涂 装 车 间 布 置
厂房布置设计的主要任务是对厂房的平面、立面结构、内部组成、生产设备、仪表电气设置等一切有关设施进行妥善安排，设计出即符合生产工艺要求，又经济实用、整齐美观的合理布局。布置合理与否，将直接影响建设项目的投资、投产后的操作、检修和安全，以及各项经济指标饿完成情况。若厂房布置过于宽敞，会增加建设投资；若过于紧凑，会影响日后安装、操作、检修等工作，甚至还会导致生产事故的发生。因此必须统一考虑，全面安排，切实做好车间布置工作。
第一节 涂装车间的布置设计
一、车间厂房布置设计的条件和依据
（1）设计的基本条件和依据
① 设计的基本条件
② 掌握涂装车间与加工、总装车间和辅助部分的相互关系。
③ 车间与原材料、工种和产品运输、动力疏松和消防安全的关系。
④ 熟悉涂装工艺流程，原材料、工件和产品的储存和要求及辅助设施要求。
⑤ 了解设备和设施的特点和要求，要求顾及日后安装、维护、操作位置、巡回路线和地段。
⑥ 熟悉有关防火、雷、爆、毒的措施及卫生、环保要求和标准，以便确定车间厂房的有关等级。
⑦ 要了解土建、设备、仪表、电气、给排水、采暖通风等专业和机修、安装、操作和管理的需要。
（2）设计的基本依据
① 厂区的总平面图。
② 生产工艺流程图及其设计资料
③ 车间设备一览表。
④ 原材料、工件、产品的储存和运输要求。
⑤ 有关试验、配电、仪表控制等其他专业和办公室等生活行政方面的要求。
⑥ 有关布置方面达到一些规范资料要求。
⑦ 车间定员一览表。
二、车间厂房的布置设计
在考虑厂房的平面布置时，应从下述几个方面进行。
1．厂房的平面组成
在进行厂房的平面布置时，首先要了解和确定厂房的基本组成部分及其具体内容和要求。只有全面了解和明确了厂房的组成部分后，才能进行平面布置，才能防止遗漏和不全。厂房组成一般包括如下部分：
① 生产设施：包括生产工段、原料和产品仓库、涂料调配室、控制等。
② 辅助设施：包括通风、配电、机修、化验室等。
③ 生活行政设施：包括车间办公室、更衣室、浴室、休息室及厕所等。
④ 车间通道：人流、货流和安全通道等。
⑤ 近期的发展余地：即考虑近期的发展需增加的部分设备。
车间厂房的基本部分确定以后，就可按照生产工艺流程和一些重要设备进行平面布置试排。设备设置时应确保生产工艺流程的进行，减少物料用转量，便于工作和设备的维修。
布置时上下工序要衔接，布点尽可能集中，以减少工件的传送距离，节省投资，便于管理，提高工艺和机械化水平。
给操作人员留有一定空地。为便于管理和安全，设备与墙壁之间的距离，设备间的距离、运输通道、人行通道的宽度，都有一定的规范，必须遵照标准执行，一般如下：
作业区域宽度：
维修和检查设备的人性通道的宽度： 0.8～1m
人性通道宽度： 1.5m
能推小车的运输通道宽度： 2.5m
双车道： 3.5m
喷涂室出口和烘干室入口之间： ≥2m
人工 搬动距离： ≤2.5m
打磨、抛光和补涂工位与喷涂室或浸涂槽出入口的间距：≥5m
布置运输链应尽量减少线路长度，驱动站布置于张力最大的地方，工件上挂段、卸下段高度应考虑装卸方便。
从工位到最近的向外出口或楼梯口的距离一般不大于75m。多层建筑物内不大于50m。
对运输链的驱动站和拉紧装置，涂装前处理、电泳、喷涂设备的辅助设备等都要考虑留出空间面积。
2．厂房的平面型式、跨度和高度
对涂装车间来说，多数情况是长方形，这样设备布置弹性大，有利于日后发展，也有利于自然采光和通风。
连续流水线，工作面积有管设备一般似乎直线布置成几个行程；间歇式流水线，工作面绝大多数是布置一条或几条平行线。厂房的跨度可选用6m、12m、18m、24m，主要根据工艺、设备、自然采光和通风及建筑造价来确定。
厂房高度由设备高度和传输方式所确定。在采用悬链运输时不低于6.0m，用吊车和涂装大型工件和设备的要求。对机械化程度高的大型涂装车间，宜采用多层建筑，这样占地面积小，采光和通风好，结构紧凑，宜提高机械化水平。
