太陽能熱水器搪瓷內(nèi)膽水箱發(fā)泡工藝改進(jìn)探討

0 前言 2011 年CCTV 新聞?lì)l道《每周質(zhì)量報(bào)告》欄目曝光太陽能熱水器質(zhì)量問題，里面所報(bào)道的搪瓷內(nèi)膽水箱發(fā)泡工藝：手工攪拌、廢料填充。這是最原始的發(fā)泡工藝，已基本被淘汰，目前僅少數(shù)作坊還在使用。2013年5月份，皇明太陽能股份有限公司在第五次“曝潛強(qiáng)標(biāo)”發(fā)布會上，同樣強(qiáng)調(diào)了搪瓷內(nèi)膽水箱不保溫問題。本文就搪瓷內(nèi)膽水箱發(fā)泡工藝與改進(jìn)展開探討。 1 發(fā)泡工藝發(fā)展歷程 1.1 傳統(tǒng)手工澆注工藝 手工攪拌、廢料填充到水箱內(nèi)部這是最原始的發(fā)泡工藝，已基本被淘汰，目前僅少數(shù)作坊還在使用。 1.2 低壓發(fā)泡機(jī)立式多次澆注 小規(guī)模太陽能熱水器生產(chǎn)廠家使用低壓發(fā)泡機(jī)，一般低壓發(fā)泡機(jī)價(jià)格在3萬耀10萬元之間，發(fā)泡工藝由純手工升級到半自動(dòng)澆注生產(chǎn)，幾乎不用工裝模具就可以生產(chǎn)。 由于低壓發(fā)泡機(jī)的料有不可調(diào)、混合壓力低、流量小等問題，澆注出的發(fā)泡料閉孔率低，保溫效果不好，多次澆注才能完成一臺水箱，因此水箱內(nèi)部泡沫存在收縮現(xiàn)象，特別是真空管口位置，冬季普遍會出現(xiàn)裂口。生產(chǎn)廠家為了減少開裂問題，不得不提高自由泡的密度。再通過改變發(fā)泡塞的材質(zhì)，脫模劑的成分等方面增加管口結(jié)皮的厚度等，雖然減少了開裂的表象，但依然不能根本解決收縮問題。 廠家為了減少發(fā)泡料浪費(fèi)，把廢料回收進(jìn)入水箱以次充好，水箱內(nèi)部出現(xiàn)空洞、氣孔，直接影響保溫效果。但是這種投入低，工藝簡單，見效快的生產(chǎn)經(jīng)營模式，還普遍存在于中小企業(yè)當(dāng)中。 1.3 高壓發(fā)泡機(jī)立式多次澆注 隨著行業(yè)發(fā)展，較大的企業(yè)普遍購置了高壓發(fā)泡機(jī)，設(shè)備投資30 萬耀150 萬元之間，發(fā)泡混合效果好，閉孔率高，保溫性能好。但是太陽能發(fā)泡過程受到環(huán)溫與料溫、水箱外殼溫度、發(fā)泡模具、工裝等多重影響，加上各廠家外殼與內(nèi)膽厚度材質(zhì)不同，生產(chǎn)工藝也有區(qū)別，不成熟的發(fā)泡工藝造成高壓發(fā)泡還無法一次完成澆注。一臺水箱多次澆注就造成水箱內(nèi)部兩次注料接口之間會出現(xiàn)拉伸泡沫，這部分泡沫泡孔粗大、泡沫偏軟，到了冬季依舊會出現(xiàn)泡沫收縮開裂問題。 1.4 高壓發(fā)泡機(jī)立式一次澆注 隨著工藝技術(shù)的發(fā)展，通過結(jié)構(gòu)、發(fā)泡料配方、生產(chǎn)工藝等方面的改進(jìn)，行業(yè)內(nèi)有實(shí)力的廠家已經(jīng)開始了立式一槍注料，相比多次注料來說，一次注料所使用的注料量會多一些，但是這樣完全解決了拉伸泡沫造成的泡沫收縮開裂問題。 但一次注料工藝也存在問題。一次注料工藝的前提是要保證發(fā)泡密度必須過量填充，而過量填充又會造成水箱內(nèi)部發(fā)泡壓力過大，導(dǎo)致外殼炸裂，或者內(nèi)膽被擠壓變形，在季節(jié)交替時(shí)難免會出現(xiàn)這些問題。 由于是立式注料，發(fā)泡料注入水箱以后，受到重力的影響，發(fā)泡料的密度從底部到頂部會出現(xiàn)分層現(xiàn)象。 發(fā)泡料爬升到2m 的高度后，頂部與底部密度相差將近10kg/m3，為了防止頂部收縮開裂，就必須保證頂部密度達(dá)到質(zhì)量要求，從而底部的密度就不得不提升，這樣一來，底部密度過高，就造成了原料浪費(fèi)同時(shí)也增大了發(fā)泡壓力導(dǎo)致的爆桶隱患。 通過工廠對工藝條件的控制，2m 以下的水箱可以正常澆注，2m 以上的水箱依然不能按此工藝操作。由于發(fā)泡料本身性能限制無法爬升到足夠的高度，這就確定了24只管以上的產(chǎn)品根本無法使用高壓一次注料工藝，只能使用原工藝生產(chǎn)。 1.5 高壓臥式一次澆注 臥式發(fā)泡工藝是由管道保溫發(fā)泡工藝發(fā)展而來，是太陽能熱水器行業(yè)發(fā)泡工藝的一次顛覆性改進(jìn)。從2008年開始試驗(yàn)至今，經(jīng)過不斷改進(jìn)和優(yōu)化，臥式一次澆注的生產(chǎn)工藝已經(jīng)發(fā)展成熟，并在國內(nèi)知名企業(yè)投入生產(chǎn)使用。臥式發(fā)泡工藝徹底解決了因高度引起的密度不均，徹底解決了2m 以上水箱一次發(fā)泡成型的工藝問題。水箱不再是傳統(tǒng)的立式發(fā)泡，更改為橫向發(fā)泡，發(fā)泡料爬升高度不超過0.8m，底部與頂部的密度差不超過3kg/m3，從而保障了水箱內(nèi)保溫層密度的一致性，在降低密度的情況下依然能夠保證泡沫的強(qiáng)度和保溫性能。 2 實(shí)際使用情況 經(jīng)過4年的實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，在保溫性能不變的情況下，臥式發(fā)泡工藝比傳統(tǒng)立式工藝省料約8%以上（相當(dāng)于一臺水箱節(jié)省6耀10 元成本），發(fā)泡不受水箱長度限制，無論多少發(fā)泡材料均可一次成型，泡孔均勻穩(wěn)定，冷凍標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到-25益，72h不收縮開裂。 自動(dòng)化臥式發(fā)泡線的初期投入，按照自動(dòng)化程度計(jì)，從100萬耀300萬元不等，配合工藝、工裝等方面，需要作出很多顛覆傳統(tǒng)的改進(jìn)。因此有實(shí)力的廠家在一年到一年半周期中，即可回收投資。（山東龍普太陽能有限公司）