提高原子灰利用率的研究

（徐州工程機械技師學院，江蘇 徐州 221000）

0 引言

膩子是工程機械涂層中必不可少的填充材料，其目的是用來填補凹坑、針孔、刮痕和氧化皮銹蝕產生的花紋，以提高工件的平整度，外觀的觀賞度。與我國傳統膩子如桐油膩子、過氯乙烯膩子、醇酸膩子等相比，原子灰具有灰質細膩、易刮涂、易填平、易打磨、干燥速度快、附著力強、硬度高、不易劃傷、柔韌性好、耐熱、不易開裂起泡、施工周期短等優點，在各行業，原子灰幾乎都取代了其它膩子。主要是對底材凹坑、針縮孔、裂紋和小焊縫等缺陷的填平與修飾，滿足面漆前底材表面的平整、平滑。適用金屬、木材表面直接刮涂或與各種底漆面漆配套使用。

但原子灰也存在著一定的缺陷，比如原子灰的脆性比較大，特別是工件收到撞擊時非常容易開裂、脫落，造成涂層的重大損壞；打磨不徹底還會造成新的底材缺陷；還會增加打磨時間延長工時等。其實，在工程機械涂裝中最理想的狀態是不使用原子灰，例如世界工程機械頭號品牌卡特彼勒的產品就幾乎不刮涂膩子，依次提高生產效率和保質涂層性能指標，但目前國內工程機械行業由于受到原材料、加工工藝、生產管理等方面的影響，仍大量使用原子灰。

1 問題描述

徐工挖掘機械事業部涂裝分廠每天使用的原子灰量是巨大的，在生產旺季時可以達到76桶/天，即303kg，即使在淡季至少也要用到40桶/天，即160kg，參見表1原子灰使用量統計表。

表1 原子灰使用量統計表

根據統計表看，原子灰的用量是巨大的，但原子灰的實際有效利用率卻不高，以小挖線為例，對原子灰利用率進行了統計，見表2原子灰實際使用率統計表，其利用率只有54.4%。

表2 小挖線原子灰實際使用率統計表

涂裝危廢品臨時周轉區存有大量的原子灰桶中含有固化的、廢棄的原子灰，需要人工砸開，將固化原子灰與桶分離，再存放在危廢存放區，造成浪費、增加危廢處理數量，提高原子灰的利用率意義重大。

2 原因分析

原子灰被廢棄不用，一般就是下面2種情形：膩子中含有雜質了、已經固化。究其具體的原因，我們可以采用“人機料法環”的魚骨圖方法分析，參見圖1、圖2。

圖1 魚骨圖分析原子灰中渣子的原因

2.1 造成使用中的原子灰含有渣子的原因分析

1.從人的角度分析：操作者刮涂技巧不熟練或者不規范，調整膩子時刀背粘膩子，在刮涂時刀背上的原子灰表干了，極容易被混進刮涂的原子灰中；刮涂習慣不好，每刀原子灰使用完后在刮板上都有較多的殘留，擔心被污染，就棄之不用了。

2.從機的角度分析：在調配、調型、刮涂時刮板、鏟刀口背面積累有原子灰殘留，逐漸表干，形成渣子。

3.從料的角度分析：底漆烘干后，表面有較多的顆粒殘留物、附著不牢的漆粉等物質，在刮涂原子灰時很容易被卷到、積累到刮板刀口背面，逐漸形成雜質。

4.從法的角度分析：底漆烘干后刮膩子之前的底材處理只是用扁鏟或者鏟刀清理表面殘留的焊接飛濺、較大的顆粒狀雜質，表面附著不牢的漆粉和其他較小的雜質、顆粒沒有清理，會造成刮涂時的積累形成大的雜質顆粒進而混進原子灰中。

綜上所述，造成使用中的原子灰含有渣子的原因是（1）調配、刮涂時殘留在刮板上的原子灰表干造成的殘渣；（2）工件的底漆面清理不干凈，殘留有漆粉子、小顆粒等雜物。

2.2 造成原子灰固化浪費的原因分析

圖2 魚骨圖分析原子灰固化浪費的原因

1.從人的角度分析：操作者刮涂技巧不熟練，速度慢，造成調配好的原子灰放置時間太長，固化不能使用；同工位人員配合差，一個小組調配一次原子灰，但每個人刮涂速度、用量不均衡，造成原子灰調配量估計失誤，原子灰有剩余、固化不能使用。

2.從料的角度分析：原子灰表干固化時間比較短，在常溫下一般只有10～15分鐘，會隨溫度的升高而不斷降低。

3.從法的角度分析：調配人員對原子灰使用量預估不準確，一次調配量過多，而操作者刮涂速度慢，也會造成原子灰的剩余固化，造成浪費。

4.從環的角度分析：原子灰表干速度受溫度和風速影響較大，一般情況下溫度越高，表干固化速度越快，風速越大，表干固化速度越快。在夏季施工時，環境溫度有時甚至會超過40℃，施工現場還會有對底漆烘干的強冷風、夏季的降溫風扇等風的影響，表干固化時間甚至會縮短到5min左右。

