Пескоструйная обработка металлических поверхностей. Что такое пескоструйная очистка: оборудование и цены

В наши дни пескоструйную обработку поверхностей производят с помощью льда, стекла и стали. В чем суть технологии и для чего ее применяют?

• 1 из 1

На фото:

Однажды, находясь в пустыне, генерал Бенджамин Чу Тилгмен заметил интересную вещь. При сильном ветре песчинки ударялись об оконное стекло и оставляли на нем что-то вроде гравировки. Вернувшись домой, в Соединенные Штаты, Тилгмен запатентовал технологию пескоструйной обработки и открыл свою компанию. Было это еще в XIX веке. С тех пор технология претерпела изменения, но основной принцип остался прежним.

Как это делают?

Пескоструйная обработка определяется как «обработка поверхности путем повреждения». Но зачем же портить хорошую вещь? Ответов может быть несколько. Например, чтобы придать ей своеобразный вид - украсить, как и подумалось генералу, подобием гравировки. Или искусственно «состарить», ведь это сейчас так модно. Или сделать более безопасной в использовании - это касается, в частности, плитки для пола.

• 1 из 3

На фото:

При оттделке этих оригинальных журнальных столиков и светильников использовали пескоструйную технологию.

Первое время на поверхность материала просто сыпали песок, который круговыми движениями крошили с помощью плиты, создавая шероховатости. Позже изобрели пескоструйные агрегаты, распылявшие просеянный песок. Это было вредно для рабочих, у которых из-за вдыхания песчаной пыли появилось профессиональное заболевание - силикоз. Теперь в качестве абразива вместо песка используют стеклянные шарики, стальную дробь, синтетические материалы и даже сухой лед! То есть, название «пескоструйная обработка» уже не соответствует сути технологии. Правильнее было бы называть ее абразивоструйной, но этот термин как-то не прижился.

Что обрабатывают?

Стекло. Пожалуй, чаще всего мы видим обработанные пескоструем стекла и зеркала. Они используются в дизайне стен, перегородок, душевых кабин , витрин, дверей, столов, шкафов. В общественных местах ее используют для написания на двери или зеркале названия заведения или нанесения фирменной символики.

• 1 из 3

На фото:

Очень часто пескоструйную обработку применяют для дизайна стеклянных дверец и межкомнатных дверей. Снимая частицы стекла на разных уровнях, можно получить и объемный рисунок.

Слой стекла снимается в определенных местах - получается матовый рисунок. Если снять частицы стекла на нескольких уровнях, получится объемное изображение. Для воспроизведения определенного рисунка используется трафарет. Легче обрабатывать большие плоские предметы, так как маленькие трудно как следует закрепить. Характер изображения зависит от глубины обработки и зернистости абразива.

Дерево и металл. Древесину обрабатывают для того, чтобы придать ей состаренный вид, а иногда с помощью пескоструйной технологии на деревянную поверхность наносят рельефный рисунок.

Рельефный рисунок древесины можно получить с помощью пескоструйного аппарата.

Используют для этого, как правило, дуб и древесину хвойных пород - ель, лиственницу.

При обработке металла тоже преследуют чисто декоративную цель: поверхность становится матовой и фактурной.

• 1 из 3

На фото:

Пескоструйным методом обрабатывают и металлические части мебели для получения матовых фактурных поверхностей.

Камень. Во-первых, на обработанной пескоструем рельефной поверхности меньше заметны царапины. Это важно и для столешницы, и для стен, и для пола - для всех зон, где могут быть использованы каменные плиты. На плитке с негладкой поверхностью труднее поскользнутся, что актуально для кухонь и ванных комнат .

Есть ли альтернатива?

Нужно ли говорить, что пескоструйная обработка - процесс хлопотный и недешевый? Поэтому ему придумали замену. Как и любое изображение, рельефный рисунок можно заменить… правильно, наклейкой. Клеящуюся пленку, имитирующую обработанную шершавую поверхность, используют, когда речь идет о прозрачном материале - стекле. Появилось даже понятие sandblast effect - имитация пескоструйного матирования. У этой технологии есть свои преимущества: она дешевле, к тому же, пленки можно делать фактурными и цветными.

Комментировать в FB Комментировать в VK

Также в этом разделе

На строгий европейский взгляд американские интерьеры отличаются безудержной эклектичностью. Однако и в ней есть определённые принципы, позволяющие создать уютный дом с яркой индивидуальностью.

Искусственно состаренная мебель в отличие от антикварной вполне доступна, почему и пользуется большой популярностью. Однако мало кто знает, какие техники применяются для состаривания древесины.

Пескоструйная обработка

Пескоструйная очистка/обработка каменной стены

Абразивоструйный аппарат (сверху крышка-сито для фракционирования абразива)

Передвижной дизельный компрессор используется при абразивоструйной очистке для получения движущей силы - воздуха

Абразивоструйная очистка металлических конструкций

Пескоструйная очистка

Пескостру́йная обрабо́тка - холодная абразивная обработка поверхности камня , стекла , металлических изделий или зубов путём повреждения её поверхности песком или иным абразивным порошком, распыляемым потоком воздуха, а при гидроабразивной обработке - струёй воды или иной жидкости. Впервые запатентован американцем Бенджамином Чу Тилгманом (1821-1901) в 1870 году (патент США 104408) .

Технология

При абразивоструйной обработке абразивные частицы ускоряются из абразивоструйного аппарата при помощи энергии сжатого воздуха. Для того чтобы посредством абра­зивных частиц и сжатого воздуха обеспечить эффективную очистку, требуется профессиональное мастерство, высокок­лассное оборудование и контроль качества. Каждый элемент влияет на результат работы всей системы. При очистке ненужные материалы удаляются, поверх­ность материала упрочняется и становится подготовленной для нанесения покрытий. При помощи абразивоструйной очистки с металлических конструкций удаляют старую краску, ржавчину и другие за­грязнения. Кроме того, при струйной очистке удаляется вто­ричная окалина , которая образуется на новой стали.

Угловатые частицы абразива придают шероховатость по­верхности и создают профиль, или насечку . Большинство производителей красок указывают, каким должен быть про­филь, чтобы обеспечить эффективное нанесение их продук­ции.

