Задача быстрой и качественной очистки поверхности произвольного материала имеет большую важность в самых разных сферах деятельности. К примеру, это крайне необходимо в мастерских автосервисов, занятых покраской автомобилей: после предварительной подготовки кузова краска лучше адгезируется, дольше служит. Также невозможно не упомянуть необходимость очистки металлических заготовок от следов коррозии в промышленности, удаление окалины и шлаков со сварных швов и многое другое. Чтобы проводить работы с высокой производительностью и одновременно достигать приемлемой экономической эффективности, нужно правильно выбирать абразив для пескоструя.
Различия абразивов
Абразив — это твердый материал с шероховатой поверхностью, используемый для истирания и полировки разных оснований. Большинство абразивов представлено в виде тонкого порошка, но некоторые включают более крупные частицы с острыми кромками. Несмотря на существование разных видов абразивов, все они характеризуются общим свойством: имеют достаточную твердость, поэтому способны очищать металлические поверхности, бетонные плиты и иные материалы от загрязнений.
Абразивные частицы при применении в пескоструйном аппарате выдуваются наружу мощным потоком воздуха. Устройство придает им большую кинетическую энергию, в результате имеющийся налет быстро счищается. Все абразивы делятся на:
- природные (песок, корунд, шпат, алмаз, мел, железняк и т.д.);
- синтетические (купрошлак, боразон, карбид бора и т.д.).
Они различаются происхождением и составом, степенью твердости, механической и химической устойчивостью. Самым популярным и недорогим считается кварцевый песок для пескоструйного аппарата. Перед поступлением в продажу песок проходит несколько этапов обработки, иначе он может повредить оборудование. Абразивы различаются и размером частиц: например, для деликатных или поврежденных оснований нужно выбирать самые щадящие материалы.
Твердость
Все абразивы по твердости — способности сопротивляться вдавливанию в них другого материала — делятся на:
- сверхтвердые;
- твердые;
- мягкие.
Даже мягкие материалы могут отчищать загрязнения, но действуют более бережно. Показатель твердости устанавливается согласно разработанной минералогической шкале Мооса, делящей абразивы на 10 классов. Такое разделение подразумевают увеличение твердости по мере возрастания класса (самый мягкий — тальк — имеет класс 1, самый твердый — алмаз — класс 10).
Фракция
Абразивные материалы для шлифовки поверхностей различаются размером (крупностью) зерна, в зависимости от чего им присваиваются определенные номера:
- тонкие микропорошки (М10–М5);
- микропорошки (М63–М14);
- шлифовальные порошки (12–3);
- шлифовальное зерно (200–15).
Иными словами, по фракции абразивы подразделяют на грубые (крупные), средние, тонкие и особо тонкие. Для их производства основной материал дробится прессом, в результате чего формируется крошка. Она просеивается через специальные сита, разделяется на порошок с разным размером зерна, отдельного кристалла или осколка. Обычно для очищения материалов от толстого слоя налета применяются абразивы самой крупной фракции, а мелкая предназначена для финишной полировки.
Абразивная способность
Под абразивной способностью подразумевают временной отрезок, за который реально очистить определенную площадь изделия. Это количество материала, которое можно отшлифовать в единицу времени. Это свойство сильно зависит от размеров, твердости и иных физических качеств кристаллов. Также абразивная способность обусловлена интенсивностью разлома частиц на остроугольные элементы при проведении шлифовки.
Механическая устойчивость
Разные виды абразивов отличаются неодинаковой способностью выдерживать нагрузки без разрушения. Механическая стойкость зависит от предела прочности при сжатии. Последнюю выявляют в ходе давления на кристалл абразивного материала с измерением нагрузки в момент его разрушения. У большинства абразивов механическая устойчивость уменьшается по мере роста окружающей температуры. Чем выше показатель стойкости, тем большее количество раз можно использовать абразив повторно.
Химическая устойчивость
Данное свойство отражает способность абразивных материалов не менять основных качеств под действием агрессивных химических веществ (кислот, растворителей, щелочей), а также воды.
Содержание:
Виды песка для пескоструйной обработкиОсобенности всех видовДля каких работ подходит пескоструйный песок?Правильный подбор пескаКак приготовить песок своими силами?