綜上所述，造成原子灰固化浪費的根本原因是（1）原子灰本身使用周期短，受環境影響因素大；（2）操作者刮涂速度慢，造成調配的原子灰放置時間長。

3 改進措施

想提高原子灰的利用率就要著眼于浪費的原因，故我們主要從消除使用過程中的雜質和人為提高刮涂速度或增加使用周期兩個方面進行改進。

3.1 降低刮涂過程中的顆粒雜質

1.工件底漆表面的清理

如果使用打磨器打磨后清灰，需要增加打磨和清理工位，增加了生產工時，在現有的零部件涂裝流水線中改造是不符合實際的，因此建議用常規扁鏟清理殘留焊接飛濺、顆粒物后，采用120目絲瓜布人工拉毛底漆表面，將表面附著不牢的漆粉、微小顆粒打磨掉，再用除塵布擦拭整個拉毛表面。

2.降低調配、刮涂過程中原子灰表干的渣子

培訓刮膩子操作人員在調配、刮涂原子灰時要養成良好的操作習慣：調配時鏟刀、刮板的兩面每次都清理干凈；使用時每次取量固定，并刮完工具上的膩子后及時清理刀口背面的殘渣。同時將這些要求制定成作業規范。

3.2 提高刮涂速度或者增加原子灰使用周期

（1）提高原子灰本身的使用周期

1）與生產廠家合作研究，調整配方，研制冬用、夏用、春秋用原子灰，即環境溫度高時使用慢干原子灰，環境溫度低時使用快干原子灰。

2）嚴格控制原子灰的配合比，一般原子灰的配合比為100：（1～3）環境溫度高時，用100：1的配合比，溫度低時用100：3的配合比，以此人為的控制原子灰的固化速度，特制定了不同溫度下的調配標準，見表3不同溫度條件下原子灰的配比標準。

表3 不同溫度條件下原子灰的配比標準

但在實際施工中操作者很難把握準確的配比，故特別制定了不同配比的標準樣板，不同溫度下不同配比的原子灰顏色，操作者可通過顏色的變化判斷比例的準確度。

3）降低刮原子灰現場的風速

在底漆烘干后的強冷區與原子灰刮涂區之間設置風擋，避免強冷風直接吹向調配的原子灰。

同時要求在夏季作業時（室溫超過26℃），嚴禁開啟刮膩子區域風扇，將風加速原子灰固化的因素降到最低。

（2）提升刮涂者的操作技能

要想提升原子灰的利用率，就要在有限的時間（使用周期）內快速的使用完調配好的原子灰，這對操作者的要求頗高。一方面要培訓操作者的刮涂技能水平，另一方面還要培訓工位長，正確預估每次原子灰的使用量，合理分配工作，將每次調配的原子灰都控制在使用周期內用完。

4 效益分析

通過對底漆表面的清理、原子灰固化時間控制和操作工人的技能培訓等措施的運用，對小挖零部件涂裝線的原子灰利用率進行了統計測定，參見表5。

表5 改進后小挖線原子灰實際使用率統計表

原子灰的利用率平均提升了10.8%，達到65.2%，從表1中可知平均每天可節省303kg×10.8%=32.7kg原子灰，節省費用為原子灰費用+危廢處理費，即：

節省費用=32.7kg×12.82元/kg+32.7kg×4.75元/kg

=419.21元+155.33元

=574.54元

增加的成本為：每天增加了120目絲瓜布60塊、粘塵布100張，工時13.5h，增加的費用=絲瓜布費用+粘塵布費用+工時，即

增加費用=60塊×1元/塊+100張×0.3元/張+135掛×0.1工時×25元

=60+30+337.5

=427.5元

通過計算，按照生產旺季時的生產節奏，每天大約可以節約費用147.04元，在經濟上是合理的。

5 固化作業標準

經過對優化后刮涂工藝的跟蹤驗證，確認改進后的刮涂工藝對原子灰的利用率有明顯改善，刮涂工藝可行，有效。對零部件刮涂作業規范書進行更改。

6 結語

本文是在國家提出環保新要求、徐州市提出“在全市打好污染防治攻堅戰”的要求后，我看到危廢品暫存區廢棄固化的原子灰數量驚人，感到自己作為刮涂班組的一員，要為環保工作、企業的降本增效做點什么，于是開展了此次原子灰利用率提升的改進研究。文章中對生產中的普遍現象進行了觀察、對比、總結，運用魚骨圖分析法等科學的研究方法對一些習以為常但不正確的做法提出了質疑并進行了改進。