Оборудование для дробеструйной обработки металла

Особенности дробеструйной обработки металла

Обработка металлических поверхностей, при которой они подвергаются воздействию мелких сферических частиц, называется дробеструйной. Этот метод входит в число холодных способов обработки. Используемые абразивные средства благодаря своей кинетической энергии позволяют снять налет жира с поверхности и привести материал в требуемое состояние.

Преимущества технологии

Применение технологии позволяет:

• эффективно снимать окалину;
• проводить чистку от ржавчины;
• добиваться требуемой шероховатости;
• при необходимости делать матированную поверхность;
• удалить коррозийные очаги.

С помощью технологии формируется нужный рельефный контур, и удаляются не связные частицы.

На отечественном производстве дробеструйная обработка в обязательном порядке применяется для устранения коррозии с конструкционных изделий, которые вследствие специфических качеств не подлежат реконструкции и ремонту. Этот вид работ проводится на участках нагромождения стратегических линий коммуникаций в подземных сооружениях. Также с помощью технологии продлевают эксплуатационный период мостовых опор.

После операции изделие получает дополнительные сжимающие свойства устойчивости, являющиеся надежным вспомогательным барьером против повреждения элементов конструкции коррозией, от прогрессирования эрозионных реакций и образования трещин в монолитных соединениях. Так, с целью продления срока службы конструкций и повышения технических качеств изделий из металла такой тип обработки — наиболее целесообразное решение.

Особенности процесса

Осуществление операции подразумевает использование металлических частиц, различающихся фракциями:

Лопасти колесного приспособления разгоняют дробь до 100 м/сек. После этого абразивные частицы ударяют по обрабатываемой поверхности. В результате такого воздействия сходит лишнее покрытие, чья глубина устанавливается в зависимости от интервала скоростей движения дробеструйного оборудования.

Устраненный измельченный слой промышленной пылеудаляющей машиной подается на сепаратор, где дробинки отделяются от пыльной массы, происходит перенаправление в бункер подающий дробеструйного агрегата. Воздух проходит через фильтры пылесоса и в окружающую среду он поступает полностью очищенным. Промышленные пылеудаляющие установки должны обязательно использоваться при дробеструйной очистке.

Используемое оборудование

Дробеструйная очистка осуществляется с помощью специальных дробеструйных установок. Оборудование предназначено для полной зачистки разных площадей. Данные работы производятся в ангарах, на автомобильных стоянках, дорожно-магистральных линиях. Происходит очищение больших площадей от загрязнений и полимерного налета. С помощью такого оборудования вскрываются небольшие трещины и микропоры на забетонированных участках.

Одна из наиболее распространенных видов оборудования — это установка 1−10DS, изготавливает которую фирма Blastrac. Этот агрегат используется для работы с изделиями из металла, а также для обработки покрытий из бетона, керамики и асфальта.

Максимальная ширина поверхности, обрабатываемой при помощи этого приспособления, составляет 250 мм (за проход). Привод колесного лопастного приспособления работает с мощностью 11кВт. Производительные возможности — 180 м² обработанной площади за 1 час.

Главное преимущественное качество процесса в том, что на обрабатываемой поверхности образовывается защитный слой из микрочастиц абразивов.

Что подвергается обработке

Как нетрудно догадаться, дробеструйная обработка требуется не новому, как правило, а старому металлу, который почти полностью взяла ржавчина. Неровности тоже устраняются благодаря нашей технологии, а не одна коррозия. Неровности — это мелкие «торчащие» частицы: окалина и стружка. Обработка обеспечивает формирование текстуры, то есть, в некотором смысле производится шлифовка, благодаря которой улучшается внешний вид.

Стоимость услуг

Стоимость этого метода дороже, чем в случае с пескоструйной обработкой, но и качество получается гораздо более высоким. Поэтому экономия неуместна. Главным образом цену определяет площадь поверхности, подлежащей обработке. В среднем за очистку метра квадратного берут 350−400 руб. Цена формируется также в зависимости от конфигурации и степени обработки, то есть в зависимости от того, какая степень очистки и шероховатости требуется заказчику.

