Пескоструйная обработка (другое название — абразивная) — это один из самых высококачественных методов очистки металлических, каменных и остальных поверхностей. Эффект очистки является итогом множества микроударов частиц песка по поверхности, которая очищается.
При абразивной очистке твёрдые частицы подаются на рабочую поверхность при помощи кинетической энергии потока воздуха, который подается под значительным давлением. Пескоструйная обработка предоставляет возможность удалить с металлических поверхностей лаковые и красочные покрытия, ржавчину, окалину и пр. При проведении ремонтных работ со стен, состоящих из кирпича и других материалов, удаляет разрушенные участки, а также применяется перед покраской различных поверхностей.
Абразивный материал для пескоструя выбирается основываясь на множестве различных параметров: материал обрабатываемой поверхности, её состояние, площадь, фракция, форма частиц, химический состав абразивного материала.
Содержание
Виды абразивных материалов
Видов абразивных материалов для пескоструйной очистки, которые используются в мире, огромное количество, и перечислять их все, кажется нецелесообразным, поэтому стоит ограничиться самыми популярными и перспективными.
Кварцевый песок
Это наиболее широко распространенный вид материала, небольшая стоимость и повсеместная доступность которого, сделали его наиболее популярным для пескоструйной обработки.
Это материал, получаемый в результате измельчения и рассева так называемого молочно-белого природного кварца. После процесса дробления он проходит через сита и песок подвергается сортировке – таким методом получается песок фракционированный. Используется такая классификация по размерам фракции: пылевидный кварц – размер менее 0.1 миллиметра, песок – в пределах от 0.1 до 0.4 миллиметра, крупный песок – в пределах от 0.5 до 1.0 миллиметра, кварцевая крошка – свыше 1.0 миллиметра.
В сравнении с песком для пескоструйной обработки, которые имеет естественное происхождение, у белого кварцевого песка есть некоторые преимущества: однородность, мономинеральность, увеличенная межзерновая пористость. Благодаря большой сорбционной способности он обладает способностью выделять из воды марганец и железо, которые растворены в ней.
Но содержание кварца в несвязанной форме достаточно сильно ограничивает использование песка для пескострования, так как мелкокристаллическая пыль, которая возникает в результате разрушения частицы, наносит большой вред здоровью и может вызвать смертельно опасную и неизлечимую болезнь — силикоз. Во многих странах мира применение абразивных материалов, с удельным содержанием кварца в несвязанной форме более 1%, запрещается.
Применять кварцевый песок для пескоструйной работы возможно только при использовании специальных систем пылеподавления или в специально оборудованных камерах. Но во втором случае использование не очень целесообразно, так как из-за чрезмерного пылеобразования очень быстро засоряются фильтры очистки, понижается видимость у работающего оператора и вследствие большого расхода материала могут возникать дополнительные трудности с процессом утилизации отработанного абразива.
Самым обоснованным является использование кварцевого песка для очищения бетонных поверхностей с применением системы пылеподавления.
Расход такого песка при пескоструйной чистке является одним из самых значительных, причина кроется в его минералогических характеристиках.
Чаще всего заранее высчитать, какой будет расход песка для пескоструйки невозможно, так как, когда песок прежде не был подготовлен, промыт, высушен и фракционирован, то в процессе очищения непостоянное качество используемого материала будет приводить к значительному разбросу показателей расхода материала и скорости очистки поверхностей.
Купершлак и никельшлак
Эти абразивные материалы, которые получаются после переработки отходов медеплавильного и никелеплавильного производств. В отличие от песка, в своем составе содержат меньше 1% кварца в не связанном виде и могут использоваться для открытой пескоструйной обработки. Обладают более высокими показателями абразивной способности, уровня твердости и динамической прочности частиц и, как следствие этого, более малым уровнем пылеобразования, а также возможностью вторичного использования. Показатель удельной плотности отдельных частиц купершлака и никельшлака больше, нежели у песка, соответственно больше и масса частиц, что еще более повышает эффективность таких абразивов.
Более высокий уровень динамической прочности частиц дает возможность использовать (рекуперировать) никельшлак до трех раз, при этом степень запыленности при очистке намного меньше, чем у купершлака. Но показатель удельной плотности частиц никельшлака несколько менее, чем у купершлака, в итоге энергия воздействия, оказываемого на поверхность обрабатываемого предмета, немного снижается.
Гарнет
Этот материал еще называют гранатовым песком. Это абразивный материал минерального происхождения. Самыми крупными производителями являются такие страны как Чехия, Индия, ЮАР, а также и Австралия.
Как абразивный материал для пескоструйки, гарнет по своим свойствам намного превышает кварцевый песок, купершлак, а также никельшлак. Высокий уровень твердости и прочности частиц позволяют неоднократно использовать гранатовый песок для пескоструных работ.
Гранатовый песок в пескоструйке используется очень широко и самый большой эффект достигается при применении аппаратов беспылевой очистки.
Корунд
Другие названия — электрокорунд, оксид алюминия, диоксид алюминия — получаемый промышленным методом, кристаллический оксид алюминия. Он один из наиболее эффективных абразивных материалов, электрокорунд. У него очень большая абразивная способность, его твердость уступает алмазу только на 1 пункт.
Оксид алюминия как абразив достаточно часто применяется для проведения декоративных работ, таких как матирование стали и других поверхностей. Скорость пескоструйной очистки, с применением корунда, одна из наиболее высоких.
Металлическая дробь
Она может быть изготовления из чугуна и стали (колотая дробь). Это одни из самых экономически эффективных абразивов. Их большая стоимость в достаточной мере компенсируется неоднократным повторным использованием. Для использования колотой дроби можно указать лишь единственное ограничение — возможность сбора отработанного абразива для будущей рекуперации.