При определении точной степени удаления ржавчины и очистки стальной поверхности перед покраской использует Международный стандарт ISO 8501-01-1988 и ISO 8504-1992. ISO 8501-01 употребляется по окалине. Это означает следующие уровни заражения ржавчиной:

• А - стальная поверхность в большой степени покрытая окалиной, но в незначительной степени или совсем не затронута ржавчиной.
• Б - стальная поверхность, которая начала ржаветь и с которой окалина начала осыпаться.
• С - стальная поверхность, с которой окалина отвалилась и откуда она может быть удалена, но с лёгким видимым питтингом (точечная коррозия).
• Д - стальная поверхность, с которой окалина отвалилась, но с лёгким питтингом, видимым невооружённым глазом.

Степени предварительной подготовки поверхности Стандарт ISO определяет семь степеней подготовки поверхности. В спецификациях часто употребляются следующие стандарты: Подготовка поверхности вручную и с помощью электроинструментов: скобление, зачистка проволочными щётками, механическими щётками и шлифовка - обозначается буквами «St».

• ISO-St1. Обработка вручную и электроинструментами

Прежде, чем начать очистку вручную или электроинструментами, толстые слои ржавчины должны быть удалены способом обрубки. Видимые загрязнения от масла, жира и грязи тоже должны быть удалены. После очистки вручную и электроинструментами, поверхность должна быть очищена от отслаивающейся краски и пыли.

• ISO-St2. Тщательная очистка вручную и электроинструментами

При поверхностном рассмотрении невооружённым взглядом, подложка должна выглядеть очищенной от видимых следов масла, жира и грязи и от плохо прилегающей окалины, ржавчины, краски и посторонних веществ.

• ISO-St3. Очень тщательная очистка вручную и электроинструментами

То же самое, что и для St2, но подложка должна быть очищена намного более тщательно, до появления металлического блеска.

• ISO-Sa. Пескоструйная очистка

Подготовка поверхности способом пескоструйной обработки обозначается буквами "Sa". Прежде, чем приступить к пескоструйной очистке, толстые слои ржавчины должны быть удалены методом обрубки. Видимые масляные, жировые загрязнения и грязь тоже должны быть устранены. После пескоструйной обработки подложка должна быть очищена от пыли и мусора.

• ISO-Sa1. Лёгкая пескоструйная очистка

При проверке невооружённым взглядом поверхность должна выглядеть зачищенной от видимых масляных, жировых пятен и грязи и от окалины с плохим прилеганием, ржавчины, краски и других посторонних веществ.

• ISO-Sa2. Тщательная пескоструйная очистка

При проверке невооружённым взглядом поверхность должна выглядеть зачищенной от видимых масляных, жировых пятен и грязи и от большей части окалины, ржавчины, краски и других посторонних веществ. Каждое остаточное загрязнение должно иметь плотное прилегание.

• ISO-Sa2,5. Очень тщательная пескоструйная очистка

При проверке невооружённым взглядом поверхность должна выглядеть зачищенной от видимых масляных, жировых пятен и грязи и от большей части окалины, ржавчины, краски и других посторонних веществ. Все остаточные следы заражения должны проявляться только в форме едва заметных пятен и полос.

• ISO-Sa3. Пескоструйная очистка до визуально чистой стали

При проверке невооружённым взглядом поверхность должна выглядеть зачищенной от видимых масляных, жировых пятен и грязи и от большей части окалины, ржавчины, краски и других посторонних веществ. Поверхность должна иметь однородный металлический блеск.

Основные области применения

• очистка металлических заготовок от окалины , старой краски, ржавчины и других за­грязнений
• обезжиривание металлических заготовок перед окраской, газотермическим напылением , гальванотехническими и т. п. операциями
• очистка арматуры электровакуумных приборов перед сборкой и откачкой баллона
• декоративное матирование стекла
• создание декоративной "шероховатости" поверхности

В последнее время пескоструйная обработка часто используется для создания шероховатости поверхностей. При очистке и ремонте старых кирпичных кладок сохраняется декоративный вид, а новые деревянные поверхности при помощи воздуха и песка могут приобрести в качестве эффекта "старый", "изношенный" вид.

Исторически в пескоструйной обработке использовался обыкновенный песок, промытый и просеянный до однородной фракции . Силикатная пыль, образующаяся при дроблении песчинок об обрабатываемую поверхность, - причина профессионального заболевания - силикоза . Поэтому при пескоструйной обработке в стационарных условиях обязательна эффективная вытяжка и вентиляция , в условиях строительства - ношение респираторов .

Помимо песка, в качестве абразива может использоваться стальная дробь , cтеклянные шарики, корундовый порошок и другие синтетические абразивы.

Современные технологии пескоструйной обработки используют следующие технологии:

• газодинамической очистки с разгоном абразива в реактивной струе до скорости в 300 м/с
• гидроструйная очистка потоком воды с различным давлением (от 100 до 7500 бар)
• гидроабразивная очистка потоком воды с различным давлением несущем в себе абразив и/или ингибитор
• очистка сухим льдом

Все современные лакокрасочные материалы требуют обязательной пескоструйной обработки поверхности для придания ей шероховатости и снятия загрязнений. Пескоструйная обработка продлевает срок службы покрытий до шести раз, что позволяет значительно сэкономить на капитальном и текущем ремонтах металлоконструкций.

Пескоструйная обработка (точнее – абразивоструйная, см. далее) наиболее доступный способ очистки сильно загрязненных поверхностей деталей из твердых материалов. Производительность пескоструйной обработки, или попросту пескоструйки, позволяет одну и ту же установку использовать для обработки как очень больших, так и малых деталей сложной формы, см. рис. справа ниже. Пескоструйное матирование силикатного стекла, в т.ч. художественное, многократно производительнее ручного, дает более качественный результат, но в то же время гораздо безопаснее химического. В этой статье приводятся сведения о том, как сделать аппарат для абразивоструйной обработки – пескоструй своими руками и правильно им пользоваться с соблюдением ТБ: пескоструйка, при всех своих достоинствах, все-таки очень вредный производственный процесс.

