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目 录
第一章 涂装车间的工艺及设备总体设计
1 基本概念
1.1涂装车间
涂装车间是工厂组织设计的行政机构，它包含若干涂装工段或涂装线。
涂装车间设计包括工艺设计、设备设计、建筑及公用设计等。
工艺设计贯穿整个涂装车间项目设计。
1.2涂装工艺
涂装工艺是将涂料涂布到清洁的物面上干燥成膜的工艺。
主要由漆前表面处理、涂布、固化及后处理四大工序所组成。
涂装工艺设计是根据被涂物的特点及涂层标准、生产纲领及物流、用户的要求和国家的各种法规，结合涂装材料及能源和资源状况等设计基础资料通过涂装设备的选用，经优化组合多方案评选，确定出切实可行的涂装工艺和工艺平面布置的一项技术工作，并对涂装厂房、公用动力设施及生产辅助设施等提出相应要求的全过程。
1.3涂装设备
涂装所用的设备和装置可称为“涂装设备”或“涂装装置”。
主要包括热工设备（如前处理设备、涂漆设备、烘干设备、检查修饰及辅属设备）、机械化输送设备和电气控制设备。
2涂装车间
2.1涂装厂房、公用设施的安全设计
①涂装车间厂房与相邻厂房要留有足够的防火间距，涂装厂房宜单独设置。
如在联合厂房中宜在外侧，在多层厂房中宜在顶层。
涂装车间厂房可以是单层或多层，机械化程度较高的大型涂装车间宜采用多层建筑。
在联合厂房场合，一般应用防火墙与其他车间隔开。
按火灾、爆炸危险性分区分类进行布置，采取必要的隔断·隔离措施，并注意防火间距和防火分割。
厂房结构可设多跨，跨度大小应综合考虑。
应加强墙体、屋面的密封和保温，选择保温密封性好、节能型建筑材料，提高节能效果。
屋面吊挂较少，可采用轻型钢梁，便于施工。
②涂装车间不允许采用砖木结构厂房，如采用轻钢结构形式，均需涂刷经当地公安消防部门认可的防火涂料，达到相应的耐火等级。
③涂装车间屋面开洞较多，屋面开洞位置必须保证准确无误。
厂房泄压面积与厂房体积比（m2/m3）应在0.05～0.22范围内，即每立方米厂房空间体积对应的窗户或易打开的顶盖面积不小于0.05m2/m3。
④涂装车间厂房应设置两个以上外开安全门，其中之一必须直接通向露天，车间面积在100m2以内的可安设一个出口。
厂房内外有通畅的消防通道。
一般要求最远的工位到外出口或楼梯口的距离在一层楼房中不大于30m：
在多层楼房中不大于25m。
通向安全门的通道要保持暢通无阻。
在与相邻车间有传送装置的情况下，出入口应装防火门，其耐火强度不低于0.75h。
⑤厂房的任何部位都可以承受荷载，但必须在设计前明确指出何部位有多大的荷载，什么类型的荷载。
根据设备荷载，维护及安装需求提出预埋件，安装洞或安装平台等要求。
⑥建筑结构要充分考虑防尘。
墙、柱等应涂以可用水刷洗的涂料；高装饰性涂装的车间地面用高标号水泥抹平后，涂地坪涂料；有化学品的区域可采用耐酸碱水泥并涂环氧玻璃钢或贴瓷砖。
调漆间地面要用导电瓷砖或导电玻璃钢。
涂装厂房除生活间特殊需要外，厂房外墙尽量不设可开窗，可采用单框双玻密闭固定窗，尽可能提高车间的密封性能，人员进出均通过车间风淋室，物料进出通过带双道风幕密封门的专用防尘过廊。
⑦涂装车间的通风换气。
厂房要有自动排烟窗，平时是常闭的；车间通风要考虑正常的换气和补充部分工位的排量；泄入涂装车间的有害气体少的场合，车间换气次数一般在（2～5）次/h，如有害气体的泄入较多时，换气次数应达到10次/h。
对调漆间、废漆处理间、废水处理间等区域应提出特殊的换气要求。
高装饰性的涂装车间不允许采用靠天窗及侧窗等的自然对流法进行厂房通风换气；最理想的是涂装车间为全封闭厂房，供风系统为全空调供风方式，尽量采用回风装置，节约能源。
