郭定邦，王洪亮，許 蕭，沈彥亭，梁卿卿

（長(zhǎng)城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北保定 071000）

百家論壇

生產(chǎn)管理降低涂裝車間VOC 、CO2排放量

郭定邦，王洪亮，許 蕭，沈彥亭，梁卿卿

（長(zhǎng)城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北保定 071000）

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車產(chǎn)銷量快速增長(zhǎng)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，涂裝作為汽車生產(chǎn)中的VOC（揮發(fā)性有機(jī)化合物）、CO2排放大戶，就需要從生產(chǎn)管理方面來(lái)降低VOC、CO2的排放，減少汽車制造過程中對(duì)環(huán)境的污染，為人類的生存環(huán)境貢獻(xiàn)一份薄力。

VOC排放；CO2排放；環(huán)境污染；生產(chǎn)管理；涂裝換色；涂料利用率

0 引言

伴隨我國(guó)GDP（國(guó)民生產(chǎn)總值）的持續(xù)升高，人民生活質(zhì)量快速提高，汽車已經(jīng)成為生活必需品走進(jìn)普通百姓家庭。我國(guó)汽車產(chǎn)銷量逐年增長(zhǎng)，2015年達(dá)到2 300萬(wàn)輛，占全球整車產(chǎn)銷量的1/4，成為名副其實(shí)的全球第一汽車產(chǎn)銷大國(guó)。涂裝車間在整個(gè)汽車生產(chǎn)過程中占整車生產(chǎn)能耗的25%以上，控制汽車涂裝過程中的能耗及排放可以較大限度地降低整車生產(chǎn)過程中的能耗和揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）的排放，保護(hù)環(huán)境。

涂裝工藝工作者應(yīng)從工藝規(guī)劃、生產(chǎn)管理、過程控制、生產(chǎn)安排等多方面來(lái)降低車間VOC及CO2排放和能耗，減少由VOC及CO2排放帶來(lái)的環(huán)境污染，為人類的居住環(huán)境貢獻(xiàn)自己的微薄力量。

1 汽車涂裝VOC及CO2排放的來(lái)源

圖1列出了汽車涂裝VOC及CO2排放的主要工序，包含了涂料和膠類的施工及烘烤過程。

圖1 VOC排放工序示意圖Figure 1 The scheme of process for VOC emission

汽車涂裝車間VOC排放來(lái)源主要有：中涂噴涂和烘烤、面涂噴涂和烘烤、點(diǎn)修補(bǔ)和烘烤、電泳烘烤、涂膠烘烤、噴蠟。雖然溶劑型中涂和色漆逐漸被水性中涂和色漆替代，但水性涂料存在施工固體分偏低、設(shè)備一次投入成本高、能耗增加、涂料利用率低、返修、返工率高等問題，2000年前建設(shè)的涂裝車間大多仍采用溶劑型工藝。

溶劑型汽車涂裝車間CO2排放主要來(lái)源有：噴漆室空調(diào)送風(fēng)、涂料調(diào)和室空調(diào)送風(fēng)，電泳、涂膠、中涂、面涂烘烤，前處理，涂料換熱等其它工序，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表1，表1中數(shù)據(jù)為以天然氣為燃燒原料統(tǒng)計(jì)的結(jié)果，不適用于燃煤的企業(yè)。

表1 CO2來(lái)源及排放量Table 1 The source and emission of CO2

2000年后新建的工廠采用的中涂、色漆或免中涂工藝中，除清漆外全部替換為水性涂料，但水性涂料中依然含有13%～15%的溶劑，水性換色溶劑中溶劑含量高達(dá)15%。

2 VOC及CO2排放控制分析

以溶劑型涂料施工工藝為前提，介紹VOC及CO2排放的控制，涂裝工藝過程中VOC排放比例如圖2所示。

圖2 VOC排放比例Figure 2 The emission proportion of VOC

2.1 中涂

要降低涂裝過程中VOC的排放，需要減少換色次數(shù)、減少每天生產(chǎn)的顏色種類，一種顏色配備一把靜電噴槍，嚴(yán)格控制噴涂過程（按標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)書要求作業(yè)）。

2.2 色漆

色漆是涂裝過程中VOC揮發(fā)量較大的工序，嚴(yán)格控制色漆施工對(duì)降低整車VOC排放有很大幫助。

中涂打磨按標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)要求，用手托、橡膠塊打磨，保證打磨后的中涂漆膜平整，沒有砂紙印跡，避免內(nèi)外板色漆噴涂前的點(diǎn)補(bǔ)；有需要補(bǔ)漆的地方應(yīng)該用修補(bǔ)中涂點(diǎn)補(bǔ)，點(diǎn)補(bǔ)用槍噴涂過程中可用0.2～0.3 MPa的壓縮空氣霧化，噴涂扇面按200 mm的槍距、50 mm調(diào)試，涂料利用率可提高50%以上，減少噴涂面積和過噴漆霧量；操作人員不能穿戴毛絨類衣物，避免纖毛掉落引起返工；噴涂的槍距和噴幅，按200 mm和300 mm進(jìn)行點(diǎn)檢，班組長(zhǎng)作業(yè)過程中進(jìn)行巡檢，避免超出噴涂距離，造成油漆浪費(fèi)；機(jī)器人軌跡仿形時(shí)要求膜厚均勻，誤差不超過1 μm，為保證車身顏色和消除色差，通常用最低膜厚來(lái)衡量，因?yàn)樯岬闹饕δ苁侵?/p>

