تجزیه و تحلیل فرآیند رنگ آستر در شرکت ایران خودرو دیزل

شرکتی که امروز با نام شناخته شده ایران خودرو دیزل در عرصه جاده های کشور و حتی در پهنه ترانزیت بین المللی، موجب غرور و افتخار ملی گردیده یکی از بزرگترین تولید کنندگان خودروهای کار در خاورمیانه محسوب می‎شود که با بیش از 40 سال سابقه درخشان تولید ، وظیفه ساخت انواع خودروهای سنگین را بر عهده دارد.

شرکت ایران خودرو دیزل ، تشکیلات سازمان یافته ای است که ابتدا با نام صنعتی خاور در سال 1338 با سرمایه اولیه 26 میلیون ریال در کارگاه کوچکی تاسیس و با مونتاژ روزانه یک دستگاه اتومبیل، فعالیت خود را آ‎غاز کرد و در سال 1343 با توجه به گسترش تقاضا در بازار خودرو کشور به محل کنونی واقع در جنوب غربی تهران در محدوده ای به مساحت 520 هزار مترمربع انتقال یافت و با احداث سالنهای مناسب، تجهیز خطوط تولید، جذب و آموزش نیروهای کارآمد و ارتقا کیفیت محصولات موفق به افزایش تولید و ساخت تیپهای متنوع کامیون گردید.

شرایط بازار رقابتی و لزوم توجه روز افزون به تغییرات تکنولوژی و تحولات سریع ناشی از آن در صنعت حمل و نقل از یک سو و نیاز به تولید نسلهای پیشرفته انواع خودروهای کار از سوی دیگر و همچنین توجه به ضرورت ارتقاء نظام مدیریت کیفیت و تولید قابل قبول سازمانهای استاندارد جهانی برای ورود به ناوگان حمل و نقل بین المللی و بازارهای فروش خارج از کشور، این ضرورت مسلم را ایجاب کرد تا تغییرات بنیادین در سازماندهی و ماهیت شرکت به تناسب اهداف پیش بینی شده پی ریزی شود.

درسال 1378 شرکت ایران خودرو با خرید سهام عمده گروه صنعتی خاور و الحاق خط تولید اتوبوس و مینی بوس شرکت ایران خودرو دیزل را تاسیس کرد و ایران خودرو دیزل با طراحی و اجرای پروژه عظیم ساخت و تاسیسات و راه اندازی خط تولید اتوبوس برضرورت توسعه صحه گذاشته و حیات حرفه ای نوینی را پیش روی این صنعت قرار داد تا پس از این ایران خودرو دیزل بعنوان قویترین قطب صنعت خودروسازی و نقطه عطف تولید و ارائه خدمات خودروسنگین در حیطه صنعت حمل و نقل بار و مسافر در داخل و خارج از کشور باشد.

شرکت ایران خودرو دیزل به موازات بازسازی و بهینه سازی محیط درون سازمانی تلاش نمود تا با تقویت و گسترش شرکتهای اقماری تحت پوشش نظیر:

شرکت گواه، طراحی و مهندسی خودروهای سنگین، موتورسازی، تاپ سرویس چرخشگر و تولید قطعات خاور توسعه زیربنایی تحقیقات خودرو ، شرایط مطلوبی را برای افقهای آینده خود متبلور سازد.

این شرکت با انجام طرحهای توسعه و راه اندازی بزرگترین خط تولید اتوبوس در خاورمیانه و توان تولید سالانه 5500 دستگاه اتوبوس و 15000 دستگاه کامیون، مینی بوس و ون افتخار دارد تا بعنوان طلایه دار سازندگان خودروهای کار در کشور، با تولید محصولات کیفی مطابق با استانداردهای زیست محیطی بین المللی جلوه گاه غرور ملی جامعه قدرشناس ایران اسلامی در عرصه صنعت بوده و می رود تا با اجرای برنامه های راهبردی سهمی از بازار خودرو کار را در کشورهای هدف به خود اختصاص دهد. ایران خودرو دیزل در تحقق سیاست توسعه اقتصادی کشور در برنامه سوم با صدور تولیدات خود به کشور عربستان، مصر، اردن، امارات متحده عربی، کویت، ترکمنستان، لیبی، تاجیگستان و آفریقا گامهای اثربخشی برداشته است.