三、生产辅助设施的布置和设计
生产辅助设施包括涂料调配、化验、涂料库、检修及生活行政设施。
（1）涂料调配车间
涂料调配车间是将从涂料厂购回的原涂料，按技术条件要求，添加一定量的相应溶剂和稀释剂，调至施工黏度，过滤后装入带盖的桶中送往涂装车间或用泵和管道系统连续送到工位。后者适用于消耗量大的涂装车间直接设置在靠近使用点的地方。涂料用量不多时可领取涂料在现场调配，不设涂料调配车间。
为便于搬送涂料和溶剂，涂料调配间常设于原料仓库一端。
在涂装车间内设涂料调配间一般布置在一端，用砖墙隔开或设在独立的房间内。在涂装车间设涂料调配间，一般只储存该班用量的涂料；独立建筑物，规定的涂料库存量为5～7天的使用量。而对溶剂建立地下储罐储存。
涂料调配车间设在建筑物的阴面，室温15℃左右。电器设备、地面铺设、通风等都应满足安全防火要求。涂料消耗量少时采用手工发料涂料调配间，涂料消耗量多时最好还是采用自动涂料疏松系统，涂料用管道疏松到各喷涂点，并不断循环，提高工作效率，降低材料损失，不断地过滤和调整黏度，确保涂膜质量。
（2）化验室
涂装车间应配备一个常规检验的化验室，用于检查送往涂装工位的涂料质量、涂装强前处理和电泳涂装等的工艺参数和涂层的质量。化验室相应检测仪器的装备，取决于涂装的工艺特性。车间化验面积一般13～30㎡，1～3个化验员。
其他像检修、生活行政设施面积，根据车间规定而定，通常和化验室一起，设在车间的一端。
第二节 涂装车间对涂装环境的要求
一、采光和照明
涂装作业要有适当的照度，其基准见表10-1.车间照度取决于窗户采光、照明和室内物在涂装车间内设涂料调配间的亮度等。
车间尽可能自然采光，可设置窗户、天窗引入自然光，但要避免日光直射。窗户面积为照射地面的1/5以上时，采光效果较好。按工业企业采光设计标准，涂装车间采光等级属N级，室内自然光照度不应低于50lx
表10-1 涂装作业相关基准照度
|
涂装类型
|
作业内容
|
照度/lx
|
|
高级装饰
装饰性
一般
|
手工涂饰、汽车喷涂、涂膜检查
一般产品、车辆、木器涂装
底层处理
|
300～800
150～300
70～150
|
在不能采用自然光的场合，可用人工照明。但整体的照明亮度必须均匀。在涂层检查、喷涂室、修补涂层等精细操作工位，还应使用局部照明。为了便于正确识别涂料颜色，这些工位宜采用天然日光色光源或天然白色光照明。在一般场合就采用普通日光灯即可。
建筑物表面采用较高反射率的材料，其功能是提高室内照明度。使天花板反射率在85%以上，墙壁上为60%～70%，地面为20%～30%。
二、温度和湿度
涂装车间的温度和湿度对涂料的施工性能和干燥性影响很大，气温在5℃以下时，涂料干燥极慢；相对湿度在85%以上易产生涂层发白现象，使涂膜性能下降。应当避免在寒冷、高温场合进行涂装。各种涂料由于挥发性、施工性能不同，对涂装时的温度、湿度要求也不同，大致情况可见表10-2。
表10-2 各类涂料涂装时的适宜温度及相对湿度
|
涂料种类
|
气温/℃
|
相对湿度/%
|
备注
|
|
油性色漆
油性清漆，面漆
醇酸树脂涂料
硝基纤维素涂料，虫胶涂料
多液反应型涂料
热塑性丙烯酸涂料
各种烘漆
水性乳胶涂料
水溶性烘漆
|
10～35
10～30
10～30
10～30
10～30
10～25
10～25
10～35
10～35
|
＜85
＜85
＜85
＜75
＜75
＜70
＜75
＜75
＜90
|
低温不好，气温高些好
气温高些好
气温高些好
高湿不好
低温不好
湿度越低越好
中等温、湿度较好
低温、高湿不好
温度、湿度越均匀越好
|
另外，底材应很好干燥。底材表面温度较气温低时易结露。底材表面温度应比大气高1～2℃ ，结露时必须烘干。