Пескоструйная очистка поверхности – технология, которая берет начало еще в 19-м веке. Тогда был придуман пневмоаппарат, который очищал металлические конструкции от загрязнений, старой краски, лака или ржавчины струей песка, под большим давлением вылетающей из сопла. Уже в середине 20-го века стало понятно, что песок не всегда справляется с обработкой поверхностей, и были найдены другие эффективные материалы, подходящие для использования в пескоструе. Тогда же специалисты поняли, что песок, измельчаясь при ударе о поверхности до состояния пыли, попадает в легкие. Это вызывает у людей смертельное заболевание – силикоз. И хотя сам человек, работающий с пескоструем, должен быть защищен специальным костюмом и респиратором, песчаная пыль может распространяться на большое расстояние и попадать в легкие случайным прохожим. Также песок – не самый твердый абразивный материал, и это означает, что им можно очистить не все поверхности. При этом расход материала выше, чем при использовании других видов абразивов.
Но несмотря на все перечисленное, песок до сих пор остается самым популярным расходным материалом для пескоструя. Он имеет ряд преимуществ перед более современными материалами:
- Невысокая прочность. С одной стороны, это снижает эффективность обработки, но с другой – гарантирует, что в процессе обрабатываемая поверхность не повредится.
- При использовании песка детали пескоструя меньше изнашиваются и дольше служат, поскольку абразивный эффект гораздо менее агрессивный.
- Доступность. Песок стоит дешевле, чем другие виды абразивов, что позволяет даже при большом расходе материала существенно экономить.
- Бюджетность варианта. При определенной подготовке материала подойдет почти любой песок, что существенно снижает себестоимость процесса обработки.
- Возможность подобрать нужный размер песка для достижения определенного абразивного эффекта. Сейчас можно найти песок с самым разным размером зерна, что позволит, с одной стороны, достичь необходимого результата, а с другой – добиться того, чтобы поверхность не была повреждена.
Для работы с разными материалами подойдет разный же тип песка. Если вы хотите узнать, какой именно песок использовать для пескоструя, сначала нужно определиться с тем, какие его виды предназначены для таких работ.
Виды абразивов
Подбирая песок для пескоструйного пистолета либо иной тип абразива, нужно учесть основные свойства и характеристики последнего, чтобы провести работу с максимальной эффективностью.
Кварцевый песок
Именно кварцевый песок является самым востребованным на рынке товаров для пескоструйной очистки и шлифовки. Он характеризуется низкой ценой, достойным качеством, реализуется повсеместно. Кварцевый песок делают из белого кварца путем его дробления на разные фракции:
- до 0,1 мм;
- 0,10–0,4 мм;
- 0,5–1 мм;
- более 1 мм.
Песок проходит тщательное отсеивание, поэтому в его мелких фракциях практически не встречаются более крупные частицы, и пескоструйную обработку можно произвести без вреда для изделия. Материал имеет хорошие показатели стойкости и абразивной способности, особенно с учетом его доступности. Песок не вызовет повреждения деликатных изделий, цветных металлов. Отходы кварцевого песка после пескоструйной обработки можно реализовывать как строительный материал.
Значительным минусом песка является выделение большого количества пыли, которая попадает в легкие, глаза работника, что наносит вред его здоровью. При регулярном применении песка для такой шлифовки при отсутствии средств индивидуальной защиты может развиться смертельно опасная болезнь — силикоз. Чтобы таких проблем не возникло, все оборудование должно быть оснащено системами пылеотвода, а каждая партия песка должна применяться не более 1–2 раз.
Купершлак и никельшлак
Эти абразивные материалы получают при переработке шлаков никелевого и медного производства. Они считаются многоразовыми, экономичными и более эффективными, нежели кварц. Прочность частиц, твердость и абразивная способность у купершлака выше, чем у никельшлака. Использовать такие материалы можно до 3 раз без риска появления запыленности.
Применение указанных абразивов целесообразно при проведении чистки дорогостоящих и сложных конструкций, что связано с высоким качеством результата, но и с ценой материалов. Купершлак и никельшлак способны очищать самые прочные виды металла и бетон, не дробятся вместе с налетом благодаря высокой прочности.
Металлическая (техническая) дробь
Данный материал представляет собой небольшие металлические шарики, которые делают из стали или чугуна. Техническая дробь может быть литой, рубленой, колотой, причем первая имеет сферическую форму, а остальные — остроугольную. Стальная и чугунная дробь применяется для дробеструйной, дробеметной обработки изделий, которым требуется выполнение насечки (профилирования) или удаление окалины. Такое предназначение связано с высокой прочностью материалов и наличием остроугольных краев у их частиц. После обработки металлическое основание будет иметь большую степень адгезии и отлично сцепливаться с финишными покрытиями.
