Выбор материала для изготовления корпусов окрасочных кабин

   Рассмотрим некоторые варианты изготовления корпусов окрасочных и сушильных кабин в соответствии с требованиями предъявляемыми потребителями и техническим регламентом на данное оборудование.

Основное назначение окрасочной кабины - изоляция зоны окраски изделия от внешних факторов, а именно: 

• конструктивная прочность - возможность нести нагрузки от установленного оборудования и выдерживать перепады давления, возникающие при работе вентиляционной системы
• теплоизоляция - для снижения затрат на поддержание требуемой температуры
• пыленепроницаемость - для недопущения вредных выбросов из зоны окраски во внешнюю среду (помещение цеха или атмосферу) через ограждения камеры и защиты от попадания пыли из внешней среды внутрь окрасочной кабины

КОНСТРУКТИВНАЯ ПРОЧНОСТЬ

     Конструктивная прочность окрасочной кабины обеспечивается применением металлического каркаса или использованием сэндвич-панелей в качестве несущих элементов. Ниже приведены наиболее практичные варианты конструкций окрасочных кабин (без учета их типа и габаритных размеров).

Окрасочная кабина с металлическим каркасом

   Сооружение пространственного металлического каркаса достаточно сложная и трудоемкая процедура, которая подразумевает применение сварки и высокую квалификацию исполнителя. При высоте окрасочной кабины до 4 м наиболее подходящим материалом для каркаса являются стальные профильные трубы прямоугольного сечения (50х25 мм). Их основные преимущества - малый вес (соответственно и низкая стоимость), высокая прочность на сжатие и изгиб, простота стыковки и широкое распространение. Конструкция из стальных уголков гораздо более тяжелая и трудоемкая, изобилует лишними стыками и связями, а также неудобствами при размещении утеплителя. При необходимости реализации режима сушки с температурами выше 80 °С, когда для уменьшения теплопотерь рекомендуется использовать утеплитель толщиной не менее 100 мм, технически и экономически выгодно использование стального гнутого профиля размером 100х50 мм, так как профильная труба такого же размера обойдется заметно дороже (профильные трубы 100х50 мм рекомендуется применять при высоте окрасочной кабины свыше 4 м - для обеспечения достаточной жесткости конструкции).

    Рассмотрим простой и часто встречающийся вариант конструкции окрасочной кабины для окраски автомобилей. В данном случае были применены следующие материалы:

• металлокаркас - профильная труба 50х25 мм с толщиной стенки 2 мм
• утеплитель - пенополистирол марки С25 толщиной 50 мм
• профлист С8 с полимерным покрытием белого цвета (RAL9003)

На нижеприведенных рисунках, в качестве примера, показана последовательность работ по изготовлению окрасочной кабины с металлическим каркасом.

Окрасочная кабина из сэндвич-панелей

   Как уже отмечалось выше, сэндвич-панели являются наиболее подходящим материалом для изготовления окрасочных кабин любых размеров и конфигураций, что во многом обусловлено универсальностью их применения и высокими техническими характеристиками.

    Конструктивно они представляют из себя легкие бескаркасные трехслойные панели, состоящие из двух внешних стальных профилированных листов и слоя утеплителя. Снаружи листы покрыты защитной пленкой, которая предохраняет окрашенную поверхность панелей от повреждений при перевозке и монтажных работах.

Сэндвич-панели обладают множеством достоинств:

• высокие теплоизоляционные и звукозащитные качества;
• хорошая несущая способность;
• огнестойкость и устойчивость к влагопоглощению;
• удобство и простота монтажа;
• небольшой вес;
• хороший эстетический вид;
• долговечность.

В зависимости от вида теплоизолирующего материала сэндвич-панели могут быть с утеплителем из:

• минеральной ваты плотностью 105-120 кг/м³
• пенополистирола плотностью 25 кг/м³
• пенополиуретана плотностью 42 кг/м³

На нижеприведенных рисунках, в качестве примера, показана последовательность работ по изготовлению окрасочной кабины из сэндвич-панелей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ

    Основными материалами, используемыми для теплоизоляции окрасочной кабины, являются пенополистирол, пенополиуретан и минераловатные материалы. Применение этих материалов обусловлено их малой теплопроводностью, низкой гигроскопичностью и широким распространением. 

Сравнительный анализ теплоизолирующих материалов

Материал	Пористость	Срок службы, лет	Рабочая температура, °С	Теплопроводность , Вт/м*К	Плотность, кг/м³	Толщина, мм
Пенополиуретан	закрытая	50	от -80 до +90	0,019-0,022	40-45	61 - 67
Пенополистирол	закрытая	30	от -20 до +80	0,03-0,035	50-100	96 - 112
Минеральная вата	открытая	5	от -40 до +400	0,052-0,058	55-150	166 - 186
Пенобетон	открытая	10	от -30 до +120	0,145-0,160	400	480
Кирпич	открытая	-	от -50 до +120	0,37	1200-1300	1184

  

