1. Vue d' ensemble
Un fabricant qui construit une nouvelle usine pour produire des bateaux électriques de jour en fibre de carbone de 12 m à partir de prepreg ¥ jusqu'à 120 bateaux par an sur deux lignes de montage ¥ a invité CoatTech à concevoir la cabine de peinture.L'usine peint les coques complètes., les ponts et les composants en polyuréthane à deux composants, et la cabine devait cuire à 60 °C.
CoatTech a livré une cabine de pulvérisation et de cuisson de 15 000 × 7 000 × 4 000 mm d'intérieur, transportant 112 000 m3/h à travers quatre zones contrôlées indépendamment, avec 264 kW de chauffage entièrement électrique et 1000 lux d'éclairage à LEDL'intérêt technique ne réside pas dans la taille mais dans quatre décisions qui ont façonné la conception.
2Quatre problèmes d'ingénierie et comment chacun a été résolu
2.1 Rendre le chauffage entièrement électrique abordable à 112 000 m3/h
Le client a spécifié le chauffage électrique seulement, pas de gaz, pas de diesel.000 m3/h d'air ambiant chaque minute si la cabine est remplie d'air fraisÀ 35 °C d'entrée et à 60 °C de départ, cette seule exigence implique environ 860 kW de chauffage.
La cuisson est différente de la pulvérisation, aucune peinture n'est appliquée, le seul contaminant est le solvant qui s'échappe du film, ce qui rend la circulation sûre.CoatTech a spécifié un amortisseur de changement motorisé permettant jusqu'à 70% de recirculation en mode cuissonLa capacité de chauffage installée de 264 kW est suffisante, répartie en quatre zones de 66 kW.
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Le mode
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L' air frais
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Demandes de chauffage à 60 °C (entrée à 35 °C)
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Éclaboussures
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100 pour cent
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Pas d'application ️ pas de chauffage pendant la pulvérisation
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Cuire, plein d'air frais
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100 pour cent
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environ 860 kW
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Pâte, 70% de recirculation
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30 pour cent
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environ 258 kW
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2.2 maintenir la vitesse de surface des COV dans la limite de 1,2 m/s
Chaque armoire à gaz d'échappement gère 28 000 m3/h, soit 7,78 m3/s. Le premier dimensionnement du carbone de 0,507 m3 par armoire, posé une brique à 100 mm de profondeur, donne une surface de 5,07 m2 et donc une vitesse de face de 1.53 m/sLe charbon actif de nid d'abeille ne doit pas dépasser 1,2 m/s; au-delà, le temps de résidence diminue et l'efficacité d'adsorption diminue.
La correction est arithmétiquement simple: 7,78 ÷ 1,2 nécessite 6,5 m2 de surface de face.11 m/s à l'intérieur de la limite avec margeUne sonde de température a été ajoutée à chaque boîte de charbon, car le charbon actif libère de la chaleur lorsqu'il adsorbe le solvant et une augmentation soutenue de la température dans un lit de charbon est un risque réel d'inflammation.
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Paramètre
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Première dimensionnement
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Taille corrigée
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Carbone par armoire
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00,507 m3
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00,702 m3
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Surface du visage (100 mm de profondeur)
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50,07 m2
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70,02 m2
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Vitesse de face
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1.53 m/s
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1.11 m/s ️ dans la limite de 1,2 m/s
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Remplacement annuel
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12.2 m3
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environ 11,2 m3 par cycle annuel
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2.3 Gérer le risque que crée la recirculation
La recirculation permet d'économiser de l'énergie mais accumule du solvant.CoatTech a spécifié un capteur de LEL, un contrôleur avec trois sondes, interverrouillé de manière à ce qu'à 25% de LEL, le système d'alarme, arrête le chauffage et ouvre la ventilation à air frais pour purger.
La même logique s'applique au chauffe-eau lui-même: le client fixe la règle suivante: si la température de la surface de l'élément dépasse 93 °C, le chauffe-eau doit être à l'épreuve des explosions.93 °C est la limite de fonctionnement dérivée de la température d'auto-allumage du solvant avec une marge de sécuritéLes éléments tubulaires standard de CoatTech fonctionnent à des températures supérieures à 100 °C, de sorte que le circuit de cuisson est fourni avec des chauffeurs à l'épreuve de l'explosion plutôt qu'avec le modèle standard.
2.4 Humidité: le mode de défaillance que le refroidissement devait prévenir
Le polyuréthane à deux composants durcit par réaction avec un durcisseur d'isocyanate, et ce durcisseur réagit aussi avec de l'eau.épinglage et perte de lustreDans une zone côtière du golfe, c'est un risque réel, pas théorique.
