Как правильно пескоструить: Как правильно пескоструить — flagman-ug.ru

Область применения пескоструйных аппаратов

Начать следует с области применения пескоструя. Самое известное применение этого метода обработки –  это очистка металла при кузовном ремонте или при окраске дисков автомобилей. Аппараты для такой обработки имеют высокое давление, с помощью которого песчаной струей с поверхности металла сбиваются остатки старой краски, грунта, ржавчины или окалины.

Металл, обработанный с помощью пескоструя, после окрашивания служит намного дольше, во многом благодаря тому, что такая очистка более качественная, чем другие методы удаления покрытия металла. Мелкие песчинки на большой скорости врезаются в обрабатываемую поверхность, сбивая тем самым даже те следы коррозии, которые находятся в мелких порах или трещинах, где их трудно достать традиционными инструментами.

Помимо качества очистки от старого покрытия и следов коррозии, пескоструйная обработка оставляет после себя более гладкую поверхность. Нет таких царапин, какие бывают после применения щеточной очистки, или при помощи наждачных бумаг с крупными абразивными частичками. Это намного облегчает нанесение первого слоя грунта и повышает качество его сцепления с металлом.

Помимо кузовного ремонта, пескоструйная обработка широко применяется и в других сферах деятельности человека. Так очищаются большие корабли, детали и изделия на заводах. Помимо металла, такой метод обработки применим и для других типов материалов, например, для очистки изделий из дерева, кирпича или бетона.

Пескоструйные аппараты применяются для придания специфических эффектов на дереве или стекле. Деревянные изделия после обработки могут приобретать всевозможные узоры. С помощью пескоструя осуществляется матирование стекла, которое используется в декоративных целях, например, для нанесения гравировки в виде разных узоров. Некоторые пескоструйные аппараты могут применяться для сверления отверстий в стекле, которые могут быль круглой и другой формы.

Устройство пескоструйного аппарата

Любой пескоструйный аппарат состоит из следующих элементов:

• компрессор, создающий нужное давление воздушного потока;
• накопительный ресивер;
• пистолет, через который на обрабатываемую поверхность направляется струя песка;
• емкость с песком или другим абразивным материалом;
• система автоматики и контроля;
• соединительные шланги.

Система автоматики предназначена для контроля давления на подаче к пистолету. Также бывает автоматизирована система аварийного отключения компрессора в случае проблем в рабочей зоне. Например, когда рабочий пистолет был случайно выпущен из рук или в случае падения пескоструйщика.

Система контроля обеспечивает включение и выключение компрессора. Также с ее помощью аппаратура переводится в режим холостого и рабочего хода. Иногда она располагается не только в рабочей зоне, но и в местах дополнительного обслуживания пескоструя. Например, аппаратурой может управлять помощник, следящий за уровнем песка в емкостях. Делает это он либо самостоятельно, либо по команде пескоструйщика.

Соединительные шланги являются очень важным элементом пескоструя. От них зависит мощность и производительность аппарата. При подборе или изготовлении шлангов для пескоструя учитывается давление, которое они могут выдержать. Не менее важным параметром является их диаметр и внутреннее сопротивление. На производительность и мощность пескоструя значительно влияет длина шлангов.

Принцип работы пескоструйного аппарата

Принцип работы пескоструя в зависимости от типа может незначительно отличаться, но большинство из них работает следующим образом:

• компрессор создает давление воздуха, который накапливается в ресивере;
• когда создается такое давление, которое нужно для пескоструя, то поток воздуха подается на пистолет;
• после того, как воздух подается в пистолет, в нем появляется разрежение, которое втягивает из емкости абразивное вещество. Также песок может подаваться в пистолет принудительно;
• далее воздушно песочная смесь выбрасывается из пистолета с большим ускорением и направляется на обрабатываемую поверхность.

Некоторые пескоструйные аппараты могут работать и по-другому, однако описанный принцип работы наиболее распространен.

Типы компрессоров для пескоструйных аппаратов

Стоит сказать несколько слов о компрессорах, с помощью которых создается необходимое по мощности и производительности давление. Наиболее распространенными из них являются поршневые, поскольку их мощности хватает для простых аппаратов с невысокими требованиями к производительности.

Бывают также компрессоры винтовые. Такой тип считается более производительным, благодаря чему их используют там, где нужно постоянное давление с высокими показателями производительности. Подобные компрессоры могут работать даже с маленькими накопительными ресиверами. Их производительности вполне хватает для того, чтобы обеспечить давлением рабочий пистолет в режиме реального времени.

Основные параметры

Теперь несколько слов об основных параметрах компрессоров для пескоструйных аппаратов – это мощность и производительность. При этом первая характеристика измеряется в единицах давления, которое может создать компрессор.

Аппарат, который может выдать 9 атмосфер, считается более мощным от того, который дает всего 6 атмосфер.  Оптимальной цифрой считается показатель в 7-8 атм. Причем на компрессоре, в пескоструйном аппарате и на сопле шланга цифра разнится в зависимости от размера сопла.

Важным показателем для пескоструйных компрессоров является их производительность. Этот параметр показывает то количество сжатого воздуха, которое аппарат может выдать за определенный промежуток  времени. Обычно производительность измеряется в литрах воздуха в минуту. Соответственно, от этого значения напрямую зависит объем песка, который может подаваться в рабочую зону в единицу времени.

Прочие параметры компрессоров считаются второстепенными, и потому при выборе оборудования на них не особо обращают внимания. К ним можно отнести потребляемую мощность электродвигателя, время бесперебойной работы, количество оборотов в минуту. От этих параметров также зависит мощность и производительность пескоструя, однако, при выборе ориентируются все же на основные показатели.

Популярные модели компрессоров для пескоструя представлены на рынке такими сертифицированными марками, как Abac, Berg, ЧКЗ, Ceccato, Atmos, Ремеза, Alup, Kaeser, Fini, ЗИФ.

Особенности и характеристики пистолета

Для пистолета основными параметрами считаются:

• его производительность;
• рабочее давление;
• диаметр сопла;
• способ захвата абразивного состава.

Все эти характеристики, кроме последней, пропорционально зависят от компрессора и особенностей конструкции самого пистолета.

Например, при большем диаметре сопла производительность пистолета будет большей. Однако при одинаковых показателях давления сопло с большим диаметром будет иметь меньшую мощность струи. Это означает, что количество песка будет подаваться большее, а вот скорость его разгона будет меньшей.

Данные параметры подбираются в зависимости от того, какая задача стоит перед обработкой пескоструйным аппаратом. Например, при обработке кирпичных или бетонных стен, изделий из дерева и так далее, требуется меньшая мощность струи, с то время, как производительность нужна как можно больше. А вот при обработке стекла, металла и других твердых поверхностей нужна струя с высоким ускорением.

Индивидуальная защита пескоструйщика

При работе с пескоструйными аппаратами особое внимание уделяется индивидуальной защите пескоструйщика. Такой тип обработки материалов таит в себе несколько опасностей для здоровья человека.

Первая из них – это песчинки, вылетающие на очень высокой скорости, которая может достигать 700 километров в час. Многие частички рикошетом отскакивают от обрабатываемой поверхности, чем могут нанести коже серьезные травмы. Чтобы защититься от их воздействия, необходимо пользоваться следующими средствами индивидуальной защиты:

• специальной обувью;
• комбинезоном из прочного материала;
• перчатками из кожи;
• защитным шлемом.

