Как выбрать абразив для пескоструйного оборудования

Задача быстрой и качественной очистки поверхности произвольного материала имеет большую важность в самых разных сферах деятельности. К примеру, это крайне необходимо в мастерских автосервисов, занятых покраской автомобилей: после предварительной подготовки кузова краска лучше адгезируется, дольше служит. Также невозможно не упомянуть необходимость очистки металлических заготовок от следов коррозии в промышленности, удаление окалины и шлаков со сварных швов и многое другое. Чтобы проводить работы с высокой производительностью и одновременно достигать приемлемой экономической эффективности, нужно правильно выбирать абразив для пескоструя.

Что такое пескоструйная обработка

Методика пескоструйной обработки запатентована в 1870 году американским изобретателем Бенджамином Тилманом. Если описывать технологию простыми словами, можно представить процесс обработки поверхности следующим образом:

• выбирается абразивный порошок, специально созданный или пригодный для решения той или иной задачи;
• в качестве источника энергии выступает пневматический компрессор;
• песок, вылетая с огромной скоростью из сопла специальной конструкции вместе с воздухом, с силой ударяет по обрабатываемой поверхности.

В результате такого воздействия с металла, дерева, пластика снимаются любые загрязнения и покрытия.

Самой высокой экономической эффективностью применения и достигаемыми результатами обработки предлагают простые и распространенные материалы. В частности, с успехом можно использовать для пескоструя привычный просеянный речной песок. При этом можно определенным способом выбирать, так сказать, характеристики рабочего тела (к примеру, размер частиц) для получения нужной скорости работы и конечных показателей поверхности.

Однако если взять песок для работы пескоструйной машиной, стоит понимать, что этот материал имеет как достоинства, так и недостатки. Последние настолько весомы, что обработка при помощи подобного абразива запрещена в некоторых странах на законодательном уровне.

Особенности применения кварцевого песка

Песок для пескоструйного оборудования при промышленной обработке поверхностей или ведении работ в условиях малой мастерской может иметь самый разный тип. Применяются:

• речной, осадочного типа с высокой фракционной равномерностью;
• речной, наносного типа с достаточно высоким разбросом размера песчинок;
• карьерной добычи;
• кварцевый природного происхождения;
• кварцевый промышленного изготовления.

Виды песка в списке условно можно считать перечислением по уровню абразивной функциональности. Речной наносной — самый слабый. С его помощью проводят финальные работы или тонкую очистку поверхностей. Кварцевый промышленного происхождения имеет в своем составе до 90% твердоминеральных соединений. Этот абразив дорог, поскольку получается методом фильтрации, просеивания с отделением только определенных фракций природного песка.

Завершает таблицу твердости полностью искусственный материал. Кварцевый песок, получаемый дроблением кристаллов, отличается высокой твердостью, повышенной способностью очистки благодаря резко выраженной форме частиц с множеством острых углов.

Важно! Применение любого песка ведет к разрушению отдельных элементов абразивной смеси. Грубо говоря, образуется крайне мелкая пыль. Она попадает в органы дыхания и вызывает силикоз, нарушает работу самого разного оборудования.

Поэтому обработка песком должна обязательно проводиться в контролируемых условиях. К примеру:

• с обязательным оснащением персонала средствами защиты дыхания, проведение работ вдали от сложного оборудования;
• обработка в закрытых камерах;
• с отбором воздуха из зоны выброса абразивной струи с последующей его фильтрацией.

Достоинства абразива

Несмотря на сложности работы с песком, именно этот материал является одним из самых применимых для пескоструйного аппарата. Он имеет следующие достоинства:

• недорог и весьма доступен;
• имеет низкие показатели прочности, проводит достаточно тонкую обработку, что снижает опасность необратимого повреждения поверхности;
• наносит малый вред и продляет срок эксплуатации сопла пескоструйного аппарата;
• может применяться для обработки поверхности цветных металлов и мягких сплавов.

В некоторой степени достоинством песка можно считать возможность вторичного применения. После пескоструйной обработки остатки абразива можно продать или самостоятельно использовать в строительстве. Например, для приготовления цементно-песчаной смеси. Некоторые сорта сырья поддаются просеиванию и могут использоваться вторично для процесса очистки пескоструем.

Недостатки песка

Есть у песка и ощутимые недостатки:

• образование огромного количества пыли, относящейся к опасному фактору производства, требующего от работодателя особой оплаты труда персонала;
• расход абразива на обработку одного квадратного метра поверхности — огромен;
• при работе из-за большого количества пыли снижается видимость, и как следствие возможность оператора точно выполнять тонкую обработку;
• требуются дополнительные расходы на фильтрацию, сбор и утилизацию огромных объемов.