一、二班生产时，全部供新风或加少量室内回风；三班停产时，全部采用室内回风。
受某因素限制时也要尽量考虑局部空调，以局部通风为主，全面通风换气为辅，确保作业人员有良好的卫生的作业环境。
涂装车间及各室体的换气次数参见表1，空气洁净度的等级见表2。
表1涂装车间及各室体的换气次数
室体名称
换气次数（次/h）
备注
调漆间
15～20
供调漆量大的场合≥20次/h
漆库
10
PVC涂料供给室
10
制纯水间
5
实验室
5
材料存储间
10
滑橇、格栅清理间
10
晾干（流平）室
≥30
有采用循环风，排补10%风量
喷、烘两用室
120
供修补喷涂用
洁净间
15
喷漆室和晾干室的外围空间，只供不排
打磨间
15
排风应大于供风以防打磨灰扩散入车间
涂装车间
4
北方冬季为节能可利用部分循环风
喷漆室
≥300
以室内截面风速计算为主，手工喷涂场合（0.4～0.5）m/s风速，静电喷涂场合（0.3～0.35）m/s
表面准备（擦净）室
≥200
以室内截面风速计算为主，擦净间（0.2～0.25）m/s
表2空气洁净度等级
等级
每立方米（每升）空气中
≥0.5微米尘粒数
每立方米（每升）空气中
≥5微米尘粒数
100级
≤35×100（3.5）
1000级
≤35×1000（35）
≤250（0.25）
10000级
≤35×10000（350）
≤2500（2.5）
100000级
≤35×100000（3500）
≤25000（25）
⑧动力管线或电缆等一般多布置在屋架靠柱子的区域或布置在柱子上。
某些热媒介质管线往往设置膨胀弯。
涂装车间一般都有电、压缩空气、燃气、上下水、蒸气（或热水）等管线，在厂房公用和平面布置设计时都应考虑留有它们占用的相应空间。
⑨涂装车间应设置消防灭火水栓及配置有足够长度的水龙带，顶棚应设置易熔喷水头。
用防火墙将调漆部和涂料库与涂装车间隔开。
涂装车间厂房设计完成后要经过当地公安消防部门审批后方可施工；建成后必须通过公安消防部门验收方可投产。
⑩涂装车间的公用设施应按照使用方便布置。
各类不同的公用管线多达二十种以上，需将公用管线合理规划，分列或分层布置，及时绘制管道布置图。
借助计算机三维汇总，使公用管道布置线路通畅合理，避免各类公用管线相互干扰碰撞。
2.2涂装车间环保安全标准
①GB50016-2006《建筑设计防火规范》
②GB7691-3003《涂装作业安全规程安全管理通则》
③GB2894-1996《安全标志》
④GB4053.1-93《固定式钢直梯安全技术条件》
⑤GB4053.2-93《固定式钢斜梯安全技术条件》
⑥GB4053.3-93《固定式工业防护栏杆安全技术条件》
⑦GB50058-92《爆炸和火灾危险场所电力装置设计规范》
⑧GB12265-92《机械防护安全距离》
⑨GB1234-90《工业企业厂界噪音标准》
⑩GB50140-2005《建筑灭火器配置设计规范》
GB8979-1996《污水综合排放标准》
GB16927－1996《大气污染综合排放标准》
GB50057－1994《建筑物防震设计规范》
GBZ1－2002《工业企业设计卫生标准》
GBZ2－2002《工业场所有害因素职业接触限值》
JBJ18-2000《机械工业职业安全卫生设计规范》
JBJ16-2000《机械工业环境保护设计规范》
AQ5207－2007《涂装工程安全设施验收规范》
HJ/T293-2006《清洁生产标准汽车制造业（涂装）》
3涂装线的工艺设计
3.1工艺设计的主要内容