3 涂裝生產(chǎn)的安排方式

現(xiàn)在涂裝車間大多為多種車型混線生產(chǎn)，因?yàn)槊鎸?duì)的消費(fèi)群體差異，導(dǎo)致車身顏色種類相對(duì)較多，在30萬(wàn)臺(tái)/a產(chǎn)能的工廠，生產(chǎn)2～3款車型時(shí)，顏色種類通常在20種左右，若生產(chǎn)時(shí)不從車型、顏色上進(jìn)行規(guī)劃調(diào)整，每天的換色次數(shù)會(huì)相當(dāng)頻繁，在100～150次，按每臺(tái)車平均空一個(gè)車位，產(chǎn)能就降低50～75臺(tái)。

以一條日產(chǎn)750臺(tái)車的生產(chǎn)線為例，這條線體有6把靜電噴槍、10個(gè)靜電旋杯、2把空氣噴槍，單次換色的VOC排放約6～8 kg，不同顏色換色的排放有所差異，通過合理安排，每天換色次數(shù)可減少12～66次（圖3），可節(jié)省約30個(gè)空位，每天可以降低約300 kg的VOC排放。

降低換色次數(shù)可以從以下幾個(gè)方面著手：

（1） 杜絕相同顏色車輛連續(xù)噴涂時(shí)中間插入異色車輛，如白色車連續(xù)噴涂時(shí)中間插入黑色、紅色車輛，前后需要各空一個(gè)車位，換色兩次，即所謂的“夾花”現(xiàn)象；如果待噴涂車輛需要盡快進(jìn)行異色噴涂，可以安排在換色中間，或清洗時(shí)進(jìn)行噴涂，這樣可以減少一次換色；

（2） 利用總裝車間的粗排區(qū)，對(duì)涂裝車間的生產(chǎn)進(jìn)行調(diào)整，可以滿足前后順序小于100臺(tái)車的生產(chǎn)調(diào)整；

（3） 同色生產(chǎn)，大批量的顏色（黑、白、銀、灰、紅），5個(gè)顏色每周安排一天集中生產(chǎn)，同色搭配1～2個(gè)小顏色，從根本上杜絕換色頻繁現(xiàn)象（避免因換色清洗不徹底造成返工），這同樣適用于水性漆噴涂和施工過程管理；

（4） 嚴(yán)格控制返工車噴涂時(shí)間，隨相同顏色車輛返工，建立相應(yīng)的考核機(jī)制；

圖3 換色次數(shù)比較Figure 3 The comparison of color changing times

（5） 提高車間直行率和可動(dòng)率，降低車間的在置數(shù)量，為涂裝生產(chǎn)順序提供便利。

4 結(jié)語(yǔ)

（1） 提高車身噴涂質(zhì)量，嚴(yán)格控制返工車數(shù)量，可以消減VOC和CO2的排放。第一，嚴(yán)格控制色漆的噴涂質(zhì)量及前處理電泳后的車身外觀質(zhì)量；第二，車間環(huán)境的控制，日常保潔的點(diǎn)檢和顆粒分析，噴漆室和烤房的保潔需要重點(diǎn)監(jiān)控，以往分析的在烤房和噴漆室出現(xiàn)的顆粒要制作成點(diǎn)檢表，每次保潔完畢后按點(diǎn)檢表相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行點(diǎn)檢確認(rèn)，確保不再重復(fù)出現(xiàn)相同的問題。制定合理的生產(chǎn)計(jì)劃，做到每天最少的換色次數(shù)（一個(gè)主機(jī)廠同時(shí)包含一個(gè)低溫噴涂車間，降低塑料件的換色次數(shù)）；

（2） 按1 000臺(tái)/d排產(chǎn)，250 d/a計(jì)算，優(yōu)化管理后，每年可減少105 t的VOC排放、155 t的CO2排放，可節(jié)約成本50～100萬(wàn)元；

（3） 500人的涂裝廠優(yōu)化管理后，每年可節(jié)約工時(shí)約10萬(wàn)小時(shí)，按25元/h計(jì)算，可節(jié)約人工成本250萬(wàn)元；

（4） 優(yōu)化管理后，可以增加10 000臺(tái)左右的產(chǎn)量，按5 000元/臺(tái)的利潤(rùn)計(jì)算，在生產(chǎn)旺季、處于供方市場(chǎng)時(shí)可以增加5 000萬(wàn)元的利潤(rùn)空間。

Reducing VOC and CO2Emission in Automobile Painting Workshop by Production Management

Guo Dingbang，Wang Hongliang，Xu Xiao，Shen Yanting，Liang Qingqing
（Technology Center of Great Wall Motor Co.，Ltd.，Hebei Province Automotive Engineering and Technology Research Center，Baoding Hebei，071000，China）

With the rapid development of Chinese economy，automobile capacity has a rapid growth，and market competition is increasingly fierce. Reducing VOC and CO2emission by production management is necessary because of painting as major VOC and CO2emission in the automobile production，which is to reduce the environment pollution in automobile manufacturing and make contribution to human living environment.

VOC emission；CO2emission；environment pollution；production management；painting colorchanged；utilization of coatings

TQ 639

A

1009-1696（2017）01-0051-03

2016-08-10

郭定邦（1982—），男，大學(xué)本科，主要從事汽車涂裝工藝的相關(guān)研究工作。