Дмитрий Козлов - Бластинг. Гид по высокоэффективной абразивоструйной очистке

• Название: Бластинг. Гид по высокоэффективной абразивоструйной очистке
• Автор: Дмитрий Козлов
• Жанр: Техническая литература
• Год: 2007
• ISBN: 978-5-9901098-1-0

Гид по высокоэффективной абразивоструйной очистке является учебным пособием как для начинающих, так и для опытных абразивоструйщиков.

---

Выбор соответствующего абразива крайне важен для получения желаемой отделки в течение выделенного времени и в рамках бюджета. В случае использования неподходящего абразивного материала можно получить некачественную отделку, что помешает выполнению всех работ и приведёт к необходимости дорогостоящей повторной обработки.

Во многих случаях причиной некачественно нанесённого покрытия является использование неподходящего абразивного материала. Самое лучшее оборудование не сможет компенсировать применение абразива, который не предназначен для выполнения данного вида работ.

Используйте высококачественные абразивные материалы, предназначенные для струйной обработки. Материалы, добытые с берегов рек или каменоломен (если они не были соответствующим образом промыты, просеяны и фракционированы), приведут к неприемлемому результату (смотрите Приложение 2 с «Таблицей сравнения абразивных материалов».

Свойства

Существует три вида абразивных материалов: природного происхождения, производственного и из побочных продуктов.

К природным абразивам относятся минеральные, такие как песок, кремень, гранат, цирконий и другие минералы.

Произведённые абразивы изготавливаются специально для струйной обработки. Среди них: колотая дробь и дробь литая, пластик, пшеничный крахмал, стеклянные шарики, оксид алюминия, карбид кремния и другие.

Абразивоструйные материалы на основе побочных продуктов являются результатом производственных процессов. Среди них – шлак, получаемый при выплавке металла или при производстве электроэнергии, а также материалы из продукции сельского хозяйства, используемой в пищевой индустрии.

В прошлом при проведении струйной очистки на открытом воздухе стремились использовать дешёвые абразивные материалы, такие, как песок. Однако нельзя использовать абразивы, которые содержат более одного процента свободного кварца. Кварцевая пыль может привести к серьёзным заболеваниям органов дыхания и летальному исходу. По возможности, следует применять рекуперируемый абразив. Рекуперируемые абразивные материалы, как правило, содержат меньше свободного кварца и не образуют большого количества пыли.

Для снижения затрат на абразивные материалы следует выбирать прочный, подходящий для многократного использования, абразивный материал. Сегодня такие средства, как абразивоструйные аппараты с замкнутым циклом, вакуумное оборудование для сбора материала и портативные средства ограничения распространения материала помогают обеспечить эффективную регенерацию.

Размер

Размер гранул абразивоструйного материала имеет огромное значение для достижения равномерного рельефа и обеспечения желаемой текстуры поверхности. Производители абразивных материалов используют несколько совершенно различающихся систем для описания размера своей продукции.

Дробь и другие сферические материалы измеряются в тысячных долях дюйма, и размер выражается целыми числами. Некоторые производители для описания размера продукции используют числа, которые могут и не относиться к номеру сита (меша).

Обычно остроугольные абразивы и стеклянные шарики измеряются в соответствии с системой мер, относящейся к ситу, и выражаются в «номере сита» или «микронах». Под номером сита (мешем) понимается количество отверстий на дюйм в сите; в микронах выражается размер просеиваемых частиц. Поэтому, чем больше номер сита, тем меньше гранулы и, чем больше микрон, тем больше гранулы.

Например, через отверстия в сите номер 20 проходят частицы размером 850 микрон и менее, а через сито номер 40 проходят частицы размером 425 микрон. Поэтому большая часть гранул в абразивном материале с номером сита 20/40 будет иметь размер между 850 и 425 микрон, и лишь небольшая часть – немного больше или меньше. Никакая из систем рассеивания абразивных материалов не будет абсолютно точной, но производители, следящие за качеством продукции, обеспечивают 95 % гранул в заявленных пределах.

Соответствие заявленному размеру приобретает первостепенную значимость, когда производитель покрытия требует заданный профиль. Гранулы превышающего размера врезаются слишком глубоко, и над поверхностью остаются высокие пики. Это приводит к появлению ржавчины. В случае нанесения более толстого слоя краски, чтобы закрыть высокие пики, происходит потеря времени и средств.

