Nghiên cứu cải tiến hệ thống sơn tĩnh điện vỏ bình gas LPS

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

VĂN BÁ KHÁNH TUÂN

NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN
HỆ THỐNG SƠN TĨNH ĐIỆN VỎ BÌNH GAS LPG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

Đà Nẵng - Năm 2017


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

VĂN BÁ KHÁNH TUÂN

NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN
HỆ THỐNG SƠN TĨNH ĐIỆN VỎ BÌNH GAS LPG

Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí
Mã số : 60.52.01.03

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Đinh Minh Diệm

Đà Nẵng - Năm 2017

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả
nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ
công trình nào khác.
Tác giả luận văn

Văn Bá Khánh Tuân


NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN HỆ THỐNG SƠN TĨNH ĐIỆN VỎ BÌNH GAS LPG
Học viên: Văn Bá Khánh Tuân

Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí

Mã số: 60520103

Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN

Khóa: 2015

Tóm tắt– Công nghệ sơn tĩnh điện ngày càng được sử dụng phổ biến ở Việt Nam. Với việc
đầu tư và sử dụng hệ thống sơn tĩnh điện sẽ làm tăng năng suất lao động, giảm được chi phí
nhân công, và tiết kiệm được rất nhiều chi phí khác. Đặc biệt hệ thống rất thân thiện với môi
trường nên vừa an toàn với người lao động lại không gây ảnh hưởng đến mọi người xung
quanh. Đối với người tiêu dùng thì những sản phẩm sơn tĩnh điện có tác dụng làm giảm quá
trình oxy hóa, giúp sản phẩm sử dụng lâu dài hơn. Hiện nay, nhu cầu về sử dụng năng lượng
của con người rất cao đặc biệt là sử dụng khí đốt hóa lỏng LPG (Gas LPG). Từ đó xuất hiện
lĩnh vực sản xuất phụ trợ là sản xuất các loại chai chứa khí đốt hóa lỏng LPG (Gas LPG) để
đưa đến từng hộ gia đình sử dụng. Vì vậy thị trường đòi hỏi một lượng chai chứa Gas LPG rất
lớn. Nắm bắt được nhu cầu đó các doanh nghiệp đã mạnh dạn đầu tư dây chuyền sản xuất chai

chứa khí đốt hóa lỏng LPG mới và bảo trì bảo dưỡng chai chứa khí đốt hóa lỏng LPG cũ
nhằm đáp ứng được thị trường.
Từ khóa – Công nghệ sơn tĩnh điện; hệ thống sơn tĩnh điện; khí đốt hóa lỏng; Gas LPG; sản
phẩm sơn tĩnh điện.
RESEARCH IN IMPROVEMENT OF BACKGROUND SYSTEM OF LPG GAS TANKS
Abstract: Electrostatic coating technology is increasingly used in Vietnam. With the
investment and use of electrostatic paint systems, it will increase labor productivity, reduce
labor cost, and save a lot of other costs. In particular, the system is friendly to the
environment so it is safe for workers to not affect people around. For consumers, the powder
coating products have the effect of reducing the oxidation, help product use longer term.
- Currently, the demand for human energy is very high, especially LPG (LPG). Since then, the
auxiliary production sector has been producing LPG (LPG) bottles for use in each household.
Therefore, the market requires a large volume of LPG cylinders.
- Catching up with the demand, businesses have bravely invested in the production line of
LPG cylinders and maintenance of old LPG cylinders to meet the market demand.
Key words – Electrostatic painting technology; Electrostatic coating system; Liquefied gas;
Gas LPG; Powder coating products.


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài ......................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu ..........................................................................................1
3. Phạm vi và nội dung nghiên cứu ........................................................................1
4. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................2
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ............................................................................2
6. Dự kiến kết quả đạt được ....................................................................................2
7. Hướng phát triển .................................................................................................2
8. Cấu trúc luận văn ................................................................................................ 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ BÌNH GAS VÀ SƠN TĨNH ĐIỆN ........................3

1.1. TỔNG QUAN VỀ BÌNH GAS ................................................................................3
1.1.1. LPG ...............................................................................................................3
1.1.2. Bình chịu áp lực ............................................................................................ 3
1.1.3. Sơ lược về quy trình sản xuất vỏ bình gas LPG ...........................................4
1.2. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SƠN TĨNH ĐIỆN: ............................................7
1.2.1. Giới thiệu về công nghệ sơn tĩnh điện: .........................................................7
1.2.2. Giới thiệu dây chuyền sơn tĩnh điện hiện đại ...............................................8
1.2.3. Yêu cầu của công nghệ sơn tĩnh điện ...........................................................8
1.2.4. Các phương pháp sơn tĩnh điện ....................................................................9
1.3. DÂY CHUYỀN SƠN TĨNH ĐIỆN ĐANG KHẢO SÁT: .....................................12
1.3.1. Sơ đồ hệ thống sơn tĩnh điện vỏ bình gas Lpg đang khảo sát ....................12
1.3.2. Nhận xét về hệ thống ..................................................................................13
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỂ THIẾT KẾ,CẢI TIẾN HỆ THỐNG SƠN
TĨNH ĐIỆN VỎ BÌNH GAS LPG .............................................................................14
2.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT THIẾT KẾ BUỒNG SƠN ..................................................14
2.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT THIẾT KẾ TAY SÚNG SƠN ............................................15
2.3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN VÀ CHỌN BỘ LỌC CYCLONE ...17
2.4. CƠ SỞ LÝ THUYẾT THIẾT KẾ BUỒNG SẤY ..................................................19
2.5. CƠ SỞ LÝ THUYẾT THIẾT KẾ BĂNG TẢI DI CHUYỂN BÌNH GAS VÀO
SƠN ............................................................................................................................... 20
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ, CẢI
TIẾN HỆ THỐNG SƠN TĨNH ĐIỆN VỎ BÌNH GAS LPG ..................................23
3.1. YÊU CẦU VỀ DÂY CHUYỀN SƠN ....................................................................23
3.2. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ.............................................................................................. 23


