История:
Патент на метод пескоструйной очистки был выдан 18 октября 1870 в США, немного позже в этом же году аналогичный патент был выдан в Великобритании. Его автором является американский изобретатель английского происхождения Бенджамин Чу Тилгман (Benjamin Chew Tilghman).
По легенде, идея этого уникального изобретения пришла американскому генералу и изобретателю Бенджамину Чу Тилгмену, когда он, увидел, как в пустыне под действием ветра песок оставляет следы на стекле.

 

 

Технология:
Необходимым условием для обеспечения эффективной очистки различных поверхностей является: качественное современное оборудование, профессионализм и мастерство операторов, и жесткий контроль качества.
основными компонентами системы абразивоструйной очистки являются:
1)компрессор;
2)струйный аппарат;
3)абразив
Мощность компрессора должна быть достаточной для того чтобы обеспечит необходимое давление и переместить абразив из аппарата на поверхность которая подвергается обработке.
В абразивоструйный аппарат засыпается абразивный порошок и подается в воздушный поток, на его пути которого не должно быть ни каких препятствий. Регулируя силу сжатого воздуха можно достигнуть желаемого результата обработки поверхности. Эффективность движения воздуха из компрессора на очищаемую поверхность играет огромную роль в процессе очистки. Если будет существовать какая-нибудь помеха хотя бы в одном элементе то продуктивность целой системы может быть значительно снижена.
При выполнении работ по пескоструйной очистке Подрядчики часто не рассматривают вероятность того что абразивоструйный аппарат сможет каким-то образом подачу воздуха и поток абразива. Но на деле все обстоит иначе воздух под большим давлением не может проходить через фитинги малого диаметра в том же объеме, как при фитингах большого диаметра.
Абразивоструйный аппарат должен равномерно дозировать абразив в поток воздуха.
Иногда монтаж фитингов, производится таким образом что создается ограничение потока воздуха, и дозирующие клапаны, сокращают воздушный в два раза.В итоге подрядчики не могут понять, почему снизилась производительность. Чтобы таких проблем не случалось необходимо выбрать аппарат с фитингами, трубками и клапанами большого диаметра, которые нужно подсоединить к шлангу для подачи воздуха и соплу тоже большего диаметра.

 

Абразив это очень важный элемент в системе абразивоструйной очистки.
От используемого абразива зависит качество очистки поверхности. Абразив необходимо выбирать соответствующей формы, твердости, размера, состава и плотности.
Некоторые подрядчики выбирают неподходящий абразив что приводит к перерасходу средств, нарушению слоя окраски, и в конечном счете выполнение повторной очистки становится неизбежным
При пескоструйной очистке поверхности необходимо тщательно подбирать материал и размер его частиц это необходимо для того, чтобы обеспечить наилучший результат по скорости очистки и экономической эффективности работ.
Очистка поверхности – это удаление загрязняющих веществ. Отделочная обработка -это процесс по совершенствованию внешнего вида продукции, поэтому этот процесс сильно отличается от процесса подготовки поверхности.
Очистка с использованием в качестве абразивного материала керамических или стеклянных шариков дает возможность создавать матовую поверхность и рельеф.
Абразивоструйная очистка улучает внешний вид продукции удаляя различные пятна, отложения, коррозию. Некоторые материалы дают возможность делать внешний вид поверхности более однородным.

 

Технические условия по подготовке поверхности

Плохая очистка стальной поверхности становится причиной разрушения антикоррозионного покрытия. производители ЛКМ лакокрасочных материалов прекрасно это понимают и поэтому они детально излагают требования по подготовке поверхности перед нанесением их материалов, если требования по подготовке поверхности нарушаются, гаратия на материалы может быть аннулирована

Профиль поверхности

Производители лакокрасочных материалов проводят испытания лакокрасочных покрытий,
В результате испытаний было обнаружено, что для абсолютной защиты субстрата и наилучшей адгезии и перед нанесением антикоррозионного покрытия необходимо обеспечить соответствующий профиль.
Частицы абразивного материала образуют на поверхности стали небольшие пики и углубления. Глубина этого профиля напрямую зависит от типа, размера, давления воздуха, твердости абразива, расстояния и угла наклона сопла к очищаемой поверхности.

