争十分激烈,但目前各竞争者之间的合作及合资项目却极为普遍,这是因为所有的竞争者都有着相同的目标,那就是通过产品创新来满足环境及用户的要求。
汽车制造业已有100多年的历史,自汽车诞生以来,尤其在近20多年中,车用油漆涂装得到了突飞猛进的发展。在汽车工业发达的国家中,汽车涂料的用量在涂料产量中占有极其重要的地位,一般仅次于建筑用涂料,但是在涂料的销售额中所占的比例最大,高于建筑用涂料。因此,各国涂料生产厂非常重视车用涂料的动向及开发,以适应汽车工业发展的需要,车用涂料的生产和技术开发有集团化、国际化的倾向。随着对环保的日益重视,低污染油漆开始应用。高固体成分的聚氨醋高温烤漆、丙烯酸聚氨醋漆和清漆普遍被使用。因为高光泽度和使用透明涂层,使得疵点更容易暴露出来,所以材料的准备工作和干净的车间环境比以往更重要,因而出现了下吸式通风喷漆房。同时珍珠漆的涂装技术进一步改进,使用了2层涂装和3层涂装,使车身的颜色更加美丽并具有幻觉感。1982年日产公司使用粉末中涂,20世纪80年代中期通用汽车公司在货车厂使用粉末中涂,粉末涂料在中间涂层中已经开始使用。1984年厚膜阴极电泳涂料在汽车厂开始使用,涂膜厚度超过30um。后来,不少汽车厂又从厚膜阴极电泳涂料转到中厚阴极电泳涂料,漆膜厚度在25um左右,具有与厚膜阴极电泳涂料同样好的抗腐蚀能力。
近年来,带色的中间涂层已在美国广泛采用,其主要优点是中涂的颜色与面漆颜色配套,提高了外观装饰性。由于采用带色中涂,面漆中金属闪光底色漆的厚度可以从20um降到15um,而金属闪光漆的遮盖量可以降低到25um。这样,减少了涂料的用量,避免了流挂等弊病,降低了返修率。我国的汽车制造厂家所用面漆,在20世纪60年代末至80年代中期,一般都采用中、低氨基质量分数的氨基烤漆。
1985年以后采用高氨基质量分数的氨基烤漆,随着轿车工业的发展,丙烯酸树脂磁漆、优质的氨基树脂磁漆和双层面漆涂装工艺也随着引进,应用在新建的多条轿车车身涂装线上。80年代末期,在部分汽车涂装线上开始使用水性金属闪光底色漆,汽车涂料的水性化是由底到面逐步发展的,底漆已经水性化,中涂开始水性化。进人90年代,加快了使用水性化的步伐,尤其在欧洲,中涂涂料已经实现了水性化。日本水性化研究工作也已经完成,日产汽车公司开始使用水性中涂涂料。但是由于生产成本高,环保要求没有欧美苛刻,所以日本没有全面推广使用。
20世纪90年代,一批耐酸雨、抗划伤型汽车面漆、水性涂料、高固体分涂料和粉末涂料等环保型涂料相继开发,并已广泛获得工业应用。ICI公司成功地开发出划时代的水性涂料,现各大汽车制造公司越来越多地使用这种涂料。超高固成分油漆和耐擦伤清漆也被成功开发,目前已开始被日产、丰田等汽车厂使用。同时,色母涂料的推广,不含异氰酸硅的底涂层罩透明层的安全型聚氨醋高温烤漆等一批高科技涂料相继问世,为21世纪汽车漆的发展开创了美好的前景。
2汽车面漆越来越引起人们的关注
汽车面漆起到保护车厢不被腐蚀及美化外观的作用,是整车质量最重要的指标之一。因为喷涂油漆占轿车生产总费用的20%,而且轿车的外表面90%以上是涂漆面,显然涂层质量(光泽、颜色、耐久性等)会直接影响外观,影响人们对汽车质量的评价。因此汽车生产厂家十分重视轿车面漆技术,往往投人巨大的资金和人力去发展和改进轿车的面漆,强调抓住视觉的第一印象。面漆以普通本色漆和金属闪光色漆、珠光色漆等3种为主,现在轿车多用金属闪光色漆和珠光色漆,喷涂这些面漆后再喷涂罩光清漆,可令整个车身明亮如镜。现在轿车车身的喷涂工艺一般按照这些程序进行,普通轿车车身要喷涂3层,由阴极电泳底漆、中涂和面漆组成,有些中高级轿车车身要喷涂4—5层,由阴极电泳底漆、中涂1一2层和面漆1一2层组成,以达到较高的外观装饰性。轿车的漆面要求映象率高,光亮如镜。除了油漆质量外,还要有相当高要求的工场环境和工艺技术。从车辆车身喷漆至烘漆的过程中,工场内要空气清洁,不能有过量的尘埃。由于科技的进步,今天的喷涂工艺与十几年前的喷涂工艺相比已有很大的发展,无论油漆的颜色、勃结性、添加剂、稳定剂、溶解系统和工艺技术均发生了变化,而且这种变化目前仍在进行之中,使轿车面漆质量得到很大的提高。在现代化工厂内,油漆的调色、喷涂方式均已实现电脑化管理。
进人新世纪以来,我国汽车工业取得了长足的进步,汽车拥有量更是以惊人的速度在递增,其中最显著的是轿车数量迅速增加,在车辆拥有量中所占比例也越来越大,各种造型、色彩缤纷的车流已构成现代都市亮丽的风景线。轿车能起到美化城市的作用,在于其别致的造型和漂亮的外表面。但无论汽车涂膜质量如何优良,在使用过程中,气候的变化、各种原因引起的接触、擦剐,甚至碰撞等诸多原因都会导致漆膜的劣化、损伤。如何保持、恢复汽车良好的外表,越来越引起汽车修理业的重视。
3新近开发的节能环保汽车涂料
在近10多年中,汽车用涂料在其耐候性、耐石击性、外观装饰性、高艺术观赏性等方面都取得了很大的进展,随着人们环保意识的增强,使汽车用涂料又面临新的课题。车用涂料的最近需求是提高涂层质量、保护环境和降低成本。针对这些要求,涂料制造厂从涂料本身出发,进行了大量的研究,开发了一系列具有更大使用价值的新型涂料。
3.1电泳涂料
作为汽车底线的阴极电泳涂料于1977年在福特汽车公司开始应用,当时阴极电泳涂料厚度为20um左右。1984年厚膜阴极电泳涂料在汽车制造厂开始使用,涂膜厚度超过30um以上。后来,不少汽车制造厂又从厚膜阴极电泳涂料转到中厚阴极电泳涂料,漆膜厚度在25um左右,具有与厚膜阴极电泳涂料同样好的抗腐蚀能力。目前,世界汽车生产中有92%使用电泳涂料(ED),其中有90%采用阴极电泳涂料(CED)。阴极电泳涂料具有优异的渗透性,可均匀覆盖工件凹陷部位,并有极强的防腐性能,耐盐雾可达1200h。新一代的高流平性的阴极电泳涂料已经在美国汽车制造厂中使用。其代表产品有PPC的Edll厚膜阴极电泳涂料、Ed12中厚膜阴极电泳涂料、杜邦的CormaxTM厚膜或中厚膜阴极电泳涂料。其主要性能改进是,使漆膜表面粗糙度下降,例如CormaxTM中厚膜阴极电泳漆漆膜表面Ra为0.15一0.20um
汽车底漆采用CED已成定局,但也有人提出采用粉末涂料作为底漆和中涂,而CED大方向不会变。今后工作主要是进一步改善性能,如降低固体温度,提高平整性和耐久性。
3.2中间涂层
