Что такое пескоструй и для чего он нужен

Зачем нужна пескоструйная обработка металла?

Многие твёрдые поверхности, особенно технического назначения, бывает сложно очистить от слоя загрязнения. Для таких случаев используют методику направления на поверхность абразивного материала под высоким давлением, иначе – пескоструйную обработку. Таким образом, направленные частицы становятся шлифовальным элементом. Технологическая последовательность такова, что абразив направляется на очищаемый объект струёй сжатого воздуха, управляемой форсункой пескоструйного аппарата. Чаще всего такая методика применима к металлическим объектам и чаще всего используется на автомобильных дисках.

После воздействия абразивных частиц поверхность получает определённую шероховатость, что в свою очередь в последствии становится хорошим фундаментом для равномерной покраски, или нанесения защитного покрытия на деталь. Степень этой шероховатости регулируется размером абразивных частиц, это может быть обычный песок, его стальной аналог, или корундовый порошок. Правильный подбор абразива – станет залогом будущего качественного окрашивания.

Понятно, что пескоструйная обработка металла в первую очередь очищает обрабатываемую поверхность – полностью снимается старая краска, продукты коррозии, грибок, плесень, остатки нефтепродуктов и т.д. Также, при интенсивной работе пескоструйного аппарата металлической детали придаётся эффект закалки –то есть повышение её прочности. Это та причина, по которой пескоструйная обработка так популярна в среде автомобилистов для обработки колесных дисков.

Помимо частных задач с некрупными металлическими объектами, пескоструй часто используется и на других поверхностях. Он востребован для очистки промышленных и строительных объектов: всё от трубопроводов и резервуаров до целых мостов, эстакад и фасадов зданий.

Помимо прочих преимуществ обработка пескоструйным аппаратов – это экономичный вариант с длительным эффектом. Выполнить его можно недорого, а результат после окрашивания за счёт прочной сцепке материала может сохраняться десятилетиями. Чтобы подарить своему изделию презентабельный вид на долгие годы – пескоструйная обработка один из лучших вариантов, или как минимум этапов для этого. То, что таким образом современными производителями обрабатывается почти вся бытовая техника – говорит о том, как методика зарекомендовала себя в мире.

По степени очистки такая обработка может быть:

1. Поверхностная. Создаётся эффект грубой шлифовки, подобной счищению загрязнений жёсткой металлической щёткой;
2. Полное снятие поверхностного загрязнения, но без детальной проработки тех частей, где загрязнение стало въевшейся частью детали;
3. Глубокая очистка, при которой снимаются даже очень давние и вошедшие в структура металла загрязнения;
4. Полная обработка, при которой помимо очистки достигается зеркальный блеск.

При выборе четвёртой степени очистки вы столкнётесь со значительной стоимостью процедуры, но это оправдано. Эта методика позволяет очищать и доводить до идеальной зеркальности поверхности деталей в самых сложных состояниях загрязнения, а также нетипичных форм. Помимо металлических изделий такому способу пескоструйной обработки подвергаются стеклянные, мраморные, бетонные и даже деревянные объекты.

• Где используется порошковая окраска металла?
• Покраска металлических поверхностей
• Технология порошковой окраски
• Преимущества порошковой краски
• Где применяют пескоструйную обработку?
• Критерии выбора порошковых красок
• Особенности порошковой покраски

В каких случаях используется пескоструйная очистка?

В этой статье отвечаем на вопрос: для каких поверхностей подходит очистка абразивным методом при помощи пескоструйной установки?

Пескоструйная очистка поверхностей – это эффективный способ быстро и качественно удалить практически любые виды загрязнений, ржавчины и устаревших покрытий. В связи с тем, что пескоструй имеет ряд важных преимуществ и ограничений, существует определенный перечень работ, при которых он будет наиболее эффективен.

Основные направления применения пескоструя

• судостроение при очищении больших поверхностей корабельных днищ и других компонентов;
• вагоностроение при осуществлении подготовки объектов под окраску, проведении ремонтных работ;
• мостостроение;
• очищение газопроводов и нефтепроводов;
• строительство и реконструкция зданий.