Когда профиль превышает допустимый уровень, то пики проявляются над поверхностью покрытия, приводя к его разрушению.
Если создан глубокий профиль то при нанесении защитного покрытия его неизбежно придется выравнивать для этого будет необходимо увеличить слой лакокрасочного покрытия что приведет к увеличению себестоимости выполняемых работ.
Профиль выражается в милах, микронах и миллиметрах.
1 мил =1/1 ООО дюйма.
25 микрон = 1 мил.
25, 4 миллиметра = 1 дюйм.
39 мил - 1 миллиметр.

 

 

 

На глубину профиля влияют множество факторов: отклонение в давлении воздуха, расстояние до поверхности, угол наклона сопла и др.
Небольшой профиль можно достигнуть если соблюдать следующие условия:
Уменьшить давление воздуха или увеличить расстояние сопла от обрабатываемой поверхности.
При большом угле отклонения сопла будет осуществляться лишь поверхностная обработка без сильных пиков и углублений.
Для абразивоструйной обработки стали угол наклона сопла к должен быть 80-90 градусов.
Для определения глубины профиля поверхности необходимо использовать специальные измерительные приборы это нужно для того, чтобы документально подтвердить соответствие данного профиля заданному. Если тщательно контролировать глубину профиля поверхности то можно избежать дорогостоящей вторичной обработки.

Степени очистки

 

Степени очистки поверхности и требования к качеству подготовки металлической поверхности детально представлены в ГОСТ 9.402-80 «Покрытия лакокрасочные. Подготовка металлических поверхностей перед окрашиванием».
В документе выделяются четыре основных степени очистки поверхности металлов от окалины и продуктов коррозии:

  1. - окалина и ржавчина не обнаруживаются при осмотре с 6-кратным увеличением;
  2. - окалина, ржавчина, пригар, остатки формовочной смеси и другие неметаллические слои; при осмотре не обнаруживаются невооруженным глазом
  3. - не более чем на 5% поверхности имеются пятна и полосы плотно сцепленной окалины и литейная корка, видимые невооруженным глазом. На любом из участков поверхности изделия окалиной занято не более 10% площади пластины 25x25мм;
  4. - с поверхности удалены ржавчина и отслаивающаяся окалина.

Этим степеням подготовки поверхности в основном соответствуют степени Sa3, Sa 2 '/2, Sa 2, Sal, устанавливаемые международным стандартом ISO 8501-1: 1988: «Подготовка стальной основы перед нанесением красок и подобных покрытий. Визуальная оценка чистоты поверхности. Степени коррозии и степени подготовки непокрытой стальной основы после полного удаления прежних покрытий».
SSPC («Исследователи защитных покрытий») (США) Эта организация установила пять степеней очистки при абразивоструйной обработке,
Классификация от полного удаления всех загрязняющих веществ до удаления только остаточных материалов с поверхности: очистка до «белого металла», очистка до «почти белого металла», коммерческая очистка, промышленная очистка, поверхностная очистка. Эти стандарты могут быть пересмотрены и исправлены. Но, несмотря на все это, они используются, как основные принципы.