汽车涂料的水性化是由底到面逐步发展的,底漆己经水性化,中涂开始水性化。20世纪80年代末期,在部分汽车涂装线上开始使用水性金属闪光底色漆,进人20世纪90年代,加快了涂料水性化的步伐,尤其在欧洲,中涂涂料己经实现了水性化。日本水性化研究工作也己经完成,日产汽车公司村山工厂使用日本油脂生产的水性中涂涂料。粉末涂料在中间涂层中已经开始使用。1982年日本日产公司使用粉末中涂,20世纪80年代中期通用汽车公司在I个货车厂使用粉末中涂,近年来又在3个小型货车上使用粉末中涂。但粉末涂料在投人生产线使用以前,有几个大的难点。其中最大的难点是如何形成平滑均匀的涂膜、粉末粒子的微粒化技术以及涂装装置的稳定供给。现今,涂料和涂装方法的开发都取得了进展,原来比溶剂型涂料差的涂膜外观也得以提高,涂料的稳定供给以及涂着效率的改善已成为可能。近些年,带色的中间涂层已在美国广泛采用,其主要优点是中涂的颜色与面漆颜色配套,提高了外观装饰性。由于采用带色中涂,面漆中金属闪光底色漆的厚度可以从20um降到15um而金属闪光漆的遮盖量可以降低到25um。这样,减少了涂料的用量,减少了流挂等弊病,降低了返修率。
3.3面漆
汽车面漆分两类,即金属闪光漆和本色漆,大体上各占1/2。近几年金属闪光漆系列发展迅速,珠光漆、梦幻涂料等层出不穷,颜色也向具有高透明感、深度感、高色彩方向发展。
金属闪光漆目前在美国大多采用高固体分闪光漆,而日本采用最多的是中低固体分金属闪光漆。随着环境保护法规日趋严格,为了提高豪华轿车的漆膜外观品质,美国部分高级轿车近两年采用水性金属闪光漆,可大大降低有机挥发物(VOC)的排放。同时,水性金属闪光漆具有特殊的流变性,有利于铝粉定向,比溶剂型涂料具有更好的金属效应,所以水性金属闪光漆比水性中涂更早被日本汽车厂接受,欧美也已广泛使用。金属闪光漆水性化是必然的趋势,技术也已成熟,能很快推广应用。通用汽车公司预计,2020年前全球大部分汽车厂会采用水性金属闪光漆。5a左右在国内的汽车厂可能会有水性金属闪光漆的需求。水性金属闪光漆代替溶剂型金属闪光漆,与所有水性涂料一样,必须有恒温恒湿条件,一般施工温度为22一28℃,相对湿度为60%一80%。水性金属闪光漆施工后,必须有一段闪干过程,一般90℃,5min左右,使水分挥发后才能喷涂双组分高固体丙烯酸涂料或粉末涂料。
本色漆上是否再罩清漆,总的看法认为罩清漆后,漆膜外观、耐久性都有所提高。所以,美国克莱斯勒公司的所有轿车、通用汽车公司的部分轿车在本色漆上再罩上一层清漆,使漆膜外观得到改善。目前欧洲和北美均使用双组分或单组分高固体分丙烯酸罩光清漆,但是异氰酸醋一丙烯酸体系的缺陷是异氰酸醋具有毒性。因此,从环保角度来看,未来罩光清漆应是粉末涂料和水性涂料。目前,罩光清漆和本色漆以及高固体分涂料易被现在的生产线所接受,在应用中仍是主流。如果采用双组分高固体分涂料,施工固体分可达85%以上,VOC排放量己与水性漆相似,近期是可行的。粉末涂料是最有发展前途的罩光清漆,但作为本色漆,由于换色难,使用上会受到一定限制。
4环保节能的汽车涂料是人们永远的追求
随着人类社会的不断前进和不断完善,汽车及其相关工业的发展也必然要跟上时代前进的步伐,不断地满足社会各个方面所提出的新的要求。对于涂料而言,这些要求是针对涂料本身的改善和提高,有的则是针对使用涂料时对于环境污染的限制。
自汽车诞生以来,经过涂料工作者们数十年的努力,作为汽车重要配套材料之一的汽车涂料的各项性能如装饰性、防腐蚀性、抗石击性、施工性以及耐候性等都有了很大程度的提高和改善,基本上满足了汽车工业的需求。但人们追求完善的要求是无止境的,研制和生产高性能的汽车涂料是我们永远的课题。保护地球环境,减少大气污染的呼声越来越高,环境问题也非常强烈地左右着汽车及其相关行业的发展。因此,高固体分化、水性化和粉末化,从20世纪开始就一直是世界涂料行业开发新产品的基本方针和发展方向。
汽车涂料业目前所面临的最重要的问题之一是环境问题。如长期用于小汽车生产的溶剂型涂料会排放大量VOC,为了解决这一问题,美国联邦政府要求本国的3家主要小汽车制造商〔通用汽车公司(GM),福特汽车公司和戴姆勒一克莱斯勒汽车公司共同研制生产先进的对环境友好的涂料产品。据介绍,虽然粉末涂料对环境友好且成本较低,但是由于这类涂料的涂装设备成本较高,导致涂装施工成本远远高于传统的溶剂型涂料。因此,即使研究试验成功,这种技术仍有可能要过一段时间才会得到全面应用。
为了减少涂料的污染排放量,通用、戴姆勒一克莱斯勒及福特等汽车公司均对粉末涂料用作汽车涂料的性能进行了相关测试,以便推广应用。使用粉末清漆比使用其他粉末涂料要求更高,难度更大,因为作为清漆不仅要给涂层表面提供光泽和光亮,还需要防碎落和褪色保护。传统的清漆以漆雾的形式喷涂在汽车表面,在干燥过程中将释放出VOC,污染环境。另外,液体涂料过喷或外逸还必须进行收集和填埋处置,而这从生态学来说并非是一项完善的措施。而以干燥颗粒雾形式使用的粉末涂料不含任何溶剂,对于喷涂外逸部分可加以收集、过滤和回收,与新的粉末涂料混合用于生产线上的其他小汽车,减少了汽车喷涂过程带来的环境影响。
除了粉末清漆之外,不久前LEPC还宣布它已启动了2个新的研究项目:粉末水浆清漆和颜料勃结粉末底漆。PPG工业公司认为,从清洗和预处理到加涂装饰性涂料及清漆罩光,都可以开发出一些对环境友好的材料以改善对环境的影响。例如可以改变材料的化学性质和应用方法,同时还可以通过提高运输效率、材料的循环利用率及减少或消除废物等方面着手进行各种改善对环境影响的工作。为了符合环境法规的要求,许多公司目前正在从它们所生产的涂料中,特别是从预处理和防腐蚀产品中清除铬、镍和铅等重金属。除此之外,还有其他公司也在对用于保护涂层的其他技术进行研究。巴斯夫公司还引人了Ureclear清漆,它是一种具有双组分氨基甲酸乙醋性质的单组分氨基甲酸乙醋清漆。通过运用这种氨基甲酸醋的化学特性,巴斯夫公司已不再需要近年来一直受到环境保护人士猛烈攻击的异氰酸酷。该公司称,他们仍将注意力集中于经济和环保方面,并为其名为EC02的研究开发计划制订了一种综合战略。如该公司正在与汽车制造商一起试验其粉末水浆清漆(一种液体与粉末涂料的混合体)。制造出这种粉末涂料,将它分散于水中,然后使用传统液体涂料的涂装设备进行喷涂,这种粉末涂料的缺点是难于控制涂膜厚度等。如制成液体涂料,就能较好地控制涂膜厚度,且这种混合物所含的VOC为0.
