VDI 3455-2013 Emission control - High-volume car body painting plants.pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREEmissionsminderungAnlagen zur Serienlackierungvon AutomobilkarosserienEmission controlHigh-volume car body painting plantsVDI 3455Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 3: Emissionsminderung IIVDI-RICHTLINIENDer Entwurf dieser

2、Richtlinie wurde mit Ankndigung im Bundes-anzeiger einem ffentlichen Einspruchsverfahren unterworfen.Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.The draft of this standard has been subject to public scrutiny afterannouncement in the Bundesanzeiger (Federal Gazette).The German version of t

3、his standard shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation.Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 32 Begriffe . . .

4、. . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Abkrzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 Technologie und Prozess . . . . . . . . . . . 124.1 Reinigung und Vorbehandlung (VBH) . . . 134.2 Tauchlackieren . . . . . . . . . . . . . . . 164.3 Lackapplikation und Trocknung . . . . . . 214.4 Hohlraumkonse

5、rvierung . . . . . . . . . . 414.5 Karosserie- und Lacknacharbeit . . . . . . 434.6 Arbeitspltze . . . . . . . . . . . . . . . . 465 Umweltauswirkungen und ihre Minderung . . 475.1 Umweltrelevanz . . . . . . . . . . . . . . . 475.2 Gesetzliche Anforderungen . . . . . . . . . 595.3 Entfettung, Vorbeh

6、andlung und KTL . . . . 635.4 Abdichten und Dmpfen . . . . . . . . . . 705.5 Fller und Decklack. . . . . . . . . . . . . 715.6 Hohlraumkonservierung . . . . . . . . . . 925.7 Lacknacharbeit . . . . . . . . . . . . . . . 935.8 Allgemeine Manahmen zur Verbesserungdes Umweltschutzes. . . . . . . . . .

7、. . . 936 Ermittlung der Emissionen. . . . . . . . . . . 946.1 Grenzwerte fr Emissionen in die Luft . . . 946.2 Herkunftsbereiche der Emissionen vonLuftschadstoffen . . . . . . . . . . . . . . 97Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Introduction . . . . . . . . . . . . .

8、 . . . . . . . 21 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Terms and definitions . . . . . . . . . . . . . 43 Abbreviations. . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 Technology and process. . . . . . . . . . . . 124.1 Cleaning and pre-treatment (PT) . . . . . . 134.2 Dip coating . . . . . .

9、 . . . . . . . . . . . 164.3 Paint application and drying . . . . . . . . 214.4 Cavity preservation . . . . . . . . . . . . . 414.5 Bodyshell and paint reworking . . . . . . . 434.6 Workplaces . . . . . . . . . . . . . . . . . 465 Environmental impact and its control. . . . . 475.1 Environmental imp

10、act . . . . . . . . . . . 475.2 Legal requirements . . . . . . . . . . . . . 595.3 Degreasing, pre-treatment, and CDC . . . . 635.4 Sealing and damping . . . . . . . . . . . . 705.5 Primer and top coat . . . . . . . . . . . . . 715.6 Cavity preservation . . . . . . . . . . . . . 925.7 Paint reworkin

11、g . . . . . . . . . . . . . . . 935.8 General measures for improvingenvironmental protection . . . . . . . . . . 936 Calculation of emissions . . . . . . . . . . . 946.1 Air emission limits . . . . . . . . . . . . . 946.2 Source types of air pollutant emissions. . . 97ICS 13.040.40 August 2013Vervie

12、lfltigung auchfr innerbetrieblicheZwecke nichtgestattet / Reproduction evenfor internal use not permittedFrhereAusgaben: 04.96; 01.12 Entwurf, deutschFormer editions: 04/96; 01/12Draft, in German onlyZubeziehen durch /AvailableatBeuth Verlag GmbH,10772 Berlin Alle Rechtevorbehalten /All rights reser

13、ved Verein Deutscher Ingenieuree.V.,Dsseldorf 2013Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdLFachbereich UmweltschutztechnikB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCDB7EF87D9NormCD - Stand 2013-09Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2013 2 VDI 3455S

14、eite6.3 berwachungskonzept fr Emissionenin die Luft. . . . . . . . . . . . . . . . . 976.4 Anleitung fr die Messung derEmissionen in die Luft . . . . . . . . . . 1026.5 berwachung der Emissionen in dieLuft durch die Messung von Ersatz-parametern . . . . . . . . . . . . . . . . 1166.6 VOC-Bilanz. . .

