Струйно-абразивная обработка

Обработка и чистка металла пескоструйным методом

Пескоструйная очистка металлоконструкций – это одна из разновидностей абразивной обработки, выполняемой в процессе подготовки изделия к грунтовке, окрашиванию или нанесению антикоррозийной защиты. То есть в этой операции нуждаются все конструкции из металла. Причем пескоструйная обработка выполняет очистку конструкции из металла быстрее и дешевле всех прочих способов, реализующих аналогичный технологический процесс.

Как происходит абразивная чистка?

Пескоструйная обработка предполагает обдув очищаемой заготовки струей воздуха или воды, в которой содержатся абразивные частицы. Причем воздушная струя разгоняется до скорости 300 метров в секунду, а вода подается под давлением 7,5 тысячи бар. Разогнанная до таких скоростей песчинка приобретает огромный заряд кумулятивной энергии, который освобождается при столкновении с обрабатываемой плоскостью, приводя к разрушению рыхлого слоя на поверхности металла.

Поэтому с помощью пескоструйной чистки с поверхности металла можно «сдуть» не только грязь или ржавчину. Такая обработка избавит металлоконструкцию даже от окаменевших нефтепродуктов, приставших к очищаемой плоскости. Ну а лакокрасочное покрытие удаляется с поверхности металла буквально за считанные секунды.

Степени очистки металлоконструкции с помощью пескоструйки

При пескоструйной обработке скорость абразивно-воздушного или гидроабразивного потока можно регулировать, добиваясь разной степени очистки металла. Причем по интенсивности воздействия различают три варианта подобной обработки:

  • Начальную степень очистки, предполагающую освобождение металла от следов окислов (ржавчины или пленки), сварочных дефектов (окалины и пригара) и старого лакокрасочного покрытия (ЛКП). Начальная очистка завершается после разрушения визуально различимых дефектов.
  • Среднюю степень очистки, предполагающую устранение ржавчины, ЛКП, окалины и грязи с 90-95 процентов площади поверхности металлоконструкции. То есть после такой чистки на поверхности могут оставаться помутнения и небольшие пятна ржавчины или краски.
  • Глубокую степень очистки, предполагающую обработку 100 процентов площади поверхности металлоконструкции. При глубокой очистке поверхность шлифуется до состояния «зеркала». То есть до появления характерного блеска металла. Причем дефекты поверхности, в данном случае, неразличимы даже при шестикратном увеличении.

Степень очистки металлоконструкции определяет технолог, задающий технические требования этой операции. Причем начальная и средняя степень очистки применятся при подготовке конструкции к окрашиванию или грунтованию. Глубокая очистка используется для повышения презентабельности экстерьера конструкции или как обязательная операция, предваряющая сложную антикоррозийную обработку (цинкование, хромирование и прочее).

Разновидности технологий абразивной чистки

Пескоструйная обработка металлоконструкций реализуется с помощью следующих технологических приемов:

  • Гидроабразивной чистки
  • Абразивноструйной чистки
  • Термоабразивной чистки

Причем каждая разновидность пескоструйной технологии очистки отличается от соседней чуть более чем полностью. Поэтому далее по тексту мы рассмотрим каждую выше упомянутую технологию абразивной обработки.

Гидроабразивная чистка

Движущая сила процесса гидроабразивной чистки – это струя воды, подаваемая в зону обработки под давлением до 7500 бар. Ну а в качестве абразивного материала в данном случае используют натуральный корундовый или стеклянные шарики.

С помощью гидроабразивной обработки можно очистить не только металлы, но и множество ординарных строительных материалов (бетон, кирпич, железобетон и так далее). Причем подобная универсальность не отразилась на точности обработки – гидроабразивная шлифовка используется даже в технологическом цикле производства лопаток турбин, а равно и прочих изделий сложной формы.

К основным преимуществам гидроабразивной чистки можно отнести следующие факты:

  • Во-первых, такая обработка происходит практически без выделения пыли. Причем абразивный материал, осевший на дно специальной ванны, можно использовать повторно, что снижает себестоимость этой технологии.
  • Во-вторых, гидроабразивная чистка проводится на высоких скоростях, поскольку плотный поток воды, подаваемый в зону обработки, воздействует на рыхлые поверхностные слои подобно абразивам. В итоге возрастает эффективность и скорость шлифования.
  • В-третьих, подбирая пропорции воды и абразива можно регулировать степень очистки от щадящей доводки, до скоростного, обдирочного шлифования.
Читайте также:  Экстремальные шины для внедорожников, краткие характеристики

Единственным минусом данной технологии можно считать возможность использования «водяных» абразивов лишь в установках закрытого типа, оборудованных поддоном для сбора абразива. То есть очистка крупногабаритных конструкций с помощью таких технологий практически невозможна.

