Как работает пескоструйный аппарат?

Пескоструйная обработка – популярный способ очистки поверхности от различных загрязнений, масляных красок, жировых пятен, окалины, ржавчины с помощью абразива, подаваемого под высоким давлением. В результате очистного процесса получают чистую и однородную поверхность. Такая технология особенно эффективна и при обработке крупногабаритных площадей, труднодоступных участков, углов. Этот метод применяют на СТО, производственных предприятиях, в быту. Использование пескоструйных аппаратов позволяет не только очищать поверхность, но и матировать стекло, создавать на нем различные визуальные эффекты.

ИСТОЧНИК: Изображение от ArtPhoto_studio на Freepik

Конструкция пескоструйного аппарата и принцип его работы

В состав пескоструйного аппарата, работающего в комплексе с компрессором, входят:

• Накопительный ресивер. В нем создаются запасы сжатого воздуха.
• Емкость с запасами абразивного вещества.
• Пистолет. Направляет воздушно-абразивную массу на обрабатываемую основу.
• Устройства контроля и автоматики. Выполняемые функции – контроль рабочего давления с помощью манометра, автоматическое отключение оборудования в случае нарушения штатного режима.
• Соединительные шланги. Служат для подачи к пистолету сжатого воздуха, абразивного вещества, воздушно- или водно-абразивной струи. Тип и размеры абразивного рукава выбираются в зависимости от мощности оборудования.
• Электропровода. С их помощью аппарат подсоединяют к бытовой или промышленной электрической сети, дизель- или бензогенератору.

Принцип действия пескоструйной очистки основан на применении кинетической энергии абразивных частиц, подаваемых на деталь под высоким напором. При ударе о материал кинетическая энергия абразива трансформируется в:

• энергию деформации;
• тепловую энергию;
• звуковые волны.

При ударе о деталь абразивные частицы сминаются или раскалываются, а от поверхности отрываются мелкие элементы старого покрытия, ржавчины, окалины и самой основы, что позволяет создать нужный профиль базового материала. Энергия деформации частично трансформируется в кинетическую энергию, благодаря которой оторвавшиеся частицы рикошетом отлетают от поверхности.

Функции, выполняемые пескоструйными аппаратами, и области их применения

Пескоструйное оборудование позволяет решать следующие задачи:

• удалять старое покрытие – краску или лак;
• очищать поверхность от следов коррозии и окалины;
• удалять заусенцы;
• профилировать кромки;
• текстурировать поверхность;
• придавать поверхности шероховатость для повышения адгезии с декоративным покрытием.

Пескоструйные аппараты используются во многих отраслях народного хозяйства, среди них:

• Металлообрабатывающие предприятия. Все компании, занимающиеся ремонтом и изготовлением металлоконструкций, деталей, техники, оснащены пескоструйным оборудованием.
• Объекты энергетической индустрии. Пескоструйной обработке подвергаются металлические столбы, фермы, мачты.
• Предприятия по производству транспорта и транспортные хозяйства. Дробеструйная очистка используется при производстве и ремонте речного, морского, железнодорожного, автомобильного транспорта. С ее помощью убирают ржавчину и старое покрытие с кузовов автомобилей, поверхности спецтехники, трюмов речных и морских судов, удаляют многослойный налет с днища кораблей и лодок.
• Городское хозяйство. Предприятия жилищно-коммунального хозяйства, организации по благоустройству городской инфраструктуры используют такое оборудование для поддержания в надлежащем виде мостовых опор, каменных набережных, фасадов зданий, скульптур и памятников.
• Строительство. Абразивоструйная технология востребована для зачистки металлических, деревянных, бетонных поверхностей во время проведения ремонтно-строительных работ.
• Предприятия по изготовлению мебели и предметов декора. С помощью пескоструев наносят рисунки на стеклянные и деревянные поверхности, обрабатывают металлические профили.

Виды пескоструйного оборудования

Пескоструйные аппараты разделяется по типу подачи абразива (всасывающие и напорные) и условиям работы.

По типу подачи абразивного материала

По этому признаку различают аппараты с всасывающей и напорной подачей.