Песочная пыль и другие частички, сбиваемые с обрабатываемой поверхности, негативно воздействует на органы дыхания. Для защиты от этого вреда шлем для работы с пескоструйным аппаратом оборудуется автономным источником воздуха. Воздух обычно поступает из-за пределов рабочего цеха и принудительно подается в шлем для дыхания. Иногда используются системы автономной подачи воздуха наподобие тех, которые применяют аквалангисты.

Ну и последний, не менее опасный источник вреда для здоровья – это шум. В его создании участвует довольно громко работающий компрессор, свистящий поток сжатого воздуха и шум ударяющегося песка об обрабатываемую поверхность. Если долго находиться под влиянием всех этих шумов, то можно очень быстро получить травмы слухового аппарата. Для защиты от избыточного шума используются специальные звукопоглощающие наушники, вмонтированные в шлем пескоструйщика.

Помещение для работы с пескоструйным аппаратом

При работе с пескоструйным аппаратом не лишним будет позаботиться и о создании необходимых условий в рабочем  помещении. Главный враг пескоструя – это избыточная влага, поскольку, когда проводится обработка песком, то от его влажности может значительно пострадать производительность. Поэтому в первую очередь заботятся об удалении избыточной влажности из помещения. Также для этой цели профессиональные пескоструйные аппараты оборудуются осушителями воздуха, который забирается и подается из компрессора на рабочий пистолет.

Не менее важным фактором является чистота воздуха от примесей. Помимо его очистки в рабочем помещении применяется фильтрация прямо в аппаратах. Всасываемый поток очищается от масляных и прочих примесей, чем обеспечивается более качественное смешивание его с песком и подача в рабочую зону.

Также камера для пескоструйной обработки должна иметь возможность легко очищаться от остатков песка. Если с пескоструем работают на любительском уровне, то помещение для этого следует выбирать такое, где песок мешать не будет. Ведь полностью убрать его будет очень затруднительно. Лучше всего для этой работы оборудовать специальную герметичную камеру и использовать ее только в этих целях.

Пескоструйный аппарат своими руками

В завершение несколько слов о самодельном пескоструйном аппарате. Сделать его в домашних условиях довольно непросто, при этом  учитываются следующие моменты. Во-первых нужно подобрать соответствующий компрессор. Нередко для этого используются компрессоры с грузовых автомобилей.

Компрессор должен иметь достаточную мощность. Он должен выдавать давление, которого будет достаточно для выполнения поставленной задачи. Во-вторых, к компрессору следует подобрать ресивер. Если компрессор имеет сравнительно небольшую производительность, то ресивер придется собирать из нескольких отдельных емкостей, чтобы обеспечить необходимый запас давления.

В качестве ресивера для самодельного пескоструя можно использовать обычные газовые баллоны. Они выдерживают большое давление, легко соединяются в единую систему и имеют небольшую стоимость.

Немного сложнее с рабочим пистолетом. На рынке есть готовые, заводские варианты, однако они не всегда имеют положительные отзывы. Нередко их приходится дорабатывать, чтобы добиться нужной мощности струи или требуемой производительности. На эти параметры влияет способ забора песка и диаметр сопла, как уже говорилось ранее. Отталкиваясь от этого, добиваются необходимых показателей, которые нужно еще подстроить под конкретный компрессор и ресивер.

То же самое касается и шлангов. При их выборе следует стараться, чтобы они были как можно короче, выдерживали выдаваемое компрессором давление и не имели утечек на соединениях. Все эти параметры помогут добиться более высоких показателей мощности и производительности самодельного пескоструйного аппарата.

Интересное по теме:

Пескоструйная обработка — тонкости технологии

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

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.

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.

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.

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.

На фото:

Sandblast effect&nbsp– имитация пескоструйного матирования. Она достигается с помощью специальной клеящейся пленки.

В статье использованы изображения: 3m.com

Всё о шлифовке дерева пескоструем

Мода на материалы в строительстве меняется. Сегодня на смену повсеместному пластику приходят оригинальные решения на основе древесного сырья. Древесина – это прочный и долговечный материал. Но он требует достаточно больших, по сравнению с искусственными материалами, затрат в обработке. Пескоструйная очистка покрытий – современный и относительно недорогой способ добавить древесине индивидуальный стиль и привлекательный вид.

Пескоструйная обработка и ее принципиальные преимущества

Пескоструйная обработка представляет собой подачу на древесное, металлическое, или бетонное покрытие абразивных материалов под высоким давлением. В отличие от традиционных методов шлифовки, пескоструйная машина действует точечно, и не оставляет явных следов механического воздействия. Этот метод используется в таких целях:

1. Для подготовки дерева к покраске. Древесный материал имеет свойство портиться. И если на неподготовленное сырье нанести лаковое покрытие, оно достаточно быстро покроется трещинами и потеряет привлекательный вид. Специалист, при помощи пескоструйной машины снимает минимальный слой испорченного влиянием влаги и воздуха дерева, обеспечивая максимальное сцепление краски или лака с основой.
2. Для реставрации старой древесины. Когда дерево долго страдает от влаги и воздуха, верхний слой теряет свою плотность и начинает гнить. Пескоструйная машина выбивает мягкие части гнилого дерева, обновляя материал. Более того, Московская фирма Ecoblasting проводит реставрацию дерева даже после пожара. Компания делает скидку для пострадавших от бедствия, и шлифует покрытие методом «сода-бластинг», который не оставляет после себя следов и экологически безопасен.
3. Для стилизации дерева «под старину». Данный метод называется «брашированием». Он используется, когда нужно подчеркнуть фактуру дерева, и создать видимость грубой обработки.

Преимущества глубокой пескоструйной обработки в брашировании древесины

Не всегда нужно, чтобы дерево выглядело как новое. Часто, наоборот, материал нужно искусственно «состарить», чтобы придать ему неповторимый вид. В этом случае используют либо шлифовальную машину с абразивным диском, либо пескоструйку. Абразивный диск при шлифовке оставляет глубокие борозды. Дерево выглядит больше расцарапанным, нежели старым. К тому же глубокие следы тяжело пропитывать защитными составами. А значит долговечность такой древесины падает.

Глубокая пескоструйная обработка действует противоположным образом. Машина точечно высекает из покрытия более мягкие слои, делая в считаные минуты то, что и так делает природа во время естественного старения древесины. Поэтому такое дерево выглядит более «натурально», чем шлифованные диском аналоги.

Оборудование и необходимая квалификация

Пескоструйный метод включает целый перечень машин для работы на разных стадиях обработки. В частности, компания Ecoblasting использует для основной обработки пескоструйную машину Contractor DBS-200, но если речь идет о реставрационных работах, или подготовке к покраске, используется метод «сода-бластинг», обеспечивающий более качественную очистку поверхностей.

Почему важно заказывать услуги «под ключ» у специалистов

Важно знать, что обработка дерева пескоструем:

• сопровождается обильным шумом и большим выделением пыли;
• требует привлечения специалистов с высокой квалификацией;
• нуждается в целом комплексе оборудования;
• оставляет после себя большое количество строительного мусора.

Добросовестные подрядчики сводят риски на минимум, обеспечивая качественную обработку и результат. Специалисты из компании Ecoblasting очищают дерево со средней скоростью в 1 м2 в минуту, а значит вся работа займет не более, чем несколько часов. После обработки, строительный мусор быстро убирается, ведь в технологии не используются токсичные и высокодисперсные вещества.