工艺设计师在扩初设计阶段，主要根据基础资料进行工艺设计。
在对初步设计方案进行审查论证后，方可进入施工图设计阶段，在施工图设计阶段，设计师要对扩初设计进行优化、深化，然后向其他专业提出设计任务书及相应的工艺资料，有时要向有关专业公司提出招标书。
在各专业完成总图设计后，要对各专业的设计进行审查会签，必要时要把各专业的设计在平面图上汇总，发现问题及时反馈给相应专业，及时进行调整。
当某些专业由于种种原因不能满足工艺要求时，工艺设计师应及时拿出调整方案来。
此外，设计师还要负责各专业之间互提资料的协调工作。
在所有专业设计完成后，设计师要绘制最终的安装施工平面图。
工艺设计文件包括工艺说明书，平面布置图、设备明细表等。
向其他专业提出要求资料，主要有设备设计任务书、动力用量（水、电、蒸汽、压缩空气、煤气）及使用点、废水、废气、废渣排量及其排放点、对建筑、采暖、通风、照明等要求的资料等。
在某些情况下，车间建成投产前的技术准备工作，也可能需要工艺设计师来做，如涂料及辅助材料的选择、消耗定额表的编制、涂装工序卡、工艺操作规程的编制及投料调试操作规程等。
总之，作为工艺设计师，不仅要完成纸面上的设计任务，还应配合施工和生产准备，使用户较全面地了解设计意图的各个环节。
3.2涂装线工艺设计的基础资料
设计基础资料是进行涂装车间工艺设计的前提条件，是确定设计原则及设计计算的依据。
1生产纲领
所谓生产纲领是指被涂物在单位时间内的产量（如年产量、月产量、日产量、小时产量）。
②被涂物资料
主要是被涂物的产品零件清单。
应注明被涂物的外形尺寸、材质、质量、涂装面积等信息；在暂无被涂物零件清单的场合，至少要列出最大件、最重件的名称、质量和外形尺寸。
表3中、小零部件产品的生产纲领表
序号
产品名称
外型尺寸
L×W×H
（mm）
单位产品涂漆件
年生产纲领
备注
种数
件数
质量（Kg）
面积（dm2）
每挂具
总挂具数
质量（t）
面积（m2）
件数
质量（kg）
面积（m2）
表4大型总成类产品的生产纲领表
序
号
产品型号
产品名称
单
位
外型尺寸
LxWxH
（mm）
单位产品涂漆件
年生产纲领
件
数
质量
（kg）
面积
（m2）
件数
质量
（t）
面积
（m2
基本
备品
合计
③涂层质量标准和涂装技术要求
涂层标准是涂装车间设计的重要基础资料，是选用材料、确定涂装工艺和确定质量检查验收标准的依据。
一般注明在被涂物的产品图上。
④工作制度和年时基数
涂装车间的工作制度一般应与生产被涂物的其它车间相适应，原则上涂装车间以两班制为主，年时基数以年工作日250天或251天计。
在某些特殊情况下，可根据工厂要求和实际情况对工作制度和年时基数进行调整。
表5工作制度和年时基数
序
号
部门名称
采用
班次
每班工作时间（h）
年时基数（h）
备注
1班
2班
3班
设备
工作位置
工人
⑤自然条件
包括涂装车间所在地的夏季室外平均气温及最高气温；冬季室外平均气温及最低气温，四季的空气相对湿度；全年主导风向。
在风沙（或灰尘）较大的地区，还包括大气含尘量。
⑥动能能源
水、电、蒸汽、热水、煤气、天然气、燃油、压缩空气等可供使用量及相应的参数（如压力、温度、热值等）；工业水水质报告。
在老厂房改造的场合，包括各种管网及动力入口等。
⑦厂房条件、工厂状况
在新建厂房情况下，厂房条件由工艺设计者提出要求，建筑及总布置设计者确定。
在进行老厂房改造的情况下，需有厂区总布置图；车间工艺平面布置图；厂房建筑结构图、立面图及剖面图；厂房柱子及柱网基础图；屋架及屋面图等资料。