Начальные условия

Принцип абразивоструйной обработки – в сильную струю воздуха или водо-воздушной взвеси (см. далее) вводятся частицы абразива. В струе они и разгоняются до скорости в несколько сотен км/ч, и закручиваются. Если направить такую струю на деталь, воздействие абразива на ее поверхность будет по силе сравнимо с таковым жесткого абразивного инструмента, но много «мягче»; абразивная струя растекается по обрабатываемой поверхности и обработка происходит практически без нарушения ее конфигурации. Матирование твердых материалов абразивоструйным способом возможно с использованием абразивов равной с обрабатываемым материалом твердости и даже несколько меньшей. Вы никогда не задумывались, как пилят, гранят и шлифуют алмазы? Алмазным порошком. Но в том и другом случае образуется большое количество абразивной пыли, губительно действующей буквально на все, живое и неживое, естественное и рукотворное. Поэтому пескоструйный аппарат своими руками мало; в конце концов это не так уж сложно, см. далее. Однако прежде нужно, во-первых, ознакомиться с основами правил ТБ для абразивоструйной обработки. Во-вторых, определиться, для каких целей вам необходим пескоструй и доступно ли необходимое для его запуска дополнительное оборудование – воздушный компрессор или автомобильный либо бытовой моечный аппарат. В-третьих, вспомнить, есть ли у вас гараж или мастерская, либо уже оборудованная под пескоструйку, либо пригодная для такого переоборудования. Оно несложно, но без него пользоваться пескоструем значит гробить себя. И, наконец, если вы предполагаете вести пневмопескоструйную обработку, то посмотрите, есть ли в гараже/мастерской место под установку пескоструйной камеры, см. далее.

Техника безопасности

Описания вредного действия абразивной пыли на все вообще занимают тома. Нормативные документы, регламентирующие порядок производства абразивоструйных работ и правила ТБ для них – тоже. Поэтому, чтобы понять суть, из которой все это вытекает, будем познавать в сравнении. Тем более, что пневмопескоструйный пистолет сейчас можно купить едва ли не в каждом инструментальном магазине или сделать собственноручно, см. далее.

Пескоструйные работы могут производиться на выделенных производственных площадках, в специально оборудованных для данной цели помещениях и камерах, см. далее. Пескоструйная обработка бывает пневмо, или сухая и гидро, или влажная. Гидропескоструйка меньше пылит, но сильнее импрегнирует обрабатываемую поверхность абразивом, см. далее. Абразивный порошок при гидропескоструйной обработке быстро теряет качество и чаще всего используется однократно; абразив после пневмопескоструйки в камере (см. далее) может быть после простейшей очистки использован повторно.

Амуниция пескоструйщика на площадке похожа на скафандр тертого космического волка из старой фантастики, поз. 1 на рис. Сходство усиливается тем, что в шлем с накидкой-пелериной наддувается воздух для предотвращения попадания в него абразивной пыли – ее действие на организм через кожу не менее губительно, чем через органы дыхания.

Пескоструйщик в спецпомещении может работать в обычной робе и мягком шлеме, но также обязательно с наддувом и пелериной, поз. 2. Гидропескоструйка в спецпомещении может производиться с использованием обычных СИЗ (поз. 3), также как и пневмопескоструйка в камере – при условии, что на данном предприятии не является основным производственным процессом и производится не более 1,5-2 час в смену. А вот отважным молодым людям на поз. 4 и 5 как раз и следовало бы кое-что кое с чем сравнить.

Пескоструйщики на производстве пользуются такими льготами (пределы – в зависимости от местного законодательства):

• Ставка по тарифной сетке – на 1-2 разряда выше, чем у «невредников».
• К ней – доплата за вредность 25-100%
• После 5-20 лет работы – пожизненное медстрахование за счет работодателя или госслужб.
• Сокращенная смена, 4-6 час.
• Увеличенный ежегодный оплачиваемый отпуск, 30-45 календарных суток.
• Возможность выхода на пенсию в 40-50 лет при условии непрерывного стажа по данной специальности.
• Начет рабочего стажа на пескоструе для исчисления пенсии – год за 1,5 или 2.

И это в теперешнем мире, где во многих донельзя демократических государствах узаконены МРОТ меньше прожиточного минимума, 6-дневная рабочая неделя, 10-12 часовой рабочий день и оплачиваемый отпуск раз в 2-3 года на 10-15 суток! И при всем этом из пескоструйщиков-ветеранов на пенсии доживают до 60 единицы! Подумайте.

Камера и помещение

Загромождать статью сведениями о правилах размещения и оборудования площадок и ангаров для пескоструйки смысла нет – в домашне-гаражных условиях они невыполнимы. Если уж вы решили сделать пескоструйный аппарат, у вас на выбор 2 варианта: для сухой обработки – пескоструйная камера; для мастерской/гаража с ней и гидропескоструя – помещение с приточно-вытяжной вентиляцией (ПВВ).

Пескоструйная камера представляет собой пыленепроницаемый изнутри кожух (поз. 1 на рис.); все соединения и уплотнения рассчитываются на избыточное давление внутри (поз. 2 вверху справа). Работают в камере, сунув руки в резиновые рукава с перчатками, поз. 2. Смотровое стекло и плафоны светильников освещения камеры делают заменяемыми из силикатного стекла, т.к. они быстро мутнеют от абразивной пыли.

Насыщенный пылью воздух из камеры выходит через 2-х ступенчатый фильтр (поз. 4): сначала через мягкий ламельно-шторный (шторка из техткани, нарезанной полосками, показана стрелкой на поз. 2) в буферную камеру Б, а из нее через фильтрующий материал, обеспечивающий очистку не ниже 5-го уровня, и отверстия в кожухе (показаны стрелкой на поз. 1) – наружу. Загрузочный люк желательно располагать со стороны, противоположной стенке с фильтром, поз. 3. В камере устанавливается сетчатый под для размещения обрабатываемых деталей; под подом располагается бункер для сбора отработанного абразива.

Примечание: очистку воздуха от абразивной пыли не ниже 5-ой обеспечивает слой подкладочного синтепона от 25 см, считая до ближайшего выходного отверстия. Толщина фильтрующего слоя между глухими стенками фильтра – от 80 мм.