Многолетний опыт показывает, что с помощью этого вида обработки металла изделие можно уберечь от повреждений, другими словами, повысить его прочность и долговечность.

Дробеструйная обработка металла. Советы, особенности

Дробеструйная обработка металлом — это вид механической обработки металлических заготовок, при которой газом разгоняют дробь и с помощью такой струи чистят металл. При такой технологии можно придать иной вид металлу, сделать его поверхность шероховатой или матовой. Все зависит от качества дроби.

В данном материале мы последовательно рассмотрим все процессы данной технологии.

Принцип работы дробеструя

Дробеструйное оборудование производит сильный поток воздуха, который увлекает за собой дробь. Она ударяется о металл и так его очищает от ржавчины, загрязнений, сглаживает неровности и присутствующие шероховатости.

Также дробеструйная обработка укрепляет кристаллическую решетку металла. Он становится более прочным и менее восприимчивым к воздействию ржавчины. Результатом служит увеличение периода дальнейшей работы изделия, поскольку с него снимается «напряжение».

Важно. Часто при помощи дробеструя обрабатывают шестеренки. В таких деталях нельзя допускать появление трещин и сколов, а обработка позволяет их предотвратить.

Конечный результат напрямую зависит от типа дроби, который применяется в оборудовании:

1. Стальная. Используется просто для очистки и для механического воздействия на металлические заготовки с целью улучшения физических качеств материала.
2. Чугунная колотая. Такая дробь создается из белого чугуна. Подготавливает деталь к покраске, удаляя ржавчину, окалину и придавая поверхности матовый оттенок.
3. Керамическая. Используется для конечной очистки.
4. Алюминиевая. С ее помощью обрабатывают алюминий и все его сплавы. В итоге деталь получается выровненной и без шероховатостей. Используется алюминиевая дробь для мягкой очистки.
5. Стеклянная. Такой выбор чистки очень популярен, поскольку экономически выгоден. Не подвергается загрязнению и обладает высокой прочностью.
6. Пластиковая. Малотоксичный вариант для бережной обработки мягких поверхностей.
7. Электрокорунд. Наиболее твердая дробь, которая используется чаще всего к материалу с сильными и сложными загрязнениями, а также сильно покрытых ржавчиной.

Применение того или иного материала для очистки зависит от прочности металла и степени его загрязнения. Также важна и модель дробеструйного оборудования.

Применяемое оборудование

Все оборудование делится на две основные категории: ручное и специальные дробеструйные камеры. Они имеют свои нюансы и преимущества.

Ручные аппараты. Основной плюс — есть возможность работать в самых тяжелодоступных местах. Это мобильное устройтсво, которое часто используется не только в бытовых условиях, но и для очистки кораблей. Часто снабжается специальным устройством, для повторного всасывания дроби ее очистки и последующего использования.

Автоматизированные камеры. Это машинные установки, с большой производительностью и скоростью очистки. Хорошо подходят для очистки в промышленных масштабах деталей одного типа и примерно одного размера. Тогда скорость работы такого аппарата составляет до 200 м2 в час.

Техника безопасности

Любой дробеструйный аппарат вне зависимости от его эффективности и типа работы создает серьезную угрозу для здоровья работника. Поэтому обязательно соблюдать меры безопасности.

Рабочее место для ручного аппарата

При организации рабочего места самое важное — правильно расположить компрессор. Он должен находиться отдельно от всей установки. Желательно в отдельном помещении. Также запрещено, чтобы на рабочей территории находились посторонние без средств защиты.

Работа со стационарным устройством

Для такой конструкции понадобится большое и просторное помещение. При этом загрязненный воздух не должен попадать в другие рабочие пространства. Отдельно стоит сказать о вентиляции.

Чем система очищения воздуха в помещении с дробеструем будет мощнее, тем лучше. Лучше, если вентиляция не будет вмонтирована непосредственно над аппаратом. Иначе она быстро сломается или перестанет функционировать.

Костюм рабочего

На операторе дробеструйного оборудования, как и на любом человек, входящем в рабочее помещение, должны быть следующие детали защиты:

• рукавицы;
• спецкостюм;
• маска с воздухопроводом;
• фильтр.