3.3. TÍNH TOÁN LỰA CHỌN BĂNG TẢI ĐỂ CẤP VỎ BÌNH GAS .......................24
3.3.1. Lựa chọn băng tải để cấp vỏ bình gas .........................................................24
3.3.2. Tính toán thiết kế băng tải xích ..................................................................27
3.3.3. Chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền .........................................................30

3.4. TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ TAY SÚNG SƠN ........................33
3.5. TÍNH TOÁN LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THU HỒI SƠN BẰNG BỘ LỌC
CYCLONE ....................................................................................................................37
3.5.1. Cấu tạo hệ thống Lọc Cyclone – Lọc xoáy.................................................37
3.5.2. Quạt hút ly tâm ........................................................................................... 38
3.5.3. Bộ lọc khí Cyclone .....................................................................................39
3.6. TÍNH TOÁN LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN BUỒNG SẤY ....................................44
3.7. TÍNH TOÁN LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN BUỒNG SƠN ....................................48
KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .............................................50
TÀI LIỆU THAM KHẢO
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI (Bản sao)


DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu
bảng
1.1.
1.2.

Tên bảng
Thông số kỹ thuật bình chứa LPG
Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp sơn tĩnh điện dạng dung
dịch

Trang
3
9

1.3.

Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp sơn tĩnh điện dạng bột

10

1.4.

Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp nhúng sơn tĩnh điện

11

3.1.

Kích thước tiêu chuẩn bình gas 12Kg

28

3.2.

Số vòng quay và phân phối tỷ số truyền của động cơ

32

3.3.

Đặc tính kỹ thuật của động cơ

32


DANH MỤC CÁC HÌNH

Số hiệu
hình
1.1.
1.2.
1.3.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
3.7.
3.9.
3.10.
3.11.
3.12.
3.13.
3.14.
3.15.
3.16.
3.17.
3.18.
3.19.
3.20.

3.21.
3.22.
3.23.

Tên hình
Thông số kỹ thuật của bình gas LPG
Các thành phần hệ thống sơn tĩnh điện vỏ bình gas Lpg
Sơ đồ hệ thống sơn tĩnh điện vỏ bình gas Lpg đang khảo sát
Sơ đồ buồng phun sơn
Mô hình tay súng sơn
Quá trình thiết kế Cylone
Các chi tiết trong Cyclone
Sơ đồ bố trí buồng sấy
Sơ đồ bố trí băng tải
Mô tả hoạt động của dây chuyền
Băng tải con lăn
Hệ thống xích tải treo
Móc bình gas
Các thành phần của băng tải
Khoảng cách 2 bình gas
Sơ đồ hệ thống truyền động cho xích tải
Tay sơn
Sơ đồ nguyên lý tay sơn tự động
Kết cấu tay sơn tự động
Bộ lọc Cyclone
Sơ đồ nguyên lý Cyclone
Quạt hút li tâm
Bộ lọc Cyclone
Kết cấu bộ lọc Cyclone
Quạt hút

Đường ống
Cấu trúc buồng sấy
Buồng sấy
Buồng sấy
Buồng sơn
Sơ đồ buồng phun sơn

Trang
4
8
12
14
15
17
18
19
21
23
24
25
26
27
29
31
33
34
36
37
38
38

39
41
42
43
44
45
47
48
49


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Công nghệ sơn tĩnh điện ngày càng được sử dụng phổ biến ở Việt Nam. Với việc
đầu tư và sử dụng hệ thống sơn tĩnh điện sẽ làm tăng năng suất lao động, giảm được
chi phí nhân công, và tiết kiệm được rất nhiều chi phí khác. Đặc biệt hệ thống rất thân
thiện với môi trường nên vừa an toàn với người lao động lại không gây ảnh hưởng đến
mọi người xung quanh. Đối với người tiêu dùng thì những sản phẩm sơn tĩnh điện có
tác dụng làm giảm quá trình oxy hóa, giúp sản phẩm sử dụng lâu dài hơn.
Hiện nay, nhu cầu về sử dụng năng lượng của con người rất cao đặc biệt là sử
dụng khí đốt hóa lỏng LPG (Gas LPG). Từ đó xuất hiện lĩnh vực sản xuất phụ trợ là
sản xuất các loại chai chứa khí đốt hóa lỏng LPG (Gas LPG) để đưa đến từng hộ gia
đình sử dụng. Vì vậy thị trường đòi hỏi một lượng chai chứa Gas LPG rất lớn.
Nắm bắt được nhu cầu đó các doanh nghiệp đã mạnh dạn đầu tư dây chuyền sản
xuất chai chứa khí đốt hóa lỏng LPG mới và bảo trì bảo dưỡng chai hứa khí đốt hóa
lỏng LPG cũ nhằm đáp ứng được thị trường.
Trong quá trình sản xuất chai chứa khí đốt hóa lỏng LPG mới và bảo dưỡng
chai hứa khí đốt hóa lỏng LPG cũ thì khâu sơn vỏ là một khâu quan trọng ảnh hưởng

