Пескоструйная обработка и очистка металла оборудование и технология

Преимущества и виды пескоструйной обработки поверхностей

Пескоструйная очистка металлоконструкций и поверхностей из других материалов благодаря эффективности данного метода обработки не теряет своей актуальности уже на протяжении длительного времени. Используя данный метод, выполняют качественную очистку не только металлоконструкций, которые необходимо подготовить к дальнейшему окрашиванию, но и фасадов зданий, элементы мостов и других конструкций. Отлично демонстрирует эффективность данной технологии видео этого процесса. Необходимость использования пескоструйной обработки регламентируют и пункты ГОСТа 9.402-2004, где оговорены требования к качеству металлических поверхностей, которые должны быть подвергнуты покраске.

Пескоструйная технология пригодится и для очистки потрепанной временем кирпичной мостовой

Специалисты различают три степени очистки поверхностей с помощью рассматриваемой технологии:

• легкую;
• среднюю;
• глубокую.

Легкая очистка, для выполнения которой используется абразивный материал, предполагает, что с поверхности в процессе обработки удалены явные следы коррозии и отслоившаяся окалина. При поверхностном осмотре конструкции, подвергнутые обработке с такой степенью, выглядят относительно чистыми. Очистка средней степени предполагает более тщательную обработку поверхностей. После ее выполнения на достаточно чистых поверхностях все же можно обнаружить незначительные следы окалины и пятна коррозии. Глубокая пескоструйная обработка в полном соответствии со своим определением позволяет идеально очистить поверхности от пятен и загрязнений различной природы. В частности, металлические поверхности, подвергнутые такой обработке, зачищаются практически добела.

После глубокой пескоструйной очистки поверхности готовы к покрытию грунтом и последующей окраске

Абразивоструйная очистка (так еще называют пескоструйную обработку) позволяет не только удалить с различных поверхностей загрязнения, окалину и ржавчину, но и эффективно обезжирить их. Обезжиривание поверхностей, которое проводится перед их покраской, особенно актуально в том случае, если нанесение лакокрасочного покрытия осуществляется с использованием гальванической технологии или газотермического напыления. Абразивоструйная очистка в этом случае является менее энергоемкой и более дешевой, чем другие технологии. Немаловажным является и то, что этот метод позволяет за короткий промежуток времени обработать поверхности с большой площадью.

Поверхность диска до и после пескоструйной обработки

Для выполнения операции, позволяющей качественно подготовить автомобильные диски к окрашиванию (и, соответственно, значительно продлить срок службы данных изделий), используется специальная камера, где и проводится обработка. В качестве рабочего материала, который под большим давлением воздействует на обрабатываемую поверхность, используется мелкий песок или специальная металлическая дробь. После выполнения такой обработки поверхность диска грунтуется, и на него наносится лакокрасочное покрытие, которое способно длительное время эксплуатироваться без повреждений.

Разновидности песка

При снятии старого покрытия можно приобретать для пескоструя обычный песок, однако он не всегда может обеспечить положительный результат. Поэтому выбирают другие варианты:

• речной – популярен, но обладает низкими показателями прочности и твердости;
• карьерный – необходимо промывать и просеивать, при этом мельче речного;
• кварцевый промышленный – представляет собой простой песок, предварительно разделенный на фракции, поэтому более дорогостоящий;
• особый дробленый – образуется при дроблении кварцевых пород, приобретает остроугольную форму, гораздо эффективнее очищая покрытие. Имеет низкий расход и высокую скорость обработки.

Кроме них существуют и другие абразивы, которые завоевали популярность на современном рынке:

1. Купер- и никельшлак. Образуются при отработке меди и никеля в производстве. Обладают высокими прочностными качествами, при этом цена практически соответствует обычному песку.

2. Стальная или чугунная дробь. Достаточно прочая, способна не только очистить поверхность, но и придать упрочняющий эффект по типу ковки. Превосходит кварцевый песок в 8-10 раз и выпускается круглой (для аккуратной очистки) и колотой (для грубой обработки) формы.

3. Гранатовый песок. Очень твердый, но прочность сопоставима с кварцевым. Применяется для разделения металлических изделий методом гидравлической резки.

4. Электрокорунд. Это кристаллы оксида алюминия, считающиеся наиболее твердыми. Подходит для абсолютно всех типов покрытий, при этом практически не разрушается после первой обработки пескоструей. Он собирается и используется повторно.