Помещение с пескоструйной камерой оборудуется ПВВ с вентилятором на вытяжке. Производительность вытяжки – не менее 1,5 предельной производительности компрессора для пескоструйки (см. далее). В вытяжке должен стоять сетчато-масляный фильтр не менее чем из 4 звеньев. Каждое звено – рамка с частой стальной сеткой (ячея – 1,5-3 мм), смоченной невысыхающим маслом. Фильтр нужно регулярно промывать и отмытые сетки смачивать маслом.

Сопла и абразив для пескоструя

От сопла пескоструйного аппарата, через которое выбрасывается абразивная струя, зависит очень многое: сам характер процесса обработки, его качество, расход абразива и воздуха. А от последнего – требуемая производительность компрессора (см. далее), что в любительских условиях или для ИП немаловажно. Поэтому, прежде чем разбираться, как самому сделать пескоструй, нужно выяснить, как быть с соплами для него.

Первое тут – не делайте пескоструй со стальными соплами: они теряют нужную профилировку еще до окончания обработки детали. На ютубе можно найти описания самодельного пескоструя из… пропиленовых водопроводных труб! Тамошние комментарии к ним здесь приводить неуместно, но они вполне справедливы. Сопла для пескоструйной обработки делают из карбида бора (см. рис. справа и далее). Сопла из других твердых материалов или очень дороги, или быстро изнашиваются; в том и другом случае процесс оказывается нерентабельным.

Примечание: дешевые китайские сопла из фарфора и др. силикатной керамики можно использовать, если вы пользуетесь пескоструем для себя эпизодически. Но – не для матирования стекла, он импрегнируется (см. ниже) уже материалом быстро «сгорающего» сопла.

Второе – абразивная струя гораздо сильнее, чем при ручной или механической обработке, импрегнирует поверхность детали микрочастицами абразива. Попросту – вбивает их туда. Микроимпрегнирование абразивом может быть отчасти полезным – на импрегнированную поверхность лучше ложится краска и прочнее на ней держится. Но эта же поверхность обнаженная теряет стойкость к химическим воздействиям и загрязнениям. Способ уменьшить импренирование до приемлемого – применять абразив равной или меньшей с материалом твердости. Угольно-шлаковым порошком (см. далее) из пескоструя тоже можно вывести узор или надписть на зеркале, но, стоит его 2-3 раза протереть с моющим, и на узоре появится невыводимая грязь.

Обычный речной и овражный песок для абразивоструйной обработки абсолютно непригоден: примеси глины в нем импрегнируют обрабатываемую поверхность до полной непригодности детали. Неответственные части изделия (автодиски, днище кузова и т.п.) обрабатывают угольно-шлаковым порошком, для него требуется компрессор меньшей производительности. Хотя расход абразива при этом больше, но сам он намного дешевле, см. рис. Кузова подержанных машин под покраску обрабатывают горным просеянным кварцевым песком, а стекло и особо ответственные изделия (напр., реставрируемые ценные ретро автомобили) – кварцевым карьерным очищенным и тщательно фракционированным. Фракции от 0,05 (хужожественное матирование стекла) до 0,2 мм (очистка от спекшихся загрязнений).

Самодельные сопла

Сопло для пескоструя штука недешевая, а изнашивается довольно быстро. «Китай» годится разве что ободрать слежавшуюся грязь перед чистовой обработкой, а вот плотную пленку гидроокиси на металлах берет уже плохо. Вместе с тем полую цилиндрическую втулку подходящих размеров из карбида бора можно купить гораздо дешевле, чем профилированное сопло из него же. Но возможно ли в домашних условиях обработать материал, который, по идее, берется только алмазом?

Профили сопел для пескоструя просты. Прямые (поз. 1 на рис.) используются для предварительной очистки поверхностей и вообще в большинстве случаев. Раструб на входе сопла необходим – без него струя будет слабой и станет только «есть» сопло и пылить, а не чистить деталь. Сопла Вентури, дающие сильную широкую однородную струю (поз. 2) ставят для чистовой обработки ответственных поверхностей; расход абразива и воздуха через сопло Вентури прим. вдвое больше, чем через прямое. Сопла с сужением (поз. 3) используются для матирования стекла по трафарету: струя из других сопел может проесть трафаретку до дыр, и вся работа будет испорчена.

Переделать круглую втулку из карбида бора во вкладыш сопла для пескоструя можно с помощью конических или цилиндро-конических шлифовальных головок (шарошек) из того же материала, поз. 4. Придется только еще и выточить стальную обойму с резьбой. Вкладыши прямых сопел (поз. 5 и 6) можно сделать на настольном сверлильном станке, развернув шарошкой на 30-45 градусов раструб во втулке. Чтобы переделать его, или недорогое прямое сопло в сужающееся (поз. 7-9) понадобится уже токарный станок: шарошку крепят в задней бабке как патрон со сверлом, а заготовку в шпинделе. Подача в обоих случаях ручная нежнейшая: вы не болванку дырявите, а стачиваете хрупкое хрупким! Эмульсию не лить ни в коем случае!

Виды пескоструйных аппаратов

Самодельный пескоструйный аппарат может быть выполнен по одной из след. схем:

1. Пневмо инжекционным гравитационным – абразив подается в воздушную струю под действием силы тяжести. Нужно сделать или купить только сопло и, возможно, пульсатор, но расход абразива огромен, режим работы нестабилен. В промышленности используется для обдирки от плотного налета грубых изделий, напр. шахтных вагонеток или колошей доменных печей. Используется в примитивных пескоструйных пистолетах;
2. Пневмо гравитационным эжекционным – используется также в основном в промышленности, но для чистовой обработки с минимальным расходом абразива, и в пескоструйных пистолетах среднего уровня;
3. Пневмо инжекционным с наддувом – самый распространенный вид. Выполняется в виде стационарной установки или мини-пневмопистолета;
4. Гидроэжекционным – наиболее безопасный и безвредный. Компрессор не нужен, работает от авто- или бытовой мойки для наружных поверхностей. В гаражных условиях применим без камеры. Ограничение на использование – обрабатываемая поверхность должна быть мало чувствительной к увлажнению.

Гравитационный инжекционный

Достоинство пневматического инжекционного аппарата – в его бункер можно догружать абразив, не прерывая производственного процесса. Если производство таково, что за смену расходуются кубы абразива, это часто решает вопрос его рентабельности. Также важное достоинство – дорогих изнашивающихся узлов в агрегате всего сопло и песчаный затвор; последний в любительских условиях может быть заменен пробковым вентилем (наподобие крана самовара).