đến chất lượng,an toàn và mẫu mã của sản phẩm mà phương pháp sơn được sử dụng
hiện nay là sơn tĩnh điện.
Xuất phát từ những lý do trên, tôi đã chọn để tài: “Nghiên cứu cải tiến hệ
thống sơn tĩnh điện vỏ bình gas LPG” để làm luận văn tốt nghiệp.
2. Mục đích nghiên cứu
- Nghiên cứu cải tiến hệ thống sơn tĩnh điện vỏ bình gas LPG nhằm nâng năng
suất sơn tĩnh điện vỏ bình gas LPG của hệ thống sơn tĩnh điện vỏ bình gas LPG
hiện tại.
3. Phạm vi và nội dung nghiên cứu
3.1. Phạm vi
Nghiên cứu hệ thống sơn tĩnh điện vỏ bình gas LPG.
3.2. Nội dung
- Nghiên cứu dây chuyền vỏ bình gas LPG; đưa ra các kết luận về ưu và nhược
điểm của dây chuyền hiện tại.
- Nghiên cứu về quá trình cấp vỏ bình gas LPG.
- Nghiên cứu về qui trình công nghệ của hệ thống sơn;
- Nghiên cứa về trình tự sắp xếp, lấy vỏ bình gas LPG sau khi sơn;
- Trên cơ sở đó đề xuất thiết kế cải tiến hệ thống sơn trên .


2
4. Phương pháp nghiên cứu
Đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với phương pháp
nghiên cứu thực tế tại nhà máy.
4.1. Lý thuyết
Nghiên cứu dây chuyền sơn vỏ bình gas bình gas, hệ thống điều khiển ,….
4.2. Thực nghiệm
- Nghiên cứu thực tế trên hệ thống sơn tĩnh điện vỏ bình gas LPG taị Trung tâm
kiểm định kỹ thuật an toàn Khu vực III.
- Đánh giá ưu và nhược điểm về năng suất, chất lượng của hệ thống trước và sau

khi cải tiến kỹ thuật.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
5.1. Ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu hệ thống dây chuyền sơn tĩnh điện…
5.2. Ý nghĩa thực tế: Cải tiến hệ thống sơn vỏ bình gas LPG hoàn chỉnh góp
phần nâng cao chất lượng sản xuất và bảo trì vỏ bình gas LPG.
6. Dự kiến kết quả đạt được
- Thiết kế cải tiến hệ thống sơn trong dây chuyền sơn vỏ bình gas
- Nâng cao được năng suất, chất lượng của của hệ thống sơn tĩnh điện vỏ bình
gas LPG .
7. Hướng phát triển
- Cải tiến hoàn chỉnh hệ thống sơn tĩnh điện vỏ bình gas LPG
- Nghiên cứu tự động hóa dây chuyền.
8. Cấu trúc luận văn
Gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan về bình gas và sơn tĩnh điện
Chương 2:Cơ sở lý thuyết để thiết kế,cải tiến hệ thống sơn tĩnh điện vỏ bình gas
LPG
Chương 3: Tính toán lựa chọn các phương án thiết kế, cải tiến hệ thống sơn tĩnh
điện vỏ bình gas LPG


3

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ BÌNH GAS VÀ SƠN TĨNH ĐIỆN
1.1. TỔNG QUAN VỀ BÌNH GAS
1.1.1. LPG
LPG là từ viết tắt của Liquefied Petroleum Gas, là hỗn hợp hydrocarbon nhẹ, ở
thể khí. LPG tồn tại trong thiên nhiên ở các giếng dầu hoặc giếng gas và cũng có thể
sản xuất ở các nhà máy lọc dầu. Thành phần chính của LPG là Propane (C3H8) và

Butane (C4H10), không màu, không mùi, không vị và không có độc tố. LPG lỏng
chứa rất nhiều năng lượng trong một không gian nhỏ và nó có thể hóa hơi được nên
cháy rất tốt. Mỗi một kilogram gas cung cấp khoảng 12000 kcal năng lượng.
LPG là loại nhiên liệu thông dụng về tính đa năng và thân thiện với môi trường.
Nó có thể dễ dàng được chuyển đổi sang thể lỏng bằng việc tăng áp suất thích hợp
hoặc giảm nhiệt độ để dễ tồn trữ và vận chuyển được. Nó có thể chuyển động như chất
lỏng nhưng lại được đốt cháy ở thể khí. Việc sản sinh ra chất NOx, khí độc và tạp chất
trong quá trình cháy thấp một cách khác thường đã làm cho LPG trở thành một trong
những nguồn nhiên liệu thân thiện nhất với môi trường trên thế giới.
1.1.2. Bình chịu áp lực
Bình chịu áp lực (High Pressure Cylinder) là một thiết bị dùng để tiến hành các
quá trình nhiệt học, hoặc hoá học, cũng như để chia và chuyên chở môi chất có áp suất
lớn hơn áp suất khí quyển (TCVN 6153:1996).
Bình chứa khí hoá lỏng LPG loại 12 kg do Công ty Cổ phần Thiết bị Thực phẩm
chế tạo (Hình 1.1.1) có các thông số sau:
Bảng 1.1. Thông số kỹ thuật bình chứa LPG
Tiêu chuẩn thiết kế