Главные характеристики при подборе абразивного материала
- Фракция — размер частицы абразивного материала. Деление абразивных материалов по фракциям осуществляют путем рассеивания на особых ситах, номер сита указывает на размер зерна. В документах на абразивный материал прописываются следующие параметры: предельная фракция, самая крупная фракция, базовая фракция, комплексная фракция и наиболее мелкая фракция и их соотношение в процентах. Фракционный состав материала находится чаще всего в интервале от 0,125 до 4 миллиметров и его выбор обладает особым значением при подборе абразива. Выбор фракции будет зависеть от материала поверхности, которая обрабатывается, диаметра сопла и используемого давления в аппарате.
- Твёрдость — способность абразива не подвергаться деструктивным процессам при вдавливании в него другого материала с более высокой твердостью, на специализированной установке. Степень твёрдости абразивного материала описывается по шкале твёрдости десятью классами, в качестве эталонов используется природный материал. К 1-му классу относят мягкие материалы, которые сопоставимы по твердости с тальком, ко 2-му — гипсу, 3-му классу — кальциту, 4-му классу — флюориту, 5-му классу — апатиту, 6-му классу — полевому шпату, 7-му классу — кварцу, 8-му классу — топазу, 9-му классу — корунду, 10-му классу — алмазу.
- Абразивная способность материала определяется площадью обрабатываемой поверхности за нормативный временной отрезок.
- Механическая стойкость — это свойство абразивных материалов выдерживать при использовании механические нагрузки, не подвергаясь разрушению. Она определяется уровнем прочности при сжатии, которая выводится экспериментальным путем, при помощи раздавливания зерна абразива, фиксируя, при этом, силу нагрузки во время начала его разрушения.
- Химическая стойкость — это возможность абразивного порошка не менять своих основных свойств при контакте с водой, а также с растворами щелочей, кислот и различных растворителях.
Следует не забывать, что при работе со всеми абразивными материалами, когда происходит столкновение с поверхностью, абразив постепенно разрушается до состояния пыли, смешиваясь с отходами поверхности, подвергаемой обработкой. Материал подается под значительным давлением и рикошетом разлетается в различные стороны, образуя взвесь из мелкой пыли, она постоянно оседает на всех поверхностях. В связи с вышеуказанным, при работе с абразивными материалами обязательно требуется применять средства индивидуальной защиты не только для кожных покровов, но и дыхательных органов.
Выбор песка для пескоструйной установки
- Корунд — один из самых прочных абразивов, с его помощью можно очистить даже сильно поврежденные ржавчиной поверхности металлов. Его возможно использовать повторно, что делает его использование наиболее эффективным в конструкциях беспылевой очистки, в специальных пескоструйных камерах или кабинах. Частицы корунда легче, чем металлическая дробь и чаще применяются в пескоструйных камерах инжекторного типа.
- Никельшлак и гарнет также дают возможность получить результат достаточного качества, но используются данные материалы нечасто, в основном из-за их большой стоимости.
- Использование купершлака (купрошлака) и никельшлака наиболее целесообразно при работе в открытых условиях, когда возможность сбора отработанного абразива для вторичного применения ограничена.
- Металлическая дробь. Наиболее точное фракционирование дроби предоставляет возможность получить в результате прогнозируемый и однородный профиль рабочей поверхности (насечку), что хорошо влияет на адгезию, позволяет избежать перерасхода лакокрасочного материала при окраске и повышает качество защитного слоя.
- Чугунная и стальная дробь хорошо подойдут для удаления окалины с металла, очищения и подготовки поверхности под окраску. Самая большая эффективность при очищении металла чаще всего достигается, если применяется стальная колотая дробь.
- Расход частиц на 1м² при дробеструйной очистке один из самых низких. Самый большой экономический эффект дробь может дать при использовании в конструкциях беспылевой очистки и дробеструйных камерах. Использование чугунной и стальной дроби для пескоструйной/дробеструйной очистки позволяет достичь самой низкой себестоимости поверхности, которая очищается.
- Кварцевый песок — это один из наиболее доступных вариантов абразива. Этот материал характеризуется невысокой стоимостью, он дает возможность обрабатывать поверхности из разных видов металла.
Необходимо помнить о том, что кварцевый песок для пескоструйного оборудования обладает существенным недостатком. Мелкодисперсная пыль очень вредна для здоровья человека, поэтому в определенных условиях возможность применения кварцевого песка существенно ограничена.
Самостоятельное изготовление абразивного материала
Стоимость песка для пескоструйного оборудования достаточно большая, именно поэтому народные умельцы зачастую сами изготавливают абразивную смесь сами.
Для этого производятся следующие операции:
- Сначала высушивается белый гравийный песок, который имеет мелкую фракцию.
- С помощью сита, с наименьшим размером ячейки, подготовленный материал просеивается, выбрасываются крупные включения.
- Полученный мелкодисперсный состав еще раз тщательно высушивается.
Если такой способ экономии неприемлем, нужно быть готовым отдать не меньше 20 рублей за килограмм материала.
Формирование цены абразивных материалов
Цены на материалы для пескоструя формируются в зависимости от многих факторов, таких как вид материала, способа производства, методов и качества очистки, страны производства, покупаемых объемов и т.д.
Но условно стоимость, в сравнении по видам, можно разделить следующим образом: кварцевый песок — стоимость низкая; купершлак и никельшлак — средняя; гарнет, корунд, чугунная колотая дробь и стальная колотая дробь — высокая.