Хорошим качеством выделяется стальная дробь — она самая твердая, обладает наивысшими прочностными характеристиками, может применяться несколько раз, не вызывает появления пыли. Повышенный эксплуатационный ресурс обусловлен дополнительной термической обработкой дроби в ходе ее производства. Нержавеющую дробь применяют для обработки конструкций из таких материалов:
- сталь;
- цинк;
- титан;
- алюминий;
- медь;
- бронза;
- латунь;
- бетон;
- гранит;
- мрамор.
Корунд
Этот материал готовится на основе оксида алюминия и считается одним из самых прочных абразивов. Его частицы имеют форму кристаллов, а по своим характеристикам близки к алмазу. Цена материала высокая, потому он применяется для обработки преимущественно дорогостоящих изделий. Корунд можно использовать повторно много раз. Он идеально подходит для декоративной шлифовки и полировки поверхностей.
Разновидностью корунда является электрокорунд — сверхпрочный материал, полученный путем добавления ряда примесей к оксиду алюминия. Его частицы вовсе не повреждаются при обработке материалов, потому повторные обработки могут производиться большое количество раз (после просеивания). По шкале Мооса электрокорунд уступает алмазу только одну позицию, настолько он твердый. Его зерна обладают острыми кромками и имеют уникальную способность самозатачиваться.
Гранатовый песок
Гарнет, или гранатовый песок — абразив минерального происхождения, который по техническим характеристикам превосходит кварцевый песок, никельшлак, купершлак. Материал может применяться многократно, используется как для пескоструйной обработки, так и для гидравлической резки металла.
Какие параметры стоит учитывать при покупке песка?
Важным условием приобретения качественного абразива является возможность его повторного использования и минимальное количество пыли в составе. По технике безопасности запрещается применять песок без средств индивидуальной защиты и специальных пылеотводов, ведь при ударе о поверхность абразив все равно разбивается в пыль. Поэтому при отсутствии возможности проведения работ согласно нормативам придется отдать предпочтение другому виду абразивного материала.
Чтобы подобрать песок нужной категории, следует учитывать такие рекомендации:
- Толщина налета. Чем она больше, тем более крупной должна быть фракция песка. Плотный, толстый слой ржавчины можно очистить только с помощью абразива грубой фракции — шлифовального зерна.
- Твердость основания. Чем тверже материал изделия, которое нужно очистить, тем прочнее должен быть абразив.
- Цель обработки. Когда необходимо получить гладкую поверхность даже без незначительных дефектов, выбирают песок самого мелкого помола. Напротив, крупное зерно потребуется для нанесения сети царапин и усиления адгезии с защитными покрытиями. Обычно для снятия ржавчины применяется песок фракции 0,6–1 мм, а более крупный подходит для удаления толстого битумного покрытия.
- Скорость работы пескоструйного аппарата. На высокой скорости частицы мягкого абразива будут быстро разрушаться, и эффективность работы останется низкой. Также при большой скорости менее результативным будет использование частиц округлой формы, нежели тех, что имеют острые края.
Можно ли пескоструить обычным песком?
Песок – это осадочная горная порода натурального происхождения или созданный из нее искусственный материал. Несмотря на допустимость использования обыкновенного песка для пескоструйного оборудования, выполнить таким способом качественную обработку невозможно. Это объясняется рядом причин:
- оставление пыли на обработанной поверхности;
- способность маскировать коррозию;
- содержание в составе соли, оседающей на заготовках;
- негативное воздействие на оборудование, способствующее образованию засоров.
Важно!
В Российской Федерации и в Европе законодательством официально запрещено использование для пескоструйных работ песка, у которого содержание свободного кварца превышает 1%.
Применение обычного песка – неэкономичное решение, поскольку материал быстро приходит в негодность и не подлежит вторичному использованию. Обработка поверхностей при помощи пескоструйной технологии считается эффективным методом, позволяющим избавиться от коррозии, окалин и различных загрязнений. Для достижения положительного результата, главное правильно подобрать материал для оборудования.
Сферы применения абразивных материалов
Область использования абразивов может различаться в зависимости от их вида, прочности, стоимости, фракции. Например, речной или кварцевый песок чаще всего применяется для удаления лакокрасочных материалов, ржавчины, грязи с фасадов зданий, металлических оснований. Чтобы отполировать изделия из меди, алюминия и подобных материалов, берется кварцевый песок с размером частиц 0,1–0,3 мм, для очищения металла от въевшейся краски лучше взять фракцию песка 0,3–0,6 мм.