DOT-4BA-240, DOT-4BW240 và TCVN 6292:1997

Áp suất thiết kế

240 Psi (17 kG/cm2)

Áp suất thử

480 Psi (34 kG/cm2)

Chiều dày vật liệu

Min 2.6mm

Giới hạn bền kéo

Min 41kgf/mm2


4

Hình 1.1. Thông số kỹ thuật của bình gas LPG
1.1.3. Sơ lược về quy trình sản xuất vỏ bình gas LPG
 Thân bình
Thân bình làm từ hai tấm thép tròn, được dập vuốt sâu để tạo thành hình chỏm
cầu, thực hiện bởi máy dập sâu điều khiển PLC. Phần đỉnh được đột lỗ đồng thời với
việc dập sâu để hàn đầu nối ren côn lắp van. Sau khi dập sâu, nửa đỉnh bình được xén
ba via, nửa đáy bình xén ba via và vê mép để lồng ghép với nửa đỉnh bình trước khi
hàn. Thiết bị thực hiện nguyên công này là máy xén ba via vê mép điều khiển PLC của
Italy. Hai nửa bình này sau khi đã hàn tay xách và chân đế sẽ được hàn lồng mép vào
nhau bằng phương pháp hàn hồ quang chìm dưới lớp thuốc bảo vệ theo chu vi thân
bình.


5
 Đầu nối ren côn
Đầu nối ren côn được đặt từ trong ra hoặc từ ngoài vào và hàn ghép kín phía
ngoài của lỗ đã đột trên nửa bình trên bằng phương pháp hàn hồ quang chìm dưới lớp
thuốc bảo vệ. Đầu nối ren côn được gia công cắt gọt trên máy tiện điều khiển kỹ thuật
số có trợ giúp của máy tính (CNC). Ren trong của đầu nối phù hợp với tiêu chuẩn ¾”
NGT-14TPI.
 Tay xách

Tay xách bình gas để bảo vệ van và có tác dụng trong quá trình vận chuyển được
thuận lợi, chống va đập. Tay xách được gia công từ thép tấm qua các nguyên công dập
tạo hình, dập chữ, lốc tròn, uốn và làm sạch sau đó được hàn vào thân bình bằng
phương pháp hàn tự động MIG/MAG trong môi trường khí bảo vệ. Trên tay xách được
dập chữ và số cũng như các ký hiệu khác phù hợp với tiêu chuẩn DOT và tiêu chuẩn
Việt Nam và phù hợp với yêu cầu khách hàng.
 Chân đế
Chân đế có tác dụng bảo vệ phần đáy bình, chống mọi va đập trong quá trình vận
chuyển và sử dụng. Được chế tạo từ thép tấm, qua các nguyên công: Dập tạo hình, dập
chữ, lốc tròn, hàn dập uốn và được làm sạch, sau đó được hàn vào phần đáy bình bằng
phương pháp hàn tự động MIG/MAG trong môi trường khí bảo vệ.
 Van
Van sử dụng là van vặn hoặc van chụp được sản xuất tại Italy hoặc Thái Lan theo
yêu cầu của khách hàng với phần ren côn theo tiêu chuẩn ¾”-14NGT. Van được lắp
vào phần cổ bình với mô men vặn phù hợp với yêu cầu (20 ± 2 kgm) theo tiêu chuẩn
¾” NGT-14TPI về độ an toàn của van.
 Hàn
Tất cả các mối hàn trên bình phải có chất lượng đạt tiêu chuẩn WPS và được
kiểm tra nghiêm ngặt. Các mối hàn cổ và thân bình được hàn tự động dưới lớp thuốc
bảo vệ; các mối hàn tay xách, chân đế được hàn tự động hoặc bán tự động bằng
phương pháp hàn MIG/MAG dưới môi trương khí bảo vệ. Việc thực hiện nguyên công
hàn được tiến hành bởi công nhân có tay nghề và được đơn vị độc lập đánh giá cấp
chứng chỉ thợ hàn áp lực. Các mối hàn phải phù hợp với tiêu chuẩn CGA Pamphlet C3 của Mỹ và được cơ quan kiểm định chất lượng và thanh tra an toàn của Việt Nam
chấp nhận.
 Nhiệt luyện
Tất cả các bình gas sau khi hoàn thành quá trình định hình, hàn kín phải được
kiểm tra 100% bằng mắt sẽ được ủ để khử ứng suất dư tạo ra từ quá trình tạo hình và


6

hàn trước đó bằng cánh đưa vào lò nhiệt luyện dưới nhiệt độ và thời gian theo yêu cầu
tiêu chuẩn, sau đó bình được làm nguội từ từ để ngăn chặn các ảnh hưởng về cơ lý tính
do sự thay đổi nhiệt độ đột ngột gây nên. Nhiệt độ trong lò và thời gian giữ nhiệt được
điều khiển và lập trình bởi hệ điều khiển PLC cho phép kiểm soát được các thông số
kỹ thuật trong quá trình gia nhiệt.
Trong quá trình ủ, bình gas được treo đứng theo tư thế làm việc tạo khả năng
đồng đều về nhiệt độ, khử triệt để ứng suất dư và ổn định hoàn toàn về cơ tính.
 Thử thuỷ lực
Tất cả các bình gas trước khi chuyển sang nguyên công hoàn thiện sẽ được thử
thuỷ lực với áp suất thử theo tiêu chuẩn là 480 Psi với thời gian giữ áp suất thấp nhất
là 30 giây để kiểm tra khả năng chịu áp lực của bình và phát hiện sự rò rỉ biến dạng
(nếu có). Quá trình thử được thực hiện trên hệ thống thiết bị đồng bộ của nhà sản xuất
chuyên nghiệp SIRAGA – Pháp; việc gia tăng áp lực và làm sạch nước trong thành
bình bằng khí nén được thực hiện bởi hệ thống van điện từ tự động cho phép đạt độ
chính xác và độ tin cậy tuyệt đối.
 Làm sạch bề mặt
Trước khi phun phủ kẽm và phun sơn bề mặt, bình gas được làm sạch bằng
phương pháp phun bi thép làm sạch bề mặt, tốc độ va đập của bi lên thành bình được
tính toán để đạt được độ nhám bề mặt của bình thích hợp cho quá trình phun kẽm và
sơn sau đó và phải phù hợp với tiêu chuẩn SA 2½ Standard of Svensk Standard S/S 05
5900 – 1967.
 Phun phủ kẽm
Toàn bộ bề mặt bình đều được phủ một lớp kẽm để đảm bảo bình không bị oxy
hoá dưới lớp sơn đồng thời tăng độ bám dính và độ bóng của lớp sơn phủ trên bề mặt.
 Sơn
Ngay sau khi phun mạ kẽm, bình được phun phủ một lớp sơn bên ngoài để thành
bình không bị ăn mòn, chống mất màu và tạo màu sắc công nghiệp theo yêu cầu của
bên mua.
Quá trình sơn và sấy sơn được tiến hành hoàn toàn tự động trên dây chuyền phun
sấy sơn đồng bộ và được điều khiển PLC có khả năng kiểm soát được độ phủ trên bề