成本、质量及环境问题将继续影响着汽车涂料市场,涂料供应商和汽车制造商们正在寻找一种缩短涂料循环系统的最佳方法,这将给汽车业带来巨大的商机。同时制造商们还在研究一种用1层涂料代替2层甚至是多层涂料的新技术以减少烘干时间。对消费者来说,无论制造商采取什么技术或是使用什么涂料,只要性能良好就可以满足要求,但从整个社会责任来说,就必须在成本合理的基础上生产出质量良好的、用户满意的、对环境友好的产品。
5结语
论文摘要:在土木工程中,由于各种原因,经常需要对已有建筑物进行维修、加固。实践证明,应用碳纤维材料对混凝土结构进行加固,是一种有较高技术含量的、全新的建筑结构加固方法。本文通过分析碳纤维在混凝土结构加固中的技术特点及设计原则,针对粘贴碳纤维加固施工工艺进行探讨,并对工程性能进行评价。
1 碳纤维材料在混凝土结构加固中的技术特点
高强高效。由于碳纤维材料优异的物理力学性能,在加固修补混凝土结构中可以提高混凝土结构及构件的承载力和延性,改善其受力性能,达到高效加固修补的目的。
施工便捷,工效高,无湿作业,不需大型施工机具,施工占用场地少。根据有关统计资料,同为粘贴加固工法,粘贴碳纤维材料是粘贴钢板施工工效的4-8倍。
具有极佳的耐腐蚀性能及耐久性。试验表明,碳纤维材料加固混凝土结构有良好的耐腐蚀性和耐久性,可以抗御建筑物经常遇到的酸、碱、盐对结构物的腐蚀。
适用面广。粘贴碳纤维材料加固修补混凝土结构可广泛适用于各种结构类型(如建筑物、构筑物、桥梁、隧道等)、各种结构形状(如矩形、圆形、曲面结构等)、各种结构部位(如梁、板、柱、节点、拱、壳、墩等)的加固修补,且不改变结构形状,这是目前任何一种结构加固方法所不可比拟的。尤其重要的是,对于一些大型桥梁桥墩、桥梁、桥板以及隧道、大型筒体及壳体结构工程等,采用旧的加固手段几乎无法实施,而采用该项加固技术都能顺利解决。
施工质量易保证。由于碳纤维材料是柔性的,即使被加固的结构表面不是非常平整也基本可以达到100%的有效粘贴率,而粘贴钢板则很难达到100%的有效粘贴面,相应的验收标准也只要求其达到70% 就可以了。
碳纤维材料质量轻且薄,粘贴后每平方米重量不到1.0kg,粘贴一层的厚度仅1.0mm左右,加固修补后基本不增加原结构自重及原构件尺寸。
2 碳纤维加固技术的设计原则
碳纤维加固修补砼结构作为一项新技术,既有其不可比拟的优点,但也有其一定的适用范围和适用条件,超出此范围而盲目地采用此技术就会导致不安全、不经济、不合理的后果。首先,被加固结构构件的最小截面尺寸必须满足有关规范的要求;其次,被加固构件的受压区高度、配筋率、面积配箍率、体积配箍率等仍要满足现有规范的要求;第三,要求加固后不改变原有结构的最终破坏形式;碳纤维布的应用存在使用效率问题,同样的碳纤维布用量,分条加固效果好于整条粘贴,构件受弯承载力随碳纤维布用量的增加而提高,当碳纤维布使用层数较少时,提高幅度相对较大,随着碳纤维布层数的增加,提高幅度相应减少;当碳纤维布用量过多时,构件破坏将由碳纤维布被拉断引起的破坏转变为砼被压碎破坏,构件延性有所降低。
3 粘贴碳纤维加固施工工艺
3.1 工艺流程
被加固结构物表面处理断面修复底层表面的涂布不平面修整碳纤维贴片施工固化表面涂装施工质量检查
[论文摘要]科技的发展,使我们对物质的结构研究的越来越透彻。纳米技术便由此产生了,主要对纳米材料和纳米涂料的应用加以阐述。
一、纳米的发展历史
纳米(nm)是长度单位,1纳米是10-9米(十亿分之一米),对宏观物质来说,纳米是一个很小的单位,不如,人的头发丝的直径一般为7000-8000nm,人体红细胞的直径一般为3000-5000nm,一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小,金属的晶粒尺寸一般在微米量级;对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示,1埃相当于1个氢原子的直径,1纳米是10埃。一般认为纳米材料应该包括两个基本条件:一是材料的特征尺寸在1-100nm之间,二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。
1959年,着名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德。费曼预言,人类可以用小的机器制作更小的机器,最后实现根据人类意愿逐个排列原子、制造产品,这是关于纳米科技最早的梦想。1991年,美国科学家成功地合成了碳纳米管,并发现其质量仅为同体积钢的1/6,强度却是钢的10倍,因此称之为超级纤维.这一纳米材料的发现标志人类对材料性能的发掘达到了新的高度。1999年,纳米产品的年营业额达到500亿美元。
二、纳米技术在防腐中的应用
纳米涂料必须满足两个条件:一是有一相尺寸在1~100nm;二是因为纳米相的存在而使涂料的性能有明显提高或具有新功能。纳米涂料性能改善主要包括:第一、施工性能的改善。利用纳米粒子粒径对流变性的影响,如纳米SiO2用于建筑涂料,可防止涂料的流挂;第二、耐候性的改善。利用纳米粒子对紫外线的吸收性,如利用纳米TiO2、SiO2可制得耐候性建筑外墙涂料、汽车面漆等;第三、力学性能的改善。利用纳米粒子与树脂之间强大的界面结合力,可提高涂层的强度、硬度、耐磨性、耐刮伤性等。纳米功能性涂料主要有抗菌涂料、界面涂料、隐身涂料、静电屏蔽涂料、隔热涂料、大气净化涂料、电绝缘涂料、磁性涂料等。
纳米技术的应用为涂料工业的发展开辟了一条新途径,目前用于涂料的纳米材料最多的是SiO2、TiO2、CaCO3、ZnO、Fe2O3等。由于纳米粒子的比表面大、表面自由能高,粒子之间极易团聚,纳米粒子的这种特性决定了纳米涂料不可能象颜料、添料与基料通过简单的混配得到。同时纳米粒子种类很多,性能各异,不是每一种纳米粒子和每一粒径范围的纳米粒子制得的涂料都能达到所期望的性能和功能,需要经过大量的实验研究工作,才有可能得到真正的纳米涂料。
纳米涂料虽然无毒,但由于改性技术原因,性能并不理想,加上价格太贵,难以推广;而三聚磷酸铝也因价格原因未能大量应用。国外公司如美国的Halox、Sherwin-williams、Mineralpigments、德国的Hrubach、法国的SNCZ、英国的BritishPetroleum、日本的帝国化工公司均推出了一系列无毒纳米防锈颜料,性能不错,甚至已可与铬酸盐相以前我国防锈颜料的开发整体水平落后于西方发达国家,仍然以红丹、铬酸盐、铁系颜料、磷酸锌等传统防锈颜料为主。红丹因其污染严重,对人体的伤害很大,目前已被许多国家相继淘汰和禁止使用;磷酸锌防锈颜料虽比。我国防锈涂料业也蓬勃发展,也可以生产纳米漆。