Le client l'a résolu au niveau de l'usine: le stand est situé dans une salle de production climatisée, de sorte que CoatTech a supprimé le refroidissement par air-make-up de la portée plutôt que de vendre la capacité qui ne serait pas utilisée.Cela a réduit à la fois le coût du capital et la charge associéeLa conséquence de l'ingénierie mérite d'être clairement indiquée, car c'est le point le plus souvent négligé: la cabine déverse l'ensemble des 112 000 m3/h à l'extérieur en mode pulvérisation.donc la salle de l' air conditionné doit remplacer cet air en continuLe refroidissement n'est pas éliminé, il est déplacé.
3Pourquoi les coques composites ont besoin d' une cabine différente
C'est la partie du projet qui se généralise à d'autres travaux composites, et c'est là que la plupart des spécifications dérivées de l'acier vont mal.
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Casque de bateau composite
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Ce que la cabine doit faire différemment
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Longue et basse, pas haute
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12 m de longueur mais seulement environ 2 m de hauteur.Le tirage vers le bas latéral avec des plénums latéraux surélevés offre la vitesse requise sans creuser un trou de sol ∙ une économie significative de coûts civils sur une nouvelle construction.
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Température de cuisson limitée par la résine
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Les cabines en composites marins cuisent généralement à 60 °C plutôt qu'à 80 °C et au-dessus que tolère l'acier.Confirmer la limite de résine avant de fixer le point de référence.
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Peint pour l'apparence
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Sur la plupart des bateaux composites, la fibre est la finition, ou la couche transparente qui la recouvre.La filtration F5 à plafond complet est plus importante qu'un revêtement protecteur.
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Chimique sensible à l'humidité
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Le polyuréthane bicomposant réagit avec l'eau, mais le refroidissement seul ne le résout pas.c'est pourquoi l'eau refroidie à environ 7 °C est spécifiée plutôt que simplement l'eau froide.
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Surfaces courbes difficiles à éclairer
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Les côtés inférieurs de la coque et la balise de proue sont les endroits où se cachent les défauts, parce que l'éclairage du plafond les éclaire.et les chariots doivent être conçus dans la largeur de la cabine dès le début.
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4Questions fréquemment posées
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Question posée
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Réponse
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De combien d'air a besoin une cabine de peinture de 15 m?
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Une cabine de 15 × 7 m à 0,30 m/s a besoin d'environ 113 000 m3/h. CoatTech a fourni 112 000 m3/h dans quatre armoires.taille du conduit, surface de filtre, capacité de chauffage et coût de fonctionnement, il devrait donc être réglé tôt.
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Une cabine de cette taille peut-elle fonctionner uniquement avec du chauffage électrique?
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Oui, mais uniquement avec un amortisseur de changement qui permet la recirculation en mode cuisson.À 70% de recirculation, la demande tombe à environ 258 kWSans recirculation, le chauffage entièrement électrique à cette échelle est impraticable.
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À quelle vitesse le charbon actif devrait-il fonctionner?
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Pas plus de 1,2 m/s pour le carbone de nid d'abeille. Divisez le débit volumétrique par la surface de face: à 7,78 m3/s, 6,5 m2 est le minimum pour un seul placard.Une vitesse plus élevée réduit le temps de résidence et l'efficacité de l'adsorption.
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Pourquoi le chauffage doit-il être à l'épreuve des explosions?
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Parce que la vapeur de solvant peut s'enflammer sur une surface chaude sans aucune étincelle. La limite de fonctionnement est de 93 °C, dérivée de la température d'auto-allumage du solvant avec une marge de sécurité.Les éléments de chauffage tubulaires standard sont bien supérieurs à cela., donc les chauffeurs du circuit de cuisson sont fournis à l'épreuve des explosions.
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Est-ce que le fait d'éliminer le refroidissement élimine la charge de refroidissement?
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Une cabine en mode pulvérisation fait circuler 100% d'air frais et le rejette à l'extérieur, donc quelles que soient les conditions, le hall doit remplacer ce volume.le système de hall transporte la chargeL'épargne est réelle mais c'est un transfert, pas une élimination.
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Pourquoi l'humidité importe-t-elle avec le polyuréthane à deux composants?
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Le durcisseur d'isocyanate réagit avec l'eau et libère du CO2, produisant un rougissement, un pinholing et une perte de lustre.et il est beaucoup plus probable dans les climats côtiers ou humidesL'humidité relative de conception doit être indiquée par écrit dans le cahier des charges.
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Comment une coque est-elle déplacée à travers la cabine?
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Sur un berceau de transport roulant sur rails de plancher, l'ouverture de la porte doit dégager le berceau, et non la coque. Une ouverture de 5 × 3 m est typique pour un bateau de 12 m.L'échelle du rail et les charges des roues doivent être réglées avant que la dalle ne soit versée.
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De quel éclairage a besoin une coque de bateau?
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Au moins 1 000 lux avec un CRI de 90 ou plus, mais le nombre seul n'est pas suffisant.Des rangées d'éclairage des parois latérales sont requises pour ces surfaces..
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