Только так можно значительно снизить риск вреда для здоровья. Попадания в дыхательные пути мелких элементов, ведет к болезням легких и бронхов.

Несмотря на относительную вредность, дробеструйная обработка металла остается популярной. Этот метод отличается высокой производительностью и качеством. Материал в итоге не просто очищен от ржавчины, но и имеет совсем другой внешний вид.

В некоторых случаях металл становится крепче и увеличивается его срок службы. Можно изменить и физические свойства, что позволит обрабатываемому материалу дольше не ржаветь. Используется даже в космонавтике и в авиации, поскольку отличается высоким качеством обработки.

Особенности дробеструйной обработки металла

Снять слой коррозии, попутно укрепив поверхность обрабатываемой заготовки – возможно ли это? Существует метод, который успешно справляется с этими разноплановыми задачами – дробеструйная обработка металла.

Такой способ позволяет обрабатывать детали со сложной геометрией и труднодоступными местами. Качество обработки позволяет наносить любое покрытие без дополнительной подготовки или обезжиривания.

На данное время такой способ обработки является одним из самых прогрессивных. Эта статья как раз и призвана ознакомить читателя с особенностями и преимуществами представленной методики.

Принцип действия дробеструя

Дробеструйная установка создает сильный воздушный поток, который увлекает за собой металлическую дробь. Ударяясь с большой силой о поверхность, дробь очищает металл, но это не все.

После удара каждой дробинки на поверхности появляются небольшие забоины. Кристаллическая решетка на месте удара уплотняется, что делает поверхность более прочной и менее подверженной коррозии.

Более того данный вид обработки значительно увеличивает срок работы изделия, снимая нагрузочную «усталость» металла. Также дробеструйная обработка поверхности предотвращает появление трещин и сколов на таких ответственных деталях, как шестерни, валы, пружины, детали двигателей внутреннего сгорания.

Также этот вид воздействия на металл применяют для создания шероховатых или матовых поверхностей заданных параметров на деталях. Степень шероховатости зависит от материала, из которого изготовлена дробь и силы потока воздуха.

Для разных поверхностей применяется разная дробь:

1. Чугунная колотая – изготавливается из марок белых чугунов. Предназначается для подготовки поверхностей перед анодированием, покраской. Также при помощи чугунной дроби добиваются качественных матовых поверхностей, производят очистку изделий от окалины, нагара и ржавчины.
2. Стальная – такая дробь используется как для зачистки, так и для поверхностной механической обработки («наклепа»), что значительно улучшает физические качества металлических изделий.
3. Алюминиевая – предназначена для изделий из алюминия и его сплавов. Обработка такой дробью наиболее щадящая для мягких алюминиевых сплавов. Поверхность остается чистой, белой и выровненной, позволяет добиться установленной шероховатости.
4. Керамическая – дробь из этого материала предназначена для особо чистой финишной обработки. Применяется в основном в авиационной и космической промышленности.
5. Стеклянная – высокая прочность и отсутствие загрязняющих факторов делают этот вид дроби наиболее экономичным, следовательно, наиболее популярным.
6. Пластиковая (поликарбонат, полиамид) – применяют для наиболее бережной обработки глянцевых поверхностей. Образует небольшое количество пыли, малотоксичная.
7. Электрокорунд – самый твердый абразивный материал, предназначенный для наиболее сложных загрязнений и сильной коррозии. Применяется как в аппаратах с «сухой» системой образования очищающей струи, так и в гидроструйных системах.

Для качественной очистки от сильных загрязнений рекомендуется дробь для дробеструйной установки применять с большей твердостью, нежели обрабатываемая поверхность.

Оборудование для дробеструйной обработки

Тут следует различать два основных направления – ручное оборудование и дробеструйные камеры. Каждый способ имеет свои плюсы и минусы, на описании которых целесообразно остановиться подробней.