معرفی سیستم مورد کارآموزی:

پروسه E.D :

این پروسه در خط تولید اتوبوس وجود ندارد، ولی در خط تولید کامیون مورد استفاده قرار می‎گیرد.

آماده سازی سطح به روش شیمیایی مرطوب:

آماده سازی عمدتا شامل چهار مرحله می‎باشد:

• چربیگیری
• فسفاته کردن
• خنثی سازی
• شستشو با آب مقطر

شرح مختصر واحد آماده سازی

واحد آماده سازی شامل 9 ایستگاه (مرحله) به صورت پیوسته می‎باشد که در آنها مایعات مختلف بصورت اسپری و غوطه وری مورد استفاده  قرار می‎گیرد.

درجه حرارت و غلظت مواد درهر ایستگاه با توجه به عملکرد آن بایست تنظیم شود. به منظور جلوگیری از کثیف شدن و زنگ زدن بدنه و همچنین جلوگیری از هدر رفتن بخارات تمام ایستگاه توسط یک تونل احاطه شده اند.

برای اینکه بخارات این واحدها در محیط اطراف پراکنده نشود و برای جلوگیری از آلودگی واحد مجهز به AIR-SEAL-VENTILATION است.

مراحل آماده سازی:

بازدید و تمیز کردن اولیه(از بین بردن چربیهای غلیظ، نوشته های روی بدنه و اسیدشویی برای از بین بردن مناطق زنگ زده)

B₂₀: چربیگیری اولیه به صورت اسپری

B₃₀  : چربیگیری به صورت غوطه وری و اسپری

B₄₀ : شستشو با آب صنعتی بصورت غوطه وری.

B₆₀ : فعالسازی به صورت غوطه وری.

B₇₀: فسفاته کردن به صورت غوطه وری

B₈₀: شستشو با آب صنعتی و سر ریز آب مخزن و اسپری

B₉₀ : شستشو با آب صنعتی و آب مقطر

B₁₀₀: شستشو با آب مقطربصورت غوطه وری.

تمیز کردن اولیه: (مرحله صفر ویک)

انواع آلودگی های غیر امولسیونی و یا ذرات جامدی که مواد آلی را جذب می کنند، مانند روغنها و گریسها، روغنهای امولسیونی و ذرات کثیف که به صورت سوسپانسیون عمدتا می باشند و نیز قسمتهای زنگ زده در مرحله یک از بین می روند.

برای از بین بردن نوشته های ماژیکی روی بدنه معمولا عملیات تینرشویی به روش دستی و با دستمال توسط کارگر پاک می‎شود. برای این منظور از مواد شوینده استفاده می‎شود. در نهایت باید با یک اسید مدنی مانند اسید سولفوریک، جاهای زنگ زده را از بین برد. توجه به این نکته مهم است که بعد از اسیدشویی باید قطعه سریعا وارد حمامهای آماده سازی شود.

زیرا سطح فلز لخت و آماده زنگ زدن می‎باشد بخصوص که از اسید استفاده شده است. عملا چون چنین چیزی مقدور نیست از مواد قلیایی بعد از عملیات اسیدشویی استفاده می‎شود تا سطح را خنثی کند. مرحله صفر غیراز تمیزشویی و خنثی سازی زیر یک اتاقک صورت می پذیرد و هوای آلوده تعویض می‎شود.

مراحل 2 و 3:

در این دو مرحله بدنه ماشین با محلول سود و آب گرم تمیز می‎شود. در مرحله 2 چون بیشترین میزان آلودگی و چربی وجود دارد روش اسپری اعمال می‎شود چون در صورت استفاده از غوطه وری کل وان بعد از چند بار آلوده می‎شود. در تمام مراحلی که عملیات اسپری وجود دارد، سیستم مجهز به شیر برقی است. مثلا در مرحله 2 فقط وقتی اسکید حاوی بدنه پایین می‎آید و بدنه در وان قرار می‎گیرد اسپری صورت می‎گیرد و قبل و بعد ازآن فشار نازلهای اسپری صورت می‎گیرد و قبل و بعد از آن تنظیم نازلهای اسپری صورت می‎گیرد.

