JP7064919B2 - 鋳鉄管内面への粉体塗装方法及びその装置 - Google Patents
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Description
この鋳鉄管は、通常、主に、遠心鋳造法によって造られ、熱処理や内面研磨等の機械加工を経た後、管内に圧力水を満たす水圧試験にかけられる。その後、錆取り等の下処理を行い、さらに防食のための塗装が管内外全面に施される。
その管内面の塗装方法として、加熱した鋳鉄管の内面に熱硬化性のエポキシ樹脂等の樹脂粉体塗料を噴射して鋳鉄管の内表面に樹脂からなる塗装面(塗装膜)を形成する、いわゆる粉体塗装が広く行われている。
この粉体塗装方法において、塗装を効率よく行うためには、塗料の大きな吐出量が必要となるので、粉体塗装装置には、加圧式の粉体塗装装置を用いる場合が多い。この加圧式の粉体塗装装置は、塗料タンク内の圧力を上げることで比較的多い吐出量を得ることができる(特許文献1)。
塗料吐出量が変動すると、鋳鉄管へ付着する塗料の量が変動するため、平滑な塗膜を得ることが難しくなる。
その全ての鋳鉄管に対して、全長の膜厚を測定することは、生産性が著しく悪いため、実用上、工程管理によって膜厚を保証することとなる。その方法としては、鋳鉄管への塗装前に、一定時間、塗料を吐出し、吐出した塗料重量を時間で割ることで単位吐出量を求め、常に、同じ単位吐出量が得られるものとして、塗装条件を設定するようにしている。
しかし、塗料吐出量は上記のような変動要因を含んでいるため、変動幅を吸収できるだけの単位吐出量を吐出して過剰な膜厚を形成する必要がある。過剰な膜厚形成は塗料の無駄となるとともに作業時間が長くなる。
このようにすれば、切り出し量が多ければ、噴射位置変化速度(台車速度)を速くし、逆に、切り出し量が少なければ、噴射位置変化速度を遅くすることにより、被塗装面への噴射塗装量を常に一定にすることができるため、粉体塗膜厚は平均化(均一化)する。特に、上記内径が一定な円筒形の直部にあっては、噴射距離が一定となるため、その粉体塗膜厚を平均化する作用効果はより有効である。
また、塗料が加圧タンク付設のインジェクター等から排出されてから、塗装ガン(ノズル)先端に至るまで、若干の時間を要する。このため、塗料の切り出し量が変動した場合、塗料が塗装ガン先端に至るタイミングで、塗料の吐出量の変動比率分、塗装台車速度を変動させて、平滑な(平均化された)塗装膜厚を得るようにする。
さらに、塗料切り出し量の測定により、塗装設備の健全性を評価することもできる。すなわち、塗料の切り出し量が閾値を超えた場合、塗装設備の何れかの機器に問題がある場合が多く、その機器を把握すればその機器を交換できるため、設備全体のメンテナンス周期を長くとることができる。
鋳鉄管Pは、遠心鋳造によって製造されたものであって、この塗装前に、脱型された鋳鉄管Pの内面を研磨した後、水圧試験にかけ、管種ごとに決められた水圧、例えば、口径250mmまでであれば、6MPaの圧力で耐圧性を検査する。この試験に合格すれば、鋳鉄管Pの内面を錆取り研磨し、さらにブラシ清掃する。つぎに、鋳鉄管Pを加熱炉内に搬入し、220℃前後で加熱し、昇温して水分をなくするとともに塗料焼き付け可能状態とした後、この塗装装置に送り込まれる。
上記鋼管に連続する塗料ホース6は、樹脂等からなって可撓性を有し、インジェクター8を介して加圧タンク9に接続され、この加圧タンク9には、流動塗料タンク10から塗料aが適宜に送り込まれる。このインジェクター8、加圧タンク9及び流動塗料タンク10は、従来と同様の特許文献1に記載の通りであって、加圧タンク9と流動塗料タンク10は散気管11によって適宜に撹拌される。