• Ручные аппараты – позволяют производить работы в самых труднодоступных местах. К примеру, дробеструй незаменим для обработки мостов, корпусов кораблей и других габаритных железных конструкций. Многие современные мобильные аппараты оборудованы промышленными пылесосами для засасывания дроби с ее последующей очисткой (рекуперацией) для повторного использования.
• Дробеструйные камеры – обычно полностью автоматизированы и имеют высокую производительность, предназначены для обработки в промышленных объемах однотипных деталей и изделий. Производительность некоторых камер достигает до 200 м2/час.

Техника безопасности

Следует отметить, что дробеструйный способ обработки металла хоть и является одним из наиболее эффективных, сам процесс представляет повышенную опасность для здоровья человека. При работе сильно загрязняется воздух пылью и мелким абразивом, что может вызвать серьезные заболевания дыхательных путей.

Для предупреждения нежелательных последствий вредоносного воздействия дробеструйной обработки на человека, необходимо соблюдать ряд базовых правил техники безопасности.

1. Организация рабочего места для ручных установок

Для работы дробеструйки необходимо наличие воздуха под высоким давлением. Нельзя располагать компрессор или ресиверы в зоне работы установки. Если установка располагается в специально предназначенном помещении, компрессорная должна быть оборудована отдельно от рабочей зоны.

Внимание! Наличие посторонних в рабочей зоне без средств индивидуальной защиты категорически запрещено

2. ТБ для стационарных (камерных) установок

Для нормального функционирования дробеструйной камерной установки предполагается ее размещение в подходящем просторном помещении типа заводского цеха. Место, где будет располагаться установка, должно быть отделено, от остального здания, таким образом, дабы избежать загрязнения воздуха во всем здании.

Помещение должно быть укомплектовано отдельной мощной системой вентиляции. Как показывает практика, системы очистки, которые размещены непосредственно на установках, со временем перестают справляться со своей задачей

3. Средства индивидуальной защиты

Работая с дробеструйным оборудованием, оператору необходимы индивидуальные средства защиты от пыли и абразива. Для этого применяется специально разработанный для этой работы комплект спецодежды:

• Специальные рукавицы.
• Защитный костюм.
• Защитный шлем с воздуховодом.
• Воздушный фильтр.
• Система кондиционирования воздуха (наличие в комплекте не обязательно).

Дробеструйная обработка – высокоэффективная и незаменимая технология

Поверхность любого материала нуждается в обработке перед промежуточными и заключительными операциями изготовления деталей, сооружений. Дробеструйная обработка позволяет эффективно очистить и способствует повышению прочности.

1 Струйная обработка дробью – технология очистки и укрепления поверхностей

Струйная обработка дробью заключается в воздействии на различные поверхности абразивным материалом, подаваемым на большой скорости воздушным потоком. Для проведения таких работ используют специальное оборудование – дробеструйные машины. Мощность подаваемой воздушно-абразивной струи позволяет удалять различные загрязнения и покрытия, ржавчину, а также окалину, неровности, многое другое.

Обработка дробью дает шероховатую, чистую поверхность, обеспечивающую хорошее сцепление с наносимыми поверх материалами. В основном, дробеструйные машины применяют для обработки бетонных и металлических поверхностей. Оборудование бывает двух типов:

• закрытое – для обработки деталей, объектов в замкнутом пространстве;
• открытое – для наружной обработки внешних поверхностей.

Конструкция машин может быть разной – это зависит от того, для работ с какой поверхностью оборудование предназначено (стальной, полимерной, бетонной и так далее).

В качестве абразива используется дробь, материал, форма и размер которой, а также режим работы дробеструйной машины, выбираются также исходя из типа обрабатываемой поверхности.

Все виды оборудования имеют возможность подключения к промышленному пылесосу, собирающему пыль, остатки расколотой и целую дробь, которая во многих установках рекуперируется (отделяется) и поступает обратно в бункер.

Замкнутый цикл работы дробеструйного оборудования обеспечивает ему очень высокие показатели производительности, экономичности и экологичности. В среднем за один час машина способна обработать 40–150 м 2 металлической поверхности или 50–250 м 2 бетонного пола.В случае применения специальных рукавов и стволов – до 500 м 2 /час. Современное оборудование позволяет работать с крупногабаритными изделиями.