15、 . . . . . . . . . . . . . 1196.7 Ermittlung der Emissionen im Abwasser. 134Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139Benennungsindex englisch deutsch . . . . . . 143VorbemerkungDer Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Be-achtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richt-linie VDI

16、 1000.Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, derFotokopie, der elektronischen Verwendung und derbersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstndig,sind vorbehalten.Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wahrungdes Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenz-bedingungen (www.vdi.de/richtli

17、nien), die in denVDI-Merkblttern geregelt sind, mglich.Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieserVDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt.EinleitungDie Anforderungen an die Qualitt der Oberflchen-beschichtung eines Automobils sind extrem hoch.Farbvielfalt, Brillanz und Appearance sind ein

18、 ent-scheidendes Kaufkriterium fr die Kunden. Kratzfes-tigkeit, Chemikalienresistenz und UV-Bestndigkeitsowie die Korrosionsschutzeigenschaften der ver-wendeten Lack- und Vorbehandlungssysteme be-stimmen die langfristige Gebrauchstauglichkeit derProdukte.Jeder Fahrzeughersteller entscheidet sich im

19、Rahmenseiner Produktstrategie fr eine firmenspezifischeWichtung der einzelnen Qualittsparameter. Diesfhrt dazu, dass sowohl die technische Gestaltung derAnlagen, die eingesetzten Korrosionsschutz- undLacksysteme als auch die Betriebsfhrungspraxis va-riieren und sich unterschiedliche Firmenphiloso-ph

20、ien“ zur Planung und zum Betrieb von Lackieran-lagen herausbilden.Die in dieser Richtlinie beschriebenen Prozesse, Ma-terialtypen, Anlagen und Verfahrensweisen werdenin Deutschland eingesetzt und knnten bei wesent-Page6.3 Air emission monitoring concept . . . . 976.4 Air emission measurement instruc

21、tion . . 1026.5 Monitoring air emissions by measuring alternative parameters . . . . 1166.6 VOC balance . . . . . . . . . . . . . . . 1196.7 Determining emissions in wastewater . . 134Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139Term index English German . . . . . . . . . . 143Preliminary n

22、oteThe content of this standard has been developed instrict accordance with the requirements and recom-mendations of the standard VDI 1000.All rights are reserved, including those of reprinting,reproduction (photocopying, micro copying), storagein data processing systems and translation, either ofth

23、e full text or of extracts.The use of this standard without infringement of copy-right is permitted subject to the licensing conditionsspecified in the VDI Notices (www.vdi.de/richtlinien).We wish to express our gratitude to all honorary con-tributors to this standard.IntroductionThe demands placed

24、on the surface finish quality ofan automobile are extremely high. Colour variety,brilliance, and appearance are key criteria for the cus-tomers buying decision. The long-term usability ofthe products is determined by scratch resistance,chemical resistance, and UV resistance as well as theanticorrosi

25、ve properties of the paint and pre-treat-ment systems used.Vehicle manufacturers give different, company-spe-cific priorities to the individual quality parameters,according to their product strategies. Due to this, boththe technical layout of the plants and the corrosionprotection and paint systems

26、vary, as do the businessmanagement processes. Different “company philoso-phies” about how to plan and operate painting plantshave evolved.The processes, material types, plants, and proceduresdescribed in this standard are in use in Germany andcould be used after major plant conversions or theB55EB1B