Абразивноструйная чистка

Такая очистка предполагает обработку плоскостей и сложных форм с помощью потока воздуха, содержащего синтетические или натуральные корунды. Кроме того, абразивноструйную очистку можно проводить и с помощью стальной дроби не только шлифующей, но и упрочняющей обрабатываемую поверхность.

Наивысшее качество абразивноструйной обработки соответствует уровню Sa3 Шведской ассоциации стандартов, регламентирующему качество глубокой чистки. Причем с помощью воздушной струи можно чистить поверхности любой формы.

К прочим достоинствам абразивноструйной чистки можно отнести следующие факты:

  • Во-первых, высокую мобильность аппарата, допускающего чистку как в специально оборудованном помещении, так и по месту размещения металлоконструкции.
  • Во-вторых, возможность варьировать качество шлифовки, подбирая «калибр» (зернистость) абразива.
  • В-третьих, высокую производительность процесса. Ведь воздушная струя движется со скоростью 300 м/с.

К недостаткам данного способа обработки относятся, во-первых, высокий расход абразивного материала, и, во-вторых, необходимость защиты оператора пескоструйки, которого придется «упаковать» в специальный костюм. Кроме того, очищенную поверхность нужно избавить от пыли, обдувая металлоконструкцию обычным воздухом, без абразива.

Термоабразивная чистка

Эта технология является продуктом эволюции воздушно-абразивной чистки. Только в отличие от классического абразивноструйного процесса при термоструйной обработке используется разогретый воздух, подаваемый со сверхвысокими скоростями.

Струя разогретого воздуха не только чистит, но и буквально стерилизует поверхность металлоконструкции, повышая уровень адгезии обрабатываемой плоскости до наивысшего значения. В итоге срок «жизни» и прочность лакокрасочного или защитного покрытия увеличивается практически на порядок.

Разогрев воздуха в пескоструйных аппаратах осуществляется за счет энергии, выделяемой сгорающим керосином или природным газом. Поэтому термоабразивные пескоструйные аппараты сохраняют высокую степень мобильности. То есть такую обработку можно выполнить даже по месту.

К прочим достоинствам термоабразивного способа чистки можно отнести следующие факты:

  • Во-первых, возможность удаления застарелых покрытий, «прикипевших» к металлу.
  • Во-вторых, отсутствие заметных царапин и выбоин, нанесенных абразивом – вся обработанная плоскость имеет практически идентичную шероховатость.
  • В-третьих, соединение очистки и обезжиривания поверхности.

К недостаткам данной методики можно отнести лишь невозможность обработки горючих материалов (древесины и так далее). И, разумеется, термоабразивная чистка не используется в нефтегазовой промышленности и аналогичных отраслях (из-за риска возгорания зачищаемой поверхности).

Стоимость пескоструйной очистки

Расценки на эту услугу зависят от площади шлифуемой поверхности и степени очистки. Причем в некоторых случаях вам придется оплатить транспортировку металлоконструкции в цех или услуги промышленных альпинистов.

Средняя цена данной услуги колеблется в пределах 400-450 рублей за один квадратный или погонный метр очищенной до начальной или средней степени поверхности расположенной на земле металлоконструкции.

Струйно-абразивная обработка

Струйно-абразивной обработкой называется процесс полирования заготовок с помощью смеси жидкости и абразивных зерен, подаваемой на заготовку из сопла со скоростью 50 м/с и более. Применяется этот способ обработки для получения поверхностей шероховатостью Ra 0,16-0,125 мкм в местах, труднодоступных для других способов механической обработки. Струйно-абразивной обработке подвергаются и черновые заготовки для снятия окалины, очистки отливок. Для получения низкой шероховатости поверхности требуется предварительная механическая обработка не ниже Ra 2,5 мкм.

Рабочая смесь подается на обрабатываемую поверхность под давлением сжатого воздуха или при помощи насоса через форсунку, в которую поступает сжатый воздух, распыляющий жидкость по полируемой поверхности. Форсунка может наклоняться под нужным углом к обрабатываемой поверхности. Равномерность насыщенности жидкости абразивом поддерживается специальным смесителем.