2 Дробь для струйной абразивной обработки

Область применения данного метода очень обширна. Чтобы получить требуемый результат, важно в каждом конкретном случае правильно подобрать дробь для дробеструйной обработки. Она, в зависимости от способа и материала изготовления, делится на следующие виды:

• Колотая чугунная – производят из белого чугуна методом расплавления с последующей грануляцией. Полученные сферические изделия охлаждают, затем раскалывают и отжигают. Эта дробь позволяет достичь необходимой шероховатости поверхности перед нанесением специальных покрытий. Кроме этого, ее используют для матирования, удаления нагара и ржавчины.
• Стальная литая – производится низкоуглеродистая (LC), с средним (MC) и высоким (HC) содержанием углерода. Каждый вид дроби отличается химическим составом и технологией изготовления, определяющим их недостатки и преимущества. Используют для обработки проката, металлоконструкций, отливок из чугуна и стали, подготовки поверхностей перед нанесением защитных и декоративных покрытий, упрочнения (наклепа).
• Стальная рубленная – используется для качественной очистки и упрочнения поверхности, получения требуемых параметров шероховатости. Однородность, особые геометрические параметры и высокая износостойкость частиц позволяют использовать эту дробь для решения наиболее сложных задач. Изготавливают цилиндрическую (методом нарезания стальной проволоки) и сферическую (получают обкаткой цилиндрической рубленной), а также из нержавеющей стали (изготавливают как сферическую).
• Стальная колотая – производят из стальных сплавов с структурой мартенсита, который однороден и отпущен. Выпускается, в зависимости от твердости, трех видов: G, GH и GL. Сферы применения: очистка от ржавчины, нагара, окалины; получение требуемой шероховатости, подготовка обрабатываемой поверхности к нанесению резиновых и полимерных покрытий, эмалей и красок.
• Алюминиевая дробь – используют для алюминиевых литья и деталей. Идеально очищает и подходит для финишной обработки (выглаживает и дает заданную шероховатость). Не приводит к значительной деформации изделий, поверхность которых упрочняется, становится чистой и светлой.
• Керамическая – в процессе применения характеризуется отсутствием загрязняющих факторов, практически не раскалывается, благодаря чему позволяет производить финишную обработку и выполнять качественное упрочнение, которое повышает усталостную стойкость поверхности. По интенсивности обработки керамическая дробь находится на промежуточном месте между стальной и стеклянными шариками. Чаще всего используется в космической и авиационной промышленности.
• Стеклянные шарики – обладают высокой прочностью, благодаря чему очень экономичны. Обрабатываемую поверхность не загрязняют, равномерно на нее воздействуют, без существенного удаления металла, не образуя заусенцев и повреждений. Являются одним из наиболее популярных абразивов.
• Дробь из пластика – производят в основном из поликарбоната, полиамида, меламиновых и аминоальдегидных смол, цилиндрической или кубической формы. Применяют тогда, когда нужна максимально бережная очистка поверхности, к которой предъявляются высокие требования по допускам шероховатости и геометрии (удаление различных декоративных покрытий с деталей автомобилей, воздушных судов, спортивных лодок, очистка пресс-форм и тому подобное). Не оставляет следов обработки на блестящих поверхностях, обеспечивает очень низкое пылеобразование и не токсична.
• Электрокорунд – это один из самых эффективных и твердых абразивных материалов, бывает трех видов: белый, розовый, нормальный. Используется для очистки поверхностей, которые сильно загрязнены, удаления заусенцев и ржавчины, получения требуемой шероховатости и матирования. Может применяться не только в сухих, но также и во влажных системах очистки, не вызывает намагничивания.

3 Обработка дробеструйным оборудованием металла

Воздействие струей дроби на металл является процессом его холодной обработки. Это одна из самых популярных и эффективных механических технологий, которая используется для решения широкого круга задач, а применяемое оборудование обеспечивает отличное качество и высокую производительность выполнения работ. Наиболее часто дробеструйная обработка металла используется для удаления с его поверхности ржавчины в максимально сжатые сроки и с минимальными затратами.