mặt bình, nhiệt độ sấy và thời gian sấy của sơn.
 Cân và đóng số trọng lượng vỏ bình
Bình gas sau khi sơn được cân trên một cân bàn điện tử có độ chính xác lên tới ±
20 gram. Trọng lượng riêng của bình sẽ được đóng lên tay xách.
 In logo và tên thương mại
Nhãn hiệu (logo) của khách hàng sẽ được in trực tiếp lênh bình và được sấy khô


7
đảm bảo độ rõ nét và độ bám dính đồng thời đảm bảo được màu sắc theo yêu cầu.
 Sửa ren cổ bình
Sau khi nhiệt luyện và quá trình xử lý bề mặt, bề mặt ren côn của đầu nối có sự
biến dạng, do đó ren cần được sửa đúng bằng dụng cụ taro để đảm bảo kích thước theo
tiêu chuẩn ¾” NGT 14 TPI và được kiểm tra bằng calip đo ren.
 Kiểm tra bên trong trước khi lắp van
Trước khi lắp van bên trong bình gas đều được kiểm tra bằng đèn soi và thiết bị
hút làm sạch để đảm bảo sẽ không có nước và tạp chất phía bên trong bình, chánh hiện
tượng tắc van trong quá trình sử dụng.
 Lắp van
Bình gas được lắp loại van phù hợp với yêu cầu của khách hàng. Thiết bị lắp van
tự động cho phép lắp đúng vị trí và lực vặn van, ren của van trước khi lắp được phủ
một lớp keo dính để đảm bảo độ kín tuyệt đối của van sau khi lắp.
 Thử độ rò rỉ lần cuối
Tất cả các bình gas sau khi đã lắp van sẽ được thử độ rò rỉ bằng khí với áp suất
phù hợp, để đảm bảo bình không bị rò rỉ, biến dạng.
 Hút chân không
Sau khi thử kín tất cả các bình gas đề được hút chân không với độ chân không tối
thiểu là - 0.6 mmHg nhằm tránh hiện tượng oxy hoá bề mặt trong của bình trong thời
gian cấp giữ chưa được nạp gas.
 Vận chuyển

Sau khi đã hoàn tất các nguyên công sản xuất và kiểm tra, bình gas được vận
chuyển vào kho bảo quản trong điều kiện thích hợp hoặc vận chuyển tới nơi tiêu thụ.
 Cấp chứng nhận chất lượng
Trước khi xuất xưởng, toàn bộ bình gas sẽ được cấp giấy chứng nhận chất lượng
phù hợp với tiêu chuẩn DOT của Mỹ và Tiêu chuẩn Việt Nam bởi một tổ chức chứng
nhận chất lượng độc lập và giấy chứng nhận chất lượng được phát hành bởi Thanh tra
Nhà nước về an toàn Lao động.
1.2. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SƠN TĨNH ĐIỆN:
1.2.1. Giới thiệu về công nghệ sơn tĩnh điện:
Sơn tĩnh điện là một công nghệ hiện đại được phát minh và đưa vào sử dụng
phục vụ sản xuất, thay thế cho công nghệ cũ cho chất lượng ca và hạ giá thành sản
phẩm. Sơn tĩnh điện còn được gọi là sơn khô vì tính chất phủ ở dạng bột của nó và khi
sử dụng nó sẽ được tích một điện tích (+) khi đi qua một thiết bị được gọi là súng sơn
tĩnh điện, đồng thời vật sơn cũng sẽ được tích một điện tích (-) để tạo ra hiệu ứng bám


8
dính giữa bột sơn và vật sơn. Sơn Tĩnh Điện là công nghệ không những cho ta những
ưu điểm về kinh tế mà còn đáp ứng được về vấn đề môi trường cho hiện tại và tương
lai vì tính chất không có chất dung môi của nó. Do đó về vấn đề ô nhiễm môi trường
trong không khí và trong nước hoàn toàn không có như ở sơn nước.
1.2.2. Giới thiệu dây chuyền sơn tĩnh điện hiện đại

1.
2.
3.
4.
5.

Hình 1.2. Các thành phần hệ thống sơn tĩnh điện vỏ bình gas Lpg

Khu vực treo tải và hạ tải.
Khu vực tiền xử lý trước khi sơn.
Buồng sấy.
Buồng sơn.
Bộ phận kéo băng tải.