静电喷涂时温度以低为好，高湿度漏电，电压显著下降。高温高湿时，粉末涂料易结块。高装饰涂装要求温度、相对湿度恒定，否则易影响到涂层厚度、干燥、平滑度、光泽和颜色的均匀性。最适宜的工作条件是在20℃以上，相对湿度75%以下。必要时应设置调温调湿除尘装置。
三、空气清洁度
空气中的尘埃直接影响到涂层的外观质量。特别是涂布烘烤型涂料场合，影响很大。为了得到优良的涂膜，必须采取适当的防尘措施。
一般应设法除去10μm以上的尘埃，涂装车间对尘埃的许可程度见表10-3
表10-3 涂装车间尘埃许可程度
|
类别
|
例
|
粒径/μm
|
粒数/（个/cm3）
|
尘埃量/（mg/ m3）
|
|
一般涂装
装饰性涂装
高级装饰性涂装
|
建筑物、防腐涂层
汽车、仪器仪表
轿车
|
＜10
＜5
＜3
|
＜600
＜300
＜100
|
＜7.5
＜4.5
＜1.5
|
表10-4 防尘方法
|
种类
|
方法
|
除尘范围
|
备注
|
|
黏性过滤法
|
用湿润的过滤器过滤（金属丝网）
|
＞5μm
|
过滤器可使用较长时间再清洗
|
|
干性过滤法
|
用纤维毛毡等过滤器过滤
|
＜1μm
|
过滤器使用短期、代价高
|
|
水喷射法
|
喷射水净洗空气
|
＞10μm油性尘埃难除
|
空气调节装置的一部分
|
|
离心除尘法
|
借助离心力除去大尘法
|
＞60μm
|
主要用于排气除尘
|
|
静电除尘法
|
使尘埃带负电聚集于阳极上
|
0.01～0.05μm以下
|
效果好、代价高
|
四、通风换气
涂装车间由于溶剂挥发量大，要求通风换气，这样有利于涂料干燥，也有利于安全卫生，使车间中各种有害物浓度保持在国家规定的允许浓度以下，确保操作工人的身体健康。
涂装车间的通风量按每小时换气6～10次确定，则：
车间通风量=【车间空间（m3）】/（6～10）（m3/min）
通风量也可根据溶剂的挥发量来确定。一般溶剂的挥发扩散速度≤0.3～0.5m/s；喷涂时，空气流速≥0.8～1.0m/s,以免涂料雾吸入肺部，但不宜过大，否则涂料雾飞散，涂料损耗大。在室外喷涂室，风俗以在1.6～3.4m/s以下为宜。有喷涂室的喷涂室通风量，参见喷涂室标准计算。
五、防火防爆
涂装过程挥发大量溶剂蒸发，遇明火易爆炸和燃烧。易燃溶剂危险性通常分为两级。
一级：闪点＜28℃，高度挥发性和燃烧性，如汽油、丙酮、二甲苯均属此类。
二级：闪点28～45℃间，如煤油、松节油等，易燃性低于一级。
因此涂装车间应进行一级防火，电器设备全部采用防爆型并配套足够的灭火设置。建筑物应有防火结构，并至少有两级以上的出口。
在电源中断、排风停止、涂料管路损坏引起涂料漏淌到地面时，易燃物大量扩散到空间中，出现紧急状态。紧急状态时的危险程度可按下式计算：
Vp=10ΣP/C0 min
式中 Vp —— 易燃易爆混合物体积；
ΣP —— 危险状态时，散发到空间中的溶剂蒸汽量总和，g；
C0 min —— 溶剂蒸汽爆炸下限，g/m3；
10 —— 安全系数。
房间有效空间等于车间体积（V）扣除设备占有体积，大约为：
V′=0.8V
若100 Vp/ V′＞5%，那么整个房间有爆炸危险。
若100 Vp/ V′＜5%，那么以溶剂散发点为中心的半径5m范围内有爆炸危险，其余区域正常。
在面积大于500㎡的涂装车间、涂料调配间和涂料仓库中，都应有自动安全防火设措。在喷涂室、烘干室、涂料调配室和仓库等危险区域例，设检测传感元件、30s内即能启动CO2的消防系统，按5min内蒸汽充满设定CO2瓶数量和喷射嘴数目。
六、涂装车间地面
涂装车间地面涂覆耐化学性的塑胶涂层，便于冲洗，保证涂装车间的整洁、彻底无尘化要求。由于塑胶涂层代价较高，也可参见表10-5进行选择。
表10-5 涂装车间各种作业点地面要求
|
序号
|
工位
|
一般要求
|
较高要求
|
|
1
2