Однако, данная сфера применения оборудования далеко не единственная. В последнее время всё активней находит применение пескоструйная декоративная обработка зеркал и стеклянных предметов мебели. При помощи различных трафаретных изображений и количества нанесенных слоев шаблона специалисты наносят цветные, рельефные и объемные рисунки, сравнимые с произведениями искусства.

Кроме того, при помощи пескоструйной камеры производят очищение мелких сложных металлических деталей, конструкций и частей различных агрегатов.

Условия работы с пескоструйным оборудованием

Пескоструйное оборудование является сложным агрегатом и при его работе происходит большой выброс пыли и частей абразива. Оператор пескоструя должен быть защищен от их вредного воздействия и снабжен следующими видами техники:

• Фильтр воздушный ФВ-120/240. Он очищает воздух перед подачей в шлем оператора-пескоструйщика при помощи трехступенчатой системы очистки. Далее воздух через специальный воздухоотвод подается к шлему пескоструйщика.
• Защитный шлем – обязательное устройство, согласно требованиям ГОСТа. Оно изготавливается из крепких, прочных материалов. Отличается герметичностью и наличием смотрового окна.
• Специальный комбинезон, обувь и рукавицы для защиты тела оператора от попадания абразива и пыли.

Виды пескоструйных установок

В настоящее время существует 2 основных вида пескоструйного оборудования:

1. Открытый пескоструйный аппарат;
2. Закрытая пескоструйная камера.

Преимущество первого агрегата заключается в его мобильности и отсутствия зависимости от объемов обрабатываемых конструкций. Пескоструйная камера хороша для обработки мелких деталей в замкнутом пространстве. При этом окружающая среда не подвергается воздействию абразивной пыли. Однако при таком способе очищения размеры конструкции строго ограничены размерами камеры.

В обоих случаях степень очищения зависит от регулировки оператором силы сжатого воздуха, подаваемым с абразивом.

4 уровня пескоструйной обработки поверхностей

По международной классификации пескоструйная очистка имеет обозначение «Sa». Она имеет 4 степени очищения:

Чтобы получить более подробную информацию о сферах применения пескоструйного оборудования обратитесь к нашим специалистам по телефону ☎ 8-800-555-95-28, через онлайн-консультант на сайте или посредством электронной почты to@novatecs.ru. Мы ответим на все Ваши вопросы и поможем подобрать оптимальное оборудование для Вашего объекта.

• Какую пескоструйную установку выбрать: инжекторную или напорную.
• Разбираем, как подготовить сжатый воздух для пескоструйных работ
• Как выбрать шланг для пескоструйных работ

Что такое пескоструйный аппарат и принцип его действия

Пескоструйный аппарат предназначается для абразивной обработки (очистки) различных поверхностей. По конструкции он представляет собой емкость (бочку), в которую насыпается песок или другие мелкозернистые вещества. К ней подводится сжатый воздух от отдельного компрессора или централизованной пневмосети предприятия.

Бочка имеет специальный шланг, по которому абразив поступает от нее к обрабатываемой поверхности. Это осуществляется при подаче сжатого воздуха на пескоструйный аппарат. На абразивоструйном шланге устанавливается специальное сопло, формирующее факел и определяющее скорость очистки поверхности.

Оно изготавливается из специальных твердосплавных (керамических) материалов, устойчивых к трению. Также существуют пескоструйные сопла из стали различных марок, но их срок службы в разы и даже в десятки раз меньше по сравнению с керамическими образцами.

Типы и конструкции пескоструйных аппаратов

Существуют два основных типа пескоструйных аппаратов: напорные и эжекторные. Стоит отметить, что последние модели иногда называют инжекторными, что является ошибкой.

Напорный пескоструйный аппарат.

В нем емкость, в которую засыпается абразив, находится под давлением при работе. Этот тип аппаратов обеспечивает наибольшую производительность.

Эжекторный пескоструйный аппарат.

Он представляет собой негерметизируемую емкость, которая во время использования не находится под давлением. Производительность такого оборудования в несколько раз меньше.