我国自主生产的产品目前已通过国家涂料质量监督检测中心、铁道部产品质量监督检验中心车辆检验站、机械科学院武汉材料保护研究所等国内多家权威机构的分析和检测,同时还经过加拿大国家涂料信息中心等国外权威机构的技术分析,结果表明其具有目前国内外同类产品无可比拟的防锈性能和环保优势,是防锈涂料领域划时代产品,复合铁钛粉及其防锈漆通过国家权威机构的鉴定后已在多个工业领域得到应用。
三、纳米材料在涂料中应用展前景预测
据估算,全球纳米技术的年产值已达到500亿美元。目前,发达国家政府和大的企业纷纷启动了发展纳米技术和纳米计划的研究计划。美国将纳米技术视为下一次工业革命的核心,2001年年初把纳米技术列为国家战略目标,在纳米科技基础研究方面的投资,从1997年的1亿多美元增加到2001年近5亿美元,准备像微电子技术那样在这一领域独占领先地位。日本也设立了纳米材料中心,把纳米技术列入新五年科技基本计划的研究开发重点,将以纳米技术为代表的新材料技术与生命科学、信息通信、环境保护等并列为四大重点发展领域。德国也把纳米材料列入21世纪科研的战略领域,全国有19家机构专门建立了纳米技术研究网。在人类进入21世纪之际,纳米科学技术的发展,对社会的发展和生存环境改善及人体健康的保障都将做出更大的贡献。从某种意义上说,21世纪将是一个纳米世纪。
由于表面纳米技术运用面广、产业化周期短、附加值高,所形成的高新技术和高技术产品、以及对传统产业和产品的改造升级,产业化市场前景极好。
在纳米功能和结构材料方面,将充分利用纳米材料的异常光学特性、电学特性、磁学特性、力学特性、敏感特性、催化与化学特性等开发高技术新产品,以及对传统材料改性;将重点突破各类纳米功能和结构材料的产业化关键技术、检测技术和表征技术。多功能的纳米复合材料、高性能的纳米硬质合金等为化工、建材、轻工、冶金等行业的跨越式发展提供了广泛的机遇。各类纳米材料的产业化可能形成一批大型企业或企业集团,将对国民经济产生重要影响;纳米技术的应用逐渐渗透到涉及国计民生的各个领域,将产生新的经济增长点。
纳米技术在涂料行业的应用和发展,促使涂料更新换代,为涂料成为真正的绿色环保产品开创了突破性的新纪元。
纳米涂料已被认定为北京奥运村建筑工程的专用产品,展示出该涂料在建筑领域里的应用价值。它利用独特的光催化技术对空气中有毒气体有强烈的分解,消除作用。对甲醛、氨气等有害气体有吸收和消除的功能,使室内空气更加清新。经测试,对各种霉菌的杀抑率达99%以上,有长期的防霉防藻效果。纳米改性内墙涂料,实际上是高级的卫生型涂料,适合于家庭、医院、宾馆和学校的涂装。纳米改性外墙涂料,利用纳米材料二元协同的荷叶双疏机理,较低的表面张力,具有高强的附着力,漆膜硬度高且有韧性,优良的自洁功能,强劲的抗粉尘和抗脏物的粘附能力,疏水性极佳,容易清洗污物的性能。耐洗性大于15000次,具有良好的保光保色性能,抗紫外线能力极强。使用寿命达15年以上。颗粒径细小,能深入墙体,与墙面的硅酸盐类物质配位反应,使其牢牢结合成一体,附着力强,不起皮,不剥落,抗老化。其纳米抗冻性功能涂料,除具备纳米型涂料各种优良性之外,可在10℃到25℃之内正常施工。突破了建筑涂料要求墙体湿度在10%以下的规定,使建筑行业施工缩短了工期,提高了功效,又创造出高质量。
四、结语
由于目前应用纳米材料对涂料进行改性尚处在初级阶段,技术、工艺还不太成熟,需要探索和改进。但涂料的各种性能得到某些改进的试验结果足以证明,纳米改性涂料的市场前景是非常好的。
参考文献:
[1]桥本和仁等[J]. 现代化工. 1996(8):25~28.
论文关键词:绿色环保;节能减排;节能增效
1 加强宣传教育,增强节能意识,营造“节能减排”氛围
(1)有计划地组织专业人员参加节能减排技术的培训学习,提高员工的节能意识和实际操作技能。成立节能减排课题科研小组,组织开展技术攻关,适时进行节能减排技术经验交流,促进节能减排广泛深入有效地开展。
(2)制订节能减排的评比相关制度,充分利用黑板报、墙报、宣传栏、图片、标语、网站、刊物等各种媒介,大力开展“节能减排,打造绿色环保船企”宣传活动,号召员工从自身做起、从细节做起,节约一滴水,节省一张纸,拾起一根焊条,收起一颗螺丝。
(3)积极开展“节能减排”宣传知识普及竞赛活动,激发员工的节能减排热情,形成“人人关心节能减排、人人支持节能减排”的良好氛围。
2 更新设备,改进工艺,实现节能增效
2.1 使用CO2气体保护焊机和变频调速等新设备
船舶焊接技术作为现代造船模式中的关键技术之一,对我国船舶行业的快速发展起到了重要的促进作用。公司非常重视应用焊接新工艺和焊接新设备来大幅度地提高焊接生产率并产生节能减耗成效。
(1)投入巨资购置CO2气体保护焊机。针对ZXE1-500/400交直流多头手工电弧焊机、BX1-630交流多头手工电弧焊机都是采用手工电焊条来进行焊接生产,能耗高,生产效率低下的弊端,公司从2008年起大量淘汰能耗高且生产效率低的手工电弧焊机,投入600多万元新购置了大批量额定功率较低(32KVA)的CO2气体保护焊机,目前共有300多台CO2气体保护焊机投入使用。
经测算,CO2气体保护焊不但比普通手工焊生产效率高1~4倍,而且具有无焊头、省电、节约填充金属和质量好的优点,仅此用电每年就可节省300多万元。
(2)广泛使用变频调速机械设备。公司原有的用电大户是电机设备,约占总用电量的40%。新会船舶建造基地的舾装码头、船台、船体车间、梳式滑道系统(斜船架)、400t及32t龙门吊、40t门座吊和桥吊等大型起重设备的大车、小车行走、起升电机均采用变频调速控制,可以实现无级调速,其节电率约为30%,节省的电量为总用电量的9%,则此全年就可节省约40多万度电,即每年可节约40多万元,这给公司产生了巨大的经济效益和社会效益。
2.2 改造现有的变压器式交流弧焊机
公司在变压器式交流弧焊机上加装一台节能装置,减少空载损耗,这既达到节能,还可以预防工人因焊机二次触电和保护焊机的作用。经生产现场测试,一台BX1-500型额定输入功率为32KVA的交流弧焊机,其空载损耗电流为6.4A,在加装该装置后,其空载损耗电流为2.25A。该焊机一天累计空载时间(更换焊条、工人小休)为2小时,其空载损耗电流为12.8A,加装节能装置后其空载损耗电流为4.5A,故技改后每天每台交流弧焊机可节约电流8.3A。目前,公司拥有这样的焊机约500台,加装了节能装置后,大大提高了焊机的功率因素。
2.3 改进焊接工艺
