ОАО "НИИАС"
Пескоструйная обработка
Пескоструйная обработка была запатентована еще в 1870 году Бенджамином Тилгменом. Этот военный инженер наблюдал за процессом гравировки стекла песком во время песчаных бурь, и разработал аппарат, работающий по принципу разгона частиц песка до высоких скоростей. Твердые частицы, разгоняясь в потоке воздуха, нагнетаемого компрессором, ударяются о поверхность и в зависимости от их твердости, диаметра и других параметров, производят различное механическое воздействие на обрабатываемую заготовку.
Сегодня этот метод широко применяется для очищения металла от окалины, ржавчины, краски, причем глубина и степень обработки может отличаться – от придания матовости гладким поверхностям, до полной обдирки верхнего слоя. Пескоструйная обработка является одним из важных этапов подготовки металла к антикоррозионной обработке. Поверхность, которую обработали с помощью пескоструйного аппарата, становится прочнее за счет наклепа, производимого разогнанными частицами. Это продлевает срок службы металла, а если учесть еще и тот факт, что в процессе пескоструйного воздействия снимаются внутренние напряжения в структуре металла, то становится понятной большая популярность данного вида обработки в промышленности. Помимо металлургического производства, пескоструйная обработка используется в декорировании стеклянных и металлических поверхностей, в строительстве.
Некоторые особенности процесса пескоструйной обработки
Абразивным материалом в пескоструйной обработке служат частицы корунда, кварцевый песок, карбид бора. Кстати, именно из карбида бора изготавливаются сопла трубок Вентури. Отходы производства этих трубок используются в качестве абразивных частичек.
При обработке стальных и чугунных изделий применяется главным образом высококремнистый песок, фракция которого составляет один – полтора миллиметра. При необходимости обработки более грубых деталей применяется тот же песок, но диаметр зерен его больше в два раза. Давление, считающееся оптимальным при такой обработке – порядка шести атмосфер. Воздух, используемый в процессе разгона абразива необходимо очищать в масловлагоотделителе. Расстояние от сопла до поверхности, подлежащей обработке должно быть около 10 см, а угол наклона варьирует, в зависимости от материала:
- для чугуна – от 80° до 90°;
- для стали – от 45° до 65°.
Пескоструйные аппараты подразделяются по формам сопел на прямоточные и сопел Вентури. В прямоточных соплах часть абразива, соприкасающаяся со стенками сопла, тормозится, кроме того, возникают турбулентные потоки в этих областях, из-за чего рабочая струя имеет большую эффективность в центре и меньшую – на краях. Рабочее пятно напоминает своеобразную мишень. Прямая форма сопел эффективна при обработке профильных металлоконструкций (перил, решеток). Сопла Вентури имеют трехступенчатую структуру, в которой различают конффузор - входной конус горловины, разгонную часть – прямой отрезок и выходную часть конусовидной формы – диффузор. В соплах такого вида турбулентность на границе сопла и воздуха минимальна, в связи с чем рабочее пятно обладает равномерной насыщенностью. Сопла Вентури позволяют разгонять абразив до скоростей, близких к сверхзвуковым.
Что касается абразивного материала, то наибольшая удельная плотность наблюдается у шлаков металлургических производств, по сравнению с другими абразивами, за счет высокого содержания железа. Некоторые исследователи предлагают использовать эти шлаки в смеси из двух фракций – рекомендованной по ГОСТ ГОСТ3647-80 и пылеобразной фракции в равных соотношениях.