Устройство гравитационного инжекционного пескоструйного аппарата показано слева на рис., а чертежи сопел к нему справа там же:

Сопло вверху справа только кажется сужающимся, но работает оно как сопло Вентури: меняя прокладки 5, можно в некоторых пределах изменять угол распыления струи. Пользование таким пескоструем требует достаточно высокой квалификации: режим работы выставляется впускным вентилем, пускающим воздух в бункер (на рис. спускной клапан 13) и песчаным затвором, причем регулировки взаимосвязаны.

Пескоструй с пульсацией

Снизить расход абразива и ускорить очистку очень сильно и плотно загрязненных поверхностей ценой усиленного износа сопла позволяет перевод гравитационного пескоструя в пульсирующий режим. Для этого в разрыв воздушного шланга включают вставку-пульсатор, см. рис. справа. Пульсаторные трубки соединяют гибким тонким шлангом, играющим роль резонаторной трубки: меняя его длину, регулируют частоту и силу пульсаций.

Гравитационный эжекционный

В эжекционном гравитационном абразивоструйном аппарате абразив сыплется в дозатор, снабженным обратным воздушным клапаном, а из него засасывается по абразивовоздушной трубе в рабочий орган сильной струей воздуха. Сопло такой установки только Вентури, точно профилированное по криволинейным образующим; рабочий орган – воздушный эжектор достаточно сложной конструкции.

Устройство и чертежи эжектора гравитационной эжекционной пескоструйной установки даны на рис.:

Пользоваться таким аппаратом проще, чем предыдущим: затвором по рискам для данного вида работ один раз устанавливают подачу абразива, а режим обработки, если надо, оперативно регулируют подачей воздуха. Установки данного типа используются для особо ответственных работ, напр., абразивоструйной полировки лопаток турбин и компрессоров реактивных двигателей.

Пескоструи с наддувом

Пескоструйные установки с наддувом наиболее просты в управлении, позволяют использовать сопла любого профиля и дают достаточное в большинстве случаев качество обработки поверхности (до SA3). Поэтому как самодельные пескоструи, так и промышленные образцы малой производительности для индивидуального пользования делаются чаще всего по схеме с наддувом.

Дорогие ручные пескоструйные пистолеты делаются с нижним наддувом (слева на рис.); в смеситель поступает песчано-воздушная смесь. Расход абразива и воздуха минимален, и в дозаторе можно использовать обычный шаровый вентиль; изнашивается он довольно быстро, но в данной конструкции никогда не заклинивает. Этот инструмент наиболее пригоден для тонких работ: художественных по стеклу, абразивоструйной полировки. Недостаток – необходимость использования профилированной вставки из карбида бора, которая изнашивается так же быстро, как и сопло.

В стационарных инжекционных с наддувом пескоструйных установках воздух для наддува подается в бункер с абразивом, справа на рис. Управление аппаратом проще, чем гравитационным: после первоначальной настройки (см. выше) оперативная регулировка подачи воздуха и абразива по мере расходования последнего требуется только в конце, когда «добираются» самые остатки из бункера. Однако после догрузки абразива, при которой стравливается давление из бункера, установке требуется до 20 мин, а самый бункер сложнее и дороже, т.к. должен быть герметичен. Шаровый песчаный вентиль в сплошной струе абразива часто заклинивает и профилированный вкладыш смесителя очень быстро приходит в негодность, поэтому дозатор смесителя делают с косой подачей и вентилем-заслонкой, врезка в центре на рис. В любительских условиях смеситель можно собрать на основе водопроводного отвода на 120 градусов, а вместо вентиля-заслонки использовать пробковый кран, см. выше.

Стенки бункера постепенно истачиваются абразивом, поэтому бункер обязательно снабжается вентилем сброса давления с предохранительным клапаном, а вся установка регулярно освидетельствуется. Во время работы сбросовый вентиль должен быть открыт. Закрывается он только на время начальной подачи давления в бункер и догрузки абразива, т.к. скачком давления при захлопывании загрузочного клапана предохранительный клапан может вовсе вырвать.

Примечание: нормальное давление воздуха для работы всех пневмопескоструйных установок – 4,2-6 бар. Если встретите описание пескоструя на 2-3 «атмосферы», не верьте глазам своим. Это вредная для здоровья игрушка, к серьезной работе непригодная.

Самодельные хитрости

Пескоструйный аппарат технически в общем прост, но из-за тяжелых условий работы – под немалым давлением, в агрессивной среде – его конструирование и изготовление представляет собой достаточно сложную задачу. Возникающие при этом трудности любители-самодельщики обходят порой довольно-таки хитроумными способами. На то они, в конце концов, и умельцы.

Бункер из баллона

Расход абразива для всех видов пескоструйных работ, кроме художественно-полировочных, весьма велик. Баллон для бытового газа или, скажем, автомобильный ресивер, это уже сосуды достаточно большой емкости, предназначенные для работы под давлением и почти не подверженные эксплуатационному износу. В пескоструйную камеру проще завести простой наконечник с соплом, и орудовать им в толстых резиновых перчатках легче, чем пистолетом. Поэтому многие любители делают себе пескоструи с бункером для абразива из газового баллона.

Однако, если просто переделать баллон в бункер пескоструя в наддувом (поз. 1 на рис.), то в работе сразу же обнаруживается неприятное явление: порошка в бункере еще наполовину или на треть, а установка начинает фыркать и плеваться облаками пыли вместо того, чтобы делать свое дело. Причина – просасывание воздуха сквозь абразив в бункере, поз. 2. Избежать ее можно, оперативно регулируя наддув, но это уже не работа, а маета одна. Поэтому лучше сразу не полениться, отрезать верхушку баллона (которая теперь будет днищем бункера) и наварить вместо нее конус-уплотнитель абразива из оцинковки от 0,6 мм, поз. 3. Просасывания не будет даже с примитивным смесителем из прямого водопроводного тройника, поз. 3б.

Особенно удачна находка автора мини-пескоструя с бункером из пластиковой бутылки, поз. 4. Спиральные ребрышки на высоком горле бутылки немного, но закручивают поток песка еще до поступления его в смеситель. Этот, такой же примитивный, пескоструйный инструмент на основе, похоже, недорогого универсального рабочего пневмопистолета наверняка пригоден для очень тонких работ.