27、3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCDB7EF87D9NormCD - Stand 2013-09All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2013 VDI 3455 3 lichen nderungen oder beim Neubau von Anlagenzum Einsatz kommen. Aus den oben angefhrtenGrnden gibt es dabei eine Vielfalt von technischenLsungen, das heit Kom

28、binationen der beschriebe-nen einzelnen Techniken, die sich hinsichtlich einzel-ner Umweltaspekte durchaus voneinander unter-scheiden, aber insgesamt zu einem hohen Umwelt-schutzniveau der Lackieranlagen fhren.Alle Volumenangaben fr Gase in dieser Richtliniebeziehen sich auf den Normzustand (273,15

29、K,101,3 kPa) nach Abzug des Wasserdampfanteils(m3N). Auf Ausnahmen wird besonders hingewiesen.Ein Sauerstoffbezug bei der Konzentrationsbestim-mung von Abgasinhaltsstoffen ist bei Abluftreini-gungsanlagen nicht zulssig (siehe Abschnitt 6.4.6.2).Emissionsdaten und vergleichbare Angaben sindWerte, die

30、 bei der Anwendung der jeweils beschrie-benen Techniken im Normalbetrieb im Durchschnitterwartet werden knnen. Gleiches gilt fr Angabenzu der Zusammensetzung der eingesetzten Materia-lien. Steigende Anforderungen an die Produktqualittknnen im Einzelfall dazu fhren, dass der Anteilumweltrelevanter Be

31、standteile erhht werden muss.1 AnwendungsbereichGegenstand der Richtlinie sind Techniken und Ma-nahmen zum Umweltschutz bei Anlagen zur Serien-lackierung von Fahrzeugkarosserien der Klasse M1(Personenkraftwagen) sowie der Klasse N1 (leichteNutzfahrzeuge), sofern sie in der gleichen Anlagewie Fahrzeu

32、ge der Klasse M1 lackiert werden (EG-Richtlinie 70/156/EWG).Der Hauptzweck der Serienkarosserielackieranlagenist die Applikation der Oberflchenbeschichtung, diesowohl den qualitativen als auch sthetischen An-sprchen der Kunden gengen soll. Sie besteht ausmehreren Schichten (Bild 1), die in der Lacki

33、eran-lage in aufeinander folgenden Prozessschritten auf-getragen werden.Karosserielackieranlagen im Sinne dieser Richtlinieumfassen folgende Prozessschritte oder Anlagenseg-mente: Reinigung Vorbehandlung Tauchlackierung Abdichten, Dmpfen und Maskieren Spritzlackapplikation Hohlraumkonservierung Lack

34、nacharbeit vor Montagesowie die diesen Prozessen zugeordneten Ver- undEntsorgungseinrichtungen (z.B. Farbversorgung,construction of new plants. For the reasons men-tioned above, a variety of technical solutions exist,consisting of combinations of the technologies de-scribed, which differ from each o

35、ther in individualenvironmental aspects but collectively result in a highlevel of environment protection in painting plants.All volume data for gases in this standard refer to thestandard temperature and pressure (273,15 K,101,3 kPa) after deduction of the water vapour con-tent (m3N). Special refere

36、nce is made to exceptions. Itis not permissible to use oxygen references when de-termining concentrations of waste gas components inexhaust air treatment systems (see Section 6.4.6.2).Emission data and comparable figures given are aver-age values that can be expected if using the technolo-gies descr

37、ibed in normal operation. The same is validfor data on the composition of the materials used. In-creased product quality requirements can, in somecases, make it necessary to increase the level of envi-ronmentally relevant components.1 ScopeThe subject of this standard are technologies andmeasures fo

38、r environmental protection in high-vol-ume vehicle body painting plants of class M1 (pas-senger cars) and class N1 (light commercial vehi-cles), if the latter are painted in plants that are alsoused for class M1 vehicles (EU Directive 70/156/EEC).The main purpose of high-volume vehicle bodypainting