Пенополистирол (пенопласт) – изоляционный материал белого цвета. Он на 98% состоит из воздуха, заключённого в миллиарды микроскопических тонкостенных капсул из вспененного полистирола. Как теплоизоляционный материал , пенополистирол отличается следующими свойствами и характеристиками:

• Изделия из пенополистирола экологически чисты, биологически безопасны и используются даже для упаковки продуктов питания;
• Пенополистирол устойчив к воздействию влаги, не подвержен старению, воздействию микроорганизмов;
• Легкость обработки при помощи любых подсобных инструментов, в том числе пилы, ножа и т. д.;
• Низкий объёмный вес, простота механического крепления, склеивания различными материалами;

   Недостатком полистирола является более низкая пожаробезопасность по сравнению с пенополиуретаном и минераловатными плитами. Сам пенополистирол не является причиной возгораний, он обладает свойством самозатухания. Использование пенополистирола с целью утепления вполне безопасно, нужно лишь соблюдать некоторые правила. Прежде всего, необходимо использовать негорючую отделку внутренних и наружных поверхностей, использовать надёжную электропроводку. Пожаробезопасность материала характеризуется в основном следующими параметрами:

•     Температура воспламенения в результате вспышки огня - это температура образования паров, которые в смеси с воздухом могут воспламениться от внешнего источника пламени.
  
•     Температура самовозгорания - это температура, при которой тление или возгорание материала происходит без внешнего источника пламени.
  

    Для снижения вероятности случайного возгорания, все теплоизоляционные пенополистирольные плиты с маркировкой ПСБ-С, имеют огнеупорные добавки (антипирен), вносимые при их производстве. Температура возгорания пенополистирола в результате вспышки огня составляет 346 °С, а температура самовозгорания - 491 °С.

Пенополиуретан

  Первоначально сэндвич-панели с наполнителем из пенополиуретана использовались в основном для теплоизоляции морозильных, холодильных камер, но впоследствии, при разработки технологий его напыления на любые поверхности, он получил широкое применение и в строительстве. При напылении ППУ образует бесшовное покрытие, толщину которого можно сделать любую, он будет как монолит, его можно нанести на все мыслимые и немыслимые геометрические фигуры, при этом получим ровный слой, способный защитить наши конструкции не только от потерь тепла (пенополиуретан имеет самую низкую теплопроводность изо всех теплоизоляционных материалов), но и от проникновения влаги. Ввиду того, что данный материал имеет до 98% закрытых ячеек, он является очень хорошим гидроизолятором, то есть, напылив его на внутренне ограждение окрасочной кабины, вы получите не только теплоизоляцию, но и гидроизоляцию.

   Пенополиуретан является еще и хорошим шумоизолятором. К недостаткам можно отнести низкую стойкость к ультрафиолетовому излучению - под воздействием солнечных лучей он просто разрушается.

   Пенополиуретан является материалом, не поддерживающим горение (группа горения Г3), горит только в открытом огне. Если погасить очаг горения, то и пенополиуретан немедленно затухнет.

Минеральная вата

   Этот утеплитель состоит из 100% каменной ваты (базальтовый материал без добавления шлака и других вредных примесей). Минераловатные плиты - утеплитель высокого класса, за счет применения высокотехнологичного трехмерного ориентирования волокон, использования высокого класса связующих веществ и экологически-чистых добавок, имеет высокие физико-механические параметры, обладает повышенной химической стойкостью. Кроме того, утеплитель является негорючим материалом со степенью горючести НГ, поэтому рекомендован к использованию при повышенных требованиях к пожарной безопасности.

   Минеральные плиты марки П-125 рекомендованы производителями для использования в качестве утеплителя в легких ограждающих конструкциях каркасного типа в качестве ненагруженной тепло-, звукоизоляции горизонтальных, вертикальных и наклонных строительных ограждающих конструкций всех типов зданий и сооружений, в том числе для устройства полов, потолков, внутренних перегородок. 

    Материал легко режется и принимает форму изолируемой поверхности.

 

ПЫЛЕНЕПРОНИЦАЕМОСТЬ

   Пыленепроницаемость окрасочной кабины достигается герметизацией стыков и соединений, установкой уплотнителей дверных полотен и створок ворот, а также применением специальных конструктивных элементов (например, сэндвич-панелей и соединительных профилей).

   Наиболее трудоемкими являются работы по герметизации окрасочной кабины состоящей из металлокаркаса с обшивкой из профильного листа. Надежно загерметизировать стыки профильных листов, особенно в угловых соединениях, очень сложно. Применение дополнительных профилей и накладок также малоэффективно, вследствие достаточно большой высоты профиля листа (листы с профилированием менее 8 мм не производятся). В данном случае проще произвести герметизацию, заполняя герметиком или монтажной пеной стыки между утеплителем и каркасом (в случае применения в качестве утеплителя плит из пенополистирола) или используя пенополиуретан, технология нанесения которого обеспечит практически идеальную герметизацию окрасочной кабины. При использовании в качестве утеплителя минераловатных плит надежная герметизация окрасочной кабины, обшитой профилированным листом, практически неосуществима.