Очистка до «белого металла» - это очистка, видимая без увеличения. Это поверхность до «белого металла» представляет собой поверхность, с которой удалены все видимые загрязнения: ржавчина, вторичная окалина, краска и др. Такая очистка обычно требуется при нанесении сложных покрытий (цинкосодержащие краски) на поверхности, которые подвергаются агрессивному воздействию среды – например: морские буровые установки, химические установки, мосты над водой с повышенным содержанием соли.
Очистка до «почти белого металла» - это очистка, видимая без увеличения. Это поверхность, очищенная от всех типов видимых загрязнений (ржавчины, вторичной окалины, краски др.). Такой вид очистки очень похож па очистку до «белого металла». Отличие заключается в том, что на очищаемой поверхности допустимо не более 5% загрязнений. Этот вид очистки применяется при использовании покрытий на стальной поверхности, подвергающейся воздействию жесткой среды и интенсивному использованию.
Коммерческая очистка - это очистка, видимая без увеличения. Поверхность очищается от грязи, вторичной окалины, пыли, окалины нефтепродуктов, смазочных материалов, продуктов коррозии и др. При этой очистке на поверхности допускается не более 33% загрязненных участков, пятен ржавчины, вторичной окалины, старых покрытий.
Промышленная очистка - допускается до 10% ржавчины, вторичной окалины, и остатков покрытия, если они распределены равномерно.

Поверхностная очистка - видимая без увеличения. Поверхность, обрабатывается таким образом, что может содержать остатки, ржавчины, вторичной окалины пли старого лакокрасочного покрытия. Обнажать металл нет необходимости, если субстрат состоит из неповрежденного покрытия. Такой метод приемлем для поверхностей, не подверженных воздействию агрессивной окружающей среды
Несовместимые покрытия могут вызвать отслаивание. Там, где требуется коммерческая или поверхностная очистка, необходимо убедиться в том, что новое покрытие совместимо со старым.

Фотографии иллюстрирующие четыре существующих состояния стальной поверхности и степени очистки каждой представлены Организацией SSPC. К существующим состояниям относятся: вторичная окалина, вторичная окалина и ржавчина, полная коррозия и коррозия с образованием углублений.
Организация (NACE) Национальная ассоциация инженеров-коррозионистов предложила набор металлических купонов которые служат в качестве образцов степеней очистки

Данные о степенях очистки и стандарты профессиональных организаций показаны в таблице:

 

Степень очистки

Стандарт SSPC

Стандарт NACE

Стандарт SIS (ISO 8501)

очистка до «белого металла»

SSPC-SP 5

NACE No. 1

SA-3

очистка до «почти белого металла»

SSPC-SP 10

NACE No.2

SA-2 'A

коммерческая очистка

SSPC-SP 6

NACE No.3

SA-2

промышленная очистка

SSPC-SP 14

NACE No.8

SA-1-1/2

поверхностная очистка

SSPC-SP 7

NACE No.4

SA-1

Между подрядчиками и инспекторами часто создается путаница в терминах, «белый металл» или «почти белый металл. Довольно трудно разобраться, так как очищенная стальная поверхность - всегда серого цвета, а не как не белого. Белый оттенок может появиться при очистке абразивом, имеющим светлую окраску. А абразив черного цвета создает темный оттенок поверхности.
Так как поверхность не «белая», некоторые неопытные инспектора не принимают работу. Поэтому еще до начала проведения очистки необходимо проинформировать контролера, каким абразивом планируется очищать, поверхность и выяснить у него, будет ли это влиять на оценку степени очистки поверхности.
операторы оборудования обязательно должны быть проинструктированы по стандартам подготовки поверхности. Не только для того, чтобы пройти контроль, а, для того, чтобы с уверенностью гарантировать, что антикоррозионное покрытие будет нанесено на качественно подготовленную поверхность.


2. АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Движение Абразивных материалов осуществляется благодаря компрессору, хранение и дозировка происходит посредством струйного аппарата, частицы перемещаются по рукаву и разгоняются с помощью сопла. Каждый элемент важен, но именно абразивы являются основным инструментом при выполнении работ.
Выбор абразива крайне важен для получения желаемого результата очистки. Если к этому вопросу подойти без должной ответственности есть большая вероятность получить некачественную отделку, что создаст помеху для выполнения всех работ и приведёт к необходимости повторной обработки которая.
Во многих случаях использование неподходящего абразивного материала является причиной некачественно нанесённого покрытия. Если абразив не предназначен для выполнения данного вида работ то даже самое лучшее оборудование не сможет гарантировать качественный результат.
Необходимо использовать только качественные абразивные материалы, предназначенные для струйной обработки. Применение материалов, добытых с берегов рек или каменоломен, скорее всего приведут к неприемлемому результату

