Autoteollisuuden maalaamon ilmankostutus

Artikkelin yhteenveto

Oikea kosteus parantaa laatua

Kosteuden hallinta hiomapisteissä, tarkastusalueilla ja maalauskopeissa vähentää pölyä, staattista sähköä ja maalausvirheitä.

Suora- ja haihdutusilmankostuttimet ovat ihanteellisia

Lämpimiin tiloihin syötetään usein kylmää ilmaa, jonka absoluuttinen kosteus on alhainen, joten tiloissa käytetään usein suoria ilmankostuttimia.

Nopea sijoitetun pääoman tuotto oikean ilmankostuttimen käytöllä

Tuottavuuden parantuminen autoteollisuuden maalaus- ja viimeistelytoiminnoissa voi nopeasti kattaa ilmankostuttimen kustannukset.

Autoteollisuuden maalaamojen ilmankostutus

Pitämällä oikean kosteustason hiontatasoilla ja maalauskopeissa tuottavuutta näillä alueilla voidaan lisätä jopa 10 %, jolloin enemmän autoja läpäisee tarkastuksen ensimmäisellä kerralla.

Hiontatasot ja tarkastusasemat

Hiontatasojen kostutuksen päätavoitteina on pölyn hillitseminen sekä maalipölyn ja muiden vieraiden esineiden staattisen kiinnittymisen vähentäminen korin pintaan. Pitämällä optimaalisen kosteuden tasolla 55 %rh (suhteellinen kosteus) ilman kosteuspitoisuus muuttaa pölyn sähkövarausta niin, että se on sama kuin auton pinnalla. Tämän seurauksena pöly valuu pois auton korista sen sijaan, että se tarttuisi siihen.

Tämän seurauksena ilmasta ja hiontaprosessista peräisin oleva pöly poistuu pinnalta helpommin, mikä tarjoaa puhtaamman alustan uudelleenmaalaukselle tai seuraavalle maalausvaiheelle. Tämä lyhentää tuotantoaikaa, vähentää virheitä ja parantaa viimeistelyn laatua. Se tarkoittaa myös, että useammat autot läpäisevät tarkastuksen ensimmäisellä kerralla, koska virheitä on vähemmän eikä hiontaa tarvita.

Tällaisissa sovelluksissa käytetään tyypillisesti suoraa ilmasumutuskostutinta, kuten JetSpray-mallia. Tehtaan demineralisoidusta vesijärjestelmästä tuleva kylmä vesi puhdistetaan ensin UV-sterilointijärjestelmän avulla, ennen kuin se yhdistetään paineilmaan tarkkuussuunnitellussa suuttimessa. Suutin vapauttaa ilmaan erittäin hienoa kosteussumua, joka haihtuu välittömästi ja nostaa ilmankosteuden vaaditulle tasolle.

Tämän tyyppisissä sovelluksissa on tärkeää, että suutinpohjaisissa järjestelmissä käytetään demineralisoitua vettä. Vaikka ilmankostuttimet ovat usein suunniteltu selviytymään veden mineraalipitoisuudesta esimerkiksi tukkeutumista estävien itsepuhdistuvien suuttimien ominaisuuksien avulla, sumun haihtumisen jälkeen ilmaan jäävä mineraalipöly vain pahentaa ongelmaa.

Suutinpohjaisen ilmankostuttimen teknisissä vaatimuksissa on myös oltava takuu siitä, että laite on piivapaa. Erityisesti vesiohenteiset maalit ovat erittäin herkkiä jopa pienillekin piipitoisuuksille ilmassa, kun pii laskeutuu maalattavalle pinnalle. Maalauksen aikana syntyvät kuopat tai pienet kraatterit ovat vaikeasti poistettavissa ja vaikuttavat jatkossakin tuleviin maalauskertoihin.

Ilman suhteellisen kosteuden nostamiseksi on kolme perustapaa: höyryn lisääminen ilmaan, kylmän veden lisääminen ilmaan pisaroina tai kuivan ilman johtaminen kostean pinnan läpi suhteellisen kosteuden nostamiseksi haihtumisen avulla. Mikä siis tekee kylmällä vedellä toimivasta suorasta ilmasumutuksesta sopivamman kuin kaksi muuta menetelmää tässä sovelluksessa?