6. Băng tải.
1.2.3. Yêu cầu của công nghệ sơn tĩnh điện
- Ưu điểm cũng như yêu cầu của công nghệ sơn tĩnh điện:
a. Về kinh tế
99% sơn được sử dụng triệt để (bột sơn dư trong quá trình phun sơn được thu hồi để
sử dụng lại). Không cần sơn lót, làm sạch dễ dàng những khu vực bị ảnh hưởng khi phun
sơn hay do phun sơn không đạt yêu cầu. Tiết kiệm thời gian hoàn thành sản phẩm.
b. Về đặc tính sử dụng
Quy trình sơn có thể được thực hiện tự động hóa dễ dàng (dùng hệ thống phun sơn


9
bằng súng tự động). Dễ dàng vệ sinh khi bột sơn bám lên người thực hiện thao tác hoặc
các thiết bị khác mà không cần dùng bất cứ loại dung môi nào như đối với sơn nước.
c. Về chất lượng
Tuổi thọ thành phẩm lâu dài, độ bóng cao, không bị ăn mòn bởi hóa chất hoặc
bị ảnh hưởng của tác nhân hóa học hay thời tiết. Màu sắc phong phú và có độ chính
xác cao.
1.2.4. Các phương pháp sơn tĩnh điện
1.2.4.1. Sơn tĩnh điện dạng dung dịch
- Nguyên lý: Sơn tĩnh điện dùng nguyên lý các hạt tích điện dương và âm hút
nhau, và các hạt điện tích cùng dấu đẩy nhau. Thiết bị sơn tĩnh điện dùng cực âm để
nạp sơn, làm cho các hạt sơn đẩy nhau và biến thành dạng sương mù. Sau đó các hạt
sơn này được hút vào bề mặt sản phẩm tích điện dương do tác dụng của lực điện

trường.
- Đặc điểm: Xem bảng 1.2
Bảng 1.2. Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp sơn tĩnh điện dạng dung dịch
Ưu điểm

Nhược điểm

- Hiệu suất sử dụng cao, các sản phẩm như đường ống, - Những chi tiết nhỏ có
các chi tiết nhỏ, hiệu suất của sơn tĩnh điện trên 80%.
hình dáng phức tạp bị điện
- Bụi sơn bay ra ngoài ít, cải thiện điều kiện môi trường
so với phương pháp phun sơn không khí bởi vì những hạt
bụi sơn lân cận sản phẩm cũng được hút vào do lực hút
tĩnh điện, còn phương pháp phun sơn không khí chỉ
những hạt sơn nào tiếp xúc với sản phẩm mới bám dính
được.
- Góc cạnh sản phẩm có độ dày nhất định, tính bảo vệ
tốt, do hiệu ứng mũi nhọn ở góc cạnh, mật độ điện tích

trường che khuất hoặc điện
trường phân bố không đều,
có thể sửa lại bằng phương
pháp phun thủ công.
- Độ dẫn điện của sơn và
dung môi kém, độ bay hơi
của dung môi có yêu cầu
đặc biệt, vì vậy khi sơn

cao, màng sơn dày, do tác dụng sức căng bề mặt màng trên gỗ và chất dẻo phải
sơn khô vẫn có độ dày nhất định.

dùng phương pháp đặc biệt
- Màng sơn có bề ngoài đẹp, năng suất cao, thích hợp mới có thể sơn tĩnh điện.
với sản xuất tự động hóa.
- Thiết bị: Thiết bị mấu chốt của sơn tĩnh điện là bộ phận khống chế tĩnh điện
cao áp, bộ sinh ra tĩnh điện cao áp và súng phun. Căn cứ vào nguyên lý tạo mù sơn
khác nhau, súng sơn tĩnh điện phân thành 3 loại chính : tạo mù sơn tĩnh điện ly tâm,
tạo mù sơn tĩnh điện không khí, tạo mù sơn tĩnh điện chất lỏng áp suất cao
- Phạm vi ứng dụng: Phun sơn tĩnh điện: chủ yếu dùng trong các dâychuyền sản


10
xuất hàng loạt. Chủ yếu sử dụng trong sơn lót các chi tiết bằng kim loại. Phương pháp
này cũng có hai phương thức: phun bằng tay và phun tự động. Lớp sơn lót được sơn
bằng phương pháp này cho độ bằng phẳng bề mặt cao, độ bám dính tốt làm nền cho
lớp sơn bề mặt rất tốt.
1.2.4.2 Phương pháp sơn bột tĩnh điện
- Nguyên lý: Nguyên lý của sơn bột tĩnh điện cũng tương tự như phương pháp
phun sơn tĩnh điện dạng dung dịch. Sự khác nhau cơ bản của nó là sơn bột tĩnh điện
sử dụng sơn ở dạng bột, còn phương pháp phun sơn tĩnh điện sử dụng sơn ở dạng
dung dịch.
- Đặc điểm: Sơn bột tĩnh điện là công nghệ không những cho ta những ưu điểm
về kinh tế mà còn đáp ứng được về vấn đề môi trường cho hiện tại và tương lai vì tính
chất không có chất dung môi của nó. Do đó về vấn đề ô nhiễm môi trường trong không
khí và trong nước hoàn toàn không có như ở sơn nước. (Xem bảng 1.3)
Bảng 1.3. Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp sơn tĩnh điện dạng bột
Ưu điểm