Оружие для пескоструя

Пескоструйным пистолетом удобно зачищать большие поверхности под покраску, напр. кузова подержанных автомобилей, поэтому их неплохо раскупают, а любители приспосабливают под пескоструй покрасочные или универсальные рабочие пневмопистолеты. Чаще всего – по гравитационной инжекционной схеме; реже – по схеме с нижним наддувом. Некоторые не ленятся делать и аналоги промышленных образцов, см. напр., видео:

Промышленные образцы качественных пескоструйных пистолетов делаются по пневмоэжекционной схеме – эжекционный пескоструй расходует минимум абразива и соотв. меньше всего пылит. Абразив для них вместо бункера насыпают в пластиковый мешок без малейших дырочек. Заборным устройством служит отрезок жесткой трубы, плотно вставленный в подающий конец абразивовоздушного шланга. Горловину мешка с абразивом плотно обвязывают вокруг заборного патрубка – и атмосферное давление хорошо помогает эжекции, сжимая мешок по мере расходования порошка.

Ассортимент фабричных пескоструйных пистолетов (слева на рис.) в продаже довольно широк. На Алибабе и т.п. вовсю продаются пескоструйные насадки к рабочим пневмопистолетам, в центре. Если будете брать, то для общих работ выбирайте эжекционные как наиболее безопасные и расходующие абразива на квадрат обрабатываемой поверхности менее прочих. Для тонких и художественных работ более подойдет пистолет или насадка с нижним наддувом, см. выше, но такие дороже.

Те же китайцы вовсю торгуют и соплами для пескоструя со стандартной водопроводной резьбой. Эжекционную абразивоструйную насадку под такое сопло можно сделать из деталей водопровода; стыки обязательно уплотняются лентой ФУМ, справа на рис. Прослужи такой пескоструй недолго, но для эпизодического использования по небольшим площадям пригоден.

Однако в любом случае не забывайте – речь идет о вашем же здоровье в отдаленной и не столь уж отдаленной перспективе. Поэтому работайте только на площадке, удаленной от жилых строений, птице- и животноводческих ферм, культурных насаждений, пунктов водоразбора, парков и лесов не менее чем на 150 м. До ближайшего детского либо спортивного учреждения, игровой либо спортплощадки или водоема должно быть не менее 500 м. Влияние абразивной пыли зависит не только от ее вида и концентрации, но и от времени воздействия. Если оно не превышает 2-3 час в день порциями по 15-20 мин с перерывами в 5-10 мин, то на площадке возможно обойтись без полной амуниции, но облегченная все равно нужна:

1. Мягкий шлем с наддувом и пелериной или, лучше – противогаз и накидка на голову с горжетом, защищающим шею и плечи, какими пользуются строители и бетонщики;
2. Цельнокроеный комбинезон из пылезащитной ткани или роба из брюк с поясом и куртки с подолом на тугой резинке;
3. Обшлага рукавов и штанин – с резиновыми манжетами шириной от 7 см;
4. Ботинки-берцы (обязательно под брюки навыпуск!).

Примечание: при работе пескоструем нерегулярно не более 20 мин в день для защиты органов дыхания можно пользоваться шлемом с пелериной без наддува и респиратором-лепестком.

Гидропескоструйка

Гидропескоструйная обработка может производиться регулярно в обычных гаражных условиях или на площадке, с использованием также обычных СИЗ. Кузова старых автомобилей после очистки гидропескоструем вполне пригодны под покраску; удаление площадки или мастерской от указанных выше объектов – от 50 м. Гидропескоструй задействуется без компрессора от портативной автомойки или бытовой «брызгалки» для окон и витрин. Поэтому гидропескоструйной обработке следует уделить особое внимание.

Схема устройства гидропескоструйной установки с приводом от портативного моечного аппарата дана слева на рис.:

Чертеж простейшей насадки из деталей водопровода для гидропескоструя – справа; на врезке – ее внешний вид. Принцип действия эжекционный. Однако такая насадка с одними мойками работает, с другими – нет, а пределы регулировки плотности струи и расхода абразива и с подходящим приводом недостаточны. Причина – косая сосредоточенная подача абразивовоздушной смеси в эжектор.

Стабильно работает с любыми авто- и бытовыми моечными установками насадка с коаксиальной подачей воды и абразивовоздушной смеси. Напр., насадка, чертежи которой даны на рис., первоначально разработана для автомойки Кёрхер. Но она годится и для любой другой с резьбой под штатный наконечник G1/4”. А если штатная посадка другая, то достаточно сделать присоединительное гнездо под нее (см. поз. 1).

Примечание: вкладыш сопла из карбида бора (поз. 4) – готовый покупной. Может быть заменен другим, прямым или Вентури; в таком случае диаметр его сужения («горлышка» сопла Вентури – 4,5-6 мм).

Как сделать гидропескоструйную насадку к портативной автомойке, см. также ролик:

И еще о китайских соплах

Если вы ИП соотв. профиля или вообще работаете пескоструем регулярно за плату, то оптимальным выбором для вас будет приобретение пескоструйного пистолета: компрессор для покраски и пр. производственных нужд у вас наверняка уже есть, а расход абразива, который тоже денег стоит, минимален. Кроме того, в отличие от промышленных пескоструев, для которых на производстве нет недостатка в сжатом воздухе, и самоделок, в продаже есть образцы рабочих пневмопистолетов на давление 2,5-3 бар, т.е. их можно задействовать от покрасочного компрессора. Объясняется это высокой точностью изготовления профилированных по криволинейным образующим деталей.

Однако и у самого «крутого» пескоструйного пистолета сопло когда-то да изнашивается, и от регулярного пользования довольно скоро. Купить фирменное? Полцены нового пистолета вынь да положь. Обычная маркетинговая политика. И вот тут самое время вспомнить о «китайцах»: отношение их срока службы к таковому оригиналов больше, чем отношение цены тех к «китайской». Т.е., хотя менять «китай» придется чаще, но в целом использование «альтернативы» вместо изношенной «фирмы» обойдется не так накладно.