Hiekkapuhallusalueet ja maalitarkastusalueet sijaitsevat tyypillisesti kuljetinuunien ulostulopäässä, joissa maalikerros paistetaan ajoneuvon korin pinnalle. Näissä hyvin eristetyissä uuneissa ei yleensä ole jäähdytysjärjestelmää, mikä tarkoittaa, että tarkastukseen ja esikäsittelyyn tulevat metallikorit ovat kuumia. Nämä kuumat korit aiheuttavat sen, että alustan lämpötila on usein korkea, ja yhdessä uunista vuotavan lämpimän ilman sekä näillä alueilla tarvittavan kirkkaan valaistuksen tuottaman lämmön kanssa ne luovat ympäristön, jonka lämpötila voi nousta jopa 40 °C:een. Tämä on työntekijöille epämiellyttävän korkea lämpötila, joten ilmanvaihtojärjestelmiä käytetään alentamaan lämpötilaa siedettävämmälle ja tuottavammalle tasolle.

Ilmanvaihto on kuitenkin yleensä tehotonta. Kuuman ilman syrjäyttämiseen tarvittavan ilman määrä on niin suuri, että se nostaa ilmankäsittelyjärjestelmien kustannukset kohtuuttoman korkeiksi. Ilman huolellista suunnittelua matalan virtausnopeuden jakelujärjestelmissä ilman liike itsessään aiheuttaa epämukavuutta ja levittää pölyä ympäriinsä. Jopa hyvin suunnitellussa, kostutetulla ilmastointijärjestelmällä varustetussa tuuletetussa tilassa on mahdotonta pitää suhteellista kosteutta yli 50 %rh:n tehokkaan antistaattisen kynnysarvon. Esimerkiksi ilmanvaihtojärjestelmä, joka syöttää erittäin kylmää, 10 °C:n lämpötilaista ilmaa, jonka suhteellinen kosteus on korkea (90 %rh), ja joka onnistuu saavuttamaan 30 °C:n työolosuhteet, tuottaa vain 25 %rh:n suhteellisen kosteuden, koska ilman kosteus laskee lämpötilan noustessa.

Siksi on kaikkein tarkoituksenmukaisinta nostaa kosteutta suoraan siellä, missä sitä tarvitaan, eli kannella. Teknisesti haihdutusjärjestelmät eivät pysty tuottamaan riittävästi kosteutta ilman, että ne aiheuttavat liiallista ilman liikettä, jättävät suihkusuuttimia tai höyryä. Suoran ilmasuihkutusjärjestelmän käytön hyödyt ovat seuraavat: energiakustannukset ovat alle kymmenesosa höyryjärjestelmän käyttökustannuksista, huoltotarve on vähäinen höyryyn verrattuna ja suihkeen haihtuessa syntyy adiabaattinen jäähdytysvaikutus, joka laskee lämpötilaa useita asteita – mitä höyryllä ei voida saavuttaa. Tämä ”ilmainen” jäähdytys on henkilökunnan keskuudessa erittäin tervetullutta.

JetSpray-kaltainen järjestelmä, jolla on pitkä historia menestyksekkäästä käytöstä autoteollisuudessa, on ihanteellinen. Ne on suunniteltu tuottamaan hienoa sumua ilman pisaroiden tai tippumisen riskiä, ja ne asennetaan matalalle työpisteiden lähelle, ja ne ovat osoittautuneet tehokkaiksi mukavamman ja tuottavamman ympäristön ylläpitämisessä. Joissakin pitkissä hiekkapuhallushalleissa voi olla yli 1 000 suutinta, jotka syöttävät ilmakehään tuhansia litroja kosteutta tunnissa.

Maalauskabiinit ja ruiskutusalueet

Maalauskabiinin kostuttamisen tavoitteena on mahdollistaa maalin optimaalinen siirtyminen ruiskutuspistooleista korin pinnalle ilman, että vesipohjaista maalia menetetään ilmakehään.

Tällä on kaksi hyödynä. Ensinnäkin kustannusetu, kun maalia ei ”menetetä” haihtumisen vuoksi, ja mikä tärkeintä, maali siirtyy korin pinnalle alkuperäisessä tilassaan, mikä takaa parhaan mahdollisen viimeistelylaadun ja vähemmän virheitä, mikä puolestaan säästää kustannuksia vähentämällä maalaamisen jälkeistä hiontaa.