据统计,船体焊接工时占船体建造总工时的30%~40%,焊接成本占船体建造成本的30%以上。因此,焊接技术水平对提高船舶焊接生产效率、缩短船舶建造周期、节能减耗降低成本、提高企业竞争力具有举足轻重的作用。
对建造的8000吨半潜驳船焊接施工技术进行创新,大胆采用了新工艺。技术人员针对该船施工要对大量钢构件进行焊接的特点,认真开动脑筋,想方设法提高生产效率和产品质量,专门设计了一套多快好省的施工工艺,确保该船的施工、工期、质量的顺利完成。
(1)利用现有生产设备的埋弧焊机对工字钢的四条角焊缝进行船形位置的埋弧角焊,焊一道焊缝就能直接焊出满足图纸要求的焊脚尺寸,并且熔深大,焊道表面光滑,不需打磨,焊接变形量达到最小程度,利用这种工艺的施工效率相对于普通手工CO2气保焊的3倍。
(2)因不耗用价格较昂贵的药芯焊丝,采用新工艺后,通过对96条工字钢的装焊实践,耗用焊接材料和施工工时可节省成本30%,生产成本大大降低。
(3)利用这个工艺焊接时不用划线,就能保证工字钢的腹板对准面板的中心线并垂直于面板,满足设计图纸的装配要求,从而提高了生产效率和施工装配精度,同时减轻了装配工的劳动强度。
3 加强管理,节能降耗,促进资源回收循环再利用
(1)公司领导带头重视节能减排工作,坚持推进公司绿色环保经营生产建立节能减排相关制度,完善公司的节能减排监测体系,明确部门责任人,确定公司的节能减排监测点,并对节能减排监测点实施监测,将节能减排真正落到实处。
(2)对维修原材料进行及时归整,节约利用,实现资源回收再利用生产车间或设备维修现场,所用原材料诸如镙丝冒、镙丝杆、焊条……每次维修设备、建造构件后都有所剩余,对于这些剩余的原材料进行及时回收、归类、储藏,下次再利用,一改往日的随用随丢、随丢随弃的浪费毛病,养成良好的节俭习惯。
一是公司集中制作了一批垃圾斗,通过不同颜色区分不同的功能,包括废铁斗、电缆斗、其他废料斗等,并在垃圾斗上做了明显的文字标识。督促现场施工人员,将不同的废料装入不同的垃圾斗,便于资源的回收利用。二是针对原来工人到仓库领用电焊材料没有限制,浪费现象较为突出。为此,制订了《电焊材料管理规定》,明确规定了焊工在领取电焊材料时,必须回收焊条头或焊丝轮才能领取新的用量,并将其与班组的工作考核挂钩。该《规定》自实施以来取得了明显的效果,据统计,实施的当年,焊料的节约率为15%。三是提高边角料的再利用率。在船体加工过程中,产生最多边角余料的应该是数控下料工段。对这些余料进行充分的再利用,能达到提高材料利用率、节约能源、减少余料对场地的占用。为此,公司在已有的液压剪板机的基础上,专门添置了两台体积小、占地小、操作简单,俗称“小蜜蜂”的简易火焰数控切割设备,对数控火焰切割机和等离子切割机开料后产生的边角料进行再利用,将一些以前在整板上切割的零件如吊耳、三角板、补板、法兰等零件利用余料用“小蜜蜂”进行加工,既节省了大型切割机的加工时间,又节省了材料,达到了一举两得的效果,为企业创造了效益,同时也节约了资源。据生产车间的统计,每月两台小“小蜜蜂”可消耗边角余料30~40吨,连同剪板机加工的余料约60吨,每月处理的余料已接近100吨。
4 控制环境污染,以“减排”促进“节能”,不断提高社会效益
作为船舶制造企业,在生产中客观上存在一定的污染物,主要有除锈产生的废砂、漆皮,喷涂产生的油漆、溶剂残渣及废油漆桶,材料切割中产生的废渣、废料,发电机组发电产生的废气等。
(1)建立严谨、全面的污染物排放、回收制度和集中处理的场所,同时落实节能减排工作责任制,对排放工作进行严格管理和考核,细化指标,层层考核,奖惩分明,较好地调动了各个部门控制环境污染,以减排促进节能工作的积极性。
(2)在造船涂装工艺上,为有效地控制废气、废物、粉尘的排放,减少环境污染,改善作业环境和厂区周边的生活环境,公司专门划出地面为8560m2建设一座现代化的涂装车间。该涂装车间除按二喷三涂的要求配置相关的双缸双枪打砂机、喷涂机等生产设备外,还特地配置了丸尘分离机、真空吸砂机、真空吸尘机、废气处理装置等“减排”设备。为减少对环境的污染及改善喷砂房的空气质量,在设计时采用喷丸混合磨料,尽量减少粉尘的产生;配备了旋风式除尘器及滤筒式除尘器,确保废气的排放达到国家的有关要求。
5 科学管理,实现绿色环保
厂房及土建工程,首选节能型建筑。新建的船体车间、舾装车间、数控车间和涂装车间钢等建设工程均选择节能环保型建筑,在厂房各侧面、顶部均匀分布多个采光带,大面积安装复合材料制作的彩钢瓦,突出自然采光效果,以持续节约照明用电。
【关键词】文物建筑;外墙;修缮
一、项目实施背景
改革开放以来中国的社会经济迅猛发展各类建设活动迭起,城市化和现代化进程飞速推进。文物建筑作为一种文化旅游资源的载体越来越被广泛的发掘。1930年产生了中国关于古建筑保护最初的法律《古物保存法》。1980年专门了《关于加强历史文物保护工作的通知》,并批转了国家文物事业管理局、国家基本建设委员会《关于加强古建筑和文物古迹保护管理的报告》。我国文物建筑的保护工作正在逐步开展。
某高校体育馆为钢筋混凝土框架结构,长35米,宽21.3米,高15.1米,建筑面积2748平方米,建筑层数两层,上层为球类馆,下层是健身房。屋顶采用三绞拱钢架与钢筋混凝土,大跨度空间和别具一格的山墙、屋顶造型、孔雀蓝琉璃瓦屋顶随三绞拱的弧线轮廓而转折,形成轮舵式的山墙和三重檐歇山顶,四隅设亭。二层内有看台,外有观景台,利用密檐高差采光通风。整个体育馆融使用功能、建筑艺术和当时先进的建筑技术为一体,堪称我国20世纪30年代体育馆建筑经典佳作。
体育馆自建设至今已逾七十年。建筑物已至高寿。由于该建筑当时的设计、施工水平很高,建筑的基础、结构依然十分稳健。主要问题在于:屋面瓦破损严重,普遍性渗漏;内外墙粉刷层酥碱、残损,局部窗鼓、脱落,局部机械性外伤;混凝土及砂浆自然老化,收缩裂缝普遍;墙体受雨水和地下水浸害盐化严重;楼地面部分老化或使用不当引起的开裂、破损;木门窗自然碳化、受潮糟朽、开裂或变形;铁构件腐蚀生锈、机械性受伤变形;长期使用过程中对建筑物的不当干扰和功能性增删;历次修缮中的不科学干预和损害;建筑物供排水系统局部滩痪,供配电、供水系统老旧等等。外墙粉刷层酥碱、残损;混凝土及砂浆自然老化,收缩裂缝普遍;墙体受雨水和地下水浸害盐化严重。基于文物本身的特殊重要性和其面临的生存危机,抢救和保护工程不容懈怠。
二、外墙保护方式
修缮前场馆外墙体因长期受自然环境影响,出现粉刷层酥碱、空鼓;灰尘、大气污染物腐朽锈斑;局部砌体已经开裂;外墙憎水功能衰减。
实施墙体清洗分有物理、化学和物理化学相结合的几类方法,在不损伤历史建筑原有风貌的这一前提之下,选用了高压水枪清洗此物理方法来清除原有外墙涂装的乳胶漆、真石漆等当代漆料和日积月累下来的灰尘及大气污染物的腐朽锈斑。施工中采用高压水枪先进行清洗,而不是采用锐器凿铲方式,几乎没有引起墙体的修缮性伤害。