در مرحله 2 به علت ایجاد بخار بسیار، سیستم باید مجهز به مکنده هوا باشد. مرحله 3 نیز مانند مرحله 2 می‎باشد. تنها تفاوتشان این است که در مرحله 3 غوطه وری هم علاوه بر اسپری وجود دارد. البته در بالای وان یک ردیف نازل وجود دارد تا در هنگام خروج بدنه از وان چربیهایی که روی سطح مانده اندشسته و به مرحله بعد نرود. آب داخل تانک 2 به طور مرتب سیرکوله می‎شود و در طی این فرایند از فیلتر عبور کرده و چربی آن گرفته شده و تمیز می‎شود و در ضمن گرم هم می‎شود و به ازاء مقداری مواد مصرف شده باید به سیستم مواد تازه افزود. پس از مدتی که آلودگی محلول بالا رفت افزودن مواد تازه به تنهایی کافی نیست بلکه باید مقدار قابل توجهی از محتویات و وان ها تخلیه شود و با مواد جدید جایگزین شود.

وان B₂₀ مجهز به دو پمپ می‎باشد. توسط پمپ اول، آب داخل وان تصفیه می‎شود. به این صورت که آب داخل وان از داخل BAG FILTER عبور می‎کند.

سپس به آن اسپری زده می‎شود و ذرات جامد توسط آن از محلول جدا می‎شوند. در طی این پروسه ، مقاومت BAG Filter همچنین اختلاف فشار بین ورودی و خروجی فیلترها افزایش می یابد که باید به طور مداوم این اختلاف فشارها را چک کرد تا از رسیدن صدمه به فیلترها و پمپ جلوگیری شود.

مراحل ED:

بعد از آماده سازی اولیه سه مرحله و سه وان داریم که بعد از مراحل بدنه دارای رنگ آستری با کیفیت بالا می‎باشد.

وان B₁₀: رنگ آستر.

وان B₂₀: اولترافیلتراسیون

این مرحله برای صرفه جویی در مصرف رنگ می‎باشد طوری که توسط فیلترهایی به نام پیگمنتهای رنگ جدا می‎شود و به وان B₁₀ بر می گردد.

وان B₄₀: در این مرحله آبکشی صورت می‎گیرد.

بعد از این مراحل بدنه وارد کوره می‎شود و به مدت min 30 در کوره توقف دارد تا رنگ پخته شود. شرح کامل فرآیندها و زمان آنها در قسمتهای دیگر گزارش آورده شده است.

تجهیزات، مواد، ابزار و وسایل مورد استفاده در سالن رنگ ED (الکترو کاتافروز)

• کانوایرهای زمینی و هوایی جهت انتقال اسکیدها
• لیفتراک
• کلیه فیکسچرها، پین ها و خارها جهت اتصال و ثابت نگه داشتن.
• کلیه دستمال ها برای شستشوی بدنه با تینر.
• میزهای گردان جهت انتقال بدنه یا اسکید به ایستگاه بعدی.
• انواع پمپهای آبی و بادی جهت اسپری مواد یا تزریق مواد به وانها.
• فیلترهای UF ، bug ، جانبی و مغناطیسی.
• انواع نازلهای اسپری جهت پاشش به بدنه ها.
• تمامی فلاکس ریت های موجود
• جرثقیل های سقفی جهت بارگیری بدنه ها روی اسکید
• تمامی فیلتراسیونهای موجود، مبدلهای حرارتی.
• ابزارهایی هم ردیف انبر، آچار و …
• آب کارخانه Factory water
• آب یونی Deinise water
• انواع زنگ بر
• مواد چربی گیر Ridoline/ Ridosol
• شتاب دهنده Fixodineseth
• فسفاته Granodine/ Granotoner/ Granostarter
• رنگ آستر ED:

محلول رزین/ خمیر پیگمنت/ حلال کنترل کننده ضخامت / بوتیل سلوسالو/ افزودنی ضد باکتری/ فلوادیتو

و در آخر تنظیم کننده های قدرت اسپری به همراه اسید استیک.