Рекомендации по выбору

Следует учитывать вид и состояние материала. Абразив предопределяет расход, скорость и качество очистки 1 м². Для того чтобы приобрести качественный расходник, нужно опираться на такие факторы:

• Прочность и толщина покрытия. Если оно очень крепкое, то песок должен быть твердым и крупной фракции. При взятии мелкого и недостаточно прочного абразива плоскость не будет очищена, а расход существенно увеличится.
• Твердость самого изделия. Если оно мягкое (цветные металлы), частицы должны быть мелкой фракции и средней прочности, иначе можно повредить поверхность.
• Возможность повторного использования. В целях экономии можно купить крупнофракционный кварц или купершлак. После первой обработки их можно просеять и снова применять для пескоструйного аппарата.
• Скорость. Если прочность позволяет, рекомендуется угловатая форма абразива, так как круглая не всегда может дать положительный результат с первой очистки.
• Конечное состояние. Если требуется практически идеальное покрытие с минимальным количеством вмятин, то лучше взять прочный, но мелкий песок.

Перед выбором подходящего абразива стоит узнать его характеристики и степень безопасности. Сегодня выпускается множество видов в мешках, которые менее вредны для здоровья, при этом имеют хорошие эксплуатационные параметры.

Описание оборудования

Для данного вида работ нужен пескоструйный пистолет, который способствует очистке поверхности изделий и их обезжириванию. Поэтому после обработки можно сразу приступать к сварочным процессам или лако-красочным работам. Оборудование обеспечивает высокую производительность и экономичность, характеризующуюся многократным использованием.

В состав аппарата входит не только распылитель (пистолет), но и компрессор, резервуар для абразива, а также комплект шлангов (трубопроводов), которые обеспечивают бесперебойную подачу сжатого воздуха и потока песка с воздухом (воздушно-абразивная смесь). При этом его транспортировка происходит под большим давлением, что предусматривает соблюдение техники безопасности. При работе с оборудованием следует применять спецодежду, спецобувь, а также респиратор и очки, защищающие лицо от случайного попадания крупинок.

Стоимость

Изучаем характеристики

В погоне за экономией люди используют обычный песок с улицы, даже не подозревая, какой вред наносят обрабатываемой поверхности и аппарату, при помощи которого эта обработка производится

Дабы избежать подобной «трагедии», выбирая песок для пескоструйки, обращайте внимание на его качественные характеристики:

1. Твердость. Характеризует устойчивость выбранного абразива к разрушению при вдавливании в него другого материала, обладающего более высокой прочностью. Оценка дается по 10-бальной шкале твердости, в которой 1 соответствует наиболее мягкому материалу, тальку, а 10 – самому твердому, алмазу.
2. Фракция. Отражает размер зерна материала. В паспорте продукции можно найти информацию по следующим позициям: минимальная, предельная, комплексная и основная фракции, а также их процентное соотношение в общем объеме. Данный параметр весьма важен, поскольку тесно связан с выбором сопла, давления в пескоструе и обрабатываемой поверхности.
3. Абразивная способность. Характеризуется тем количеством материала/поверхности, которое удается обработать за отведенный норматив времени.
4. Механическая стойкость. Свойство материала выдерживать заданные механические нагрузки, при этом не разрушаясь.
5. Рекуперация. Отражает возможность/невозможность повторного использования песка после обработки им поверхности.
6. Химическая стойкость. Свойство песка сохранять свои основные свойства при взаимодействии с растворами различных типов.

Выбираем абразивный материал

При подборе песка для пескоструйки далеко не всегда одного изучения характеристик интересующего вас вида бывает достаточно. Сравнив параметры различных абразивов, заказчик иногда покупает совсем не тот, что планировал изначально. Чтобы определиться какой вид песка для пескоструя нужен именно вам, необходимо, в первую очередь, тщательно изучить все варианты. К основным видам, имеющимся в каталоге каждой компании, относятся:

• Кварцевый песок для пескоструя — самый распространенный вид абразива. Этим объясняется его невысокая стоимость и повсеместная доступность. Однако, пыль, образующаяся в ходе работ, может нанести весьма ощутимый вред здоровью и даже вызвать неизлечимое заболевание – силикоз. Поэтому, если содержание кварца в абразиве в свободной форме превышает 1%, приобретать кварцевый песок для пескоструйки стоит только в случае работы в закрытых камерах или при наличии специальных систем пылеподавления. Благодаря многообразию фракций данный вид абразива идеально подходит, как для большинства пескоструйных установок, так и для преобладающего числа поверхностей.
• Гарнет (гранатовый песок) – минерал природного происхождения. Как правило, нужен для работы водоабразивных станков. В большинстве стран признан наиболее экологичным видом песка для абразивной обработки.
• Электрокорунд (корунд, оксид/диоксид алюминия) – получаемый в ходе промышленной обработки кристаллический материал, обладающий достаточно высокой твердостью и абразивной способностью. Если не знаете, какой материал выбрать для очистки камня или весьма твердых сплавов металла, выбирайте электрокорунд. Кроме того, он значительно легче, чем любые другие виды песка, а значит, и число чистящих частиц в единице веса у него будет в несколько раз больше. Благодаря возможности повторного использования электрокорунд получил распространение в системах беспылевой очистки, а также наиболее часто применяется для выполнения декоративных работ по стеклу. Сфера его использования достаточно широка: им чистят двигатели внутреннего сгорания и наносят надписи на памятники, матируют сталь и удаляют коррозию с лопастей турбин и т. д. За счет низкого содержания свободного кремния электрокорунд полностью безопасен для исполнителя абразивных работ.
• Никельшлак и купершлак образуются при обработке гранулированных шлаков никеле- и медеплавильного производств. Благодаря низкому содержанию кварца в свободном виде, доступны для открытой пескоструйной чистки и применяются в большинстве современных технологий, отвечающих за подготовку поверхности к последующей покраске. За счет высоких показателей удельной плотности частиц и возможности многократного повторного использования данный вид абразивов считается одним из наиболее результативных.
• Металлическая, стальная и чугунная дробь признана самым экономически эффективным видом абразивов. Возможность многократного повторного использования полностью компенсирует ее высокую стоимость. Благодаря высокой точности фракционирования дроби достигаются весьма неплохие показатели адгезии и однородности поверхности, а также улучшается качество защитного покрытия и исключается непреднамеренный перерасход лакокрасочных материалов. Идеально подходит для очистки металла от окалины и его подготовке к покраске. В случае использования дроби в дробеструйной камере или в системе беспылевой очистки, себестоимость очищенной поверхности снижается до минимума.

Помните, любой абразивный материал при столкновении с поверхностью постепенно превращается в пыль, поэтому работать с ним можно только при наличии специальных средств защиты.

Особенности абразивов

Один абразив отличается от другого рядом характеристик:

• фракцией;
• твёрдостью;
• абразивной способностью;
• механической устойчивостью;
• химической устойчивостью.

Фракция

Величина крупиц расходного сырья измеряется во фракциях. Как происходит фракционное распределение? Сырьё рассеивается на специальном сите, номерной знак сита указывает на величину частиц, в зависимости от размера которых, выделяют фракцию:

• предельную;
• крупного помола;
• стандартную;
• комплексную;
• измельчённую.

Фракционный состав

Твёрдость

Специальное устройство испытывает твёрдость пескоструйного песка. Происходит испытание так: в абразив вдавливается иной материал с более высокими показателями твёрдости, что позволяет установить его устойчивость при разрушительном процессе.

Существует специальная десятибалльная шкала твёрдости:

Шкала твердости

• 1-ая группа – твёрдые как тальк;
• 2-ая группа – как гипс;
• 3-я группа – как кальцит;
• 4-ая группа – как флюорит;
• 5-ая группа – как апатит;
• 6-ая группа – как полевой шпат;
• 7-ая группа – как кварц;
• 8-ая группа – как топаз;
• 9-ая группа – как корунд;
• 10-ая группа – как алмаз.

Абразивная способность

Абразивные возможности сырья зависят от площади обрабатываемого основания в результате пескоструйной обработки за конкретный промежуток времени.

Механическая устойчивость

Для установления данной характеристики проводится эксперимент: крупица пескоструйного песка раздавливается, при этом фиксируется тот уровень силы тяжести, на котором частица начинает разрушаться.

Химическая устойчивость

Для определения химической устойчивости абразивный порошок подвергают воздействию щелочных, кислотных и других растворов, а также – воды.