Свойства

Виды абразивных материалов:
1) природного, происхождения;
2)производственного, происхождения;
3) из побочных продуктов.
К абразивам природного происхождения относятся: песок, кремень, гранат, цирконий и другие минералы.
Произведённые абразивы изготавливаются специально для струйной обработки. Это: колотая дробь, дробь литая, пшеничный крахмал, пластик, оксид алюминия, стеклянные шарики, карбид кремния и другие.
Материалы на основе побочных продуктов являются результатом производственных процессов. Среди этих материалов - шлак, (получается при выплавке металла или при производстве электроэнергии), и материалы из продукции сельского хозяйства, которые используются в пищевой индустрии.
В недалеком прошлом при проведении работ по очистке на открытом воздухе широко использовались дешёвые абразивные материалы, такие, как песок. Использовать абразивы содержащие более одного процента свободного кварца нельзя. Кварцевая пыль может привести к серьёзным заболеваниям органов дыхания. Для того чтобы избежать этого нужно использовать Рекуперируемый абразив. Рекуперируемые абразивные материалы, не образуют большого количества пыли так как содержат меньше свободного кварца.
Снизить затраты на абразивные материалы возможно при использовании прочных, подходящий для многократного использования, абразивных материалов.
Обеспечение эффективной регенерации обеспечивают современные средства такие, как абразивоструйные аппараты с замкнутым циклом, вакуумное оборудование для сбора материала и портативные средства ограничения распространения материала

 

Выбор соответствующей фракции гранул очень важен. Для удаления нескольких слоев краски, сильной коррозии или остатков цементного раствора используются крупные гранулы, они оставляют глубокий профиль. С помощью гранул среднего размера удаляются поверхностная ржавчина, неплотная краска или тонкий слой окалины. Небольшие гранулы идеальны для струйной обработки тонких металлических изделий, дерева, пластика и других чувствительных поверхностей они образуют неглубокий профиль
При работе крупными гранулами о квадратный сантиметр площади ударяется меньше частиц и поэтому не все зоны поверхности будут обработаны поэтому крупные гранулы не всегда чистят быстрее, чем маленькие, хотя и врезаются в поверхность глубже. Перед началом пескоструйной очитки необходимо протестировать абразивы разных фракции на небольших участках поверхности. После этого нужно измерить профиль чтобы выяснить, какой из них больше соответствует техническому заданию.
Используя рекуперируемые материалы необходимо регулярно пополнять рабочий объём для обеспечения соответствующей обработки и оптимальной производительности. Новый абразивный материал наносит однородный рельеф, но с каждым рабочим и регенерационным циклом частицы становятся меньше. Если этот процесс не контролировать, то это приведет к замедлению скорости очистки так как уменьшение размера частиц приведёт к уменьшению глубины профиля.
Для того чтобы этого избежать, оператор должен постоянно следить за качеством обработки поверхности и периодически добавлять абразивный материал. При таком методе размер гранул полученной рабочей смеси будет средним между размерами нового и уже использованного абразива. Не стоит пытаться повторно использовать одноразовые абразивные материалы, уже после первого цикла они превращаются в пыль.

Форма
Существует несколько разных форм абразивных материалов при использовании которых достигается разный профиль поверхности. Остроугольных частицы имеют неправильную форму, с острыми краями и гранями, это позволяет удалять старые покрытия и оставлять чёткие углубления и пики. Округленные частицы образуют ямки. Некоторые округлые материалы имеют продолговатую форму и оставляют на поверхности удлинённые: вмятины.
Остроугольные абразивные материалы сильно отличаются друг от друга существуют угловатые формы округлые и продолговатые: песок бывает круглый, продолговатый и угловатый. Морской и речной песок ввиду эрозионного воздействия воды - более округлый или продолговатый, Песок из карьеров - угловатый и обладает режущим действием.
Для удаления толстых слоев краски и коррозии лучше использовать остроугольные абразивы. Для удаления прокатной окалины и лёгких загрязнений более эффективны округлые материалы. Эти материалы используются с целью снятия напряжения поверхности при дробеструйном упрочнении, при этом образуется одинаково спрессованная поверхность, что усиливает металлы, подверженные напряжению.