تعریف واژه های خاص:

pt: pretreatment آماده سازی سطح

ED :‌Electro Deposition پوشش دهی از طریق غوطه وری

Dip : وانی که مواد در آن غوطه ور می‎باشد.

SP : اسپری

B₁₀₀– B₉₀– B₈₀– B₇₀– B₆₀– B₄₀– B₃₀– B₂₀  : نام وانهای قسمت pt هستند که وضعیت کارکردشان در فصل سوم آمده است.

B₄₀– B₂₀– B₁₀ : نام وانهای ED هستند که توضیح چگونگی عملکرد آنها در فصل سوم آمده است.

آب Di : Deionise water آبی است که یونهای مثبت و منفی آن گرفته شده است.

فیلتر bag: فیلترهایی که مواد چربیگیری یا رنگ ED  از آنها عبور می کند، قبل از اینکه به داخل وان تزریق شود یا اسپری شود.

پوشش دهی الکتریکی از طریق غوطه وری:

(ElectroDeposition (ED

روش غوطه وری یکی از روشهای بسیار قدیمی در رنگ آمیزی است که از حدود یکصد سال پیش جهت پوشش دادن قطعات صنعتی مورد استفاده بوده است. از آن جهت که شیوه غوطه وری ساده جوابگوی صنعت نبوده به مرور شیوه های پیشرفته تر غوطه وری متداول شد. شیوه غوطه وری الکتریکی از 1960 در صنایع خودرو برای ایجاد لایه آستری تمام نقاط بدنه خودرو مورد استفاده قرار گرفت. امروز شیوه ED بیشتر از سایر شیوه ها در دنیا گسترش یافته بویژه در صنایع خودروسازی بطوریکه در سال 1992 حدود 80 درصد وسایل نقلیه در جهان بدین  شیوه آستر می شده و امروزه به عنوان یکی از روش های رنگ آمیزی ، دوست محیط زیست شناخته شده است. عبارات دیگری نیز برای پوشش دهی الکتریکی از طریق غوطه وری بیان می‎شود مانند:

• Electro phorosis
• Electro painting
• Electro coatings

مزیت روش ED:

یکنواختی فیلم حاصله کیفیت و ظاهر خوب، پوشش دهی قطعات با اشکال پیچیده، امکان تولید انبوه در سامانه پیوسته، پایین بودن درصد ضایعات رنگ و میزان خروج مواد فرار و ناچیز بودن خطر آتش سوزی در حین پوشش دهی از مزایای استفاده از روش غوطه وری الکتریکی است. این شیوه برای حفاظت قطعاتی استفاده می‎شود که باید از مقاومت جوی بالایی برخوردار باشد. روش پوشش دهی الکتریکی از طریق غوطه وری معمولاً برای لایه آستر مصرف می‎شود ولی در مواردی جهت اعمال یک پوشش تک لایه نیز مصرف می‎شود. اصول کلی این روش نسبتا ساده است ولی بکارگیری و اجرای آن مشکلات فراوانی دارد.

رنگ آمیزی با غوطه وری الکتریکی به دو شیوه آندی و کاتدی تقسیم می گردد. اساس هر دو پایه به ایجاد یک میدان الکتریکی یکنواخت در رنگ پایه آبی موجود در مخزن غوطه وری است. به این پدیده الکتروفورز (Electro phorosis) نیز گفته می‎شود. رنگ پایه آبی مورد استفاده که ترکیبی از رزین، حلال، رنگدانه ها ، آب و مواد افزودنی است در شیوه آندی دارای بار منفی و در روش کاتدی دارای بار مثبت است پس از نشاندن رنگ روی سطح قطعه، لایه ای نرم و نامحلول ایجاد می‎شود که به تدریج یکنواخت می‎شود. در حین تشکیل لایه رنگ، مقداری کم آب بین لایه  وبدنه به تله می افتد ولی فشردگی تدریجی ذرات رنگ آب را بیرون می راند و فیلم فشرده تر می‎شود. عامل چسبندگی رنگ به فلز بسیار خوب است و آستر هایی که به روش ED نشانده می‎شوند چسبندگی بسیار بالایی دارند.