老厂房改造前的状况（如原被涂物零件清单及生产方式）；工艺水平和特点；原设备状况；安全环保状况；能源利用情况；工厂总体布置和厂区物流，被涂物进出涂装车间的位置；存在的主要薄弱环节及问题等。
如果没有相应图纸或资料，则必须用文字予以详细说明。
⑧地方法规
三废排放的环保法规、安全卫生及消防法规。
如果当地没有特殊规定，可采用国家标准。
⑨对涂装线所用涂装材料的要求
用户希望采用的涂装材料样本及说明书（包括前处理材料、PVC密封防震材料、底漆、中涂、面漆涂料、蜡等）或根据国内现有的涂装材料及就地供应原则及涂漆质量要求进行选择。
⑩涂装线的预期投资水平及要求的自动化程度及涂装线是否预留发展余地。
3.3涂装工艺设计的关键点
涂装工艺设计，要对物流、车间分区以及工件的返修、备品的生产、跑空、产品的编组和厂房结构有清晰的认识。
（1）物流合理
车间的物流要合理，关键要杜绝多交叉，过多上下、不必要的往返，做到物流衔接良好。
同时还应充分考虑各种生产用辅助物料、人员的流动与疏散，各种生产辅助器具的流通等。
（2）车间分区
车间平面布置应考虑分区，高温区（如烘干炉）、灰尘区（如打磨、修饰等）、手工操作区（如焊缝密封）、洁净区（喷漆室），这些区域的划分要合理，相互隔开。
涂膜装饰性要求高的产品，涂膜表面不允许有任何的赃点，因此，不仅要求喷漆室内空气洁净，喷漆室周边环境也要保持洁净，这时，除洁净区内外还要设置高洁净区及超高洁净区。
（3）充分考虑返修及备品
在涂层外观要求高的情况下，产品的合格率不可能达到100％，必然有部分零件要进行返修，同时在某些情况下还要生产一定数量的备品，这些返修件及备品会占用正常的生产时间，如果在设计中不考虑它们的数量，会对最终的实际合格品的产量造成影响。
如果在物流方面没有充分考虑到返修及备品的生产，会给整个生产带来诸多的不便，如工件无法下线返修、备品件无法在合理的工序下线等，同时还会占用正常生产节拍，影响涂装线的生产效率。
（4）必须考虑跑空
在正常的生产管理制度下，涂装线开始生产后是不允许停线的，以汽车车身涂装为例，如果需要停线和下班，不仅前处理电泳线要跑空，中涂、面漆线以及各烘干炉也必须排空。
工件停留在前处理处理槽或电泳处理槽中，会发生工件表面返锈及电泳涂层再溶解的现象；带有湿漆膜的工件如果在空气中暴露时间过长，会造成漆膜弊病，同时还要受到空气中灰尘颗粒的污染；工件如果滞留在烘干室内，可能会有局部过热及过烘烤的现象产生，造成工件表面光色不均。
因此合理的工艺设计必须考虑跑空。
（5）产品的编组
随着人们对涂装产品装饰性要求的提高以及产品线种类的增加，涂装车间内对产品的编组也是工艺设计所必须考虑的。
产品的编组即要考虑到颜色又要考虑不同产品的编组。
产品涂装往往是中间工序，其后一般会有装配等其它工序，因此在产品离开涂装车间前的编组还要充分考虑涂装后续工序的生产组织方式，这就需要涂装车间的工艺人员同其后续工序的工艺人员有良好的沟通，自由这样才能制定出灵活可靠的编组方式。
（6）车间的分布
典型的现代化涂装车间一般为多层结构，主要设备在二层，一层是辅助设备（输调漆间、变电间、污水处理、维修间等）、三层主要是排风系统、烘干炉、以及部分缓冲线。
3.4涂装工艺的设计步骤
涂装车间设计过程中要重视工艺设计和平面布置。
工艺方案的优劣直接影响产品的质量，生产效率和产品的成本，以及环保节能和经济效益。
涂装工艺设计是选择工艺方案的过程，是根据产品涂层质量要求（或标准）和产量将工艺流程、所选用的涂装材料、涂装设备、现场条件等进行最优化组合。
其中涂装材料涂装设备以及现场条件从属于工艺方案，涂装材料和设备选的不好，尚可更换，而工艺方案选择不好，平面布置不合理，建成后则较难更改，将带来诸多的不便，而且其影响是长期的，某些生产技术质量问题更是难以解决。