Как работает пескоструйка, как устроены пескоструйные аппараты и принцип действия

20.05.2019

Эти мощные многоцелевые инструменты требуют определенной степени мастерства и мер предосторожности для работы с ними, но устройство самой машины достаточно просто для понимания.

Устройство пескоструя

Струйный бак можно считать резервуаром для рабочей смеси. Он также поддерживает давление, необходимое для абразивной обработки. Струйные баки имеют различные размеры, в зависимости от потребностей в производительности. Существуют как малые от 140 л так и аппараты больших объемов до 560 л.

Сопла ускоряют ход воздуха / абразива по мере того как смесь выходит из пескоструйного рукава. Конусность сопла и длина впуска определяют область и скорость выхода абразива. Клапаны впуска и выпуска контролируют приток и отток воздуха и определяют, находится ли бак под давлением. Они являются неотъемлемыми компонентами системы дистанционного управления и общей установки пескоструйного аппарата.

Пневматический клапан реагирует на давление, поставляемое в установку, и выстреливает, чтобы держать ее под давлением. Клапан абразива расположен на дне машины и регулирует подачу песка из струйного бака. Клапаны имеют два входа и один выход: один вход для абразива, другой — для воздуха, а выход — для смеси из воздуха и песка, которая будет проходить через пескоструйный рукав.

Они бывают как ручные, так и автоматические (последние не имеют функции остановки подачи абразива). Абразивное сито предотвращает прохождение песка через выпускной клапан ( этого ни в коем случае не должно случаться, выпускной клапан предназначен для воздуха)

Пескоструйные аппараты имеют в своей конструкции также несколько шлангов: двухлинейный шланг, пескоструйный шланг и 46-ти сантиметровый шланг.

Как работают пескоструйные аппараты

Несмотря на то что существует три разных типа пескоструйных аппаратов, которые вы можете подобрать для своих целей, все эти агрегаты имеют один и тот же общий принцип работы. Пескоструйный аппарат выполнен в виде бака с пневматической пушкой которая выталкивает песок к поверхности на высокой скорости.

Понимая, как работает одна из их стандартных стационарных моделей, вы можете получить довольно хорошее представление о процессе пескоструйной обработки поверхностей в целом.

После загрузки песка в машину для начала пескоструйной обработки нужно проделать несколько шагов.

Во-первых, давление в агрегате невероятно важно на протяжении всего процесса. Без надлежащего уровня давления ничего не произойдет. Для того чтобы правильно поддерживать давление в машине, вам понадобится система дистанционного управления.

Нажатие/отпускание ручки управления подаст/нивелирует давление во всей машине. Для этих целей используется система дистанционного управления с ручкой с пневмоприводом, но электронные системы управления также используются (для агрегатов с длинами струйного рукава больше 300м).

Двухлинейные шланги соединены как с впускным клапаном, так и с рукояткой управления. Один шланг контролирует подачу воздуха к соплу, а другой шланг контролирует подачу воздуха, который идет назад к впускному клапану. Когда ручка управления не включена, воздух выпущен у основания ручки и никакой взрыв не произойдет, потому что система не под давлением.

Ручка управления сконструирована таким образом, чтобы прослужить как можно дольше, при этом предотвращая случайные инциденты или аварии. Когда ручка нажата, кнопка блокирует поток воздуха и воздух идет обратно по двухлинейному шлангу к впускному клапану. Клапан впуска открывается, клапан выпуска закрывается и пневматический клапан уплотняется для подачи давления в бак, следовательно пескоструйная обработка может начаться.

Пока ручка находится в положении включения, смесь воздуха и абразива выходит струей через сопло. Вы можете начать чистку, шлифовку, дробеструйную обработку, или другие виды обработки поверхности.

Виды аппаратов абразивной обработки

Аппарат с подачей самотеком

Первый тип, который стоит рассмотреть – это пистолет с самотечной подачей. Как следует из названия, песок направляется в ствол пушки сверху, благодаря силе тяжести. На верхушке пистолета расположена загрузочная воронка, в которой содержится запас песка, по мере того, как вы работаете.

При нажатии спускового крючка песок выталкивается из ствола и следующая партия песка сразу же попадает из воронки в ствол для непрерывности процесса. Когда спусковой крючок пистолета будет отпущен, отверстие между воронкой и стволом закроется, для сохранения оставшегося песка внутри воронки для будущего использования.

Пневматический аппарат

Альтернативной формой загрузки песка в ствол пескоструйного пистолета является использование пневматического типа. В этом случае имеется резервуар, содержащий песок, который уже находится под давлением. В конструкции такого типа резервуар соединен с пистолетом через специальный шланг, для приведения аппарата такого вида в действие нужно нажать на крючок и песок с воздухом выйдут из резервуара под давлением вместе.

При использовании такого типа пескоструйного аппарата вы не испытаете никаких трудностей в обслуживании и работе с ним, однако цена на такой тип довольно велика. Кроме того, вы не можете пополнить бак после его использования, что означает, что при использовании такого аппарата будет больше вредных отходов.

Вакуумный аппарат

Этот тип агрегата относительно доступен, и его можно использовать без перерыва, так как песок можно просто собрать и поместить назад в резервуар. Когда большую поверхность нужно тщательно очистить часто прибегают к использованию вакуумных пескоструйных аппаратов.

Как правильно выбрать оборудование для абразивной обработки поверхности

Как правило, существует 6 аспектов, которые стоит соблюдать при подборе оборудования. Они будут перечислены ниже.

Итак клиент может выбрать аппарат:

1. В зависимости от желаемого эффекта — эффект пескоструйной обработки в основном решается абразивным песком, который обладает как сильным эффектом металлического песка так и эффектом мягкого полимерного песка. Между тем, сухой или жидкий пескоструйный аппарат также будет иметь значение. Покупатель может решить какой тип брать, испытав агрегат на образцах.
2. В зависимости от эффективности продукции — клиент может решить выбрать ли автоматический тип, полуавтоматический тип, пневматический тип подачи или вакуумный тип с его собственной обрабатывающей способностью.
3. В зависимости от частиц рабочей смеси — при этом клиент должен правильно выбрать пескоструйный аппарат, который имеет достаточно большой резервуар для частиц любого размера
4. В зависимости от объемов сжатого воздуха — нормальная емкость компрессора воздуха должна быть на 20% больше чем нужно, чтобы защитить компрессор от повреждений.
5. В зависимости от условий гарантии — хорошее послепродажное обслуживание заставит клиента чувствовать себя уверенно при покупке оборудования для абразивной обработке.
6. В зависимости от цены — только профессиональный поставщик может обеспечить продукты высокого качества по приемлемой цене, а клиент в свою очередь нуждается в хорошем продукте по приемлемой цене.

Пескоструйная обработка (абразивная обработка) — мощный и эффективный процесс. Если у вас есть металлическая поверхность, которая должна быть очищена от ржавчины или краски, вы можете использовать пескоструйный аппарат для достижения наилучшего результата.

Это не особенно сложная процедура. После завершения необходимо оставить поверхность чистой и готовой к нанесению слоя краски или другой отделки.