3
4
5
6
7
|
涂装前处理
涂底漆、刮腻子、打磨
酸洗处理
面漆和罩光
电泳涂装
零件库
化学品库
|
小磨石
高标准水泥
花岗岩石板
水磨石
水泥
水泥
水泥
|
瓷砖
小磨石
耐酸瓷砖
瓷砖
水磨石
木板
瓷砖
|
第三节 厂 房 布 置 设 计 步 骤
车间厂房布置设计可按两阶段进行：即布置草图和布置图。
一、厂房布置草图
厂房布置先从平面布置开始。首先工艺设计人员应对工艺流程、所有设备尺寸、结构及其要求和其他有关资料、厂房各组成了解透彻，同时要有清晰的立体概念。另外要和非工艺设计人员交换意见，完善布置设计构思，再动手布置草图。
首先了解各方面要求，划分生产、辅助生产和生活行政设施的位置，确定厂房宽度和柱距。将厂房平面初估尺寸按一定比例（如1：100），绘于图上，再按同样比例，将设备按布置原则绘于图上。先布置好主体设备，再逐一计算每个辅助设备空间和辅助场地，以及其他辅助设施所需场地。同时要确定楼梯、通道占用的位置、面积和空间，以及设备与墙面间的距离。一切考虑妥当后就确定厂房的平面尺寸，完成厂房平面布置草图。
二、厂房布置图
厂房布置图包括平面图和剖面图。
厂房平面应包括：① 厂房建筑平面图，标出边墙轮廓线、门窗位置、楼梯位置等；② 设备外形俯视图、流程号；③ 设备定为尺寸；④ 操作平台等辅助设施示意图，主要尺寸、标高；⑤ 传送悬链的平面位置尺寸；⑥ 地坑、地坑位置、尺寸和标高，辅助用房位置、尺寸。
厂房剖面图应包括：① 建筑剖面图，建筑高度；② 设备高度定位尺寸及支撑形式；③ 传送悬链的标高、定位尺寸及支撑形式；④ 操作平台标高、定位尺寸；⑤ 地坑、地沟位置、深度。像设备、悬链、操作台都应有剖面图。
三、厂房布置设计实例
1．钢圈涂装工段平面布置示例
钢圈需要优质防腐蚀涂层保护，涂层总厚度40μm，需采用沥青底漆和清漆各喷一次，烘一次，作为优质沥青涂层需200℃高温烘干。此实例采用氯醋共聚物底漆和面漆（黑色）。它们的干燥规范为：底漆，自干1h，60℃强制干燥30min；面漆，自干2h；60℃强制干燥1h。
氯醋共聚物的耐腐蚀性好，机械性能优，给你造温度低，可以大大减少涂膜干燥之能耗。作为轮子的涂装前处理，可采用磷化处理，也可采用脱脂清洗-水冲洗三室联合机。笨实力仅采用喷射清洗和水冲洗，缩短生产线长度。
车轮涂层的技术要求不高，涂装方法和涂装工艺都比较简单，而轿车对涂层技术等级要求很高，需要采用先进的涂装方法、严格的工艺条件和复杂的涂装工艺来完成；整个涂装过程，相应的平面布置也复杂得多。
2.大量生产的轿车车身涂装车间平面布置实例
涂装车间一般分为三层结构。上层为噪声区，供风、排风空调系统及热回收区；中层为低噪声区，布置主要生产设备，像喷涂、烘干及人工作业去等；底层布置辅助设备，像供料、加料、供水、涂料输送及废水处理等辅助设施。
平面平置时应分若干区：高温区、产尘区、高洁净区。铬区彼此分开，同类放在一块，有利于表面装饰质量的提高和保证。像烘干室是高温区，打磨室是产尘区，喷涂室和烘干室要求高洁净度。那么在平面布置时就从这些方面进行考虑，像喷涂间、烘干室都是并排放在一个区域内；而打磨室放在远离高洁净区的一端。
实例的涂装工艺是：
涂装前处理→干燥→冷却→电泳底漆→烘干→冷却→喷两道底漆（中涂）→闪干→冷却→车底喷防震消声隔热浆→湿打磨→干燥冷却→湿碰湿两道面漆→闪干→烘干→检查→装配。
缺陷：修正打磨→干燥→屏蔽→补涂→局部烘干→检查→装配。
① 喷两道底漆：手工空气喷涂内表面→自动静电喷涂外表面→外表补涂。
② 涂面漆：手工空气喷涂补涂→自动静电喷涂。
③ 烘干采用对流式；烘干后强制冷却；湿打磨后烘干水分并冷却。
④ 涂消声浆前用一条推式悬链疏松；消声浆后，转入两条地面输送线，湿打磨和用风动打磨机打磨，然后涂面漆。
⑤ 检查后缺陷：打磨→修整→补色→手提式红外线辐射板局部烘干。