 

   Достаточно просто решаются вопросы герметизации ограждений окрасочной кабины при использовании в ее конструкции сэндвич-панелей и специальных соединительных профилей. Устройство замков сэндвич-панелей обеспечивает надёжное зацепление и практически герметичное соединение боковых сторон панелей за счёт специального лабиринтного профиля математически просчитанной формы. Такое соединение обеспечивает прочность всей конструкции в сборе и предохраняет утеплитель от проникновения влаги и водяных паров. Для обеспечения хорошего уплотнения между сэндвич-панелями и соединительными профилями (угловые и потолочные соединения) рекомендуется применять панели с гладкой обшивкой (без профилирования). При качественном проведении монтажных работ дополнительная герметизация стыков и соединений, как правило, не требуется.

 

   Примеры герметизации проемов, створок ворот и дверей, смотровых окон и других навесных элементов приведены в последующих материалах данного раздела.

 

Сравнительный анализ стоимости изготовления окрасочной кабины

    Для расчета возьмем наиболее часто встречающиеся типы окрасочных кабин предназначенных для окраски легковых автомобилей со следующими внутренними размерами: длина - 7000 мм, ширина - 4000 мм, высота - 3000 мм.

    1. Произведем приблизительный расчет затрат на изготовление корпуса окрасочной кабины с металлическим каркасом с обшивкой из профильных листов и утеплителем из пенополистирола. Выберем основные материалы:

•  металлический каркас - профильные трубы 50х25х1,5 мм
• утеплитель - пенополистирол марки С25 толщиной 50 мм
• профилированный лист С8 с полимерным покрытием RAL9003

   Руководствуясь вышеприведенными эскизами окрасочной кабины с металлическим каркасом определим количество расходных материалов:

•  профильные трубы - 182 п.м.
•  пенополистирол - 85 м²
•  профлист - 194 м²

    Взяв за основу средние цены на данные материалы по состоянию на 01.11.14 мы получим общую стоимость основных закупаемых материалов:

     182*60 + 85*92 + 194*180= 53 360 руб.

   Помимо основных затрат при изготовлении корпуса необходимо учитывать и дополнительные расходы, точная стоимость которых определить затруднительно, так как эти расходы очень сильно зависят от местных условий:

• заработная плата сварщика (изготовление металлического каркаса)
  
• расходные материалы (режущие инструменты, электроды, герметики, крепежные элементы)
• заработная плата слесаря (монтаж панелей обшивки и утеплителя, герметизация)

    2. Произведем приблизительный расчет затрат на изготовление корпуса окрасочной кабины из сэндвич-панелей с утеплителем из пенополистирола. Выберем основные материалы:

•  сэндвич-панель толщиной 50 мм с наполнителем из пенополистирола, защитной пленкой с 2-х сторон, цвет RAL9003
•  соединительные профили ModernTech с полимерным покрытием
  

    Руководствуясь вышеприведенными эскизами окрасочной кабины из сэндвич-панелей определим количество расходных материалов:

•  сэндвич-панель - 88 м²
•  соединительные профили - 64 п.м.
  

    Взяв за основу средние цены на данные материалы по состоянию на 01.11.14 мы получим общую стоимость основных закупаемых материалов:

     88*1080 + 64*199 = 107 776 руб.

   Помимо основных затрат при изготовлении корпуса необходимо учитывать и дополнительные расходы, зависящие от местных условий:

• расходные материалы (режущие инструменты, герметики, крепежные элементы)
• заработная плата слесаря (монтаж сэндвич-панелей)

  Опираясь на полученные результаты можно сделать следующие выводы:

1. стоимость основных материалов для камер с металлическим каркасом в 2 раза ниже стоимости материалов для камер с корпусами из сэндвич-панелей
2. дополнительные затраты на монтаж корпуса из сэндвич-панелей небольшие, легко поддающиеся прогнозированию, так как для выполнения работ не требуется высококвалифицированных специалистов
3. дополнительные расходы на изготовление металлического каркаса могут быть сопоставимы со стоимостью основных материалов, так как сварочные работы являются высокооплачиваемыми работами и изготовление пространственного каркаса, точным соблюдением геометрических размеров, требует высокой квалификации исполнителя
4. время и заработная плата слесарей-сборщиков затрачиваемых на монтаж сэндвич-панелей значительно меньше времени, необходимого на обшивку металлического каркаса, утепление и герметизацию
5. количество и стоимость расходных материалов при изготовлении корпуса камеры из сэндвич-панелей на несколько порядков ниже, чем у камер с металлическим каркасом

   Материалы настоящего раздела дают только общую информацию, которая поможет пользователю определиться с выбором конструкции окрасочной кабины. Решение о выборе того или иного типа конструкции принимается в зависимости от финансовых возможностей, наличия квалифицированных исполнителей, требованиях к внешнему виду камеры и многих других факторов.

   Если Вы затрудняетесь в самостоятельном выборе конструкции и материалов окрасочной кабины или у Вас нет некоторых исходных данных Вы можете получить консультацию специалиста предприятия, отправив заявку на электронный адрес: po.zmt@mail.ru или позвонив по телефонам: (473) 262 26 72, 8 903 856 73 67