ПЕСКОСТРУЙ, ПЕСКОСТРУЙКА. ПЕСКОСТРУЙНЫЕ АППАРАТЫ. — Великолукский Механический Завод

Краткое изложение объектов исследования

Для использования обзора литературы и исследований, относящихся к публикациям и рекомендациям по окружающей среде и здоровью и безопасности, совместно с любой другой соответствующей информацией по переработке стеклянного абразива, медного шлака и  другого конкурирующего абразивного материала для обработки. Обзор литературы будет сосредоточен на стеклянном абразиве и медном шлаке, но при этом в рамки работы будут включены другие ключевые абразивные материалы.

Итогом проекта будет отчет, обобщающий и оценивающий полученные данные, которые будут использованы WRAP, чтобы определить сильные и слабые стороны его продукции в сравнении с другими абразивными материалами для обработки, а также определить наилучший путь повысить качество стеклянного абразива.

Задача

Принципиальная задача данной работы – сделать обзор опубликованной информации о промышленном абразивном материале, в т. ч. о стеклянном абразиве и медном шлаке и других конкурирующих материалах. Главный аспект, который необходимо определить – это здоровье и безопасность при работе с абразивом, взаимодействие с окружающей средой, восстановление и характеристики абразива. Эта работа в дальнейшем будет подтверждена дополнительной информацией по заданной теме и будет представлена  качестве отчета, обобщающего и оценивающего полученные данные.

Методология

Фирма Pera Knowledge взяла на себя ответственность за анализ данных по абразиву для обработки,  используя всю информацию из справочников и журналов, научных газет и  докладов с конференций. Газеты и доклады с конференций были изначально определены как результат изучения нескольких внешних источников данных:

• Мировые конспекты по покрытиям поверхностей (МКПП) – это база данных Ассоциации по изучению красок (Теддингтон, Мидлсекс), которая охватывает все аспекты технологии нанесения покрытий, включая подготовку поверхностей, для которой используется абразив.
• Матадекс – охватывает технологию работы с материалами, имеющими металлические свойствами, которые включают несколько типов абразива.
• Конспекты по работе с керамикой / Мировые конспекты по работе с керамикой – охватывают технологию работы с керамикой, которая также включает несколько типов абразива (алюминиевый, карбид кремния и т. п.).
• Конспекты по коррозии – охватывают технологию антикоррозионной обработки, что связно с различными типами абразива.
• Конспекты по машиностроительным материалам – охватывает технологии работы с полимерами, пластиком и композитами. Различные типы термопластических и термореактивных материалов используются в качестве абразива.
• Центр данных по меди – охватывает технологию работы с медью.
• Конспекты по машиностроению – включают ссылки на технологию работы с абразивом.
• Научные конспекты по технике безопасности – включают публикации по технике безопасности, в т. ч. ссылки на материалы, используемые при обработке абразивом.
• Энвиролайн – охватывает публикации по загрязнению, мерам по охране окружающей среды.

Использовались также другие опорные источники, их перечень приведен в приложении 2. Дополнительная детализация в рамках этих баз данных приведена в приложении 3.

Информация, явившаяся результатом вышеописанных исследований, приведена в отношении основных публикаций по технике безопасности, защите окружающей среды, переработке и по работе для каждого типа абразивного материала и вследствие короткой дискуссии по ключевым моментам была обобщена в таблице. Такое обобщение позволяет сравнить содержание наиболее важных публикаций.

Обзор абразивных материалов, имеющихся в настоящее время в наличии

Термин «абразив» в обработке относится к широкому диапазону материалов (средства для обработки), используемых для оформления профиля очищенной стали и для удаления ненужных покрытий или загрязняющих веществ с поверхностей стальных или других изделий.

Помимо применения для травления и очистки, абразив может быть использован для снятия заусенцев, а также для дробеструйного упрочнения, которое применяется, чтобы передать остаточное сжимающее напряжение обработанным материалам, таким образом улучшая установленную прочность.

Во время обработки существует ряд физических решений по выбору подходящего абразива. По мере того, как зерно абразива сталкиваются с поверхностью, они склонны разбиваться, образуя при этом потенциально опасную пыль. Дополнительно к этому действие очистки является результатом передачи энергии, которая переходит от абразива к основе. Так как кинетическая энергия пропорциональна массе зерна и квадрату ее скорости, то маленькое тяжелое зерно, двигаясь на высокой скорости, окажет на основу большее действие, чем более легкое зерно. Из этого следует, что более тяжелые (более плотные) материалы, такие как сталь и гранат, – более эффективный абразивный материал, чем более легкий (менее плотный) абразив, такой как песок и шлак.

Форма абразива также очень важна, так как шарообразные и заостренные крупицы абразива ведут себя по-разному при столкновении с основой, например со стальной. Заостренные крупицы имеют тенденцию к образованию большего количества разбитых частиц, тогда как закругленные частицы более соразмерены по своей поверхности с основой и сокращают проблемы, связанные с углублением абразива в поверхность.

Другое очень важное свойство абразива – твердость. Твердость – относительная мера сопротивления абразива истиранию другими материалами. Твердость минерального абразива оценивается по шкале твердости Моса, названной в честь немецкого минералога Фридрика Моса. Эта шкала классифицирует минералы по относительной твердости неизвестных минералов к стандартному набору 10 минералов, начиная от очень мягкого (тальк) до очень твердого (алмаз).  Твердость металлического абразива обычно измеряется по системе Роквелла, и обычно стальная остроугольная дробь имеет оценку по шкале твердости Роквелла С, т. е. 45 – 55 (приблизительно это равно 6.0 – 6.5 по шкале Моса).

Общие неотъемлемые признаки удачно выбранного абразивного материала следующие:

• Незначительный риск для здоровья, в т. ч. низкое содержание опасных загрязняющих веществ, таких как асбесты (оливин) и мышьяк (в медном шлаке).
• Низкий уровень образования пыли при нормальных условиях использования.
• Высокие уровни производительности и очистки без искривления или другого повреждения обрабатываемой детали.
• Износостойкость абразива, что позволяет собирать его, восстанавливать и повторно использовать.
• Подходящая форма частиц и их размер для соответствующего применения.
• Слабое воздействие на окружающую среду при хранении, использовании и утилизации.

Одно из важнейших свойств, определенных выше, – рециркуляция и восстановление абразива, что при данном взаимодействии с окружающей средой не удивительно. Термин «рециркуляция» в технологии обработки абразивом обычно применяется к материалам, содержащимся в абразивоструйной камере и в установленном порядке проходящим цикл по несколько раз. Восстановление абразивного материала ведет к необходимости обработки через довольно сложную систему для удаления загрязняющих веществ и сортировки материала по крупности.

Размещение использованного абразивного материала может повлечь за собой использование городских свалок. Следует принять в расчет тип загрязняющих веществ в отходах, а также возможность выщелачивания опасных веществ (например, тяжелых металлов) на местах расположения свалок, и при определенных обстоятельствах должны быть учтены альтернативные методы утилизации.

Большинство абразивных материалов для обработки может быть классифицировано на 4 широкие группы:

• Природные минералы (например, кварцевый песок, гранат, оливин (хризолит)).
• Промышленный абразив (например, стальная дробь, стеклянная дробь, глинозем, пластиковые гранулы или бусины, сухой лед (твердая углекислота), бикарбонат натрия).
• Минеральные шлаки (например, медный шлак, никелевый шлак, железный шлак и (каменно-)угольный шлак).
• Органические средства (например, кукурузные початки, ореховая скорлупа, частицы крахмала).

Рассмотрим основные примеры вышеприведенных 4-х типов более подробно.