Несмотря на перечисленные недостатки, данный абразив широко используется. Главным образом, по причинам доступности, низкой стоимости и долгого срока службы сопел. Однако для проведения обработки со сложными требованиями для пескоструя нужен песок промышленного и искусственного происхождения либо другие абразивные материалы.

Другие абразивы для пескоструйного оборудования

При пескоструйной обработке могут возникать самые разнообразные специфические требования. К примеру:

• толстый снимаемый слой;
• низкая жесткость, вязкость нанесенного на очищаемую поверхность покрытия;
• высокая прочность ненужного на материале слоя;
• глубокое проникновение частиц примесей в структуру обрабатываемого материала.

Данный список далеко не полный. Однако он дает отдаленное представление о случаях, которые могут возникнуть в работе мастера пескоструйной обработки. Для каждого из них квалифицированный персонал может выбрать тот или иной специальный абразив.

Никельшлак

Данный материал — продукт переработки отходов металлургии при производстве никеля и шлаков. Абразив отличается:

• высокой твердостью;
• сложной формой частиц;
• содержанием кварца менее 1%;
• увеличенной массой частиц по сравнению с любым кварцевым песком.

Никельшлак — разумный выбор, если нужна достаточно мягкая обработка при снижении опасных факторов профессиональной деятельности. При операциях с данным материалом образуется мало пыли. Кроме этого, никельшлак можно просеять и повторно использовать. Это выглядит еще более выгодным, если учесть малый процент разрушения частиц абразива и, следовательно — незначительные потери.

Важно! Просеивать и повторно применять никельшлак можно до 3 раз.

Купершлак

Данный абразив очень похож по свойствам на никельшлак. Это продукт переработки шлаков металлургии, образованных при производстве меди. Отличия от никельшлака в следующем:

• масса частиц купершлака высока, воздействие на поверхность интенсивнее;
• возможности рекуперации (повторного использования) ниже, частицы купершлака менее прочны и сильно разрушаются.

Пластиковые гранулы

Пластиковый абразив делается на основе смол. Это меламиновая (образует декоративную поверхность мебельных плит ДСП) и амино-альдегидная смолы. Оба состава имеют малую прочность, поэтому с их помощью проводится крайне тонкая очистка. При таком процессе не наносится вреда основной поверхности обрабатываемого материала.

При помощи пластиковых гранул очищаются деревянные, пластиковые, тонкие металлические изделия. В основном это работы, связанные с реставрацией, где нельзя применять химически активные вещества, растворители. Промышленное применение пластиковых абразивов — очистка памятников культуры, антикварных и коллекционных вещей, раритетных изделий.

Стеклянные гранулы

Обработка стеклянными шариками широко применяется в промышленности. С ее помощью:

• проводится щадящая очистка поверхности;
• достигается обработка без изменения цвета материала и его физических свойств;
• позволяет получить поверхность, пригодную для операций гальваники;
• получаются контролируемые величины снятия, что имеет огромное значение в высокоточных процессах машиностроения, оптического и иного приборостроения, часового производства.

Стеклянная дробь, соединяя свойства высокой жесткости и гладкости частиц, крайне мало разрушается. Кроме этого, характеристики абразива позволяют легко удалить из него примеси после использования. Благодаря этому стеклянную дробь и гранулы для пескоструя можно применять повторно до 35 раз.

Иные типы гранул и дроби

Чтобы не останавливаться на каждом абразиве подробно, стоит упомянуть только о ключевых свойствах и особенностях применения разных видов дроби при пескоструйной обработке.

1. Керамические гранулы и дробь в целом применяются в тех же сферах, что и стеклянные. Показывают наименьшие показатели разрушения, поэтому абразив можно использовать повторно до 500 раз.
2. Колотые чугунные и стальные дроби применяются для интенсивного воздействия на поверхность. Применяются для повышения адгезии или локальной обработки, например, профилировки, нанесения насечки.
3. Литые стальные и чугунные дроби используются не только для очистки поверхностей, но и их укрепления ударом (наклепа), с их помощью проводится обработка перед нанесением гальванических покрытий.
   
4. Дробь из нержавеющей стали применяется для очистки специальных сплавов, цветных металлов. Данный абразив имеет побочный результат воздействия: обработанные поверхности благодаря переносу мельчайших частиц приобретают защиту от коррозии или повышают собственные параметры.

Каждый вид дроби имеет рекомендации по применению. В некоторых случаях достигается крайне высокая экономическая эффективность пескоструйной обработки. В частности, несмотря на свою ощутимую стоимость, керамическая дробь весьма экономична, поскольку используется до 500 раз.

Абразив из природного камня

Отдельные страны, имеющие источники добычи природного камня с высокими показателями жесткости и хрупкости, предлагают на рынке гарнет. Это песок из измельченного граната. При пескоструйной обработке он не образует много пыли. Кроме этого, отличается сложной формой частиц с множеством острых граней, что гарантирует интенсивное, но достаточно мягкое воздействие на целевую поверхность.