清洗后,针对现已发黑起霉、酥碱、鼓涨、裂缝等墙体,根据其损坏程度,采取择砌、剔凿挖补等方法进行加固处理局部鼓涨部位。先将其剔除干净,掸净杂物,后用改性环氧树脂结构胶填补,后用水泥砂浆抹面,批平。对于墙体裂缝部位,实际施工当中沿着裂缝走向两边切割,凿除裂缝部位,清理碎杂物,后用改性环氧树脂填补凿除部位,后用水泥砂浆抹面批平。为了取得较好的修复感官和功能效果,反复进行了不同材料和工艺的小样实验,最后选择高分子聚合物混合砂浆,突出砂面粗糙质感,最后用无色透明氟碳漆罩面防水憎水处理,前后用九道工序,既还原了墙面历史时代,又彻底修复墙体病害,增强了今后墙体表面的防水憎水功能。
三、工程小结
真实、全面地保存并延续了体育馆的历史信息和艺术、历史价值。主要体现在:
(一)能保则保,最小干预;文物建筑的最大价值在于传递历史信息。尽管在修缮中我们难以避免对建筑的干预,但要尽最大努力去保存其真实的历史信息;
(二)谨慎处理文物建筑的修复后可能造成的“失真”问题,工艺方法、表面质感、色彩力求与原物一致;
(三)不得不“干预”的部分尽最大努力减少其影响;历史建筑不仅仅是供人们观赏的收藏品,其本身是为人类提供使用价值的。同时,随着当代科技的进步和需求水平的提高,老式的场馆设施已经无法满足今天现代化的需要。因此提升功能也是合符时代要求的。
但是,任何增加的设施,都不可避免会对历史建筑产生“干扰”。我们所要做的工作,是要遵循文物保护的基本法则来展开,把影响减小到最低
(四)注重真实历史信息的“辨识”;妥然处理历史建筑审美价值趋向,再现民国时期建筑物的历史风貌。
(五)现代材料和技术运用于文物保护取得较好效果。对实施方案可能产生的影响进行评估。分析不同工艺产生的结果,从而决定不能实施的方案,选择最优方案。
参考文献:
[1]胡明星、董卫,《基于Gls的古村落保护管理信息系统》,武汉大学学报(工学版),2003
关键词:风险评估;机电产品;安全性;检测指标
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.01.143
0 前言
随着社会不断的发展机电产品已经成为了社会中的一部分,同时,也在各个领域中得到了广泛应用。但是,随之而来的就是机电产品的使用安全问题而造成的安全事故。为了从根本上保证机电产品的使用安全,国内外专业技术人员加强了对机电产品安全性的研究,并从产品寿命周期、基本性能、运行状态等各个方面进行创新、完善,制定了全新的安全检测标准,从而提高产品的使用安全。
1 机电产品安全性检测概念
机电产品的安全定义是指产品在使用过程中都有着各自的寿命周期,因此,在机电产品使用过程中可以在有效的时间、成本内,对该产品运用相关的管理技术,只有这样才能保证机电产品的风险可以达到指定的接收水平,减少安全事故的发生。另外,不仅仅通过一些专业技术和管理手段就能将机电产品的运行风险降低,还应该采取一系列的防御措施,从根本上提高机电产品的使用安全。
对于机电产品安全性的主要定义,就是指产品在运行过程中在指定的时间内接收完整的风险执行能力。而机电产品的安全与安全性还存在着一定的差距,安全是一种条件和状态,安全性是产品在设计、生产时自身带有的品质,与产品的可靠性与维修性紧密的联系。产品的安全性在产品设计中就已经决定,其中是结构、功能等部分都是通过对产品的设计才完成的,要想改变产品的安全性就应该将产品的整体结构、设计方面进行全部改造。
2 风险评价机电产品安全性检测现状
现阶段,我国风险评价机电产品安全检修体系与一些发达国家相比仍存在着一定的不足,需要我国专业技术人员借鉴国外技术、手段进行研究,将原有的安全防护措施进行创新、完善,保证机电产品的使用安全。
虽然说对各个电机产品的使用安全进行完善,但是产品在使用时仍会出现安全事故,其主要原因就是没有按照国家制定程序进行检测,导致机电产品的检测环节出现问题。只有加强相关工作人员的安全意识才能根据电机产品现状制定对应的检测制度,建立了相应的产品安全认证系统,通过对产品的认证的评估产品在日后运行时的安全,减少安全事故的发生。
3 机电产品安全性能检测指标模式基础理论
3.1 失效类型以及影响分析
失效类型主要对机电产品的系统、组件、功能等方面进行研究,并为其中的失效模式的定性进行评价,找出其中的不足加以改善。这种类型也是对机电产品安全性评估的重要工具。FMEA被在使用过程中可以对失效模式分析,如图1所示,并将其中影响其危害系统标记出来,,只有这样才能从其中获取更多的机电产品信息。
3.2 故障树分析
故障树分析是一种通过对机电产品的不特定状态进行分析,并将一些可能发生问题、故障的概率总结出来。另外,这种分析方法在使用过程中还可以根据机电产品的运行现状制定对应的系统模型,只有这样才能提高分析概率的准确性。故障树分析方法在实用时,对于机电产品安全性的分析时可以做到以下两点:(1)建立完整的故障树分析模型,并将机电产品的小割集与小径集结果进行分析;(2)根据机电产品的所得结果建立对应的故障树结构,计算故障树中各基本事件的结构重要度,表征每个基本事件对于顶事件的影响程度。
3.3 田口方法
田口方法在使用过程中可以对机电产品的设计质量进行完善,对产品的质量进行控制,并利用偏差损失的函数进行判断,只有这样才能提高机电产品的的质量与使用安全。同时,使用这种方法还可以对机电产品质量控制、优化,保证机电产品产具有长期的稳定性与可靠性。
4 机电产品安全性检测指标明确工作
要想做好机电产品安全性检测工作,可以通过FMEA的失效类型进行分析,同时还要注意以下机电:(1)检测机电产品的子系统,找出故障所在之处,及时制定有效的解决办法;(2)了解故障所引发的安全事故机理;(3)了解机电产品自身的特性,并根据其特点制定对应的解决办法;(4)了解产品本身的维危险性,在对产品设计时根据其危险特点制定对应的防护措施。
5 总结
本文对风险评价机电产品安全性检测指标进行了简单的研究,文中还存在着一定的不足,希望我国专业技术人员加强对风险评价机电产品安全性检测指标的研究,并根据机电产品的运行现状制定安全检测指标模型,再按照国家指定标准进行安全检测、设计,只有这样才能从根本上实现机电产品在使用时的安全。
参考文献:
[1]邹超,邹苗章,李建祥,赵选民.机电产品安全性量化模式研究[D].硕士学位论文,沈阳:沈阳航空航天大学,2015,11(23):189-201.
[2]邢冀,邢天伟.复杂故障树定性与定量分析算法研究与应用[D].硕士学位论文,昆明:昆明理工大学,2014,07(19):167-177.