Природные минералы

Кварцевый песок

Обычный кварцевый песок является одним из минералов, находящихся на земной поверхности в избытке. В течение многих лет кварцевых песок во всем мире был наиболее предпочтительным материалам для абразивоструйной очистки. Вся промышленность базировалась на его использовании, и термин «пескоструйная обработка» был наиболее общепринятым для этого типа операций.

Этот материал легко купить по низкой цене. Однако, кварцевый песок обычно имеет высокую концентрацию кристаллического кремния (кварца). Вдыхаемый кварц при повторяющемся воздействии вызывает заболевание, силикоз (см. 3, 21, 32, 34, 37, 42, 43, 44). Кристаллический кремний также считается причиной рака (см.34).

Несмотря на строгие меры по охране здоровья и по технике безопасности в развитых станах, кварцевый песок все еще широко используется при абразивоструйной обработке. В Великобритании песок или другие вещества, содержащие свободный кварц, специально запрещены для «применения в качестве абразива в любых абразивоструйных машинах» Правилами регулирования использования веществ, опасных для здоровья 2002 (COSHH) (48). Он (песок) не считается пригодным для повторного использования (37).

Гранат

Гранат – твердый силикатный минерал, добываемый в нескольких местах мира, в т. ч. в Австралии, Индии, США и Южной Африке.

Существует около восьми различных форм граната, но наиболее используемая для абразивоструйной обработки – альмандитный гранат,  который является материалом на железной основе (9). Он очень тяжелый, твердый и износостойкий. Плотность и износостойкость  – критические факторы, влияющие как на  выполнение обработки, так и на возможность повторного использования. Благодаря этим свойствам гранат имеет высокую производительность при использовании в одном цикле (одноразовый) или в нескольких циклах (9).

Многие виды граната, используемые для абразивоструйной обработки, являются не измельченными, намывными, т. е. образованными от водного источника. В результате частицы абразива варьируются по форме от закругленных до заостренных. Так как намывные частицы не измельчают, они содержат немного трещин от надавливания на них (при измельчении) и во время обработки противостоят разрушению (9).

Гранат используется как для железных, так и для не содержащих железа материалов и имеет несколько преимуществ, в том числе следующие (7, 9):

• Быстрое нарезание.
• Низкое образование пыли (в сравнении с (каменно-)угольным шлаком или кварцевым песком).
• Годен для повторного использования.
• Низкий риск для здоровья, т. к. явно не обнаруживаются тяжелые металлы и низкое содержание свободного кварца.

Оливин (хризолит)

Оливин – силикат магния естественного происхождения, имеющий бледно-зеленый цвет и не одержащий свободного кварца или токсичных материалов (11). Однако есть сведения, что оливин является минералом, при применении которого выделяются асбестовые загрязняющие вещества (45, 48, 49). Серии тестов, проведенных органом исполнительной власти по технике безопасности и охране труда (HSE) в июне 2000 г. в отношении специального перемещения оливина, показали, что он содержит асбестовое волокно. Лабораторные исследования, выполненные HSE, показали, что ряд потенциальных способов применения данного материала, в т. ч. дробеструйная обработка с воздухом, могли бы оказать воздействие, превышающее контрольные пределы (49).

Основное использование оливина – в качестве более безопасной замены для кварцевого песка при очистке сооружений, а также он находит применение в абразивоструйной очистке стали, особенно нержавеющей стали, для которой использование шлакового абразива часто бывает запрещено из-за железных загрязняющих веществ, применение которых приводит к образованию ржавых пятен – так называемых «чайных пятен» (11). Оливин очень твердый, но имеет склонность к раскалыванию при ударе, создавая много светлой пыли (8).

Главные месторождения оливина, используемого для промышленных целей, таких как дробеструйная обработка, находятся в США и Норвегии (34), что делает его относительно дорогим для использования в Великобритании в качестве абразива из-за ограниченного доступа к нему (8). Обычно оливин не восстанавливается после использования (37).

Ставролит

Ставролит – это минерал темного цвета, который является силикатом алюминия или железа. В нем содержится некоторое количество свободного кварца, гораздо меньше кварцевого песка (8). Этот материал, имеющий определенную сферу применения, относительно дорого стоит, но предлагает преимущества, такие как незначительное образование пыли  (благодаря высокой прочности), малое вдавливание в поверхности и безвредность для окружающей среды (34). Ставролит практически не представляет опасности для окружающей среды. Одна из основных причин этого заключается в том, что данный абразив не рекомендуется для определенных форм применения, и таким образом гарантируется, что расходы на размещение будут минимальными. Например, данный минерал не рекомендуется для использования при удалении красок на свинцовой основе, т. к. загрязненный именно при этом использовании абразив может привести к реальным экологическим проблемам (34).

Вопреки высокой твердости этого материала, округлая форма его частиц гарантирует, что практически не будет вдавливания частиц. Хотя данный материал обычно не полежит повторному использованию, возможность этого еще мало известна (34).

Вышеописанные минералы являются основными типами, употребляемыми для промышленной обработки, хотя предполагается существование ряда других применявшихся материалов (например, зеркальный гематит).

Промышленный абразив

Металлические опилки и дробь

Металлические опилки (остроугольная дробь) состоит из заостренных частиц, обладающих большой режущей силой. Металлические опилки обычно делают из измельченной, упрочненной (закаленной) чугунной дроби, которая может быть пластичной. В общем, существует три степени прочности стальной остроугольной дроби, и распространение и скорость этой дроби, отскакивающей от поверхности основы, регулируют обработку. Способы использования остроугольной дроби включают удаление нагара (окалины), образованного от ковки крупных поковок и тепловой обработки, снятие ржавчины и контрольное профилирование материалов перед соединением их склеиванием (4).

Дробь обычно изготавливается из таких же материалов, как и опилки (остроугольная дробь), и в основном по форме представляет собой шарообразные частицы. Дробь удаляет нагар (окалину) и другие загрязняющие вещества при ударе. Стальная дробь является наиболее широко применяемым металлическим абразивом  и меньше всего разрушается при воздействии компонентов абразивоструйной системы (40).

Дробь также может быть сделана из алюминия или нарезана из стальной проволоки; последняя приобретает закругленную форму при ее использовании, и часто применяется так же, как и отлитая дробь.

Благодаря своей износостойкости стальной абразив может быть повторно использован несколько раз (обычно десятки раз) в большинстве операций по очистке без потери производительности (37).  Один главный недостаток стального абразива заключается в том, что нельзя допускать, чтобы он отсырел. Он не должен лежать на земле или использоваться для очистки сырых поверхностей. Сырой стальной абразив формирует комки, которые могут застрять в оборудовании и повредить основу (15).

Большинство систем, использующих стальную дробь, являются закрытыми системами, и таким образом опасность для окружающей среды сведена к минимуму. Однако, если она используется в открытой системе или высыпается на землю, существует реальная опасность воздействия железа на окружающую среду (34). С технической точки зрения, металлический абразив может налипнуть на обрабатываемые поверхности, образуя полосы или пятна, что может привести к коррозии поверхностей, подвергаемых обработке, и повреждению покрытия основы (34).

Стеклянная дробь

Промышленный абразив, такой как стеклянная дробь (бусины) из натровой извести является хорошим абразивным материалом для особых операций. Стеклянные бусины производятся из специально разработанного стекла высокого качества, чтобы сократить износ и разрушение. Они являются специально лишенными острых углов частицами, имеющими разные размеры. Обычно они используются в абразивоструйных камерах с рециркуляцией. Они не содержат кристаллического кремния, т. к. производятся из стекла из натровой извести (13, 14).