Читайте также:  Куда звонить при ДТП номера телефонов служб спасения России

Струйно-абразивная обработка применяется для заготовок сложной формы: при отделке профильных штампов, обработке форм для литья под давлением, сверл и другого многолезвийного инструмента, при очистке отливок, декоративной подготовке поверхностей под гальваническое покрытие.

В зависимости от вида обрабатываемого материала для струйно-абразивной обработки применяют шлифзерно, шлифпорошки или микрошлифпорошки из электрокорунда и карбида кремния. Для операций очистки обычно применяют шлифматериал зернистостями 40-10, для полирования — зернистостями М10-М5. Для обработки легких металлов иногда применяется гранулированный кварцевый песок. В связи с тем, что твердость и прочность кварцевого песка значительно меньше, чем электрокорунда, для достижения той же шероховатости его берут зернистостью на два-три порядка крупнее.

Рабочая жидкость обычно составляется из шлифматериала (массовое содержание 25-50%) и содовой эмульсии (массовое содержание 75-50%), так что плотность жидкости равняется приблизительно 2. Содержание в жидкости более 50% шлифматериала, допускаемое для шлифпорошков и микрошлифпорошков зернистостями 5-М7, для зернистости свыше 5 не рекомендуется. Излишняя концентрация абразивных зерен в жидкости вызывает удары их друг о друга, что снижает эффективность обработки. Для повышения коррозионной устойчивости в жидкость добавляют 0,5-1% нитрида натрия или другие ингибиторы.

Интенсивность струйно-абразивной обработки зависит от давления воздуха и скорости струи, от зернистости и концентрации абразива в жидкости, от направления струи и положения сопла относительно поверхности обработки, конструкции соплового устройства и свойств обрабатываемого материала. Чем больше давление воздуха и скорость струи, чем крупнее зернистость, тем больше кинетическая энергия удара зерна и выше интенсивность обработки. Для каждой зернистости абразива в жидкости существует оптимальное давление воздуха. Так, для зернистости М28-М20 давление воздуха составляет 6,4 МПа, для зернистости 12-10 — 0,5-0,8 МПа.

Отверстие сопла должно находиться примерно на расстоянии 5-100 мм от детали, а угол падения струи должен составлять 25-40 о . С увеличением угла сверх 45 о интенсивность обработки резко уменьшается. Она уменьшается также с увеличением расстояния обрабатываемой поверхности до сопла.

В результате струйно-абразивной обработки создается матовая поверхность без направленных следов обработки, прижогов и микротрещин с равномерно распределенными углублениями, способствующими лучшему удержанию смазки. Этот процесс повышает износостойкость, усталостную прочность и стойкость деталей против коррозии.

При обработке инструмента жидкостным полированием режущие кромки его упрочняются и стойкость возрастает.

Достоинства и недостатки пескоструйной обработки

Металлические изделия используются в различных направлениях промышленности. Этот материал считается одним из самых популярных. Металл под воздействием факторов окружающей среды покрывается ржавчиной. На поверхности деталей появляется слой окиси, которую нужно счищать чтобы не нарушилась целостность металла. Быстрым, эффективным вариантом очистки является пескоструйная обработка. Она не требует больших физических затрат, длительного рабочего процесса.

Пескоструйная обработка

Для чего применяется пескоструйная обработка металла

Обработка пескоструем — ключевой процесс металлообработки. Она применяется для решения следующих задач:

  1. Очистка металлических заготовок от коррозии и отслоившейся окалины. Дополнительно счищается налёт, грязь, декоративные покрытия.
  2. Удаление жировой плёнки для проведения других технологических операций с деталью.
  3. Очистка кузовов автомобилей от следов окисления.
  4. Создание необычной структуры на поверхности металлических изделий.

Чтобы создать необычный рисунок на поверхности заготовок из металла, используется крупный, прочные абразивный материал. Это может быть корунд, стальная или чугунная дробь. Эти абразивы можно использовать повторно. Крупные частицы оставляют выемки на материале, из-за чего получается необычная текстура.