另外，涂装材料、涂装设备要按照工艺要求设计选用；如果工艺设计中对涂装设备的工艺要求提得不恰当，将直接影响所设计的设备的质量及功能、先进性和可靠性。
①主要工艺过程及处理方式的确定
现代涂装工艺日趋复杂，但无论如何复杂都可以把整个过程的工序分为主要工序和辅助工序。
以汽车涂装为例，可把整个过程分为预处理、涂装、烘干、后处理四个主要工序。
习惯上，把底漆前的表面处理称为前处理。
实际上中涂和面漆前的打磨、擦净，也可成为中涂及面漆前的前处理。
涂底漆（电泳涂装）、喷中涂、喷面漆这些都是涂装工序。
后处理一般指表面修饰、喷防护蜡和包装等。
根据产品及不同产生方式、运输方式、可把一个主要工序进行分解，分成若干子工序完成（例如可把底漆前的表面处理分解成6～13序），再附加一些辅助工序于主要工序之中，就构成了完整的工艺过程。
各工序的处理方式，主要是看被涂物的结构特点。
例如不同的产品结构，前处理及电泳后冲洗方式不同。
对于结构简单的工件，以喷射处理为主；对于结构复杂的工件，以浸渍处理为主，并辅以喷射处理；对于其它工序的处理方式，是依据产量的不同而有所差异，即产量越大，自动化程度应越高。
2工艺流程表
工艺过程确定后，一般以工艺流程表的形式描述，见表6。
表6涂装工艺流程表
序号
工序内容
处理方式
区段长度
（m）
输送机链速
m/min
工艺温度
（℃）
工艺时间
（min）
备注
③涂装车间工艺示意图
涂装车间各中工艺关系及物流关系，通过文字描述往往不能清晰的表述，通过工艺示意图，可以很清晰的反映。
图1为某车身涂装车间工艺示意图，可供参考。
④涂装车间工艺平面图
工艺平面图是根据工艺过程的需要，把机械化设备、热非标设备及辅助设备合理地结合起来，布置在涂装车间内，以确保最大限度的工作便利、最优越的工位和输送设备之间的联系，以及最小的车间内部物流量。
它是工艺设计文件的主要组成部分，是所有计算结果的综合。
它在生产用设备及用具的数量和特征、工作人员的数量、特征作业组织方式和车间内及其相邻车间之间运输关系等方面，均应给予明确的说明。
总之，它可以形象地反映涂装车间全貌，也是编写工艺说明书、进行机械化设备设计、热非标设备及土建公用专业设计的重要依据。
这是一项复杂的工作，应从多方案中选择最佳方案，因此需要反复几次才能最后完成。
一般工艺平面图的设计在充分考虑了工艺设计关键点的前提下应遵循以下原则：
（1）根据车间规模，选择平面图尺寸，一般比例为1：
100。
（2）在老厂房改造的情况下，首先按厂房原有资料，绘制好厂房平面图。
如为新建厂房，则应按总布置图设计要求，结合工艺需要，确定厂房的长、宽、高尺寸。
（3）根据工艺流程表、机械化运输流程图及有关的设备外形尺寸计算数据，从工件入口端开始进行设备布置设计。
（4）布置时要注意不能使设备主体距离厂房柱子或墙壁太近。
要预留出公用动力管线、通风管线的安装空间以及涂装设备的安装和维修空间。
在老厂房改造因某种特殊情况，不能保留出必要的间隙时，要尽可能想办法使公用动力管线避开设备。
（5）要充分考虑附属设备所需面积（如输送链的驱动站和拉紧装置，前处理、电泳、喷涂设备的辅助设备等）。
原则上附属设备应尽量靠近主体设备，其中供料及废料排出设备要考虑足够的操作面积，并且有输送通道。
（6）敞开的人工操作工位，除了需要保证足够的操作面积之外，还要考虑工位器具、料箱、料架的摆放位置以及相应的材料供应输送通道。
（7）从车间总体上充分考虑物流通道、安全消防通道及安全疏散门，如果是多层厂房，还要考虑布置安全疏散楼梯的可能性。