その標準単位吐出量A0は、ノズル7から安定して吐出する量を予め実験によって得ておく。
標準台車速度V0は、標準単位吐出量A0、目標膜厚t(mm)、鋳鉄管Pの内径R(mm)、塗装回数n(=1、2、3・・)、塗料比重a(g/cm3)、実験により得たその歩留まりb(%)、塗装回数nの場合の1パス目の塗装膜厚を形成するために必要な合計吐出量c1、同2パス目の塗装膜厚を形成するために必要な合計吐出量c2、・・同nパス目の塗装膜厚を形成するために必要な合計吐出量cnにより、例えば、下記の式(1)~(4)で計算する。このとき、目標膜厚tは被塗装物である鋳鉄管Pによって適宜に設定する。また、「パス」とは、所要長さの被塗装面のその長さ全長をノズル7が移動することを言い、例えば、1パスとは、往路のみ、2パスとは、往復路又は往路を2回行うことを言う。なお、cnはそのパスにおける塗装膜厚とも言える。
・1パスの場合:V0=(A0×b)/(a×t×R×π)・・・(1)
・等速、複数回塗装を行う場合:V0=(A0×b×n)/(a×t×R×π)・・・(2)
・2パスでそのパス毎に速度変更を行う場合(吐出量割合、例えば、c1:c2=1:2)
1パス目: V0=(A0×b)/(a×t×R×π×(c1/(c1+c2)))・・・(3)
2パス目: V0=(A0×b)/(a×t×R×π×(c2/(c1+c2)))・・・(4)
このフィードバック制御によって、加圧タンク9からの塗料aの吐出量に基づき鋳鉄管Pへの被塗装面の単位面積当たりの塗料量が均一にされて、平滑な塗膜厚を得ることができる。このとき、塗料ホース6による加圧タンク9からノズル7に至る塗料aのタイムラグを考慮する。
このように、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
2 支持ローラ
3 台車
4 ランス
5 ランスの筒
6 塗料ホース
7 ノズル
8 インジェクター
9 加圧タンク
10 流動塗料タンク
11 散気管
15 ロードセル
Claims (2)
- 鋳鉄管(P)の内全面に粉体塗料(a)を塗装する粉体塗装方法であって、
上記粉体塗料(a)をノズル(7)を介して上記鋳鉄管(P)内面に向かって噴出し、そのノズル(7)を台車(3)によって鋳鉄管(P)内全長に亘って移動させ、前記ノズル(7)に可撓性ホース(6)を介して塗料タンク(9)から粉体塗料(a)を送り込むとともに、前記塗料タンク(9)の重量を前記送り込みに伴って連続的に測定し、その重量測定により前記粉体塗料(a)の送り込み量(A)を把握し、その送り込み量(A)の変化に基づき、前記台車(3)の走行速度(V)を調節して鋳鉄管内面の粉体塗膜厚を平均化する粉体塗装方法。 - 鋳鉄管(P)の内全面に粉体塗料(a)を塗装する請求項1記載の粉体塗装方法を行う粉体塗装装置であって、
上記粉体塗料(a)を上記鋳鉄管(P)内面に向かって噴出するノズル(7)と、そのノズル(7)を鋳鉄管(P)内全長に亘って移動させる台車(3)と、前記ノズル(7)に可撓性ホース(6)を介して粉体塗料(a)を送る塗料タンク(9)と、その塗料タンク(9)の重量を前記粉体塗料(a)の送り込みに伴って連続的に測定するロードセル(15)と、を有し、
上記ロードセル(15)により塗料タンク(9)の連続的な重量測定により前記粉体塗料(a)の送り込み量(A)を把握し、その送り込み量(A)の変化に基づき、上記台車(3)の走行速度(V)を調節して鋳鉄管内面の粉体塗膜厚を平均化する粉体塗装装置。
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