Можно ли сделать пескоструйный аппарат своими руками

В сети Интернет представлена масса различных схем пескоструйных аппаратов. Следуя им, можно собрать устройство самостоятельно, но для промышленных целей лучше все же купить прибор заводского производства. Важно помнить, что пескоструйный аппарат – это сосуд, работающий под давлением, а значит, он является источником повышенной опасности. Неправильно изготовленное или неисправное оборудование может нанести непоправимый вред здоровью и даже привести к гибели людей.

Что еще потребуется для работы

Для работы пескоструйного аппарата потребуется компрессор, поскольку нужен сжатый воздух. Также необходима установка осушителя сжатого воздуха и/или сепаратора. Ведь любой компрессор подает воду по шлангам в пескоструйный аппарат, а затем на очищаемую деталь. Кроме этого, потребуется ресивер (воздухосборник) для обеспечения запаса сжатого воздуха, что необходимо для бесперебойной работы аппарата.

Некоторые ошибочно полагают, что можно очень дешево купить пескоструйный аппарат и прочие компоненты для оснащения производственного участка на предприятии или организации небольшого гаражного производства. Важно понимать, что сам по себе пескоструйный аппарат стоит относительно недорого. Однако хороший компрессор для него может иметь цену в 10–20 раз выше, чем у самого прибора.

Нельзя взять простой гаражный компрессор, подключить к нему промышленный пескоструйный аппарат и начать работу, так как Вам просто не хватит сжатого воздуха. Конечно, можно использовать маломощный компрессор, но он больше подходит для пескоструйных пистолетов, а не аппаратов, что не обеспечит высокой скорости очистки.

Например, на снятие краски или гальванического покрытия с колесного диска уйдет пара дней. Поэтому для организации полноценного производства стоит купить качественный пескоструйный аппарат и соответствующее оборудование.

Как работает пескоструйный аппарат

Принцип действия пескоструйного аппарата; порядок работы с аппаратами напорного типа.

Пескоструйные аппараты — частный случай абразивоструйных аппаратов. Сейчас применение кварцевого и речного песка для абразивной очистки, по ряду причин, уходит в прошлое, поэтому название «пескоструйный аппарат» скорее историческое. На смену песку пришли новые, более эффективные и безопасные абразивы, такие как никельшлак, купершлак, литая и колотая дробь.

Классификация аппаратов

Абразивоструйные аппараты можно разделить на следующие виды:

• эжекторного типа (иногда ошибочно называется «инжекторного»)
• напорного типа
• дробеструйные камеры
• устройства беспылевой очистки
• устройства гидроабразивной очистки

Как работает эжекторный пескоструйный аппарат

Агрегаты эжекторного типа основаны на эффекте эжекции: воздушный поток от компрессора, передвигаясь с высокой скоростью по воздушному рукаву (шлангу), затем по «пистолету» создает в камере пистолета область низкого давления, куда, под воздействием атмосферного давления, из отдельного бачка по второму рукаву устремляются частицы абразива (песка). Затем, за счёт того же воздушного потока, эти частицы разгоняются до больших скоростей.

Эжекторные устройства обычно выполнены в форме «пистолета». Могут применяться для несложных задач, там, где скорость работ не так важна, очищаемые площади невелики, также в стесненных условиях, где с напорным аппаратом просто не развернуться. Однако, необходимо уточнить, что сложные задачи не под силу эжекторным устройствам. Например, автомобильные диски, окрашенные порошковым методом окраски, не отчистить эжекторным пистолетом. Также такие устройства не справляются с прокатной окалиной и глубокой ржавчиной. Степень очистки SA 3 просто недостижима для эжекторных пистолетов. Самое популярное применение таких пистолетов – нанесение рисунков на стекло и зеркала посредством матирования.

Как работает напорный пескоструйный аппарат

Для выполнения серьезных работ чаще применяются пескоструйные аппараты напорного типа. В основе такой установки — закрытый сосуд под давлением — бак, он же бункер, в котором находится сухой просеянный абразив определенной фракции. Аппарат напорного типа называется так потому, что песок из бака подается не за счет атмосферного давления (как в эжекторных устройствах), а под напором воздуха давлением в 7-12 бар. Это давление создается посредством нагнетания сжатого воздуха от компрессора в верхнюю часть бака через верхний кран и запорный клапан «грибок» — это первый воздушный поток (см. схему ниже). Второй воздушный поток, проходя через нижний кран, направляется в абразивный рукав. В то же время, в этот поток подмешивается абразив, выходящий из нижней части бункера; регулировка потока абразива производится посредством дозатора абразива (см. схему).