Помимо очистки от ненужных элементов металлу придается совершенно иной вид – его можно сделать матовым или шероховатым, сгладить поверхностные неровности. Основная область применения дробеструйной технологии:

• удаление следов коррозии;
• удаление окалины, которая осталась после металлообработки;
• очистка от старых защитных и декоративных покрытий;
• полировка и матирование поверхности металла;
• придание поверхности необходимой шероховатости перед нанесением покрытий;
• удаление оксидных пленок с металла перед сварочными работами.

Дробеструйные машины по металлу – любимое оборудование всех мостовщиков, потому что перед нанесением защитной гидроизоляции на стальные конструкции моста требуется придать поверхности необходимую адгезию. Лучше всего с этим справляется специальная дробеструйная установка. Ее преимущества перед пескоструйной обработкой:

• получаемая адгезия на порядки выше;
• замкнутый цикл работы – не расколотая дробь применяется повторно, использованная попадает вместе с пылью и грязью в промышленный пылесос;
• более чистый процесс – оператор может работать без респиратора;
• производительность выше.

Поэтому дробеструйная технология обработки металла более плодотворная и все больше вытесняет пескоструйную.

4 Защитный эффект дробеструйного воздействия на металл

Но главный эффект, который дает струйное воздействие дробью – это защита от коррозионно-механических и усталостных повреждений. Как известно, практически все они зарождаются на поверхности металла. В то же время, доказано, что развитие или появление трещин не будет происходить в зоне, где есть сжимающие напряжения. В процессе обработки каждая дробь воздействует на материал, как маленький молоточек, и, ударяясь, образует на его поверхности небольшие перекрывающиеся углубления или отпечатки – то есть деформирует металл.

Под такой поверхностью материал стремится вернуть свое исходное состояние, в результате чего под полученной полусферой деформированного металла образуется слой с сжимающими напряжениями. Возникающие после обработки дробеструйной машиной перекрывающиеся углубления формируют на поверхности материала равномерный слой с высокими напряжениями сжатия, что значительно повышает прочность, надежность, долговечность как деталей, так и оборудования, устройств из них в целом.

Это достигается за счет того, что сжимающие напряжения повышают фрикционную стойкость, сопротивление металла коррозионному и усталостному разрушению и растрескиванию, эрозии и фреттингу, вызванных кавитацией. Дробеструйная технология также используется в авиастроении для придания металлической обшивке крыла необходимой аэродинамической кривизны. Дополнительные применения включают упрочнение поверхности с целью закрытия пористости, улучшения трибологических параметров, повышения стойкости межкристаллитной коррозии, текстурирования поверхности, выравнивания деформированных изделий, испытания адгезии различных покрытий.

Технология нашла признание в космической, авиационной, химической, автомобильной, судостроительной, горнодобывающей, сельскохозяйственной и медицинской промышленностях.

5 Обработка дробью бетонных полов и конструкций

Дробеструйная обработка бетона в основном применяется при подготовке основания пола и в монолитном строительстве. При помощи специального оборудования с бетонных пола или конструкции удаляют верхний слой, состоящий из так называемого “цементного молочка” и ослабленных, хорошо удаляющихся фрагментов и частиц бетона, а также различные загрязнения.

Обработку дробью проводят непосредственно перед процессом нанесения декоративного или защитного покрытия. Существует единственное ограничение – обрабатываемая бетонная поверхность должна быть сухой. Преимущества дробеструйной технологии перед другими способами подготовки основания из бетона (шлифовкой, фрезеровкой, тому подобным):

• обеспечение хорошего сцепления основания с наносимым покрытием;
• равномерное распределение шероховатости;
• устранение различных загрязнений и пыли с поверхности – дополнительная очистка не потребуется, пылесосить не надо;
• обнажение твердого заполнителя основания, что способствует упрочнению поверхности бетона;
• беспыльный и более тихий способ;
• выравнивание основания;
• позволяет обнаружить скрытые дефекты (трещины, полости, другие).

Помимо обработки нового бетона, дробеструйная машина незаменима при очистке старых и находящихся в эксплуатации поверхностей от полимерных покрытий, краски и так далее. После использования дроби площадь сцепления увеличивается не менее чем 2–2,5 раза, по сравнению с отшлифованной или необработанной бетонной поверхностью.