Технологии

Технология пескоструйной обработки металла — процесс, который состоит из нескольких этапов:

  1. Рабочий соединяет элементы оборудования, проверяет надёжность подключения соединительных шлангов, чтобы не допустить потери давления, абразива.
  2. Запускается компрессор, с помощью которого давление поднимается до нужного уровня.
  3. Вентилями, установленными в месте соединения шлангов с ёмкостью для абразива, подаётся поток воздуха, который смешивается с частицами.
  4. Рабочий регуляторами, расположенными на сопле оборудования, подаёт взвесь на рабочую поверхность.
Читайте также:  Подсветка прикуривателя Тойота

Важно понимать, что работать с абразивом, который подаётся на высокой скорости из сопла, ударяется об заготовку, разлетается по сторонам опасно для организма. Необходимо использовать защитную экипировку. Она состоит из очков, перчаток, плотной одежды, респиратора. Важно защитить глаза, верхние дыхательные пути от попадания микроскопических частиц.

Экипировка для пескоструя

Достоинства и недостатки технологии

Пескоструйная очистка металлоконструкций от ржавчины и окалины имеет сильные и слабые стороны. Преимущества:

  1. Высокое качество очистки рабочих поверхностей. Разные виды абразивного материала, позволяют добиться наибольшего эффекта от обработки разных металлов, сплавов.
  2. Переносные агрегаты позволяют обрабатывать изделия, металлоконструкции без промышленных помещений, подключения к сети.
  3. Возможность изменения скорости подачи абразива позволяет обрабатывать детали из металла, сплавов, стекла, пластика.
  4. После обработки поверхности заготовки, нанесённый на неё декоративный слой краски, лака, будет держаться гораздо дольше чем до неё.
  1. Работа пескоструйщиков считается вредной профессией. Связано это с тем, что мелкие частицы не всегда задерживаются фильтрами респиратора, попадают в организм. Со временем это приводит к развитию серьёзных заболеваний.
  2. Технология считается затратной при очистке крупногабаритных деталей. Для этого нужно большое количество абразивного материала.

Экономично проводить работы в обитаемых камерах. Они позволяют собирать абразив, использовать его повторно.

Оборудование для пескоструйной обработки

Пескоструйная обработка металла проводится с помощью специальных аппаратов, которые состоят из нескольких частей:

  1. Компрессор — элемент пескоструйного аппарата, который нагнетает рабочее давление. Чем прочнее обрабатываемый материал, тем мощнее нужен компрессор.
  2. Емкость для смешивания абразива с воздухом. Имеет входное (для воздуха) и выходное отверстие (для вывода готовой смеси).
  3. Сопло — через него взвесь подаётся на рабочую поверхность. Лучше выполнять обработку металла с помощью вольфрамовых и керамические элементов.

Выделяется несколько видов установок для очистки материалов от коррозии. Это могут быть стационарные и переносные модели. К первым относятся камеры для пескоструйной обработки. Это закрытые конструкции, которые позволяют очищать детали определённого размера, используя абразив повторно. Однако к главным минусам камер относится ограничение на размер обрабатываемых заготовок.

Сопло для пескоструя

Использование пескоструйной установки

Пескоструйная очистка может производиться не только на крупных предприятиях, но и в домашних условиях. Для этого нужно знать ряд особенностей:

  1. Не нужно покупать промышленные агрегаты, которые комплектуются мощными крупногабаритными компрессорами. Для дома лучше использовать компактные модели.
  2. Абразивный материал, с помощью которого можно очищать металлоконструкции, листовой металл, трубы, швеллера, уголки представляет собой кварцевый песок. Некоторые мастера используют речной песок крупной фракции, который предварительно проходит очистки несколькими ситами.
  3. Прежде чем начинать работать с пескоструем необходимо проверить целостность соединений ключевых элементов. Зажать хомуты на соединительных шлангах.
  4. Опытные пескоструйщики рекомендуют покупать оборудование от компании Karcher.

Оборудование для пескоструйной обработки можно собрать самостоятельно. Нужно купить компрессор, соединительные шланги, сопло, хомуты, вентили. Емкость для смешивания воздуха с абразивом изготавливается из газового баллона. Составляется чертеж.

Для очистки декоративных покрытий, покраски небольших заготовок используются компактные самодельные модели. Они состоят из компрессора, шланга, специального пистолета для подачи воздуха, бутылки, которая является ёмкостью для смешивания, трубки для подачи взвеси.

Пескоструйная обработка считается популярным технологическим процессом, позволяющим очищать металлические поверхности от коррозии, окалин. Чтобы добиться наибольшей эффективности, важно правильно выбирать вид абразивного материала, мощность компрессора.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector