Hareketli Toz Boya Kabini — Tarımda Proje Bandı Çözümü

Problem

Tarım makineleri imalatı yapan bir üretici, toz boya kapasitesini kendi bünyesine almak istiyordu. Zorluk parçalardaydı: römork şasesi, pulluk gövdesi, kasa yan duvarı ve bunların yanında onlarca küçük bağlantı parçası. Ölçüler ve geometriler birbirine benzemiyor, tek bir parça ailesi üzerinden hat kurgulanamıyordu.

Klasik çözüm sürekli hareketli konveyörlü, sabit ve uzun bir boya kabinidir. Ancak bu parça karmasında sabit kabin, en büyük parçaya göre boyutlandırılmak zorundadır: kabin uzar, ısıtılacak ve havalandırılacak hacim büyür, gereken bina alanı ve yatırım orantısız biçimde artar. Küçük bir parçayı boyamak için de aynı hacmin havalandırılması gerekir. Orta hacimli, çeşitli parça üreten bir işletmede bu, kurulduğu günden itibaren fazla enerji tüketen bir hat demektir.

Çözüm

Novatek hattı ters kurguladı: parça yerinde duruyor, kabin parçaya doğru yürüyor. Kabin alt şasesine tahrik motoru eklendi ve kabin, eksenel konveyörün altında belirlenen mesafe kadar ileri geri hareket edecek şekilde imal edildi. Parça forklift ile konveyöre asılıyor, yükleyici uzaklaştıktan sonra operatör kabini iş parçasının üzerine sürüyor ve boyama kapalı hacimde yapılıyor.

Kapsam tek yüklenici sorumluluğunda teslim edildi: hareketli filtreli ikiz atım manuel toz boyama kabini, konveksiyonel kürleme fırını, eksenel paletli konveyör, elektrostatik toz boya cihazı, kumanda ve operatör panelleri, montaj, devreye alma, operatör eğitimi ve Türkçe kullanım kılavuzu. Boya geri kazanımı teflon kartuş filtreler ve jet-pulse sistemiyle, kürlenme 150.000 kcal/h brülörlü AISI 321 gövdeli ısı ünitesiyle çözüldü.

Sonuç

Yükleme, boyama ve kürleme adımları üç çevrimden sonra döngüye giriyor; hat seri imalat düzenine oturuyor. Kabin içinde uygulanan tozun %90-95’i geri kazanılarak yeniden kullanılıyor. Kürleme fırını 20 m³ iç hacmi saatte 400 kez devrederken dışarı yalnızca 320 m³/h hava atıyor — ısıtılan havanın neredeyse tamamı sistemde kalıyor. Toplam elektrik ihtiyacı iki ünitede 12 kW’ın altında.

Teknik künye

Teslim edilen sistemler

• Hareketli, filtreli ikiz atım manuel toz boyama kabini
• Konveksiyonel kürleme (pişirme) fırını — 150.000 kcal/h brülörlü
• Eksenel paletli konveyör sistemi — Clayson zincir, ayarlanabilir askı hatvesi
• Elektrostatik toz boya cihazı ve tabanca grubu
• Teflon kartuş filtre ve jet-pulse boya geri kazanım sistemi
• Kabin tahrik grubu ve ileri-geri hareket kumandası
• IP55 kumanda panosu, operatör paneli ve saha enstrümantasyonu
• Montaj, devreye alma, operatör eğitimi ve Türkçe kullanım kılavuzu

Mühendislik kararları

Kabin hareket eder, parça değil

Hattın tamamını belirleyen karar bu. Kabin iç uzunluğu 3.400 mm; kendisinden çok daha uzun bir yükü boyayabiliyor, çünkü konveyör üzerindeki parçaya doğru yürüyor. Tahrik motoru kabin alt şasesine yerleştirildi, hareket mesafesi konveyör hatvesine göre sınırlandırıldı.

Kazanç ısıtılan ve havalandırılan hacimde ortaya çıkıyor. Aynı parçaları sabit kabinli sürekli bir hatta boyamak için kabinin en büyük parçaya göre boyutlandırılması gerekirdi; her küçük parça için de o hacmin tamamı havalandırılırdı. Hareketli kabin, hacmi parçanın değil prosesin ihtiyacına göre belirlemeye izin veriyor. Karşılığında hat sürekli değil dur-kalk çalışıyor — bu parça karmasında doğru takas budur.