Такие установки поставляются в двух вариантах комплектации: с блоком дистанционного управления краном подачи воздуха (ДУ) и без такового. Если для работы на аппарате с ДУ достаточно одного оператора (второй человек нужен только для страховки оператора по правилам техники безопасности), то, с аппаратом без ДУ, без напарника никак не обойтись.

Принцип абразивоструйного метода очистки

Абразивоструйный метод очистки основан на использовании высокой кинетической энергии потока твердых абразивных частиц. Эта энергия придаётся частицам при помощи высокоскоростного воздушного потока, создаваемого производительным винтовым компрессором. При соударении с поверхностью, кинетическая энергия частиц абразива преобразуется частично в энергию деформации, частично тратится на нагрев, частично преобразуется в звуковые волны. Деформируется как сама частица абразива (сминается либо раскалывается), так и часть очищаемой поверхности (субстрат) — из обрабатываемой поверхности выбиваются частицы старого покрытия, прокатной окалины, ржавчины и прочих загрязнений (собственно, это и есть цель обработки), а также частицы самого субстрата — металла, бетона или другой поверхности (этот эффект позволяет создать нужный профиль поверхности). В следующий момент, энергия деформации частично преобразуется в кинетическую энергию движения частиц абразива и субстрата — частицы рикошетят от поверхности.

Чем выше изначально кинетическая энергия абразивных частиц — тем бóльшая будет произведена работа по очистке поверхности. Формула кинетической энергии:

K = (m•V 2 ) / 2, где m — масса, V — скорость.

Из этой формулы можно понять, что для увеличения производительности работ по очистке выгоднее всего увеличивать скорость потока абразивных частиц (потому, что зависимость от скорости квадратична). Скорость потока частиц в абразивовоздушной смеси (без сокращения диаметра сопла) можно увеличить надежным способом: увеличив производительность (количество литров воздуха в минуту) компрессора (не путать с давлением компрессора). Также, конструкция сопел с трубкой Вентури позволяет несколько увеличить скорость потока, при этом снизив давление частиц на стенки сопла. Массу частиц можно увеличить, взяв фракцию покрупнее, но это может негативно сказаться на скорости абразивовоздушного потока. Теоретически, судя по формуле, увеличение производительности компрессора в два раза, при постоянном расходе абразива, увеличивает кинетическую энергию частиц в четыре раза, что должно значительно поднять скорость очистки поверхности. Подробнее, про производительность системы очистки можно узнать здесь.

Схема пескоструйного аппарата напорного типа

Порядок работы с пескоструйным аппаратом напорного типа

1. Абразив засыпают через встроенное сито в бункер.

2. Оператор-пескоструйщик облачается в СИЗ, берёт в руки абразивный рукав с соплом, направляет его в сторону обрабатываемой поверхности. При этом в шлем подаётся очищенный воздух.

3. Напарник открывает верхний кран подачи воздуха — сжатый воздух под давлением от 5 до 12 атмосфер, пройдя очистку от влаги, масла и посторонних частиц, нагнетается в верхнюю часть бака.

4. Затем открывают нижний клапан подачи воздуха — воздух направляется в абразивоструйный рукав. В то же время, абразив из бака, под воздействием созданного давления, проходя через вентиль-дозатор абразива, расположенный в нижней части бака, поступает в абразивный рукав, смешиваясь с воздушным потоком и образуя абразивовоздушную смесь. Обычно дозатор представляет собой шиберный кран, поскольку в шаровом кране абразивный поток идет по сложной траектории, в связи с чем кран быстро изнашивается, часто заклинивает и не дает возможности точной регулировки потока абразива. Для дроби применяется дозатор особой конструкции, основанной на прижимном механизме.

5. Абразивовоздушная смесь на высокой скорости поступает по абразивному рукаву и выходит из сопла, изготовленного с применением особо прочных износостойких материалов, таких как карбид бора, карбид кремния или карбид вольфрама. Максимальный разгон потока – до 650 м/с – возможен за счет использования сопел с каналом Venturi.