Стеклянные бусины вбиваются или надавливают на точку соприкосновения. Эти удары вызывают кратковременное искривление поверхности, подвергающейся обработке, которое приводит к нарушению связи между обрабатываемым изделием и покрытием или загрязнением, которое следует удалить (13).

В отличие от стальной дроби, которая является наиболее широко используемым шарообразным абразивом, стеклянные бусины не содержат свободного железа, которое может окислить поверхности, не содержащие железа; следовательно, они могут использоваться для вех типов металла (13).

Стеклянные осколки (остроугольная дробь)

Переработанное восстановленное стекло используется как промышленный абразив и производится из использованной стеклотары, главным образом собранной при проведении общественных мероприятий по сбору пустой стеклотары для переработки. Может также использоваться другой стеклобой для этих целей, например, закаленное автомобильное стекло и восстановленное техническое стекло, которое обеспечивает более безопасный метод очистки, чем при использовании кварцевого песка (14). Использованная стеклотара первоначально представляет собой крупные осколки, которые впоследствии сортируют, чтобы удалить горлышки бутылок, крышки, оберточную бумагу, пробки, этикетки и другие загрязняющие вещества. После высушивания стекло окончательно измельчается и просеивается для получения частиц требуемого размера.

Стеклянная остроугольная дробь может также быть произведена из первичного стекла (8). Однако, первичное стекло требует дальнейшей переработки и составляет небольшую долю в сравнении с использованием битой стеклотары для данных целей.

Была проведена пробная очистка переработанной стеклянной остроугольной дробью, как абразивным материалом, и оказалось, что она очень хорошо очищает поверхность перед покраской, а также хорошо удаляет твердые покрытия, такие как эпоксидная смола и эмаль (12). Измельченное стекло на самом деле является материалом, который содержит мало кварцевого песка и ведет себя почти как шлак. Благодаря низкой плотности измельченного стекла воздействие каждой частицы мало, и предполагается, что часто требуются более крупные частицы (37). Однако, установлено, что переработанная стеклянная остроугольная дробь может проходить от 3 до 4 циклов при необходимости, до того как придет в негодность (12).  Пыль, образуемая при рециркуляции стеклянной дроби, при проведении опытов оказалась относительно чистой по сравнению с «черными, мелоподобными» остатками, остающимися после медного шлака (12).

Стекло не представляет особой угрозы окружающей среде, на самом деле, измельченное стекло используется как альтернатива песку при водоочистительных процессах. Переработка битого стекла, которое может быть в противном случае свезено на свалку, в абразивный материал также является положительным моментом, связанным с охраной окружающей среды (12).

Оксид алюминия (глинозем)

Оксид алюминия обычно используется в бурой форме, когда он произведен путем расплавления боксита; кокс и железо под действием электричества в печи плавятся при очень высоких температурах. Также можно приобрести рафинированные сорта белого или розового алюминия, которые содержат низкий уровень свободного железа. Данный вид абразива имеет несколько сортов, и основной вид использования этого переработанного абразива – в камерах (8).

Вообще, он более дорогой, чем металлический восстановимый абразив, и не будет проходить циклы так много раз, в частности белый материал, который является очень твердым. Так как он не будет ржаветь и застывать в абразивоструйном оборудовании, то он подходит для выполнения периодических работ (8).

Из-за низкого содержания железа, глинозем обычно используется при высоких технологиях (например, в авиакосмической промышленности), в частности для цветных металлов. Он также обычно используется для нержавеющей стали, которая предназначена для использования в морской воде, т. к. он не будет загрязнять сталь и не будет создавать электролитический коррозионный элемент, который в случае его появления может разъедать металл (8).

Пластиковый абразив

Пластиковый абразив (ПА) относится к одному из ведущих мягких абразивов в сравнении с традиционно используемым абразивом для обработки, таким как минеральный песок, глинозем, шлаки и стальной / железный абразив, которые являются сравнительно очень твердыми. Такой мягкий абразив не повредит поверхность обрабатываемой основы.

Пластик в качестве абразива был первоначально разработан в 1980-х гг. как замена химических средств для снятия краски с поверхностей самолетов. Существуют два основных типа систем ПА – открытая обработка и закрытые камерные системы. Открытые обрабатывающие системы являются идеальными для снятия покрытия с крупных изделий, таких как автобусы и самолеты. Напротив, автоматизированные и управляемые вручную камерные системы полностью закрыты и больше подходят для снятия покрытия с маленьких деталей (24).

Пластиковый абразив является износостойким и восстановимым. Обработка пластиковым абразивом обычно производится с большим объемом воздуха, но при низком давлении (например, 10-50 фунтов на дюйм²). Низкое давление исключает деформацию основы. Пластиковый абразив может быть повторно использован около 5-20 раз (38).

Упругие пластиковые частицы, используемые в ПА-работах, являются более прочными, чем скорлупа грецкого ореха, но более мягкими, чем минеральный абразив. Существуют разнообразные виды гранулированной пластмассы, в том числе мягкого полистирола, более твердых акрила (полиметиметакрилата) и карбомида и еще более твердого меламина. Каждый вид пластмассы варьируется по размерам и обычно подлежит обработке антистатическим раствором для предотвращения скрепления частиц абразива и пыли во время использования (24). Обзор ПА приведен в ссылках 16, 25, 24, 27 и 38.

Бикарбонат натрия (пищевая сода)

Бикарбонат соды – мягкий, белый, кристаллический порошок, который легко растворяется в воде, образуя щелочной раствор. Как абразивный очищающий материал, бикарбонат соды имеет различные размеры частиц и, соединяясь с добавками, повышающими текучесть, и другими, улучшает качество работы. Он применялся для очистки чувствительных компонентов, таких какие имеются в авиакосмической промышленности. Однако, известно, что его щелочность вызывает разъедание сплавов алюминия, если он не удален должным образом с поверхности основы после очистки (8).

Будучи слишком легким для эффективного создания профиля на стали, этот материал заполняет различные ниши на рынке.

Сухой лед

Сухой лед – это твердая форма углекислоты. Данный абразивный материал может варьироваться в размерах от величины рисового зерна до 3 мм. Этот абразив очень холодный (-79⁰С) и требует специального оборудования для соответствующей основы.

Технология обработки твердой углекислотой использует две техники. Когда твердые гранулы ударяются о поверхность и на поверхности образуются трещины, происходит тепловой удар. Сжатие, происходящее при перепаде температуры, приводит к нарушению связи в слоях. Гранулы, таким образом, глубоко проникают под потрескавшиеся слои загрязняющего вещества

Благодаря тому, что сухой лед сублимирует во время процесса очистки, не существует проблем, связанных с размещением очищающих средств, следовательно, это абсолютно безвредный для окружающей среды процесс.

Шлаки являются стекловидными отходами от плавки и горения в промышленном производстве. Хотя они формируются в различных условиях, но имеют общие характеристики. С химической точки зрения, они являются глиноземистыми силикатными стеклами, обычно обогащенными железом и одним или более щелочным металлом (37).

Как и все стекловидные твердые тела, шлаки очень устойчивы к большинству условий окружающей среды и похожи на стекла; они имеют склонность к хрупкому разрушению при ударах и поэтому могут создавать много пыли при использовании в качестве абразива.