Старые следы ржавчины, которые плохо удаляются химическим способом, устраняют пескоструйной обработкой при помощи песка 0,6–1,6 мм либо никельшлаком, купершлаком. Теми же абразивами можно убрать с металлических конструкций сварочную окалину. Техническую дробь чаще всего используют для очистки:
- мелкого, среднего, тяжелого литья;
- проката из углеродистой, нержавеющей стали;
- изделий, подлежащих окрашиванию, нанесению гальванических покрытий;
- деталей автомобильных кузовов.
Также дробь в ходе обработки помогает упрочнить торсионные валы, витые пружины, рессорные листы. Электрокорунд, корунд применяют для очищения и шлифовки титана, легированной стали, закаленного стекла.
Что такое пескоструйная обработка
Методика пескоструйной обработки запатентована в 1870 году американским изобретателем Бенджамином Тилманом. Если описывать технологию простыми словами, можно представить процесс обработки поверхности следующим образом:
- выбирается абразивный порошок, специально созданный или пригодный для решения той или иной задачи;
- в качестве источника энергии выступает пневматический компрессор;
- песок, вылетая с огромной скоростью из сопла специальной конструкции вместе с воздухом, с силой ударяет по обрабатываемой поверхности.
В результате такого воздействия с металла, дерева, пластика снимаются любые загрязнения и покрытия.
Самой высокой экономической эффективностью применения и достигаемыми результатами обработки предлагают простые и распространенные материалы. В частности, с успехом можно использовать для пескоструя привычный просеянный речной песок. При этом можно определенным способом выбирать, так сказать, характеристики рабочего тела (к примеру, размер частиц) для получения нужной скорости работы и конечных показателей поверхности.
Однако если взять песок для работы пескоструйной машиной, стоит понимать, что этот материал имеет как достоинства, так и недостатки. Последние настолько весомы, что обработка при помощи подобного абразива запрещена в некоторых странах на законодательном уровне.
Изготовление абразива в домашних условиях
В некоторых случаях приходится самостоятельно готовить расходную смесь для пескоструйной обработки, например, в целях экономии. Самодельный абразив хорошо подойдет для очистки металла и бетонных оснований. Обычно в качестве исходного сырья берут гравийный или речной песок. Порядок работ таков:
- готовят 2–3 сита, сделанных из мелкой сетки, натянутой на деревянный каркас;
- просевают песок сначала, чтобы удалить мусор, через сито с более крупными ячейками, потом — через мелкие до получения абразива нужной фракции;
- готовый материал просушивают в металлической емкости на костре или иным способом;
- еще раз просеивают песок через сито с самыми мелкими ячейками.
Такой песок можно засыпать в пескоструйный пистолет или аппарат иной конструкции и применять по назначению.
Необходимое оборудование, аппараты
Промышленное оборудование для пескоструйной обработки состоит:
- основной компрессор, подающий сжатый воздух на сопло;
- абразивоструйный аппарат, добавляющий песок в рабочий шланг;
- рукав, по которому идет воздух с песком;
- сопло;
- дополнительный компрессор подает воздух в защитный костюм рабочего;
- воздушный фильтр.
Давление, выдаваемое компрессором, определяет мощность всей пескоструйной установки. Абразивноструйный аппарат смешивает воздух с песком различными способами:
- нагнетательным;
- гравитационным;
- всасывающим.
Дополнительный компрессор небольшой мощности через фильтр подает воздух под маску защитного костюма, обеспечивая рабочему возможность нормально дышать. Для мелких работ и домашнего использования выпускаются пекоструйные пистолеты. Они имеют мощность 3-5 Атм, оборудованы компактным компрессором. Небольшую по объему зачистку металла производят в респираторе.
Где взять песок для пескоструя?
Песок реализуется в любом строительном магазине. В продаже есть фасованный материал в мешках — обычный без деления на фракции или уже очищенный и просеянный с указанием размера частиц на упаковке. Чаще всего кварцевый песок продается в мешках по 25 кг, его цена за одну упаковку составляет 250–300 рублей. Очищенный и разделенный на фракции речной песок дешевле (150–180 рублей за 25 кг), а несеяный стоит в пределах 50–60 рублей за мешок. Для сравнения, стоимость гранатового песка составляет около 700 рублей/25 кг, а электрокорунда — до 2300 рублей за тот же объем.