Гранулы меньше заданного размера и пыль снижают производительность, не очищают поверхность и не дают поверхности требуемую насечку.

Для получения желаемой обработки нужно выбирать соответствующую фракцию гранул. Крупные гранулы используются для удаления нескольких слоёв краски, сильной коррозии или остатков цементного раствора и оставляют глубокий профиль. С помощью гранул среднего размера удаляются поверхностная ржавчина, неплотная краска или тонкий слой прокатной окалины. Небольшие гранулы образуют неглубокий профиль и идеальны для струйной обработки тонких металлических изделий, дерева, пластика и других чувствительных поверхностей.

Крупные гранулы не всегда чистят быстрее, чем маленькие. Хотя они и врезаются в поверхность глубже, при очистке абразивными материалами крупной фракции о квадратный сантиметр площади ударяется меньше частиц, и поэтому некоторые зоны поверхности будут не обработаны. Перед началом работы необходимо провести тестирование абразивов разной фракции на небольших участках поверхности. После этого измеряется профиль для определения того, какой из них больше соответствует техническому заданию.

При использовании рекуперируемых материалов рабочий объём необходимо регулярно пополнять для обеспечения соответствующей обработки и оптимальной производительности. Новый абразивный материал наносит однородный рельеф, но с каждым рабочим и регенерационным циклом частицы становятся меньше. Если оставить данный процесс без контроля, то уменьшение размера частиц приведёт к уменьшению глубины профиля и замедлению скорости очистки.

Для того чтобы этого не произошло, оператор должен проводить мониторинг качества обработки поверхности и периодически добавлять рассчитанное количество нового абразивного материала. Размер гранул полученной рабочей смеси будет средним между размерами нового и использованного абразива. Никогда не пытайтесь повторно использовать одноразовые абразивные материалы. Такие материалы разбиваются в пыль после первого цикла.

Для гарантии равномерной обработки поверхности необходимо следить за рабочей смесью. Это имеет ключевое значение при дробеструйной обработке в автомобиле- и авиастроении и при подготовке поверхности для сложных покрытий.

Форма

Разная форма абразивных материалов приводит к разному профилю поверхности. Частицы остроугольных абразивов имеют неправильную форму, с гранями и острыми краями, что позволяет удалять покрытия и оставлять чёткие пики и углубления. При работе с округлыми частицами образуются ямки. Некоторые округлые материалы продолговаты по своей форме и оставляют удлинённые вмятины.

Виды остроугольных абразивных материалов сильно отличаются друг от друга: некоторые имеют более угловатую форму, чем другие. Например, песок бывает круглый, продолговатый и угловатый. Морской и речной песок – более округлый или продолговатый, ввиду эрозионного воздействия воды. Песок из карьеров – угловатый и обладает режущим действием.

Остроугольные абразивы лучше подходят для удаления толстых слоёв краски и коррозии. Округлые материалы более эффективны для удаления прокатной окалины и лёгких загрязнений. Они используются для дробеструйного упрочнения с целью снятия напряжения поверхности. При упрочнении образуется одинаково спрессованная поверхность, что усиливает пружины и другие металлы, подверженные напряжению.

Плотность

Плотность – это отношение массы к объёму. Например, песок весит около 1,5 кг/л, колотая дробь – около 3,8 кг/л, скорлупа грецких орехов – всего 0,7 кг/л.

Плотность абразивного материала менее важна, чем другие его характеристики, кроме случаев, когда плотность материалов, сходных по другим параметрам, сильно отличается. Чем более плотный материал, тем больше энергии каждая частица передаёт поверхности. Разница плотности песка и шлака существенна и составляет 2,0 кг/л, разница между шлаком и колотой дробью достаточно значима – 2,4 кг/л. При прочих равных условиях более плотные частицы делают более глубокий профиль, что не всегда может быть желательно. Более плотные частицы эффективнее удаляют стойкие или твёрдые покрытия.

Твёрдость

Воздействие абразивного материала на обрабатываемую поверхность определяется его твёрдостью. Если абразив твёрже субстрата, то он оставит профиль на поверхности. Если он мягче поверхности, но твёрже покрытия, то он удаляет покрытие. Если он мягче покрытия, то он очищает грязь с поверхности без удаления покрытия.