Optimaalinen suhteellinen kosteus tälle siirrolle on 72 %, vaikka tämä voi vaihdella kyseisen maalitoimittajan mukaan. Tällä suhteellisen kosteuden tasolla maali on tasapainossa ilmakehän kanssa, mikä pitää häviöt minimissä. Jos tätä kosteustasoa ei pidetä yllä, korin käsittely hionta-alueella vaatii enemmän huomiota ruiskutuksen jälkeen. Eräs suuri valmistaja, jonka tiloja Condair kostuttaa, pystyi parantamaan ruiskutuskaapin jälkitarkastuksessa ensimmäisellä kerralla hyväksyttyjen kappaleiden osuutta 10 % parantamalla kosteuden hallintaa ruiskutusalueella.

Koska ilma johdetaan ruiskutuskaappeihin kanaviston kautta suurista ilmankäsittelyyksiköistä, tässä sovelluksessa käytettävä ilmankostutin sijoitetaan ilmankäsittelyyksikköön tai itse kanavaan. Se kostuttaa ilman, joka sitten johdetaan kaappeihin. Aikaisemmin tässä sovelluksessa käytettiin sumutuspesujärjestelmää. Se sumuttaa vettä suoraan ilmavirtaan, ja pisaroiden haihtuminen lisää suhteellisen kosteuden halutulle tasolle. Haihtumattomat pisarat kerätään siipijärjestelmän tai jäähdytyskierukan avulla, kerätään keräysaltaaseen ja kierrätetään uudelleen käyttöön.

Nämä järjestelmät ovat kuitenkin erittäin tehottomia, sillä ne sumuttavat vain noin 10–15 % vapauttamastaan kosteudesta, mikä johtaa kanavien osien voimakkaaseen kostumiseen, kanavistoon kohdistuviin vesivahinkoihin sekä huoltotarpeen kasvuun. Suurinta osaa näistä ilmankostuttimista asennettiin myös ilman tai lähes ilman hygieniaominaisuuksia, kuten UV-sterilointia tai antimikrobista suodatusta, mikä voi mahdollisesti johtaa siihen, että henkilökunta kärsii niin sanotusta ”ilmankostuttimen kuumeesta” – flunssan kaltaisista oireista, kuten rintakipusta, päänsärystä ja silmien ärsytyksestä. On myös legionelloosin riski, jos tartunnan saaneet pisarat kulkeutuvat ilmavirran mukana ja työntekijät hengittävät niitä.

Nykyään nämä vanhat sumutuskostuttimet korvataan huomattavasti tehokkaammilla ja hygieenisemmillä haihdutuskostuttimilla, kuten Condair ME:llä. Nämä järjestelmät asennetaan ilmankäsittelykoneen sisään, samaan paikkaan kuin sumutusjärjestelmäkin voitaisiin asentaa. Niissä vesi johdetaan alas laajapintaisen matriisin yli, jonka läpi ilma virtaa. Ilma imee kosteutta virratessaan kostutetun matriisin läpi ja kostuu ilman pisaroiden kulkeutumista.

Condair ME on helppo asentaa kanavan sisään, ja sen käyttökustannukset ovat erittäin alhaiset – 13 kertaa pienemmät kuin sumutuskostuttimien. Vaadittavan korkean kostutustason vuoksi höyrykostutinten käyttökustannukset ovat yleensä liian suuret, jotta niitä voitaisiin harkita. Edistykselliset turvallisuus- ja hygieniaominaisuudet varmistavat, että kaikki järjestelmän vesi on puhdasta, ja jos järjestelmä ei ole toiminnassa, vesi valuu laitteesta pois, joten seisovan veden riskiä ei ole, mikä lisää mielenrauhaa.

Oikean kostuttimen valinta

Kun otetaan huomioon kostutuksen valtavat hyödyt teollisuudelle, ei ole yllättävää, että useimmat suuret valmistajat käyttävät kostuttimia maalaus- ja viimeistelyprosesseissaan, etenkin sen jälkeen, kun on siirrytty laajamittaisesti vesipohjaisiin materiaaleihin.

Yllättävää on kuitenkin se, että jopa johtavat ja maailmanlaajuisesti tunnustetut valmistajat, joilla on modernit tuotantolaitokset, ovat saaneet virheellisiä neuvoja ja jääneet käyttämään ilmankostutusjärjestelmiä, jotka joko eivät pysty lainkaan tuottamaan vaadittua kosteustasoa tai toimivat epätasaisesti. Alhaisen tai vaihtelevan suhteellisen kosteuden aiheuttamia tuotanto-ongelmia ei aina ole helppo tunnistaa, sillä ilman kosteuspitoisuus ei ole yhtä helposti havaittavissa kuin selvemmät tekijät, kuten lämpötila. Tuore, paljon huomiota herättänyt esimerkki koskee aivan uutta, räätälöityä tuotantolaitosta, joka varustettiin puutteellisilla höyrykostutin-tyyppisillä laitteilla, jotka eivät ainoastaan epäonnistuneet oikean suhteellisen kosteuden tuottamisessa, vaan aiheuttivat myös erittäin korkeita käyttökustannuksia ja syövät merkittävästi LVI-huoltokustannusbudjettia.

On tärkeää varmistaa, että valitsemasi toimittaja ei ainoastaan tarjoa laajaa kostuttimien valikoimaa, josta voi valita, vaan että sillä on myös kokemusta ja ymmärrystä kyseisistä prosesseista, jotta toimitettu ratkaisu on varmasti sopiva. Vaikka kylmävesijärjestelmät saattavat sopia maaliruiskutus- ja tarkastusalueille, joidenkin höyrykostuttimien, kuten Condair MK5:n, tarjoama erittäin tarkka säätö tekee niistä usein oikean valinnan moottoritestausalueille, erityisesti silloin, kun vaatimukset ovat hyvin erityisiä, kuten Formula 1 -moottorien virityksessä.

Ilmankostuttimien huolto

Työterveys- ja työturvallisuusvaatimukset ovat aivan oikeutetusti tiukempia kuin koskaan aiemmin, eikä ilmankostuttimet ole tässä poikkeus. Ilmankostuttimia koskevaa erityislainsäädäntöä on olemassa, ja riippumatta siitä, mitä ilmankostutinta käytetään, on tärkeää pitää sitä osana laitoksen koko vesijärjestelmää. Yhdistyneen kuningaskunnan terveys- ja turvallisuusviranomaisen (Health and Safety Executive) ohjeet legionelloosista velvoittavat sisällyttämään kaikki ilmankostuttimet rakennuksen riskinarviointiin ja ottamaan käyttöön dokumentoidun seuranta- ja valvontajärjestelmän.

Mekaanisesti saattaisi vaikuttaa siltä, että laite, joka joko sumuttaa, kiehuu tai haihduttaa vettä, on yksinkertainen kone, jonka voi jättää huomiotta ja antaa toimia ilman valvontaa. Nykyaikaiset kylmävesijärjestelmät ovat huomattavasti vähemmän työvoimavaltaisia kuin höyryjärjestelmät, ja niissä on huomattavasti vähemmän huollettavia osia, jotka on vaihdettava. Turvallisuutta lisäävien ominaisuuksien, kuten vikasietoisen UV-steriloinnin ja puhdistusjärjestelmien ansiosta ne ovat myös terveydelle vähemmän riskialttiita kuin vanhemmat kylmävesijärjestelmät. Kaikki ilmankostuttimet tarvitsevat kuitenkin säännöllistä tarkastusta ja huoltoa, jotta ne toimivat tehokkaasti, ja tämän tulisi olla osa suunniteltua huolto-ohjelmaanne. Kannattaa varmistaa, että toimittajasi on kouluttanut huoltohenkilöstön asianmukaisesti, jotta he ymmärtävät laitteiston ja tietävät, mitä vaaditaan.

On myös tärkeää varmistaa, että toimittajallasi on todistettu kokemus tehokkaasta tuesta ja että se on edelleen toiminnassa, kun sitä tarvitset. Tehokkaan tuotannon varmistamiseksi maalaamossa et voi jäädä ilman ilmankostutinta!