Проблема тут возникает одна: посадка китайских сопел не совпадает с таковой «фирмы», а сопла «под фирму» и китайцы не делают, т.к. у каждого производителя оригиналов свои конфигурация и размеры посадочного места сопла. Из тех же маркетинговых соображений, понятное дело.

Но – на хитрую гайку всегда найдется болт с фасонной резьбой. Переходник из 2-3 деталей, для изготовления которых достаточно обычной токарки, позволит приспособить любое китайское сопло к любому фирменному пескоструйному пистолету. Для примера на рис. – устройство и размеры переходника для китайских сопел к пневмопистолету Matrix.

В современном мире не последнее место занимает пескоструйная обработка металла. Это отличный способ подготовить поверхность к будущей покраске, благодаря чему покрытие будет держаться в несколько раз дольше. Кроме этого, пескоструй используют для очистки изделий от ржавчины, окалины, пригара. Это еще и метод реставрации старых автомобилей и мотоциклов. Иными словами, пескоструйная обработка металла - просто панацея для металлоизделий, она дает им шанс на второе рождение.

Особенности метода

При таком способе абразивные частицы воздействуют на поверхность, благодаря чему удаляются все загрязнения. Следует заметить, что обладают способностью не только очищать, но и обезжиривать изделия, в результате чего увеличивается срок их эксплуатации.

Степень очистки бывает различной. В домашних условиях самостоятельно практически невозможно глубоко очистить поверхность. Для этого требуется дорогостоящее оборудование. Хотя следы ржавчины или окалину вы сможете удалить без особого труда. Поэтому при поверхностном осмотре обрабатываемая деталь будет чистой.

Технология пескоструйной обработки металла

Сам процесс заключается в очистке поверхности абразивными частицами. Они с огромной скоростью поступают на поверхность при помощи воздуха. металла просто невозможна без мощного напора свежего воздуха. Бывает, что его скорость достигает 730 метров в секунду! Поэтому такая очистка является столь эффективной. Как правило, воздух поступает из компрессора и втягивает абразивные частицы. Они внутри разгоняются и выбрасываются на обрабатываемую поверхность. Благодаря огромной скорости абразивы внедряются в верхний слой металла и удаляют следы старой краски или ржавчины.

Приспособления для пескоструя

Разумеется, что для такого занятия нужны соответствующие приспособления. Материалы для пескоструйной обработки металла самые разнообразные. Это может быть электрокорунд, стальные шлаки или песок. Последний считается наиболее доступным. Но нужно обращать внимание на размер зерен. Он напрямую зависит от толщины обрабатываемых изделий. Если у вас достаточно крупная деталь, то лучше использовать фракции размером не менее 2-2,5 мм. В том случае, если вам предстоит работать с тонким металлом, вполне достаточно песчинок в 1-1,5 мм.

Оборудование для пескоструйной обработки металла

Для очистки металла с помощью абразивных частиц используется соответствующее оборудование. Оно различается своими техническими характеристиками, мощностью и конструкцией. На сегодняшний день существуют как стационарные, так и мобильные аппараты. Мобильные предпочтительнее, так как с их помощью можно обрабатывать изделия непосредственно на объекте. Если вам понадобится работать с маленькими деталями, тогда необходимо приобрести специальные камеры.

Такая деятельность невозможна без использования пескоструя. Основными составляющими этого оборудования являются:

• Резервуар, в который засыпается абразив.
• Пескоструйный пистолет.
• Компрессоор для подачи воздуха.
• Шланг.

Виды оборудования

Все делится на 2 типа:

1. Напорные аппараты. Их работа основывается на возникновении избыточного давления в абразивном резервуаре. Воздух смешивается с частичками абразива, под напором высокой скорости движется по шлангу и выбрасывается через сопло на поверхность металла.
2. Инжекторные аппараты. Здесь совсем другой принцип действия. Воздух начинает нагнетаться в компрессоре, потом он проходит по шлангу и смешивается с абразивными частицами. С большой скоростью смесь выталкивается из пистолета, тем самым нанося урон ржавчине и грязи.

Кроме этого, оборудование для данной работы может быть как открытого, так и закрытого типа. Но самым важным для пескоструйной обработки является производительность используемого аппарата. При покупке на это нужно обращать особое внимание. Для обработки различных материалов используется разное давление. Так, для того чтобы очистить металл, этот показатель должен составлять 5-7 кг/см.

Преимущества и недостатки метода

Пескоструйная обработка металла выполняет несколько функций. Она не только очищает поверхность, увеличивает срок эксплуатации изделия, но может использоваться и в художественных целях, например, для нанесения узоров. Это так называемое декоративное матирование. Такая универсальность делает метод популярным.

Но пескоструй имеет и несколько недостатков. Среди основных можно выделить:

• Слишком большой расход абразивных средств.
• Это достаточно пыльная работа, поэтому проводить ее можно только в защитном костюме, крагах и специальном шлеме. Кроме этого, в помещении должен быть установлен кондиционер, в задачи которого входит регулировка температуры воздуха.

Как бы там ни было, но на сегодняшний день данная технология считается передовой и полностью оправдывает себя.

Благодаря пескоструйке можно чистить не только бетонные, металлические и каменные, но даже такие деликатные поверхности, как стекло. Разновидность пескоструйной обработки используется также в стоматологии – с помощью данного метода очищают зубную эмаль от жёлтого налета и зубного камня.

В чем состоит суть пескоструйной обработки? При данном методе обработки абразивные частицы получают ускорение благодаря порции сжатого воздуха. Это приводит к тому, что грязь буквально выбивается с поверхности этими частицами.

Сам метод возник совершенно случайно. Еще в далеком 19 веке, а именно в 1870 году, изобретатель из США заинтересовался тем, как при порывах сильного ветра в пустыне песок ударялся в оконное стекло, царапая его, тем самым очищая стеклянную поверхность. Звали этого ученого Бенджамин Чу Тилгман и именно он стал изобретателем первого пескоструйного аппарата. Усовершенствованные аналоги которого мы сейчас и видим в промышленности.

Пескоструйная очистка: достоинства и недостатки

Одним из главных достоинств данного метода являются:

1). Высокая скорость очистки поверхности.

2). Относительно быстрое достижение результата – вследствие воздействия высокой скорости бомбардировки поверхности частицами, грязь исчезает буквально на глазах, такой эффект недостижим при использовании жидких растворов по очистке.