غوطه وری الکتریکی آنیونی (AED):

در شیوه آنیونی که به آن آنافور از هم می گویند ذرات باردار شده رنگ با بار منفی که در یک محلول آبی رنگ رقیق  شده به صورت همگن در حال حرکت می باشند و بر روی سطح جسم که دارای بار مثبت (کاتد) است جذب و نشانده می‎شود. رزین های قابل مصرف در ساخت رنگ هایی که به روش غوطه وری الکتریکی آنیونی مصرف میشود باید دارای عامل کربوکسیلیک باشند و شامل سه گروه رزین اپوکسی، اکریلیک و پلی بوتادین است. برای خنثی کردن این مواد از عاملی مانند آمونیوم، دی یا تری متیل آمین، دی متیل آمینو (مانند DMAE) استفاده می‎شود . به این مواد حل کننده (Solubilizer) می گویند. از مهمترین رزین های این گروه که بیشترین مصرف را نیز داراست کوپلیمرهای اکریلیک است که از واکنش اسید متاکریلیک و اتیل متاکریلات تولید می گردد. رنگ در مخزن ED تا میزان جامد 10 درصد در آب فاقد مواد معدنی (یون) رقیق می گردد. واکنشی که درآند یا سطح قطعه روی می دهد به شرح زیر است:

یونهای هیدروژن آزاد شده قادر هستند یونهای کربوکسیلات موجود دررزین را روی سطح آند (قطعه بنشانند) یکی از مشکلات رنگ آمیزی به روش غوطه وری آنیونی: ایجاد فام قهوه ای در پوشش ایجاد شده است و این حالت به علت حل شدن بخشی از آهن سطح قطعه فولادی رخ می‎دهد و نهایتاً فام قهوه ای در رنگ ایجاد می‎شود.

این تغییر فام ممکن است در آستر چندان اهمیت نداشته باشد ولی در رنگهای رویه و یا تک لایه یا فام سفید یا روشن استفاده از روش ED آنیونی ایجاد اشکال می نماید. به دلیل وجود همین مشکل غالباً رنگها رویه آنیونی را برای سطوح آلومینیوم استفاده می نمایند چرا که تاثیری در تغییر فام رنگ ایجاد نمی کند.

مشکل دیگری که در استفاده از روش ED آنیونی بر روی سطح فولادی دارای پوشش فسفاته رخ می دهد، حل شدن نسبی لایه فسفات روی یا آهن توسط یونهای ئیدروژن موجود در مخزن رنگ ED است که در نهایت باعث تخریب لایه فسفاته شده و چسبندگی آستر به سطح فولاد را کاهش می‎دهد و همچنین مقاومت در مقابل خوردگی دراین نقاط کم می‎شود. واکنش این پدیده نامطلوب عبارت از:

مشکل اخیر در روش غوطه وری الکتریکی کاتیونی وجود ندارد.

غوطه وری الکتریکی کاتیونی (CED):

به روش غوطه وری الکتریکی کاتیونی «کاتافورز cataphoresis» نیز می گویند و ذرات رنگ با بار مثبت روی سطح قطعه که در حالت کاتد است نشانیده می‎شوند. رزین های مصرفی در ساخت رنگهای کاتیونی باید دارای عامل آمینی باشند که با یک اسید ضعیف محلول در آب مانند اسیدهای فرمیک، سولفامیک، استیک و یا لاکتیک خنثی شود. معمولاً PH مخزن رنگ کاتیونی اسیدی است لذا باید مخزن و کلیه تجهیزات مانند پمپ و لوله ها از پلاستیک و یا فولاد ضد زنگ ساخته شود و یا در صورت استفاده از فولاد معمولی دارای آستری باشند که نسبت به اسید مقاوم باشند.