6. Оператор, полагаясь на свой опыт, визуально определяет состав абразивовоздушной смеси и условными сигналами сообщает напарнику, необходимо ли добавить или же уменьшить количество подаваемого абразива.

7. Напарник плавно перемещает заслонку дозатора для получения оптимальной смеси.

8. Производится, собственно, очистка поверхностей.

9. В идеале, работу заканчивают полностью вырабатывая абразив из бункера. Это дает возможность не закрывать дозатор по окончании работ (а значит сохранить его ресурс), а также исключает отсыревание остатков абразива.

Что нужно для эффективной работы по пескоструйной очистке

1. Грамотно собрать всю систему из подходящих компонентов, начиная от компрессора и заканчивая соплом, чтобы минимизировать потери производительности на каждом участке системы.

2. Подобрать правильный фракционированный сухой, подходящий в данном конкретном случае абразив. Это может быть купершлак, никельшлак, колотая / литая дробь, стеклянные микросферы и другие. От характеристик абразива во многом зависят получаемый профиль (рельеф) поверхности, итоговая адгезия покрытия, качество очистки в целом, удобство и скорость работы.

3. Убедиться в качестве и количестве подаваемого воздуха. Сжатый воздух должен быть достаточного объёма, максимально очищен от влаги, масла и иных примесей.

4. Изучить методику работы с соплом, в частности: следует подобрать и сохранять постоянными расстояние до обрабатываемой поверхности и угол атаки по отношению к этой поверхности.

5. Не экономить на средствах индивидуальной защиты, ведь здоровье дороже.

Охрана труда

Нужно понимать, что любая абразивоструйная система — комплекс довольно сложного технологического оборудования и объект повышенной опасности, требующий строгого соблюдения техники безопасности, применения серьёзных средств индивидуальной защиты, обучения работе с этим оборудованием, немалых денежных вложений.

Некоторые мастера, узнав ценник на комплект такого оборудования, принимают решение соорудить пескоструйный аппарат своими руками из газового баллона и сопла из автомобильной свечи. Считаем своим долгом предупредить, что это не так-то просто и безопасно, как может показаться. Сосуд под давлением в 12 бар (атмосфер), в который ещё и засыпан твёрдый острый абразив представляет серьезную угрозу здоровью и жизни находящихся поблизости людей, так как разгерметизация бака в процессе работы очень опасна. Даже в штатном режиме работы абразивовоздушная смесь весьма опасна: отвлечение внимания, секундная потеря контроля над абразивным рукавом может привести к трагическим последствиям для оператора. Внезапная разгерметизация некачественного рукава не менее опасна.

В чём опасность пескоструйного метода?

Применение песка в качестве абразива при сухой очистке представляет собой серьезный риск для здоровья: дело в том, что кварцевый песок, при соударении с поверхностью, разбивается в мелкодисперсную пыль (5-10 микрон), которая продолжительное время находится в воздухе и, попадая в легкие, никогда уже не выводится из организма, накапливается и может вызвать силикоз легких — тяжелую профессиональную болезнь пескоструйщика. Кроме того, кристаллический диоксид кремния в форме кварца признан канцерогенным фактором — повышена смертность от рака легкого у рабочих, подвергающихся ингаляционному воздействию кристаллического оксида кремния. Причём эту пыль не способны полностью отфильтровать ни один респиратор. От кварцевой пыли надежно защищает только шлем пескоструйщика, с внешней принудительной подачей очищенного воздуха. Воздух для дыхания оператора в этот шлем подается от специального фильтра-редуктора. Применение песка для сухих абразивоструйных работ запрещено в России с 2003 года.

Подводя итоги, независимо от того, планируете ли вы приобретать аппарат промышленного производства, либо будете изобретать собственный пескоструйный аппарат, призываем вас внимательно изучить вопросы безопасности, обозначенные в данной статье, не пренебрегать действенными средствами индивидуальной защиты, техникой безопасности и методикой работы. Здоровье, в любом случае, дороже любого аппарата. Если после прочтения статьи какие-то моменты остались неясны — звоните, ответим на вопросы.

Эффективной и безопасной вам работы!