3). Длительный эффект от очистки. Очищенные поверхности загрязняются намного дольше, по сравнению с другими методами.

4). Пескоструйка бережно чистит металлические поверхности, это обеспечивается за счет отличного прилипания состава струи к поверхности, которая может быть выполнена из различных типов металлов, что препятствует его отставанию и растрескиванию.

Однако, казалось бы, такой хороший способ имеет и ряд недостатков:

1). При обработке струей образуется огромное количество пыли, чтобы защитить сам пескоструйный аппарат, необходимо позаботиться об очень высокой степени изоляции оборудования, иначе оно очень скоро может выйти из строя.

2). Опасность для работников, производящих очистительные манипуляции. Больший риск на себя принимает оператор пескоструйного оборудования, однако в зоне опасности может находиться и рабочий персонал. Виной всему – уже известная пыль, которая проникает в дыхательные пути, слизистые оболочки, на кожу и в органы слуха. Чтобы защититься от отрицательного воздействия пыли, рабочие должны быть в обязательной специальной для таких случаев одежде и носить респиратор. Чтобы минимизировать опасность, следует позаботиться о том, чтобы обрабатываемые изделия и песок вместе со сжатым воздухом были лишены разнообразных примесей, в виде жидкостей, масел и жиров. Пылеобразование является большой опасностью для человека, поэтому для большей безопасности, было решено использовать вместо обычного кварцевого песка, который при обработке создает вредную для человека силикатную пыль, - песок из металла, добываемый из закаленного чугуна.

3). Рабочий шум. Пескоструйная очистка – это довольно шумный процесс, у рабочих, которые длительное время были заняты в таком производстве, были замечены ухудшения слуха. Однако работа при шуме в 85 децибел опасно еще и тем, что она со временем вызывает стресс организма и приводит к повышению кровеносного давления, что может спровоцировать более серьезные заболевания.

4). Опасность попадания струи на человека. В процессе чистки абразивные частицы достигают скорости свыше 650 км/ч, это очень огромная скорость. Вполне очевидно, что струя такой мощности, если попадет на тело, может нанести увечья или даже послужить причиной смерти человека.

Область применения

Выделяют такие основные области применения пескоструйки:

1). Чистка металлических поверхностей от остатков краски, старых лаков, ржавчины , окалины и других типов загрязнений, характерных для металлов.

2). Обезжиривание металлических образцов или заготовок перед нанесением краски, лака, напылений, выполненных газотермическим способом, различными гальванотехническими и им подобными операциями.

3). Очистка арматуры и металлических стержней для приборов, задействованных в электровакуумной среде непосредственно перед сборкой и выкачкой содержимого из баллона.

4). Очистка стекла в декоративных целях, например, при матировании.

5). Создание «шероховатости» на поверхности для достижения декоративного эффекта «под старину».

Именно согласно последнему пункту все чаще обращаются к методу пескоструйной обработки. Появляется все больше желающих не только очистить кирпичную кладку с сохранением декоративного вида, но и состарить поверхность, например, новый деревянный брус можно обработать таким образом, что он примет изношенный эффект, как будто это старая поверхность.

Иногда таким методом пользуются нечестные на руку любители антиквариата, состаривая находки и несведущему в таких делах коллекционеру подсовывается новая, но просто состаренная вещь за баснословные суммы.

Технологии

Как было указано выше, метод был изобретен еще в 1870 году, и в то время для очистки использовался обыкновенный кварцевый песок, которые мыли и просеивали через специальные сита до однородного содержимого.

Пыль, которая образовывалась при обработке таким методом, неблагоприятно воздействовала на людей, что привело к большому количеству заболеваний силикозом.

Силикоз – это тяжелое неизлечимое заболевание, связное с поражением дыхательных путей кремниевой песочной пылью, что впоследствии приводит к смертельным заболеваниям, таким как туберкулез, эфзема и рак легких.

Несмотря на все принятие меры предосторожности, такие как усиленная вентиляция и применение респираторов, количество пострадавших от пыли не уменьшалось. В итоге, увеличение заболеваний привело к тому, что кварцевый песок был заменен менее опасными составляющими: стеклянными шариками, стальной дробью, корундовый порошком или другими синтезируемыми материалами.

В современном мире метод пескоструйной обработки поверхностей эволюционировал и на данный момент использует такие технологии:

1). Газодинамическая очистка. При данном методе очистки абразивные материалы, находящиеся в реактивной струе разгоняются до скорости 300 м/с. Для понимания: такая скорость сопоставима со скоростью пули из ружья, т.е. является очень высокой.

2). Гидроструйная очистка. При данном виде очистки поток воды подается на грязную поверхность с давлением от 100 (10 МПа) до 7500 бар (750 МПа). При таком давлении грязь просто выдавливается с поверхности.

3). Гидроструйная очистка с различными ингибиторами или абразивами, осуществляемая под различным давлением напора воды. Если про абразивные частицы относительно известно, что чем так хорош ингибитор? Основное свойство ингибитора заключается в том, что он задерживает или подавляет протекание физиологических, ферментативных и физико-химических процессов. Практическое применение они получили в сфере защиты металла от коррозии.

Взаимодействуя с поверхностью металла, ингибитор отдает ей положительный заряд, что приводит к замедлению процесса коррозии. Т.о. можно сделать вывод, что ингибитор – это вещество, направленное на снижение распространения коррозии, образовывающее защитную пленку на металлической поверхности.

4). Очистка, осуществляемая с помощью сухого льда. Свое название «сухой лед» диоксид углерода получил благодаря внешнему виду. Особенность его состоит в том, что при обычных природных условиях, например, при комнатной температуре в 20 градусов Цельсия, диоксид углерода переходит в состояние пара, пропуская фазу жидкости.

Эффективность метода

Вследствие природных и эксплуатационных условий практически все нынешние лакокрасочные и иные материалы нуждаются в постоянной абразивной пескоструйной обработке для удаления пятен и грязи и придания поверхности шероховатости.

Пескоструйная чистка продлевает срок эксплуатации всевозможных покрытий до 6 раз, благодаря этому можно значительно сэкономить на текущем или капитальном ремонте конструкций, выполненных из металла.