Так как шлаки по своей природе являются отходами, сформированными при плавлении или промышленном сжигании, то они могут содержать небольшое количество тяжелых металлов или радиоактивных элементов (14, 34, 37).

Шлаковые абразивы классифицируются на металлические шлаки (медные, никелевые) и топочные шлаки из каменного угля. Они обычно очень твердые (по шкале твердости Моса 7) и имеют острые края.

Шлаки, полученные выделением из сульфидной руды, распространены во всем мире. Так как шлаки почти всегда ассоциируются с медными рудниками, общий термин «медный шлак» стал употребляться даже в отношении шлаков, которые более точно могли бы быть названы «свинцовые шлаки», «цинковые шлаки» или даже «мышьяковые шлаки». Медные шлаки содержат небольшие количества металлов, которые присутствуют в первичных рудах и в обогащенных (37). Цель шлака – действовать как механизм сбора нежелательных загрязняющих веществ при восстановлении нужного металла, например, меди (37).

Медные шлаки – общепринятые заменители кварцевого песка в странах, где существует обилие рудников и плавильных печей. Некоторые металлические шлаки могут содержать тяжелые металлы, такие как свинец, бериллий или даже мышьяк, попадающие из растворов, используемых в процессе удаления металла. В большинстве случаев количество тяжелых металлов меньше предела допустимого воздействия, но присутствие ничтожного количества тяжелых металлов требует, чтобы абразивоструйщик был осведомлен о потенциальной опасности и о правилах, устанавливающих пределы допустимого воздействия и предпочтительных технологиях его регулирования (14, 37). Отчет (47) NIOSH (Национального института здравоохранения и безопасности на рабочем месте, США) приводит примеры медного шлака, который был проверен на наличие высокой концентрации переносимого по воздуху мышьяка, кадмия, свинца и серебра, а также на наличие высокой концентрации бериллия, титана и ванадия.

В дополнение к этому у подопытных крыс было обнаружено появление опухолей, связанное с присутствием медного шлака (31). Опыты показали, что медный шлак вызывает значительно чаще опухоли в легких в сравнении с транспортными средствами, но такая реакция является менее значительной, реакция на кварц. Шлаки, использованные в опытах, были выбраны из-за большого содержания в них подозрительных канцерогенов и на основе данных, полученных опытным путем; в итоге выявлено, что медные шлаки на самом деле оказывали канцерогенное действие на крыс (31).

Выводы о выщелачивающем поведении гранулированных шлаков из цветных металлов были приняты для оценки перемещения (миграции) металлов из гипотетического места шлакоудаления в нижерасположенные слои почвы (50). Этим исследованием выявлено, что в почвах, имеющих более грубую текстуру, металлы, выщелачивающиеся с мест шлакоудаления, предположительно накапливаются главным образом в верхнем слое (10 см). В более песчаных почвах металлы были распространены в более глубокие слои почвы, что привело к меньшему их накоплению. При сравнении результатов смоделированных миграций с нормативами качества почв и почвенной влаги только цинк выявил свою практическую важность. Это может ограничить повторное использование металлических шлаков в рассыпчатой форме и может создать проблемы с окружающей средой во время обработки абразивом, например, когда абразив не достаточно тщательно очищен после использования, когда использованный абразив высыпан на площадку для складирования или отвезен на свалку (35).

Уникальный, не содержащий сульфида шлак сформирован при плавке определенных никелевых руд главным образом для использования в США, где он производится. Данный материал применяется местами в качестве замены как для кварцевого песка, так и для  медного шлака (37). Никелевый шлак не содержит обычных тяжелых металлов, как медный шлак, но содержит в небольших количествах хром и никель, которые могут потребовать проверки летающей в воздухе пыли на воздействие. Отчет NIOSH (47) констатирует, что никелевый шлак, проверенный им (институтом), имеет высокий уровень хрома, кадмия и никеля.

(Каменно-)угольный шлак

Угольный шлак – это смесь ферроалюмосиликатов, силиката кальция и кремния; он сформирован как побочный продукт горения угля на электростанциях. Состав неизбежно будет варьироваться  в зависимости от источника.

Угольный шлак, используемый для обработки абразивом, в первую очередь используется для травления. Второе применение – очистка. Отчет NIOSH (47) утверждает, что угольный шлак, проверенный им, содержит в большом количестве бериллий.

Органический абразив

Органические продукты, полученные главным образом из растений, в том числе из таких материалов как кукурузные початки, крахмал, ореховая скорлупа (например, грецких орехов), оболочка рисовых зерен и фруктовые косточки, долгое время использовались в качестве абразива на участках, где требовалось удаление не въевшейся грязи и смазки без сопутствующего повреждения нижерасположенных покрытий или основы (37).

Органический абразив обладает низкой твердостью и низкой насыпной плотностью и не будет гравировать (протравливать) большинство промышленных основ, в том числе дерево (38). Он главным образом используется для удаления грязи или других накоплений с лакокрасочных покрытий, для очистки клапанов или рабочих лопаток турбин, а также для удаления консистентной смазки с двигателей (38).

Этот абразив не сильно отскакивает от поверхностей, поэтому он также находит применение в зонах риска, где все детали, подлежащие очистке, должным образом заземлены, и есть соответствующая вентиляция. Растительный абразив применяется с обычным оборудованием для абразивоструйной обработки, но он должен быть сухим, чтобы его поток был эффективный. Скорлупа некоторых орехов, таких как пекан, содержит масло и красящие вещества, которые не подходят для некоторых поверхностей, особенно если требуется повторная покраска (38). Растительный абразив является материалом одноразового использования, а некоторые материалы, такие как абразивы из початков кукурузы (17) и крахмала (22) являются абсолютно безвредными для окружающей среды, т. к. они не токсичные и биодеградирующиеся (разлагаются под действием микроорганизмов). В общем, растительный абразив представляет немного проблем в отношении уровня образования пыли, который обычно низок для этого типа мягкого абразива. Обзор абразивов из початков кукурузы (17) выявляет, что опасность отскакивания абразива и пылеобразования очень мала, хотя теоретически возможна.

Таблицы

В Приложении 1 представлены три таблицы. Таблица 1 дает представление об общих характеристиках абразива, показывая состав, плотность, твердость, потенциальные проблемы от пылеобразования и указание на возможность повторного использования (37). Таблица 2 дает дополнительную информацию, непосредственно относящуюся к неметаллическим абразивам, в том числе ссылки на токсичность, сравнительные издержки (относительные) и скорость очистки (40). Таблица 3 приводит список основных факторов риска для здоровья и безопасности в отношении особых видов абразива, приведенных в данном отчете.

Выводы

Наиболее важным моментом является правильный выбор подходящего абразива перед его использованием в работах по очистке и травлению (гравированию). Такие вопросы, как использование абразива, его стоимость и безопасность, все должны быть учтены.

Абразивы могут быть проверены на разрушение, пылеобразование, воздействие на профиль и, что наиболее важно, производительность или скорость (производительность) резания. Редко бывает, чтобы один вид абразива подходил для всех видов работ.

Что касается стоимости, пока кварцевый песок может иметь самую низкую первоначальную стоимость; проблемы, относящиеся к окружающей среде, такие как пыль, факторы риска для здоровья и издержки по удалению отходов, могут значительно увеличить общие издержки от использования такого материала. Следовательно, рассматривая издержки на использование абразива, нужно учитывать полную себестоимость, т. к. в большинстве случаев действительная стоимость самого абразива является только малой частью полной себестоимости работы.