• Всасывающие (инжекторные). В таких моделях сжатый воздух направляется прямо в пистолет, а абразив подается по другому рукаву. В заборной камере создается разрежение сжатого воздуха, благодаря которому песок всасывается в область забора и смешивается с газом. Смесь с высокой скоростью подается на обрабатываемую деталь или конструкцию. Такое оборудование обычно стоит дешевле напорных моделей и обладает меньшей мощностью. Оно чаще всего используется в домашних мастерских и автомобильной индустрии. Преимущества этого технического решения: компактность, возможность выполнения тонких работ, изготовления узоров.

• Напорные (нагнетательные). В таких моделях имеется емкость для абразива, который смешивается со сжатым воздухом и подается на очищаемую поверхность. Оператор имеет возможность контролировать поток сжатого воздуха и абразивного вещества и регулировать его с помощью специального клапана. Такие устройства имеют высокую мощность и хорошо подходят для обработки крупногабаритных поверхностей. Они надежны, имеют низкий процент отказов в работе, хорошо справляются даже с застарелыми старыми покрытиями и ржавчиной, глубоко въевшейся в металл. Внешний признак напорных аппаратов – общий рукав, по которому в пистолет направляется воздушно-абразивная смесь.

Производители предлагают также пескоструйные аппараты, в которых абразив смешивается с высоконапорной водяной струей. Такая конструкция обеспечивает сниженное выделение пыли и мусора в окружающее пространство. Водяные модели используются в основном для обработки поверхностей с низкой стойкостью к тепловым воздействиям.

По условиям использования

По этому критерию различают два вида пескоструйного оборудования: открытого и закрытого типа. Пескоструйные аппараты открытого типа – компактные, мобильные, недорогие. Минусами такого решения являются: широкий разлет абразива и оторвавшихся от поверхности частиц, создающий высокую запыленность пространства, приводящий к большому расходу абразива и невозможности его повторного применения.

Закрытые стационарные установки называют пескоструйными камерами (шкафами). Сами аппараты обладают большой мощностью и обеспечивают высокое качество обработки. По степени участия человека в процессе камеры разделяют на необитаемые и обитаемые.

• Необитаемые. Процесс очистки в такой камере осуществляется следующим образом: оператор, находящийся снаружи, надевает плотные перчатки и протягивает руки в шкаф через специальные отверстия. В одной руке рабочий держит обрабатываемую деталь, в другой – рукав, предназначенный для подачи смеси сжатого воздуха и абразивного материала. За процессом оператор наблюдает через смотровое окно. Необитаемые шкафы могут быть частью конвейерного процесса. Минус такого решения – ограничения по размерам обрабатываемых деталей и конструкций.
• Обитаемые. Такие камеры могут иметь большие размеры и предназначаться для обработки крупногабаритных деталей и конструкций. Оператор в специальном защитном костюме находится внутри самого шкафа. Минус обитаемых установок – меньшая безопасность рабочего, по сравнению с необитаемыми аналогами.

Виды абразивных материалов для пескоструйной обработки

Для пескоструйной обработки используют различные виды абразивных материалов, которые различаются между собой по твердости, размеру зерен, химическому составу. Конкретный вариант выбирают в соответствии с конкретной технической задачей. Наиболее популярные абразивы:

• Кварцевый песок – стандартный и ранее самый распространенный вариант. В последнее время его стараются заменять другими абразивами из-за превращения песчинок при разрушении в пыль, вредную для здоровья человека.
• Оксид алюминия. Твердый и прочный материал универсального применения. Может использоваться как для черных, так и для цветных металлов и сплавов. Пригоден для многократного применения, обеспечивает высокое качество очистки.
• Карбид алюминия. Более твердый по сравнению с оксидом алюминия, но менее долговечный материал. Применяется для обработки стеклянных, керамических, каменных поверхностей.
• Дробленое стекло. Экологически чистый материал, производимый из дробленого стекла. При очистке выделяет небольшое количество пыли.
• Стальная крошка. Используется для удаления старых прочных покрытий и глубоко въевшейся ржавчины. Для очистки деликатных поверхностей стальная крошка не подходит.
• Переработанная скорлупа грецких орехов. Экологичный, биоразлагаемый абразивный материал, востребованный для обработки деликатных материалов, например, дерева, стекловолокна, пластика.