（8）按照不同的功能对工作环境不同的条件要求，可把整个涂装车间原则上按底漆、密封线、中涂及面漆喷涂区、烘干区、人工操作区、辅助设备区，以及清洁度的要求不同等进行分区布置，便于设备、生产管路和车间清洁度的控制，也便于热能回收利用等。
（9）对公用专业设备及一些附属部门所需要的面积，例如厂房采暖空调机组、中央控制室、化验室、车间办公室、各种材料及备品库、设备及工具维修间、厕所、配电间、动力入口等，应预留出来。
（10）在布置远近结合的的过渡性方案时，平面布置上应充分考虑将来扩建容易，原则上扩建部分应与已有部分隔开，不因扩建而影响正常生产，可在很短的时间内实现过渡。
（11）在老厂房改造、利用老厂房的情况下，设备布置要考充分考虑原厂房的结构特点，尽可能不对原厂房进行改动。
必须改动时，要考虑改动的可能性。
（12）平面图中各种设备的外形尺寸、定位尺寸要清楚。
一般的定位基线时轴线或柱子中心线，有时也可以墙面为基准（不提倡），各设备都应有编号（称平面图好）。
机械化输送设备要注明运行方向。
（13）由于平面图上反映的内容较多，所以必须使用标准符号，各地区设计部门均有自己习惯采用的图例。
但无论如何平面图上必须有图例，对图中各种标志加以说明。
（14）平面布置图应包括平面图、立面图和剖面图。
必要时。
还要画出涂装车间在总图中的位置。
如果一张图不能完全反映布置情况，可用多张图纸来表示，原则是使看图的人很容易了解车间的全貌，对在图中表示不清楚的部门，应在图上说明栏中加以说明。
对工艺平面布置图设计的评价：
平面布置设计的优劣直接影响涂装线的性能和投资，其优劣的评价基准如下：
（1）输送链的有效利用率
在输送链的全长中各工序所必需的长度所占比例（输送链的有效利用率）越高，则有效利用率越好。
一般要求输送链的有效利用率应达到80%以上，超过85%评级为优。
（2）面积（平面）的有效利用率
各涂装设备在涂装车间中所占的必要面积的比例（平面有效利用率）高为优。
一般要求平面有效利用率达到70%以上，超过85%评级为优。
（3）空间的有效利用率
各涂装设备的容积在涂装车间容积中所占的比例（空间利用率）一般是（40～70）%，超过70%评级为优。
（4）高温区集中化（水份烘干室、涂料烘干室同属高温区）
（5）洁净区和人员操作区集中化。
（6）辅助设备与主体设备位置适宜，操作方便，人行及物流顺畅。
涂装工艺平面设计必须多方案比较，结合实际经过与有实践经验的涂装工作人员商讨和请专家评审，评选出最佳的工艺平面布置图。
⑤工艺设计说明书
由于平面图具有局限性，不可能全面反映涂装车间各个方面，尤其是一些供进行技术经济分析的数据等无法在平面图在中给出的，所以要在工艺说明书中，对工厂（车间）现状、新车间的任务、生产纲领、工作制度、年时基数、设计原则、工艺过程、劳动量、设备、人员、车间组成面积、材料消耗、物料运输、节能及能耗、职业安全卫生、环境保护、工艺概算、经济技术指标等进行全面描述，并列出相应的计算数据。
表7涂装车间人员组成表
序
工位
人
员
备注
号
合计
1班
2班
3班
1
基本工人
2
辅助工人
3
工程技术人员
4
行政管理人员
合计
其中：
基本工人
辅助工人
工人总数
表8劳动量表
序号
部门名称
工作内容
采用人数
每套产品劳动量
（工时）
年纲领劳动量
（工时）
1
生产部门
2
辅助部门
合计
表9涂装车间组成和面积表
序
号
部门名称
面积（m2）
备注
合计
新建
原有
1
基本生产面积
小计
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