İkiz atım ve jet-pulse geri kazanım

Kabin iki taraflı emişli: her biri 4.000 m³/h ve 2,2 kW olan iki egzoz santrali karşılıklı çalışıyor. Tutulan toz, 280 × 600 mm flanşlı teflon kaplı kartuş filtrelerde toplanıyor; 3 + 3 düzeninde altı patlaç valf, ters patlatma (jet-pulse) ile filtre yüzeyindeki tozu düşürüyor ve toz kabin altındaki elek sistemine yönlendiriliyor.

Uygulanan tozun %90-95’inin geri kazanılması elektrostatik toz boyamanın en büyük ekonomik avantajıdır ve doğrudan bu zincire bağlıdır. Filtre seçiminde kâğıt yerine %100 polyester teflon kaplamanın tercih edilme sebebi de bu: daha yüksek termal dayanım, yıkanabilirlik ve ortalama 2.000 saatlik ömür. Renk değişiminde filtrenin jet-pulse ile temizlenmesi yeterli olmayabilir; koyudan açık renge geçişte renge özel filtre kullanımı öngörüldü.

Fırında saatte 400 devir, egzozda 320 m³/h

Kürleme fırınının iç hacmi 20 m³, sirkülasyon debisi 8.000 m³/h. Yani fırın içindeki hava saatte 400 kez devrediyor. Buna karşılık egzoz fanı yalnızca 320 m³/h — sirkülasyonun %4’ü. Hava yan üstten emiliyor, alttan basılıyor.

Toz boya kürlenmesinde belirleyici olan fırının ayarlanan sıcaklığı değil, parça yüzeyinin o sıcaklıkta ne kadar süre kaldığıdır. Yüksek sirkülasyon, farklı et kalınlığındaki parçaların aynı fırında birlikte pişebilmesi için gereken sıcaklık homojenliğini sağlıyor. Düşük egzoz oranı ise ısıtılan havanın bacadan atılmasını engelliyor; 150 mm kaya yünü ve cam yünü sandviç panel yalıtımıyla birlikte, bu ölçekteki bir fırında doğalgaz tüketimini belirleyen asıl kalem budur.

Isı üretiminde iki bağımsız kanal

Isı ünitesi 4 geçişli petekli termoblok tipte, gövdesi AISI 321 paslanmaz çelik. Brülör eşanjör içinde yanma odası oluşturuyor, fanlar dışarıdan alınan temiz havayı eşanjörün etrafından geçirerek ısıtıyor ve davlumbaz aracılığıyla plenuma iletiyor. AISI 321’in titanyumla stabilize edilmiş yapısı, alev tarafındaki kaynak bölgelerinde tane sınırı korozyonuna karşı direnç sağlıyor — sürekli ısıtma-soğuma çevrimi yapan bir eşanjörde ömrü belirleyen nokta burasıdır.

Sıcaklık kontrolü tek kanala bırakılmadı. PT100 sensörü PLC üzerinden brülörü ±2 °C bandında modüle ediyor; bundan tamamen bağımsız çalışan emniyet termostatı ise ısı ünitesi ile plenum arasındaki davlumbaz üzerinde konumlandırıldı ve termokupl veya gösterge arızasında sistemi komple durduruyor. Ölçüm zincirinin arızalanması, ısıtmanın kontrolsüz devam etmesi anlamına gelmiyor.

Basınçlı hava: sessiz ama belirleyici kalem

Elektrostatik toz boya cihazı 6 bar besleme basıncı istiyor; çalışma aralığı 5–8 bar, azami hava tüketimi 350 lt/dk (21 Nm³/h). Bunun altındaki basınçta cihaz kararlı çalışmıyor. Jet-pulse filtre temizliği de aynı hattan besleniyor ve 6–7 bar aralığı gerektiriyor — yetersiz basınçta filtreler yeterince temizlenemez ve hızla tıkanır.