مخزن CED در 2/6-518=PH می‎کند ولی گاهی PH پایین تری می‎آید. یکی از رزین های مصرفی در ساخت رنگهای کاتیونی رزین اپوکیس بیسفنول A است که ران رزین اپوکسی بوسیله آمین های حاصل از گروههای کاتیونی باز شده OH آزاد شده با ایزوسیانات ترکیب می‎شود و رزین مصرفی اکریلیک است. با توجه به اینکه پوشش کاتیونی مقاومت خوردگی بیشتری نسبت به آنیونی دارد بعنوان رنگ آستری مصرف زیادی دارد. برای رنگهای رویه CED از رزین اکریلیک به همراه ایزوسیانات آلیفاتیک استفاده می‎شود که مقاومت بیشتری دارد.

• پیشگفتار – 1
• مقدمه – 3

فصل اول: – 6

• معرفی سازمان – 7
• موقعیت جغرافیایی سازمان – 8
• تاریخچه – 8
• ماموریت – 8
• شرکت های زیرمجموعه – 11
• مواد اولیه – 12
• معرفی سیستم مورد کارآموزی – 14
• تعریف واژه های خاص – 20
• محصولات شرکت با مشخصات – 21

فصل دوم: شیوه های تجزیه و تحلیل – 23

• بخش اول- مفاهیم سیستم – 24
• تعریف سیستم – 24
• اجزای سیستم – 25
• انواع سیستم – 32
• بخش دوم- رویکرد سیستمی به عنوان روش تجزیه و تحلیل – 33
• رویکرد سیستمی و تجزیه و تحلیل – 34
• رویکرد سیستم و ترکیب – 35
• روش کلی حل مسئله در رویکرد سیستمی – 35
• روش تجزیه و تحلیل رویکرد سیستمی – 38
• نقش تحلیل گر در فرآیند تجزیه و تحلیل – 39
• بخش سوم- مروری کلی بر روشهای سنتی تجزیه و تحلیل – 40
• چرخه تکاملی سیستم – 41
• چرخه تکاملی و روش های تجزیه و تحلیل – 41
• چرخه تکاملی سنتی (تجزیه و تحلیل سنتی) – 42
• چرخه تکاملی سنتی و نارساییهای آن – 44
• بخش چهارم- مروری کلی بر روشهای ساخت یافته تجزیه و تحلیل – 45
• چرخه تکاملی ساخت یافته (تجزیه و تحلیل ساخته یافته) – 45
• متدولوژی ساخت یافته – 45
• ابزار ساخت یافته تجزیه و تحلیل – 46
• چرخه تکاملی ساخت یافته و مزایای آن نسبت به چرخه تکاملی سنتی – 51
• بخش پنجم: تکنیکها و روش های عمومی مورد استفاده در تجزیه و تحلیل  – 52
• سیاستها و روش های جمع آوری اطلاعات – 52
• انواع روشهای جمع آوری اطلاعات – 53

فصل سوم: – 76

• پوشش دهی الکتریکی از طریق غوطه وری – 77
• مزیت روش ED
• غوطه وری آنیونی (AED)
• غوطه وری الکتریکی کاتیونی (CED)
• عملیات آماده سازی سطح در CED
• شرایط مخزن رنگ CED
• واکنش الکترولیز داخل مخزن CED
• دستگاههای اعمال CED
• سایر پوشش های ED
• فرآیند ED بدنه خودرو درسالن رنگ ED

فصل چهارم: – 112

• مشکلات – 112
• پیشنهادات – 113
• ایجاد پرده هوا در ابتدای وان PT-B20
• بکارگیری واترجت در ابتدای خط ED
• طراحی یک گاری جهت جمع آوری فیکسچرها – 115
• ایجاد یک برنامه نظارت بر تجهیزات سالن – 116
• ایجاد سیستم گزارش دهی به مدیریت – 116
• بهینه سازی فرآیند رنگ پیکان وانت – 117
• منابع و مآخذ – 118

فهرست منابع و مآخذ:

1. روشهای ساخت یافته تجزیه و تحلیل و طراحی سیستم ها – بتول ذاکری.
2. دکتر حسن صالحی، برنامه ریزی و تجزیه و تحلیل سیستمهای تولیدی.
3. مجله صنعت رنگ و رزین،
4. مجله پیام ایران خودرو و مجله صنعت ایران خودرو دیزل،
5. اداره اسناد و مدارک (IKD)
6. سایت اینترنتی ایران خودرو دیزل