喷雾系统优化减轻了维护工作的压力

喷雾系统优化减轻了维护压力

作者：乔恩·巴伯
喷涂系统 公司

如果您可以将设施中关键系统的维护时间减少 50% 或更多，您会感兴趣吗？

如果您可以记录为减少而节省的财务费用，这对您的部门是否有价值？

得益于喷嘴技术的最新发展，您或许可以做到这两点。

喷嘴是许多生产设施中的重要部件。它们的准确性和耐用性对于最大限度地延长正常运行时间至关重要。

不能以最佳方式工作的喷涂系统可能会从您的操作中消耗大量资金。即使在性能问题相对较小的系统中，仅浪费水的成本每年也可能接近 100,000 美元。

考虑到所有相关费用——过量化学品的成本、浪费的能源、质量问题导致的额外废料、计划外的生产停机时间和额外的劳动力——真实的总费用可能会迅速增加到每年数十万美元。这是严重的钱。幸运的是，现在可在 www.spray.com/save 上在线获取快速方便的计算器，以帮助您计算在您自己的应用中低于标准的喷嘴性能的实际成本。

一旦您意识到问题的严重性，您就可以开始优化喷雾系统的过程。首先了解喷雾问题的典型来源。

喷嘴故障的原因

它们可能看起来很简单，但喷嘴是高度工程化的精密部件，会随着时间的推移而磨损或在正常操作甚至清洁过程中受到损坏。这些是导致喷涂性能不合格的最常见问题：

侵蚀/磨损： 金属的逐渐去除导致喷嘴孔口和内部流动通道扩大和/或变形。结果，流量通常会增加，压力可能会降低，喷雾形状变得不规则并且液滴变得更大。

腐蚀： 由于喷涂材料或环境的化学特性，喷嘴材料可能会损坏。其效果类似于侵蚀和磨损造成的效果，但可能会对喷嘴的外表面造成额外损坏。

高温： 某些液体必须在高温或高温环境下喷洒。除非使用特殊的耐高温材料，否则喷嘴可能会软化和分解。

结块/胡须： 内部、外边缘或孔口附近的材料堆积是由液体蒸发引起的。一层干燥的固体残留并阻塞孔口或内部流动通道。

堵塞： 不需要的固体颗粒会堵塞孔口内部。流量受到限制并且喷雾模式的均匀性受到干扰。

重新组装不当： 一些喷嘴在清洁后需要仔细重新组装，以确保内部组件（例如垫圈、O 形圈和阀门）正确对齐。重新组装不当会导致泄漏和效率低下的喷涂性能。

意外损坏： 如果在安装、操作或清洁过程中喷嘴掉落或刮伤，喷嘴孔可能会损坏。

检测磨损的喷嘴

这项任务比听起来更艰巨。

人眼是一种非凡的仪器，但在涉及实际喷嘴磨损时，它根本无法为您提供真实的故事。

好喷头

磨损的喷嘴

该图生动地说明了这个问题。左边的喷嘴是新的，可以正常喷洒。右侧的喷嘴已磨损，并且超出容量 30%。用肉眼完全无法检测到差异 - 但还有其他提示表明有些不对劲。

注意这些线索：

• 质量控制问题和废品增加。 磨损、堵塞和损坏的喷嘴将不符合规格要求，并可能导致涂层、冷却、清洁、加湿和干燥不均匀。

• 增加了维护时间。 计划外的喷雾系统停机时间或清洁频率的增加是喷嘴磨损的一个指标。

• 流量变化。 随着孔口和/或内芯的表面开始恶化，喷嘴的流速将增加。在使用正排量泵的应用中，喷涂压力会随着喷嘴孔口的增大而降低。即使流速的微小变化也会对质量产生负面影响，因此常规监测可以揭示潜在问题。但在某些情况下，喷雾模式看起来不错——因此有必要实际收集和测量喷雾流体输出，以揭示磨损情况。