Где применяется абразивная обработка

Выбирая абразивный материал,  нужно разбираться в сферах его применения:

Понятие абразивной обработки

• Очистка металлической поверхности от коррозийных следов проводится с предварительной очисткой просушенным и просеянным песком;
• Измельчённый песок (габарит частиц – 0,3 мм) придаст блеск медным и алюминиевым изделиям;
• Песок, формат частиц которого 0,3-0,6 мм, удалит старое лакокрасочное покрытие, хорошо зафиксированное на основании;
• Песок, никель, купершлак, размер частиц которых 0,6-1,6 мм, удалят старые коррозийные следы;
• Абразив грубой фракции удалит сварочную окалину, толстое битумное основание;
• Стальная и чугунная дробь очистят и подготовят автомобильный кузов к покраске;
• Электрокорунд, гранатовый песок очистят легированную сталь, титан;
• Чистый мелкий песок, размер частиц которого 0,1-0,8 мм, позволит обработать стекло в целях дальнейшего матирования, нанесения рисунков;
• Нержавеющая дробь и гранулы стекла мелкого размера позволят обработать изделие из нержавеющей стали.

Самодельный пескоструйный аппарат

Чтобы изготовить простейший портативный пескоструйный аппарат своими руками необходимо иметь: небольшой строительный компрессор; пустую пластиковую бутылку любой вместимости; краскопульт; металлический водопроводный тройник с переходником; наконечники с различным диаметром сопла; шланги нужного диаметра и длины.

При сборке аппарата вначале соединяются между собой тройник и краскопульт, для чего используется переходник. Затем в противоположное от краскопульта отверстие тройника вставляется наконечник с нужным диаметром сопла, а к третьему патрубку тройника присоединяется пластиковая бутылка, в которую предварительно насыпается песок для пескоструйки. При этом горлышко бутылки можно ввернуть в тройник, или использовать шланг, который одним концом присоединяется к бутылке, а вторым — к тройнику. После этого краскопульт присоединяется при помощи шланга к компрессорной установке и аппарат готов. Остается только проверить его работоспособность.

Если использовать металлические наконечники, то под воздействием песка сопло будет быстро увеличиваться в диаметре, что повлечет утолщение струи песка и к уменьшению давления выходящей смеси. Все это будет ухудшать качество обработки поверхности и к росту времени работы. Самыми долговечными являются наконечники, изготовленные из карбида вольфрама. Они выдержат не одну сотню часов работы, тогда как керамических хватает всего на несколько часов активной работы.

Работать с пескоструйным аппаратом рекомендуется с применением средств индивидуальной защиты в виде респиратора, защитных очков и спецодежды. Они предохраняют глаза, органы дыхания и открытые части тела от разлетающегося в разные стороны песка. Если сбор отработанного песка не осуществляется, то работы лучше проводить вне замкнутого помещения, так как собрать разлетевшийся песок будет невозможно.

Изготовленный самостоятельно пескоструйный аппарат можно с успехом использовать для очистки поверхности различных изделий от лакокрасочных покрытий и ржавчины, а также для нанесения гравировки на них.

Изготовление абразива в домашних условиях

Материал для пескоструйной обработки продаётся во многих строительных магазинах. Однако песок можно подготовить и в домашних условиях, что позволяет сэкономить на всём процессе.

Поэтапный процесс:

Общая схема пескоструйного аппарата

1. Тщательная сушка белого гравийного песка измельчённой фракции.
2. Просеивание через мелкое сито гравийного сырья.
3. Исключение крупных частиц.
4. Окончательная просушка мелкого песка.

Работая с абразивным сырьём, обязательно следует использовать специальную одежду для защиты и маску. Материал из пескоструйного аппарата подаётся под мощным давлением и моментально разлетается по сторонам, образуя столп пыли.

Абразивная обработка – эффективный метод очистки разной поверхности: металлической, каменной, стеклянной. Процесс пескоструйной обработки построен на соприкосновении мельчайших крупиц абразива с очищаемым основанием. Необходимость такой процедуры возникает тогда, когда нужно  вывести старое лаковое, покрасочное покрытие, ржавчину и др. Для правильного выбора абразивного песка следует ориентироваться на множество характеристик.

Видео по теме: Песок (абразив) для пескоструя

Подборка вопросов

• Михаил, Липецк — Какие диски для резки металла использовать?
• Иван, Москва — Какой ГОСТ металлопроката листовой стали?
• Максим, Тверь — Какие стеллажи для хранения металлопроката лучше?
• Владимир, Новосибирск — Что значит ультразвуковая обработка металлов без применения абразивных веществ?
• Валерий, Москва — Как выковать нож из подшипника своими руками?
• Станислав, Воронеж — Какое оборудование используют для производства воздуховодов из оцинкованной стали?