Nhược điểm

- Hiệu suất sử dụng cao trên 90%, là phương pháp phun - Nhiệt độ sấy cao trên

sơn có độ ô nhiễm thấp
- Thích hợp với sản xuất tự động năng suất cao

200C, màng dễ biến màu
- Thiết bị chuyên dùng

- Màng sơn dày, độ dày một lần sơn 100 - 300µm
- Dễ dàng vệ sinh khi bột sơn bám lên người thực hiện
thao tác hoặc các thiết bị khác mà không cần dùng bất cứ
loại dung môi nào.
- Tuổi thọ thành phẩm lâu dài
- Không bị ăn mòn bởi hóa chất hoặc bị ảnh hưởng của
tác nhân hóa học hay thời tiết.
- Sơn tĩnh điện dạng bột là phương pháp sơn ít tốn kém

thay màu không thuận lợi
- Sau khi sấy màng sơn
khó sơn sửa chữa lại
- Tính trang trí màng sơn
kém, độ bóng và độ bằng
phẳng không bằng phun
sơn
- Sơn bột có độ bám chắc
nhất trên giá thành sản phẩm mà trong những kỹ thuật kém, nhiều trường hợp
sơn hiện tại trên thế giới đang sử dụng (kể cả sơn tĩnh phải sử dụng xử lý bằng
điện dạng nước).
nhiệt luyện.
- Thiết bị: Thiết bị sơn bột tĩnh điện gồm có: bộ phận cung cấp sơn, bộ phận sinh
tĩnh điện, máy sơn tĩnh điện, phòng phun, hệ thống bột hồi lưu và phòng sấy.
- Phạm vi ứng dụng: Thường dùng để sơn các sản phẩm là các chi tiết vỏ hộp,

kết cấu khung thép nhà máy, các chi tiết xe máy, xe ô tô….


11
1.2.4.3 Phương pháp nhúng sơn tĩnh điện
- Nguyên lý: Dòng một chiều được cấp vào bể sơn và vật thể.Lớp sơn tạo ra dính
vào bề mặt vật thể qua một quy trình gọi là sự điện phân.Quá trình kết tủa điện phân
(ED) là một phương pháp sơn đặc biệt mà nó phân tán trong nước và bám trên bề mặt
nền của vật sơn để tạo thành lớp màng đồng đều không hòa tan trong nước.
Có hai loại sơn nhúng tĩnh điện, quá trình kết tủa bằng ion tích điện âm chuyển
động đến cực dương chi tiết và quá trình kết tủa bằng điện ion tích điện dương chuyển
động đến cực âm của chi tiết.
- Đặc điểm: Xem bảng 1.4
Bảng 1.4. Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp nhúng sơn tĩnh điện
Ưu điểm

Nhược điểm

- Sản xuất trên dây truyền tự động, thời gian sơn nhanh (khoảng 3 - Nhiệt độ sấy
phút), mức độ tự động hóa cao, năng suất lao động cao.
- Độ dày màng sơn đồng đều, khi sơn nhúng tĩnh điện katốt có thể
điều chỉnh điện áp để thu được màng sơn dày khoảng 10 - 35μm.
- Màng sơn che phủ tốt ở cạnh biên, trong lỗ khe hở hàn,…do đó
nâng cao độ bền chống gỉ của sản phẩm. Đặc biệt tính thẩm thấu
của sơn nhúng tĩnh điện katốt mạnh, tính chống gỉ trong lỗ tốt,

cao (180°C), màu
sắc màng sơn có
một màu, độ bền
khí hậu sơn lót

kém.
- Đầu tư thiết bị

lớp sơn bề mặt ngoài thích hợp với yêu cầu sản phẩm cao cấp
lớn, yêu cầu quản
- Bảo vệ môi trường tốt, an toàn khi làm việc. Dung dịch sơn lý chặt chẽ.
nhúng tĩnh điện chỉ cần trợ dung môi hàm lượng 3%, dùng nước
làm chất phân tán, không gây cháy, không ô nhiễm môi trường.
Thiết bị nhúng tĩnh điện có lắp hệ thống siêu lọc, sử dụng có hiệu
quả các bể, thải ra một lượng rất ít, bảo đảm môi trường trong
sạch.
- Hiệu suất sử dụng sơn cao trên 95%, do độ nhớt của sơn rất

- Sản phẩm có
nhiều kim loại
không thể sơn
cùng một lúc, vì
điện thế phá hủy
của chúng khác

thấp, lượng dung dịch chi tiết mang ra ít, lại qua thu hồi siêu lọc
tổn thất rất ít.
- Màng sơn có bề ngoài đẹp, không có vết, khi sấy độ bằng phẳng
tốt. Màng sơn ướt hàm lượng nước nhỏ, khi sấy không có hiện
tượng cháy, không có tác dụng hòa tan lại của dung môi với
màng sơn, màng sơn bằng phẳng, bóng. Màng sơn nhúng tĩnh
điện katốt dày, có độ bằng phẳng 83%, không cần sơn lớp giữa.

nhau.
- Giá treo cần

thường
xuyên
làm sạch và bảo
đảm dẫn điện tốt.

- Thiết bị: Thiết bị sơn nhúng tĩnh điện gồm có: bể sơn nhúng tĩnh điện, bể phụ
trợ, hệ thống lọc tuần hoàn, hệ thống siêu lọc, hệ thống gia nhiệt, nguồn điện 1 chiều,


12
hệ thống bổ sung sơn, hệ thống lọc và tủ điều khiển,…
- Phạm vi ứng dụng: Sơn nhúng tĩnh điện: thường được sử dụng trong sơn lót ô
tô, sản xuất số lượng lớn trên dây chuyền tự động. Chi phí đầu tư cao do đó chỉ thích
hợp với các công ty lớn. Nó chỉ được dùng sơn những chi tiết dẫn điện.
1.3. DÂY CHUYỀN SƠN TĨNH ĐIỆN ĐANG KHẢO SÁT:
1.3.1. Sơ đồ hệ thống sơn tĩnh điện vỏ bình gas Lpg đang khảo sát

Hình 1.3. Sơ đồ hệ thống sơn tĩnh điện vỏ bình gas Lpg đang khảo sát
Các thành phần hệ thống:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Buồng sơn.