 

Твёрдость
Очень важно понимать значение этой характеристики. Если абразив твёрже покрытия но мягче поверхности, то он удалит старое покрытие. Абразив оставит профиль на обрабатываемой поверхности если он будет твёрже субстрата. Если он окажется мягче субстрата, то он просто очистит грязь с поверхности без удаления покрытия.
Измерение твердости абразивного материала производится по шкале Мооса (за исключением стальных абразивов). Степень твёрдости определяется значениями от 1 до 10. показатель (1) означает, что материал мягкий как тальк, а (10) - твёрдый, как алмаз. Используемые в работе материалы имеют различную твёрдость - от мягких натуральных материалов до сверхтвёрдого карбида кремния.
Измерение дроби и стальная крошки происходит в Роквеллах по шкале С (и обозначаются Rc). Стальные абразивы и дробь варьируются от мягких, со значением 35 Rc, до твёрдых — 65 Rc.
Твёрдые абразивы целесообразней применять в сложных случаях - при удалении прокатной окалины и ржавчины, а мягкие абразивы хорошо подходят для очистки или снятия покрытий.
Плотность
Плотность абразивного материала это не самая главная его характеристика но ее роль существенно возрастает в случае когда плотность материалов, сходных по другим параметрам, сильно отличается. То есть чем плотнее материал, тем больше энергии каждая частица передаёт поверхности. Разница плотности песка и шлака составляет 2, 0 кг/л, разница между шлаком и колотой дробью достаточно значима - 2, 4 кг/л. При равных условиях более плотные частицы делают более глубокий профиль, а это не всегда желательно. Более плотные частицы лучше удаляют стойкие и твёрдые покрытия.

 

Ломкость
Ломкость – это хрупкость абразивных материалов, или их способность при ударе о поверхность крошиться на мелкие части. Материалы с большей ломкостью производят больше пыли и могут быть повторно использованы меньше раз.
Песок никогда не может быть повторно использован, это обусловлено присутствием кварца в его составе. Более 70% песка превращается в пыль при первом использовании. Кварц в свободном виде, образует очень опасные для здоровья частицы. Воздействие кварцевой пыли приводит к заболеванию — силикозу которое очень часто заканчивается летальным исходом.
Многие изготавливаемых абразивы или их побочные продукты могут быть повторно использованы ограниченное число раз. Это касается и некоторых природных абразивов, таких как гранатовая крошка и кремень. Такие абразивы как шлак от никелевого и медного производств пригодны к повторному использованию так как разбивается на более мелкие частицы. Стальная крошка наиболее устойчива и обладает наименьшей ломкостью может пройти 200 и более циклов.
Возможность рекуперации зависит от многих переменных, включая давление воздуха, твёрдость поверхности и эффективность оборудования. Степень ломкости, указанная в «Таблице сравнения абразивных материалов» в Приложении 2, приведена только для целей сравнения. Более точную информацию о возможности повторного использования необходимо запросить у поставщика абразивных материалов.

 

Наиболее распространённые струйные абразивы

Песок наиболее широко используется благодаря низкой стоимости, доступности, эффективности, но вместе с тем большое пылеобразование является его основным недостатком.
Всего лишь после первого цикла большая часть песка превращается в пыль. При струйной обработке кварцевым песком образуется мелкая кристаллическая кварцевая пыль, которая присутствует в воздухе на протяжении долгого времени и, как было доказано, представляет серьёзную угрозу для здоровья при её вдыхании.

Запрещается проводить обработку песком или любым другим абразивом, который содержит более 1% кварца в свободном виде.

 

 

НОВОСТИ
Новости RSM GROUP