【关键词】碳纤维加固;设计;施工
1 碳纤维加固的相关概述
1.1 纤维修复补强的原理
碳纤维是在几千度的高温下经特殊工艺制造出的一种高科技产品,碳纤维片是将碳纤维浸渍树脂,用特殊工艺制成的纤维定向排列的复合片材。它具有高强轻质、抗腐蚀、耐老化、物理性能稳定等诸多优点。其拉伸强度约为钢材的7~10倍。由于碳纤维片分担了荷载,就降低了钢筋的应力,而使结构得到加固补强。修复补强所用材料主要为碳纤维和粘结剂两种,这两种材料的性能直接影响加固修复效果。
1.2 碳纤维材料的性能
1.2.1 碳纤维材料的物理力学性能。碳纤维片是以碳纤维为组分,以树脂为基体,通过一定的成型方法形成的单向排列的碳纤维的复合片材。它具有极其优越的品质:材料质轻高强,碳纤维片的抗拉强度比同截面钢材高7~10倍,用环氧树脂将它与结构物粘贴后形成一体,能可靠地与钢筋混凝同工作,获得优异的补强效果,而结构物自重的增加几乎可以忽略;其抗疲劳强度高,耐久性能好,耐磨损、抗老化等。
1.2.2 碳纤维材料的耐久性能。碳纤维片的物理力学性能是非常优越的,用于混凝土加固的效果是非常显著的,但是,长时间的加固效果及加固的持久性还有待进一步了解。因为,在实际应用中,人们期望混凝土构件加固后能持续使用很长时间。使用碳纤维片这种创造性的材料进行构件加固的技术,在土木工程领域及建筑结构领域受到密切关注。
2 碳纤维的加固设计
粘贴的碳纤维片材必须具有可靠的锚固,必要时也可采取附加锚固措施。对于由冲剪和支座承载力不足而需加固时,不应采用粘贴碳纤维片材的加固方法。1)当翼缘位于受压区的T形截面或I形截面受弯构件,在其受拉面采用碳纤维片材进行加固时,可按矩形截面相同的计算原则和现行国家规范中T形截面抗弯承载力的计算方法进行计算。对于箱形截面受弯构件正截面抗弯承载力的计算,可参照本条计算原则以及现行公路桥涵设计规范的有关规定进行计算。2)在正截面抗弯承载力计算时,尚应满足下列条件:加固后抗弯承载力的提高幅度不宜超过30%。加固后在荷载短期组合下,受拉钢筋拉应力不宜超过钢筋抗拉强度的设计值。3)当碳纤维片材粘贴于梁侧面受拉区进行受弯加固时,粘贴范围宜在自受拉区边缘起算的1/4梁高区域内。4)当梁、板结构进行正弯矩受弯加固时,碳纤维片材宜延伸至支座边缘。在碳纤维片材延伸的端部,以及梁格交叉的两侧宜设置构造碳纤维片U形箍或横向压条。5)当碳纤维片材的延伸长度不能满足上条规定的锚固长度要求时,应采取相应的附加锚固措施。对于梁,在碳纤维片材延伸长度范围内可设置碳纤维片U形箍作为附加锚固措施。6)对梁、板负弯矩区进行加固时,可凿除桥面铺装层后在顶面粘贴碳纤维片材,然后再恢复桥面铺装层。不应使加固的碳纤维片材直接与车轮接触兼作磨耗层。7)当沿柱轴方向粘贴碳纤维片材、对柱的正截面承载力进行加固时碳纤维片材应具有可靠的锚固措施。
3 碳纤维修复补强技术施工关键工艺
在碳纤维片加固施工前,应尽可能地卸去部分荷载,使碳纤维粘贴施工时结构或构件承受的荷载作用减小到最小程度。其加固施工工序为:混凝土基底处理一涂底层涂料一用环氧腻子进行残缺修补一贴碳纤维片―养护一涂装―完工验收。
3.1 混凝土基底处理
1)裂缝处理。宽度小于0.Znnll的裂缝,用环氧树脂进行表面涂抹封闭;大于0.2。的裂缝用环氧树脂灌缝,所使用的方法有压力灌胶法等。2)将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净,达到结构密实部位,并使其表面平整。3)检查外露钢筋是否锈蚀。如有锈蚀,需进行必要处理。4)对经剔凿清除处理的构件和露筋构件的残缺和不平整部分,用环氧砂浆进行修补、复原,达到表面平整。5)将构件表面凸出部分(混凝土构件交接部位、模板的段差等)打磨平整,修复后的段差要尽量平顺;棱角的部位,用磨光机磨成圆角,圆角半径须≥30mm。6)结构或构件表面打磨后,用吹风机将表面灰尘和杂物清理掉,或用水及酒精清洗,并使表面充分干燥。
3.2 涂底层涂料
1)把底层涂料的主剂和固化剂按规定比例称量准确后放入容器内,用搅拌器搅拌均匀;一次调和量应在可使用时间内用完。2)用滚筒刷均匀地将底层涂料涂刷于混凝土表面,指触干燥后(一般养护3~24小时)才能进行下一道工序的施工。3)底层涂料指触干燥或固化后,表面上的凸起部分(一般类似结露的露珠一样)要用砂布或角磨机磨平。)构件表面凹陷部位应用环氧腻子填平,并修复至表面平整、顺滑。4)内角(段差、起拱等)要用环氧腻子填补,使之平顺。用腻子涂刮后,表面仍存在的凹凸糙纹,应再用砂纸打磨平整。5)纤维片材长度方向的接头必须搭接10mm以上。该部位应多涂树脂,脱泡、树脂操作按正常进行。在片材宽度方向不需要搭接。6)贴片前用滚筒刷均匀地涂抹粘贴用环氧树脂,称为下涂。贴片时,在纤维片和树脂之间尽量不要有空气。可用罗拉(专用工具)沿着纤维方向在碳纤维片上滚压多次,使树脂渗浸进纤维中。7)纤维片施工30分钟后,用滚筒刷均匀涂抹粘贴用环氧树脂,称为上涂。最后一层碳纤维的上涂应涂刷均匀、周边整齐。
3.3 养护
1)碳纤维片施工后,应进行养护,保证养护期间的温度不低于环氧树脂的允许使用温度。2)养护期一般在1~2周内。3)对于有风吹、有雨淋或可能存在人为扰动的地方应进行遮挡封闭养护。
3.4 涂装
补强加固作业完成后,碳纤维材料表面可根据需要,涂刷各种性能和不同颜色的涂装,增加补强的效果。对以上各道工序均有严格的操作要求,操作手必须进行专业的培训,必须具有上岗证。承包单位应具有一定的经验和专业资质证明,以确保“粘贴结合面”的可靠工作。碳纤维在施工中经常发生的一种现象就是“空鼓”。关于“空鼓”的产生是难免的,主要由于粘贴表面的不平整(构件表面混凝土蜂窝、麻面、凹陷、凸出等),以及粘贴操作中在纤维片和树脂之间的空气未能全部逸出所致,因而当全部工序完成后将会在内部存留一定数量的气泡,在温度作用下而导致了“空鼓”的产生。检查方法可用小锤逐处敲击听音而以便确定“空鼓”的数量和范围(空鼓的数量和面积)。当上涂完成后3.0小时至4天内进行“空鼓”处理。日本规范要求(我国尚未相应的规范),对于直径在10mm以上,30mm以下的空鼓,每平方米不超过10个,如果超过10个或直径超过30“者,则为不合格,需进行补修。具体补修方法应根据具体情况而定,可以采用:(l)注入环氧树脂法;(2)割刀切入填充树脂法;(3)割去不良部分重新粘贴法。
3.5 施工注意事项
1)气温在 5℃以下、相对湿度 RH> 85%、混凝土表面含水率在 8%以上、有结露的可能时,无有效措施不得施工。2)由于碳纤维片为电的良导体,应使其远离电源。3)施工用各种树脂远离明火,并避免阳光直射。4)施工及检查人员应穿防护工作服、配戴口罩、手套、防护眼镜等防护用具。5)施工现场通风状况良好。6)当树脂粘附在皮肤上时,应立即用肥皂水冲洗,溅入眼内用清水清洗或及时就医。
4 结语