Basıncın kendisi kadar havanın kuruluğu önemli: sistemde su oranı 1,3 g/m³, yağ oranı 0,1 mg/m³ üstüne çıkmamalı. Basınçlı havadaki nem toz boyayı filtre yüzeyinde kekleştirir, akışkanlığını bozar ve kaplama yüzeyinde hataya döner. Bu yüzden kompresör çıkışındaki ve jet-pulse hattındaki kurutucu/su tutucu filtrelerin tahliyesi günlük bakım listesine, vardiya başı kontrolü olarak yazıldı. Bir toz boya hattında en sık gözden kaçan ve en ucuz çözülen kalem budur.

Tasarım aşamasında yapılan analizler

• Parça geometrisi, askı yükü ve hatve analizi (maks. 500 kg/askı)
• Kabin hareket mesafesi ve konveyör dur-kalk senkronizasyonu
• Hava debisi, emiş hızı ve filtre yüzey alanı hesapları
• Isıl güç hesabı ve brülör kapasitesi seçimi
• Kürlenme çevrim süresi ve sirkülasyon oranı hesapları
• Boya geri kazanım verimi ve renk değişim senaryoları
• Basınçlı hava tüketimi ve kompresör kapasitesi kontrolü

FAT, SAT ve Kesin Kabul

Bir hat “kurduk, çalışıyor” ile teslim edilmez. Novatek anahtar teslim projelerde sistem performansını uluslararası OEM proje yaklaşımına uygun olarak üç aşamalı kabul süreciyle doğrular. Her aşama ölçülebilir teknik kriterlere ve kayıtlı test raporlarına bağlıdır.

FAT — Factory Acceptance Test

Ekipmanlar sevk edilmeden önce, kendi fabrikamızda test edilir: imalat kalitesi, fonksiyon kontrolleri, kabin tahrik ve kapı otomasyonu senaryoları, pano kontrolleri ve teknik şartname uygunluğu. Bir eksik sahada değil, atölyede bulunur — düzeltmesi hem daha hızlı hem kıyaslanamayacak kadar ucuzdur.

SAT — Site Acceptance Test

Saha montajı ve devreye alma sonrası, sistem gerçek çalışma koşullarında doğrulanır: emiş debileri, jet-pulse basıncı ve temizleme etkinliği, fırın sıcaklık eğrisi ve homojenliği, emniyet termostatı devreye girme testi, konveyör hızı ve kabin hareket senkronizasyonu. Tasarım aşamasında beyan edilen her değerin sahada da çıktığı ölçülerek gösterilir.

Kesin Kabul

Sistemin sözleşme kriterlerini, performans hedeflerini ve işletme gerekliliklerini sağladığının nihai olarak onaylandığı teslim aşaması. Bu noktadan sonra tesis müşterinin üretim planına girer.

Novatek teslim zinciri: Tasarım İmalat FAT Montaj Devreye Alma SAT Kesin Kabul

Neden Novatek

2011’den bu yana endüstriyel boyahane tesisleri kuruyoruz. Bu proje, işi nasıl yaptığımızın da özeti: hazır bir kabin modeli müşterinin parçasına uydurulmadı, parça karmasından geriye doğru bir hat kurgulandı.

• Tek sözleşme, tek muhatap. Proses tasarımı, imalat, mekanik ve elektrik montajı, otomasyon ve devreye alma aynı ekipten çıkar. Emiş debisi tutmadığında kimin sorumlu olduğu tartışılmaz.
• Kendi imalatımız. Kabinler Manisa Saruhanlı’daki kendi fabrikamızda üretilir. Tasarımı yapan mühendisle imalatı yapan atölye aynı çatı altındadır; hareketli şase gibi standart dışı bir çözüm, üretilebilirlik sorununa sahada değil çizim aşamasında takılır.
• Kapasite yerine proses tasarlarız. Aynı parçalar için sabit kabinli uzun bir hat teklif etmek daha kolay ve daha yüksek bedelli olurdu. Hareketli kabin, işletme maliyetini yatırım kararının önüne koyan bir tercihtir.
• Teslim, devreye almayla bitmez. Operatör eğitimi, günlük ve periyodik bakım talimatları, filtre değişim kriterleri ve iş güvenliği prosedürleri (LOTO, EN 149 FFP3) yazılı kullanım kılavuzuyla birlikte teslim edilir. Kılavuzun tamamı aşağıda.

Proje dokümanı