К вопросу о безопасности, очень немногие виды абразива, если вообще таковые существуют, имеют до обработки частицы такого размера, что их можно вдохнуть. Однако в процессе использования частицы абразива разрушаются до разной степени, и получаемые мельчайшие частицы становятся потенциальной угрозой для здоровья при вдыхании. Необходимо, чтобы были установлены соответствующие технические средства контроля и чтобы проверки проводились абразивоструйщиками, обученными правильно пользоваться защитным оборудованием. Это особенно важно, когда используются хрупкие материалы (например, песок, шлак, минералы) и когда используется промышленный абразив, который может создать эффект рикошета при ударах об обрабатываемую поверхность. В добавление к этому, природа удаляемого с основы материала также должна быть учтена. Например, если производится абразивоструйная обработка красочного покрытия на основе свинца, это может оказать неблагоприятное воздействие на оператора, и потребуются специальные методы размещения такого материала.

В этом отчете было использовано большое количество литературных исследований, в том числе много внешних источников данных, охватывающих используемые в настоящее время для промышленных целей типы абразива. В частности, важно, что в этом обзоре были затронуты вопросы охраны здоровья и окружающей среды, связанные  с этими материалами.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

В Приложении 1 представлены три таблицы. Таблица 1 дает представление об общих характеристиках абразива, показывая состав, плотность, твердость, потенциальные проблемы от пылеобразования и указание на возможность повторного использования (37). Таблица 2 дает дополнительную информацию, непосредственно относящуюся к неметаллическим абразивам, в том числе ссылки на токсичность, сравнительные издержки (относительные) и скорость очистки (40). Таблица 3 приводит список основных факторов риска для здоровья и безопасности в отношении особых видов абразива, приведенных в данном отчете.

Таблица 1: Краткое изложение характеристик абразива

* Сильное пылеобразование при использовании в сухом виде; слабое – при использовании с водой

# PERA знает, что существуют закрытые обрабатывающие системы, которые позволяют восстанавливать абразивный материал для его повторного использования. Это делает данные материалы пригодными для применения в закрытых системах.

Источник: Журнал по защитным покрытиям и обшивкам, 2000; Pera 2003

Таблица 2: Физические свойства и сравнительные характеристики неметаллических абразивов

(а) Стеклянные бусины используются для очистки, чистовой (финишной) обработки, для вдавливания (обдувки) (от слабого до среднего) и снятия заусенцев. (б) Крупный минеральный абразив, такой как песок, применяется, где удаление металла и загрязнений с поверхности не рассматриваются. (в) Мелкий заостренный минеральный абразив, такой как глинозем, используется для очистки, когда гладкость обработки и загрязнение поверхности не важны. (г) Органический мягкий заостренный абразив, например, скорлупа грецкого ореха, применяется для снятия небольших заусенцев и для очистки ломких изделий. (д) Пластиковый абразив, такой как нейлон и поликарбонат, используется для удаления заусенцев с деталей из термореактивной пластмассы и с обработанных деталей машин.

Источник: Справочник по металлам ASM, 9-й выпуск, том 5, 1982; Pera 2003

Таблица 3: Факторы риска, связанные с использованием абразива

Выявлено, что определенные виды абразива, такие как кварцевый песок (содержит кварц, который можно вдохнуть), оливин (примеси асбеста) и минеральные шлаки (выщелачиваемые тяжелые металлы; канцерогенность) требуют особых средств защиты здоровья и окружающей среды при использовании. Однако со всеми видами абразива следует обращаться осторожно и предпринимать меры контроля в соответствии с законодательными актами, такими, как Правила контроля использования основ, опасных для здоровья; Правила, касающиеся  личного защитного оборудования, и закон о защите окружающей среды.

Источник: Pera 2003

Пескоструйная шлифовка сруба — чем она лучше?

Компания ООО «АЗБУКА ЛЕСА» предлагает два вида шлифовки – традиционная и пескоструйная. Очистка с помощью специальной смеси – это более щадящий метод для древесины. После такой обработки не остается царапин.

Пескоструйная шлифовка сруба дома из бревна подразумевает использование специальной смеси, подающейся под давлением. Для приготовления состава берутся: купершлак, сода, гарнет и мельчайший морской песок. 

Особенности аппаратного шлифования

• Аккуратное удаление верхнего загрязненного и пораженного грибками слоя древесины без повреждения структуры древесины.
• Мягкие волокна удаляются, а твердые слои становятся прочнее за счет механического воздействия струи песчаной смеси.
• Рисунок древесины обозначается четче, сами узоры выглядят более естественно.
• После работ увеличивается адгезия защитных и декоративных составов. То есть средства глубже проникают внутрь древесины, благодаря чему покрытие вымывается дольше.
• Позволяет хорошо обработать фаски, углы и швы. При традиционной шлифовке обработка этих мест представляет трудность.
• Рекомендована для очистки окрашенных бревен. При работе шлифовальными машинками расход «шкурки» сильно увеличивается по естественным причинам – краска или лак забивают бумагу, поэтому требуется частая замена кругов.
• Ворс на бревнах не поднимается так, как при ручной работе. Разница особенно заметна при использовании водно-дисперсионных составов.
• Струйная очистка выполняется намного быстрее, чем трудоемкая шлифовка эксцентриковой машинкой или болгаркой с насадками.
• Таким способом возможна очистка обожженной древесины (как декоративной, так и после пожаров). В зависимости от необходимой интенсивности очищения компоненты смешиваются в разных пропорциях.
• После работы машинкой или болгаркой могут оставаться царапины, которые сильно видны после нанесения цветных составов. Этого дефекта не дает пескоструйная обработка.

Все это актуально только в том случае, если работы выполняют профессионалы с помощью «правильного» оборудования, а компоненты смешаны в нужных пропорциях!

Эффект брашировки

Искусственно состаренные деревянные поверхности – это трендовое направление в дизайне. Браширование – это один из приемов, которым пользуются мастера. Пескоструйная шлифовка также дает такой эффект.

Глубина бороздок зависит от твердости древесины. Ель будет иметь самые глубокие следы, потом идет сосна, после нее кедр. А вот на срубах из лиственницы такой эффект не будет заметен вообще, ведь эта очень твердая древесина.

Интенсивность «состаривания» связана со временем воздействия абразива на поверхность. И еще, на оцилиндрованном бревне текстура проявится более четче, чем на рубленном. Это связано с особенностями обработки заготовок.

Советы от ООО «АЗБУКИ ЛЕСА»

• Шлифовать сруб нужно тогда, когда влажность бревна будет не более 15%. Именно такая влажность бревна считается оптимальной для покраски и лакировки и является одним из показателей окончания основной усадки. Покрывать составами сруб нужно в течение 3-х дней, поэтому заказывать шлифовку деревянного дома раньше нецелесообразно.
• Шлифовку стен в срубе рекомендуется делать после окончания кровельных работ. Иначе придется или очень аккуратно перекрывать кровлю, или повторять очистку.
• После очистки бревна сначала покрывают грунтовкой, потом применяют защитные средства, лазури и масло или воск. Кстати, льняное масло обладает выраженным антисептическим эффектом.
• Хороший эффект дает нанесение антисептика методом безвоздушного распыления.
• Шлифовать торцы нужно вручную, абразивный метод не позволяет качественно обработать эти места.