总之,碳纤维加固是一种非常便捷的加固方法,安全可靠,不中断交通,不改变结构外形,不增加结构重量。通过本文的研究,完善了碳纤维加固的设计计算方法,发展了碳纤维加固的施工技术,为碳纤维加固技术在桥梁工程中的推广应用积累了宝贵的经验。
参考文献:
[1] 谢剑,赵彤,王亨,碳纤维布加固钢筋混凝土梁受弯承载力设计方法的研究,建筑技术,2002,33(6),411~413。
【关键词】应用型人才培养;特种加工;教学改革
0 引言
21世纪的多元化社会对高等教育人才培养提出了新的要求,不仅要培养学术精英,还要着重培养适应多元化社会需求的应用型人才和技能型人才。应用型院校把培养基础比较扎实、知识面比较宽、综合素质好,并可服务于生产管理一线的实践技术能力较强的高级技术人才作为人才培养的主要目标[1-2]。应用型教育在于通才教育,有别于重点院校的专业教育,因此在课程教学过程中应增强应用性知识和实践技术教学比例,适当减弱理论性较强内容的教学比例。
特种加工(即非传统加工),是指利用机、光、电、声、热、化学、磁、原子能等能量来源进行加工的非传统加工方法[3]。随着新材料、新结构的不断出现,特种加工技术在航空、航天、电子、汽车等领域得广泛应用。特种加工技术课程是机械设计制造及其自动化、机械制造与自动化、数控技术和模具制造等专业的必修课。
我国的特种加工技术起步比较早,国内高校最早开设(1963年)特种加工课程和实验的是哈尔滨工业大学[4]。该课程传统教学方法是以课堂讲解为主,多媒体课件为辅,一般总课时在40学时左右,实验学时4学时,占总课时的1/10,这对于应用型人才培养而言,理论教学内容较多,实践技术教学较少,理论课程内容通常较抽象、复杂,学生学起来较吃力,感觉枯燥,提不起学习兴趣,以致总体教学效果较差。为此,作者通过对特种加工技术在工业中应用现状及同类高校该课程设置情况进行调研,结合学校培养目标、教学条件、实验设备等情况,认真总结,在教学中采取一些改革措施,旨为提高学生学习的积极性,增强学生的实践应用能力。
1 教学目标的改革
基于应用型人才培养目标,提出特种加工技术课程的教学目标。通过理论知识学习,对常用特种加工技术(如电火花成型加工、电火花线切割加工、激光加工和超声加工),学生能根据所给加工零件的要求,制定加工工艺,编制相应加工程序,并会操作机床加工零件。对其他特种加工方法,要求了解其基本原理、主要特点及应用范围。通过本课程的实践技能教学,使学生巩固和验证所学理论知识,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力、实践操作能力,使学生受到实验技能的基本训练,掌握科学的研究方法,养成实事求是的科学态度;同时要求学生达到严格遵守操作规程、爱护设备、保持工作环境整洁、具备团结协作的团队精神等职业素质目标。
2 教学内容的优化
目前,特种加工有电火花加工、电解加工、电化学加工、激光加工、超声加工等十余种方法本课程主要采用模块教学,根据加工方法所采用的能量方式进行分类教学,具体为表1所示。
3 教学方法的改进
3.1 多媒体辅助教学
由于特种加工技术的迅速发展,加工方法越来越多,所利用的能源方式涉及范围越来越广,学生所见有限,若只用语言进行描述,学生无法从直观上认识所讲授的加工方法,会逐渐淡化学习兴趣。为解决这一问题,课堂教学采用多媒体辅助教学的方式。利用现达的网络,教师在课前搜集与课程有关的设备图片、借鉴或制作加工动画、视频,丰富课堂教学内容,尽可能提高学生课堂上的感性认识。对于课程中简单的加工原理动画,交由班级计算机应用能力较强的学生课余来完成。在课堂教学中,适当阐述某加工方法的研究现状,如介绍虚拟制造技术在电火花加工中的研究现状,同时利用学校已有的中文数据库,告诉学生学术论文的检索方法,提高学生查阅文献资料的能力。
3.2 合作学习
20世纪70年代,美国Robert E.slavin提出了学习小组的概念,1983年将其命名为合作学习,即学生以小组为单位,成员之间互相帮助,共同学习教学内容的教学方法[2]。本课程学期初学生以自由结合的形式,组成每组5-10人学习小组,每个小组由组长负责日常学习。平时作业老师以题库形式分发给组长,每个小组选择其中的1-3题协作完成。这种教学方法的良好效果学生参与讲课中体现最为充分。
3.3 学生参与讲课
学生参与教学过程可以增强学生的学习主动性,同时提高学生的综合素质和能力。在教学学时进行到2/3时可以选择1-3次课由学生来讲,以小组为单位,提前布置讲课内容,小组成员可以分工协作查阅文献、搜集相关视频、制作课件、选择教学手段和设计讲课方式,并推选出主讲人员。主讲学生作为教师讲课后,留有一定时间让其他学生补充提问和讨论,最后老师进行总结。两个学期的实践结果表明,该教学方式不仅加强了学生对此次教学内容的认识,而且增强了学生的自主学习能力、总结能力和表达能力,同时强化了办公软件的应用能力。
3.4 组织学生参观学习
为了解决因教学设备种类少而影响课程实践环节的教学效果问题,教研组一方面建议学校投资购置一批设备,另一方面鉴于学校所在城市每年都会举办工业装备类的机床展,借此机会组织学生分批到现场进行参观学习,结合课堂所讲授的理论知识,让学生参观前做一定的功课,带着问题进会场,并在参观后提交报告。教研组组织机制专业部分学生参观了第六届(2011年)至第八届(2013年)中国郑州工业装备博览会,此次会展共设立机床及工模具展、焊接切割与激光技术设备展、涂装电镀及表面处理展等四大主题展区,汇聚了400多家企业,集中展示各类机床、加工中心、切割机、激光设备、涂装设备、无气喷涂机、电镀剂、表面处理设备和材料、电镀设备等具有高、精、尖的设备与产品[5]。学生亲临现场观看机床加工过程,并通过与现场工作人员的沟通,增强了对相关理论知识的理解,尤其是看到激光技术设备的切割过程,对激光切割速度快、割缝窄、无刀具磨损等特点有了更为直观的认识。这种走出校园利用社会资源的教学方式,不仅得到学校的大力支持,而且深受学生的欢迎。学生参观学习收获颇丰,总体教学效果良好。
4 考核方式的改革
表2 课程考核方式的改革明细
考核是检验学生对知识掌握和理解程度的主要手段,也是检验教师工作效果的有效途径。表2为本课程考核方式的变化。主要尝试采用提高平时成绩的方式进行改革,由原来的20分增加到25分,期中测试(以理论知识测试和实践操作加工零件进行考核)占15分。通过期中测试,教师可以了解学生的薄弱环节,从而在教学过程中予以加强,对教和学两个方面都起到促进作用。同时提高实验成绩的比例,有原来占总成绩的8%提高到10%,以此引起学生对实验的重视。
【参考文献】
[1]唐景莉,董少校.应用型本科院校错位竞争求突围[N].中国教育报,2011-11-01.
[2]陈鹏勇.创新实践教学模式培养高素质创新人才[J].中国大学教学:2010(5):83-85.
[3]张建华,盖玉先,刘军营.等编著.精密与特种加工技术[M].北京:机械工业出版社,2011.1-3.