39、plants is the application of the surface coat-ing that is designed to meet both qualitative and aes-thetic expectations of clients. The coating consists ofseveral layers (Figure 1) that are applied in succes-sive process steps in the painting plant.Car body painting plants in the sense of this stand

40、ardinclude the following process steps or plant seg-ments: cleaning pre-treatment dip coating sealing, damping, and masking spray paint application cavity preservation paint reworking before assemblyas well as the corresponding supply and disposalequipment (such as paint supply, warehouses,B55EB1B3E

41、14C22109E918E8EA43EDB30F09DCDB7EF87D9NormCD - Stand 2013-09Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2013 4 VDI 3455Lger, chemisch-physikalische Abwasseranlage, VE-Wasser-Anlage).Die Nacharbeitslackierung in der Montage (siehedazu VDI 3456) und die Transportkonservierungwer

42、den in dieser Richtlinie nicht beschrieben.2 BegriffeFr die Anwendung dieser Richtlinie gelten die fol-genden Begriffe:Abluft (Abgas)Mit Schadstoffen beladene Luft aus einem Prozess.Anmerkung: Branchenblich wird Abgas“ hufig einschrnkendfr Emissionen aus Abgasreinigungsanlagen verwendet.AdditivBesta

43、ndteil von Lacken mit der Aufgabe, Stabilitts-,Verarbeitungs- oder Oberflcheneigenschaften ge-zielt zu beeinflussen.Arbeitsplatzgrenzwert (AGW)Zur Vermeidung von Gesundheitsgefhrdungen derBeschftigten festgelegte maximal zulssige Kon-zentration eines Stoffs in der Luft am Arbeitsplatz.AppearanceVisu

44、elle oder messbare Eigenschaften einer lackier-ten Oberflche.chemico-physical wastewater plant, DI water plant).Paint reworking in the assembly area (see VDI 3456)and preservation for transport are not discussed inthis standard.2 Terms and definitionsFor the purposes of this standard, the following

45、termsand definitions apply:Exhaust air (exhaust gas, waste gas)Air coming from a process that carries harmful sub-stances.Note: ”Waste gas“ is commonly used restrictively for emissionscoming from emission control systems.AdditiveComponent that is added to a paint in order to im-prove its stability,

46、processing or surface characteris-tics.Occupational exposure limit value (OEL)Maximum allowable concentration of a substance inthe air at the workplace, defined in order to avoid oc-cupational health hazards.AppearanceVisual or measurable properties of a painted surface.Bild 1. Aufbau der Beschichtu

47、ng einer FahrzeugkarosserieSchicht Funktion1 Stahl (verzinkt), Aluminium etc.2 Phosphatierung Haftverbesserung/Korrosionsschutz3 Elektrotauchlack Korrosionsschutz4 Fller Glttung, Verlauf, Steinschlag-schutz, UV-Schutz5 Basislack (BL) Farbe, Farbeffekte, UV-Schutz6 Klarlack (KL) Glanz, Appearance, Kr

48、atz- undChemikalienbestndigkeitFigure 1. Composition of car body coatinglayer function1 steel (galvanised),aluminium, etc.2 phosphation adhesion promotion/corrosion protection3 electro-dip coat corrosion protection4 primer smoothing, spreading, stone chipprotection, UV protection5 base coat (BC) col

49、our, colour effects, UV protection6 clear coat (CC) shine, appearance, scratch andchemical resistanceB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCDB7EF87D9NormCD - Stand 2013-09All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2013 VDI 3455 5 Basislack (BL)Farbgebender Teil der Beschichtung einer Fahrzeug-karosserie; enthlt meist auch Effektpigmente zur Er-zeugung besonderer optischer Eigenschaften (Metal-lic-, Perleffekt, siehe Effektlacke).BindemittelOrgani