Lọc thu hồi sơn.
Người sơn 2 bên.
Người treo chai gas lên băng tải.
Người lấy chai gas chuyển qua buồng sấy.
Băng tải vận chuyển trong buồng sơn.
Buồng sấy.
Rãnh trượt.
Đầu đốt gas.

10 . Nắp che kín khi sấy.


13
Quy trình hoạt động: Chai gas sau khi được xử lý bề mặt, thì được treo lên băng
tải tại vị trí treo và lấy chai gas như hình, băng tải di chuyển đưa chai gas vào buồng
sơn. Công nhân đứng ở 2 phía buồng sơn phun bột sơn vào chai gas. Sau khi sơn, chai
gas ra khỏi buồng sơn và được một công nhân khác chuyển sang buồng sấy. Chai gas
được treo vào buồng sấy đến khi đủ một mẻ sấy thì tiến hành sấy, quá trình sấy được
hoàn thành khi chai gas được sấy đủ thời gian và đưa ra khỏi buồng sấy.
1.3.2. Nhận xét về hệ thống
- Hệ thống hoạt động ổn định nhưng do bán tự động nên hiệu suất thấp
- Phun sơn bằng tay nên độ bám sơn chưa đều.
- Khi vận hành cần nhiều công nhân ở các khâu sơn, di chuyển, sấy…
- Chỉ có băng tải vận chuyển trong buồng sơn nên phải di chuyển chai gas bằng
tay từ buồng sơn sang buồng sấy.
- Hệ thống thu hồi sơn bằng bộ lọc Filter nên lượng bột sơn được thu hồi để tái
sử dụng không nhiều.
- Nhiệt độ buồng sấy chưa ổn định do chế độ điều khiển bằng tay.
- Năng suất sơn vỏ bình gas của dây chuyền hiện tại: 800 bình/1ca (8h)
Vì vậy, cần một hệ thống sơn mới cải tiến hơn cho quá trình sơn chai gas hiện

nay nhằm nâng năng suất và tính kinh tế cho dây chuyền sơn tĩnh điện vỏ bình gas
LPG.


14

CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỂ THIẾT KẾ,CẢI TIẾN HỆ THỐNG SƠN
TĨNH ĐIỆN VỎ BÌNH GAS LPG
2.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT THIẾT KẾ BUỒNG SƠN

Hình 2.1. Sơ đồ buồng phun sơn
Buồng sơn được thiết kế theo dạng hình hộp chữ nhật, bên dưới có máng hứng
sơn dư. Hai bên là hai tay sơn tự động, phía trên là băng tải chuyển động. bên tay phải
là bộ lọc thu hồi sơn, bên trái là thùng chứa sơn và máy phun sơn.


15
2.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT THIẾT KẾ TAY SÚNG SƠN

Hình 2.2. Mô hình tay súng sơn
Tay sơn tự động gồm cơ cấu trượt trên thanh ray với đối trọng phía sau, phía
trước trang bị các súng sơn di chuyển lên xuống theo hành trình cố định. Khi tay sơn
đến cuối các hành trình thì tác động vào PLC để đảo chiều chuyển động.
Tay sơn được truyền động bằng động cơ AC thông qua 2 bộ truyền xích đặt
vuông góc nhau. Động cơ được điều khiển tốc độ bằng biến tần
Tốc độ và công suất tay sơn được tính theo phương pháp sau: Gọi :
v: vận tốc băng tải (m/s). vtay: Vận tốc tay sơn (m/s).
ω: vận tốc góc bánh xích tay sơn (rad/s). d: đường kính bánh xích (m).
L: tổng chiều dài buồng sấy (m).

ta : thời gian cần sấy (s).
tb : thời gian vật sơn đi từ vị trí súng phun đầu tiên đến súng phun cuối (s).
a: bề rộng lớp sơn mà các súng trên tay sơn phun được trên 1 hành trình (m). S:


16
tổng quãng đường tay sơn di chuyển để sơn xong vật sơn (m).
n: số chu kỳ của tay sơn.
h: chiều dài hành trình tay sơn (m).
P: công suất cần thiết động cơ của tay sơn (W).
M: moment cần thiết để nâng tay sơn lên theo hành trình (N.m). d: đường kính
bánh xích kéo tay sơn (m).
m1: trọng lượng cánh tay sơn (kg). m2: tải trọng tối đa đầu cánh tay (kg). g: gia
tốc trọng trường (m/s2).
Vận tốc băng tải được tính theo công thức:
v

L
ta

(m / s)

Thời gian sơn được tính theo công thức:
a
( s)
v
Quãng đường tay sơn di chuyển để sơn xong vật sơn được tính:
tb 

S = n.h

(m)
Vận tốc tay sơn được tính theo công thức:
v

S
tb

(m / s)

Vận tốc góc tay sơn được tính theo công thức:



v.tb
d. 

(rad / s)

Moment cần thiết để nâng tay sơn lên theo hành trình:

M

d.
m1 m2 . g
2.

( N . m)

Công suất cần thiết động cơ của tay sơn: P = M.ω

(W)

Từ các thông số tính được chọn động cơ cho tay sơn.


17
2.3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN VÀ CHỌN BỘ LỌC CYCLONE
Bộ lọc Cyclone được thiết kế theo sơ đồ sau:

Hình 2.3. Quá trình thiết kế Cylone