• 喷型质量下降。 当空心锥形喷嘴发生孔口磨损时，会破坏喷射图案的均匀性。在流体的圆环中出现条纹并且图案变重或变轻。在实心锥形喷嘴中，随着更多液体流入图案中心，图案分布通常会恶化。在扁平扇形喷雾中，在图案中心可以看到条纹和较重的气流，并且有效喷雾角度覆盖范围会降低。

• 喷雾液滴尺寸增加。 随着喷嘴磨损，液体流量会增加，或喷涂压力会降低。结果？更大的液滴和更少的总液体表面积。这很难用肉眼检测到，因此如果您怀疑有问题，请安排液滴尺寸测试。

• 降低喷雾影响。 磨损的喷嘴在较低的压力下工作，通常导致较低的喷雾冲击。 （具有讽刺意味的是，在使用离心泵的应用中，由于通过喷嘴的流量增加，冲击实际上可能会增加。）可能需要进行特殊测试。

预防和解决喷嘴问题

全面的喷嘴维护计划将有助于确保您的设施减少头痛。通过设置定期计划，您可以在关键问题削弱您的生产线之前解决它们。

下面的清单应该成为您维护计划的基础。对这些因素的一致评估将使您能够及早发现磨损并采取适当的措施。您自己的特定应用程序将决定检查每个因素的频率。合适的频率范围可以从“每班结束”到“每隔几个月”。

通过实施喷嘴维护计划并记录您的程序，您可以确定实现最佳性能的最佳喷嘴维护和更换策略。

请务必仔细检查这些因素：

流量
对于离心泵：监测流量计读数以检测增加。或者，在特定压力下收集并测量给定时间段内来自喷嘴的流量。将这些读数与制造商目录中列出的流速进行比较，或将它们与新的、未使用过的喷嘴的流速读数进行比较。

对于正排量泵：监测液体管路压力是否下降；流量将保持不变。

喷雾压力（在喷嘴歧管中）
对于离心泵：监测喷洒液体量的增加。喷涂压力可能保持不变。

对于正排量泵：监测压力表是否有压力降低和对喷涂表面的影响降低。喷洒的液体量可能保持不变。此外，监测由于喷嘴堵塞引起的压力增加。

喷雾图案
目视检查喷型是否有变化。用量角器检查喷射角度。测量喷涂表面的喷涂图案宽度。如果喷嘴孔逐渐磨损，则在流速显着增加之前您可能无法检测到变化。如果均匀的喷雾覆盖在您的应用中很重要，请要求您的喷嘴制造商进行特殊测试。

Patternator 测量喷雾分布。
该数据用于确定最佳喷雾
喷嘴高度和应用中的重叠。

液滴大小
在大多数应用中，无法直观地检测到液滴尺寸的增加。流速的增加或喷涂压力的降低都会影响液滴尺寸。

喷嘴对准
检查歧管上扁平喷嘴的喷雾覆盖均匀性。喷雾图案应彼此平行。喷嘴应从歧管中心线旋转 5 到 10 度。

产品质量/应用结果
检查涂层不均匀、冷却、干燥、清洁以及温度、灰尘含量和湿度的变化。

延长喷嘴寿命的四种方法

您可以采用一些技术来延长喷嘴的使用寿命。考虑以下几点：

1. 改进清洁程序。 请记住，喷嘴是精密仪器。清洁应定期但非常小心，使用比喷嘴孔表面软得多的材料。使用塑料毛刷、木制探针或塑料探针。切勿使用钢丝刷、小刀或焊工尖端清洁锉刀。很容易损坏临界孔口形状（或尺寸）并最终导致喷雾形状扭曲或流量过大。如果您遇到顽固的堵塞问题，请尝试将孔口浸泡在非腐蚀性清洁化学品中，以软化或溶解堵塞物质。

2. 添加管线过滤器，或更换为带有内置过滤器的喷嘴。 孔口劣化和堵塞通常是由喷射液体中的固体污垢颗粒引起的，在使用连续喷射水再循环的系统中尤为常见。推荐使用过滤器或带有内置过滤器的喷嘴——选择筛网尺寸以捕获较大的颗粒并防止碎屑进入喷嘴孔或叶片。