Расход кварцевого песка при пескоструйной очистке
Расход абразива сильно разнится в зависимости от конкретной обработки и обусловлен мощностью пескоструя, объемом работ, фракцией, степенью загрязнения основания, размером сопла и иными параметрами. Показатель расхода желательно выявить еще на начальном этапе, чтобы посчитать общие финансовые затраты на всю работу. Лучшим выбором станет абразив, который будет иметь минимальную себестоимость на единицу площади.
Неплохой экономический эффект дает применение песка для пескоструйной обработки, если его фракция идеально подходит для того или иного вида работ, а очистка производится в специальном боксе. Точный расход может меняться вместе с исходными данными (например, при разной толщине слоя ржавчины на одном изделии), и подсчеты в любом случае будут приблизительными.
Пример расчета абразива для обработки металла на 1 квадратный метр
Чтобы понять, какой абразив лучше подходит для обработки, стоит рассмотреть средний расход самых популярных материалов при очищении металла до степени Sa 2½:
| Наименование абразива | Расход, кг/ кв. м |
| Кварцевый песок | 60–110 |
| Никельшлак | 35–80 |
| Купершлак | 35–80 |
| Гарнет | 3–7 |
| Электрокорунд | 3–10 |
| Техническая дробь | 5–10 |
За минуту обработки металлической поверхности тратится, в среднем, 2–3 кг песка. Расход этого материала можно несколько снизить, используя современные пескоструйные аппараты с закрытым циклом обработки, а также вакуумные системы для сбора отработанного абразива.
При удалении старой въевшейся краски, толстого слоя ржавчины, налипшего засохшего цемента придется тратить много времени на очистку уже использованного абразива, который будет иметь повышенное пылеобразование из-за ускоренного разрушения. В таких ситуациях стоит рассмотреть вопрос приобретения иного абразивного материала с большей твердостью.
Выбор расходного материала
Выбирать расходный материал стоит в зависимости от поверхности обработки. Верное решение повышает показатели эффективности и скорости процесса, позволяет понизить денежные затраты. При выборе абразивного песка важно обратить внимание на:
Средние цены на абразивы для пескоструйной обработки
- толщину покрытого или загрязнённого слоя, его устойчивость;
- на твёрдость/мягкость поверхности;
- требования к виду обрабатываемого изделия. Если требуется гладкое, немятое, без сколов – выбор за песком измельчённой фракции;
- темп процесса;
- возможность вторичного применения абразива.
Не стоит выбирать абразив измельчённой фракции с низкими показателями твёрдости для стойкого и утолщённого слоя: желаемый результат не будет достигнут. Для мягкого основания выбор слишком твёрдого абразивного песка приведёт к повреждению. Для твёрдой поверхности нужен абразив с высоким показателем твёрдости. При работе с твёрдым материалом, частицы которого имеют заострённые грани, обеспечена высокая скорость пескоструйной обработки. Крупицы с округлыми краями будут обрабатывать изделие дольше.
Подготовка речного песка для пескоструйки
В качестве мер подготовки следует хорошо просушить песок и просеять его. Перед загрузкой в пескоструйный аппарат он обязательно должен быть полностью сухим, иначе устройство может испортиться. Допустимый уровень влажности определяется путем сжатия материала рукой — он должен свободно сыпаться сквозь пальцы. Фракция песка должна идеально подходить к размеру сопла, что достигается при помощи просеивания на ситах с ячейками нужного размера.
Как просеять песок для пескоструя?
Для очищения песка в домашних условиях можно применять подручные средства — тюль, марлю, сито для муки, москитную сетку. Главное — просеивать абразив несколько раз, чтобы он имел высокое качество, был однороден по размеру частиц и не включал посторонних примесей.
Как сушить песок для пескоструя?
Проще всего провести просушку песка в специальной барабанной сушилке. У установки есть удобная сушильная камера и встроенное сито, поэтому затраты времени и сил на подготовку абразива будут минимальными. При отсутствии такого устройства можно посушить песок над пламенем костра. Для этого над огнем закрепляют лист металла, железный ящик, иную металлическую емкость, где и будет располагаться песок. Некоторые мастера высушивают материал при помощи тепловой пушки, рассыпав его на пленке. Делать это удобно и несложно, а качество готового абразива будет на достойном уровне.