Дополнительные устройства и материалы для пескоструйной обработки

Для проведения пескоструйной очистки, кроме пескоструйного аппарата, компрессора и абразивного материала, понадобятся:

• Защитная спецодежда для пескоструйщика. Стандартный комплект состоит из костюма пескоструйщика, плотных перчаток пескоструйщика, шлема с принудительной подачей воздуха и фильтра.
• При применении абразива многократного использования – система обратного всасывания (СОВ). Такая установка фильтрует абразивный материал и возвращает его в аппарат для повторного использования.
• Пылесборник. Это дополнительное устройство, в которое собираются мусор и пыль, образующиеся во время обработки.

Как работает пескоструйный аппарат

Работа пескоструйного оборудования осуществляется следующим образом:

1. Сжатый воздух под давлением поступает по рукаву.
2. В шлем пескоструйщика подается чистый воздух.
3. Высоконапорная воздушная среда соединяется с абразивом.
4. Воздушно-абразивная смесь под высоким давлением подается на очищаемую основу.
5. Частицы абразива ударяются о поверхность, создают трение и отрывают частицы старого покрытия, загрязнений, ржавчины.
6. Абразив многократного использования направляется в СОВ и возвращается в очистную установку.

Плюсы и минусы пескоструйной обработки

Использование пескоструйного аппарата обеспечивает:

• эффективную и оперативную очистку материала с получением предсказуемой поверхности – гладкой, шероховатой, текстурированной;
• быструю подготовку детали или конструкции для дальнейшей обработки лакокрасочными и другими отделочными материалами;
• универсальность – технологию можно использовать для разных материалов и достижения разных целей.

Этот способ имеет и некоторые недостатки:

• Экологические проблемы. Отходы, образующиеся в результате очистного процесса, могут нанести вред окружающей среде, поэтому они требуют специальных мер по утилизации.
• Вероятный вред для здоровья оператора. Избежать такой проблемы можно при строгом выполнении технологических правил, использовании полного комплекта качественной спецодежды, соблюдении техники безопасности.
• Дефекты на очищенной поверхности. Возможны при неправильном выборе абразива и режима процесса.
• Стоимость. Этот процесс может быть дорогостоящим при обработке крупных и геометрически сложных конструкций.

Особенности выбора пескоструйного аппарата

При выборе подходящего оборудования учитывают:

• Уровень мощности и другие технические характеристики. Они должны соответствовать требованиям запланированных технических задач.
• Конструктивное исполнение. Для частых перемещений подойдут мобильные модели. Для работы с крупногабаритными деталями и конструкциями приобретают обитаемые пескоструйные аппараты закрытого типа.
• Совместимость с типом абразива, который планируется использовать.
• Компанию-производителя. Такие аппараты, особенно дорогостоящие, рассчитанные на выполнение масштабных мероприятий, необходимо приобретать только у производителей с репутацией, проверенной временем.

Важными компонентами пескоструйного аппарата являются сопла и соплодержатели. Сопло должно быть изготовлено из высокопрочных сплавов, соответствовать характеристикам обрабатываемого материала, необходимому давлению абразивно-воздушной смеси. Сопло большого диаметра позволяет создавать мощную струю, но оно не подходит для тонкой обработки поверхностей.

Частые проблемы пескоструйных аппаратов

При использовании пескоструйного оборудования возможны следующие проблемы:

• Необходимость создать отдельное пространство (для мобильных устройств), позволяющее обеспечить безопасность для окружающих.
• Порционное поступление сжатого воздуха, приводящее к неравномерному распределению абразива по обрабатываемой поверхности. Проблема решается монтажом более крупного ресивера.
• При использовании поршневого компрессора – большой выброс масла. Приводит к сбою в работе пескоструйного аппарата, вплоть до его полной остановки. Решить проблему можно установкой масловлагоуловителей.
• При использовании стационарного оборудования – необходимость в регулярном обслуживании, постоянном контроле его состояния.

Меры безопасности при пескоструйной обработке

Абразивоструйное оборудование относится к объекту повышенной опасности, эксплуатация которого требует строгого соблюдения технологических правил и техники безопасности, качественного обучения персонала.

Для выполнения очистных работ рекомендуется использовать только установки заводского исполнения, сопровождаемые необходимой технической документацией. Самодельные устройства, имеющие в своем составе сосуды под давлением, могут представлять серьезную угрозу здоровью и жизни оператора и окружающих.