3. 降低喷涂压力。 尽管并非总是可行，但降低压力（这将减慢通过孔口的液体速度）可能有助于降低磨损和腐蚀率。

4. 减少磨料颗粒的数量或腐蚀性化学品的浓度。 在一些应用中，可以减少进料液中磨粒的量，和/或改变颗粒的尺寸和形状以减少磨损影响。此外，根据所涉及的特定化学品，有时可以通过使用不同的浓度或温度来降低溶液的腐蚀性。

更频繁地更换喷嘴的利弊

如果在实施喷嘴维护计划后，您确定当前喷嘴的性能不如预期，您需要评估继续使用有问题的喷嘴或更换它们是否会增加成本。考虑以下因素：

• 由于喷嘴问题和维护而导致的生产停机时间的成本和长度

• 额外维护的人工成本

• 喷洒过量水和化学品的成本

• 增加能源使用的成本

• 质量问题的成本——增加的废料和/或工艺问题

在某些应用中，可以通过降低喷嘴压力以提供原始所需的流量来临时补偿磨损的孔口。然而，使用较低的压力可能会影响喷雾的覆盖范围和喷雾的均匀性。可能会导致更大的液滴尺寸和更低的影响。最后，使用较低的压力可能是一种虚假的经济，因为您可能会遇到质量问题。

如果您的更换间隔看起来太短，您最好更换一个不同的喷嘴。额外的短期成本通常可以通过更长的磨损寿命和更好的性能快速收回。

耐用性和抗性问题

同样重要的是要记住，用相同材料制成的喷嘴替换旧的喷嘴（例如，用铝喷嘴替换铝喷嘴）可能不是最好的方法。显然，新的喷嘴优于磨损的喷嘴，但您的情况可能需要用更适合处理您经常使用的液体和化学品类型的喷嘴替换当前的喷嘴。

由较硬材料制成的喷嘴通常可提供更长的磨损寿命。可以预见，不锈钢的耐磨性比铝大，而碳化物的耐磨性比不锈钢高得多。要确定是否应该为喷嘴、喷嘴或孔板插件考虑不同的材料，请参阅下表。

耐磨性比值图表

除了耐磨性之外，您可能还需要考虑喷嘴材料的耐腐蚀性。喷嘴上的化学腐蚀速率取决于多种因素，包括被喷射液体的腐蚀性、其在溶液中的浓度、温度和喷嘴材料的特性。领先的喷嘴公司可以分析这些因素并提供适当的建议。

可靠的喷嘴制造商应该能够为您提供各种材料的高质量喷嘴——并在需要独特或专业应用的情况下为您设计定制喷嘴。

快速维护喷嘴类型

幸运的是，许多喷嘴无需使用任何工具即可安装和更换。这使得整个过程比以往更快、更容易、更可靠。

新型喷嘴具有极其方便的防滑加长件，即使在涉及润滑剂、油或其他粘性材料的潮湿或粘性条件下，即使维护人员戴着手套，也易于抓握和扭转。此外，寻找单管夹和双管夹，使您能够在必要时快速更换整个喷嘴安装座。

寻找具有减少安装和维护时间功能的喷嘴。

获得专家帮助

信誉良好的喷嘴制造商不仅向您出售硬件。顶级公司应该与您合作，提供喷嘴维护研讨会，为您的员工提供现场检查和专业培训。

此外，您的制造商应该有能力使用最先进的设备测试和评估喷嘴，以帮助建立基准性能指标，指导您的清洁、维护和维修计划。这可以显着减少停机时间，并通过及时更换喷嘴帮助避免质量控制问题。

事实上，通过积极的喷雾系统优化计划可以节省大量时间和金钱。可以证明令人印象深刻的结果 - 它们将证明您的部门对公司整体效率的重要性。

关于作者：
Jon Barber 是伊利诺伊州惠顿的 Spraying Systems Company 的董事。可以通过电子邮件 [email protected] 与他联系。如需喷雾系统优化手册的免费副本，请致电 1-800-95-SPRAY。