По абразивным характеристикам гарнет обходит и кварцевый песок, и никельшлак, и купершлак. Поэтому применяется достаточно широко.

Электрокорунд

Электрокорунд намеренно поставлен в конец списка. Этот абразив имеет рекордную твердость. По своим свойствам он стоит в оценочной таблице на 2 месте, уступая лишь алмазу. Использование электрокорунда показывает крайне высокую экономическую эффективность.

Абразив можно собирать и использовать повторно практически без потерь. При этом не снижается интенсивность воздействия на обрабатываемую поверхность. Частицы электрокорунда имеют сложную форму с множеством острых граней, кромки которых обладают способностью самозатачивания.

Важно! На рынке предлагается как первичный, выплавленных электрокорунд, так и восстановленный. Последний производится из осколков абразивных кругов и других материалов. Он незначительно уступает первичному, может содержать примеси, однако характеризуется более низкой ценой и поэтому привлекателен для выполнения множества задач пескоструйной обработки.

Благодаря своим уникальным свойствам твердости, данный абразив может использоваться для воздействия практически на все материалы. Им можно матировать или гравировать камень, стекло, насекать металл, обрабатывать керамику.

Факторы, влияющие на выбор абразива

Опытные мастера пескоструйной обработки внимательно анализируют возможности своего инструментального оснащения, а также характеристики целевой поверхности для выбора абразива. Это дает возможность достичь не только отличных результатов, но и улучшить экономические показатели, увеличить срок службы сопла и других изнашиваемых компонентов установки. Изучаются следующие параметры.

1. Слой снимаемого покрытия или характер загрязнений. Изучается уровень прочности. Ошибка в выборе, например, мягкого абразива для вязкой или твердой поверхности приведет или к перерасходу времени и материалов, или к плохому результату работы.
2. Твердость целевого материала. Поверхность изделия не должна быть сильно повреждена. Поэтому выбираемый абразив должен сочетаться по свойствам с очищаемым основанием.
3. Целевые характеристики обработанной поверхности. Если они не регламентированы — можно использовать какой угодно жесткий абразив. Если же поверхность должна быть гладкой, без вмятин-сколов, рекомендуется выбрать рабочее тело соответствующего класса.
4. Производительность работы. Абразивы сложной формы (электрокорунд, колотый кварцевый песок, никельшлак) гарантируют интенсивность воздействия и скорость снятия покрытий.

Последнее, что обязательно учитывает и, по возможности, обеспечивает рачительный владелец — сбор и рекуперацию отработанного абразивного материала. Это позволяет не только резко улучшить экономическую эффективность деятельности, но и защитить персонал и инструментарий от опасных факторов.

Сферы применения абразивных материалов

Пескоструйная обработка сегодня применяется весьма широко. При разных видах деятельности отдельные типы абразивов показывают оптимальные результаты.

1. При очистке зданий от декоративных красочных покрытий, ржавчины металлических частей отлично подходит песок. Перед применением абразива его можно просеять для получения нужной фракции и хорошей конечной производительности труда.
   
2. Медные и алюминиевые изделия прекрасно чистятся, даже в условиях небольшой мастерской, при помощи кварцевого песка с гранулами размером до 0,3 мм.
3. Лаки и краски с металлических изделий можно удалить песком фракции до 0,6 мм.
4. Счищать ржавчину и окалину с заготовок рационально кварцевым песком промышленного производства или природным материалом крупной фракции до 1,6 мм. С помощью еще более внушительных частиц (в том числе другого абразива) можно удалить битум, сварочную окалину и иные толстые покрытия низкой прочности.
5. Автомобильный кузов рекомендуется обрабатывать стальной, чугунной дробью, литой или литой улучшенной.
   
6. Работы по поверхностям из нержавеющей стали проводят стеклянными гранулами или нержавеющей литой дробью.

Современные работы (довольно популярные и модные) по нанесению рисунков и зон матирования на стекло проводят специальными абразивными смесями на основе кварцевого песка. Размер частиц при этом крайне мал. Отдельный процесс — обработка каленого стекла. Его поверхность высокой прочности обрабатывается только электрокорундом.

В качестве заключения

Приведенное описание процесса пескоструйной обработки — достаточно условное. На практике существуют десятки разновидностей проводимых операций. Наряду с воздухом применяются жидкости. В определенных условиях пескоструйный автомат может использоваться для раскроя различных материалов, отделки кромки в зоне реза, при решении других задач. Даже такое краткое описание возможностей показывает, как важно выбирать тип абразива и тщательно анализировать все параметры предстоящей операции обработки.