Устройство пескоструя и оптимальное давление, необходимое для его работы

Сегодня многие слышали о пескоструйной обработке, но мало кто представляет в полной мере, как это все работает. Хотя такой способ обработки поверхностей изобретен уже довольно давно и широко применяется в наше время. Этот материал поможет разобраться в некоторых тонкостях работы пескоструя. Из чего состоит, как работает, какое давление нужно для работы? Эти и прочие вопросы детально рассмотрены ниже. Особое внимание уделено защите работника, который использует пескоструйный аппарат. Несколько слов сказано об основных параметрах пескоструя, которые следует учитывать при выборе такого оборудования. Также приведен пример того, как сделать пескоструйный аппарат своими руками.

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.

Что можно использовать, кроме песка, для изготовления своими руками пескоструйной камеры

Кроме песка, для работы аппарата подойдут и другие виды расходников:

1. Никель и купершлак. Одни из самых популярных вариантов для пескоструя, которые получаются из отходов производства меди и никеля. Стоимость такая же, как у обработанного песка, но они прочнее и тверже.
2. Стальная и чугунная дробь. Не только наиболее дорогой вариант, но и самый прочный. Применяется для быстрой, но грубой обработки поверхностей.
3. Гранатовый песок. Тверже обычного песка, но такой же непрочный. Стоит дорого и редко используется для работы.
4. Стеклянная и нержавеющая дробь. Пескоструйное стекло применяется в основном для очистки поверхностей из нержавеющей стали.
5. Электрокорунд. Твердая кристаллическая форма оксида алюминия. Практически не повреждается и подходит даже для самых загрязненных поверхностей.

Стальная и чугунная дробь является самым прочным абразивом.
Если просматривать фото пескоструев, можно обратить внимание на то, что камера представляет собой конструкцию прямоугольной формы. Чаще всего это ящик, сваренный из металлического уголка, который обшит тонкими стальными листами толщиной до 1 мм. Для того чтобы легче было контролировать количество абразива в процессе работы, лучше всего по длинной стороне расположить стеклянное или пластиковое смотровое окно.

На передней стенке камеры выполняются 2 симметричных отверстия диаметром 100-120 мм, в которые вставляются специальные плотные перчатки. Следует учитывать, что они будут постоянно подвергаться воздействию абразива, поэтому замена данных элементов не должна вызывать сложностей.

Дно камеры выполняется из армированной сетки, под которой располагается желоб для использованного абразива. Удобную работу обеспечивает освещение. Для этого достаточно взять 2 лампы необходимого размера. Пистолет для пескоструйного аппарата помещается внутрь камеры, а воздух подводится при помощи шланга, подсоединенного снаружи. Таким образом, материал не будет вылетать за пределы, что даст возможность использовать его повторно. По сути, такой вариант исполнения позволяет создать пескоструйный пистолет с системой рециркуляции абразива.

На заметку! Если планируется чистить нестандартные изделия большой формы, боковые грани советуют затянуть прочным брезентом. Чтобы камера получилась максимально удобной, не следует делать работы на глаз – лучше предварительно подготовить чертеж.

Кроме песка используют никель и купершлак, гранатовый песок, стеклянную и нержавеющую дробь, а также электрокорунд.

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.

Как сделать пескоструй своими руками из газового баллона

В сети можно найти большое количество видео «Пескоструи своими руками», которые показывают, как делать приборы из газового баллона. Именно такой вариант исполнения считается не только долговечным, но и надежным. Важно во время работы придерживаться инструкций, чтобы избежать несчастных случаев. Для изготовления потребуется использовать такие детали:

• газовый баллон из-под пропана или фреона;
• мощный компрессор производительностью не менее 500 л/мин и мощностью от 3 кВт;
• шаровые краны, регулирующие подачу воздуха и абразивного песка;
• фрагмент водопроводной трубки из стали с резьбой и заглушкой, которая будет применяться в качестве воронки для поступления песка, оптимальный диаметр – 2 дюйма;
• тройник с резьбой, маркированной «ДУ 15»;
• резиновый двухметровый рукав диаметром 14 мм;
• шланг сечением 10 мм, длиной не менее 5 метров;
• 5-метровый газовый рукав, диаметр которого 10 мм;
• зажимы и фитинги для шлангов, лучше взять с запасом;
• сопло;
• пескоструйную насадку для компрессора;
• фум-ленту для надежной герметизации и уплотнения стыковочных узлов.

Пескоструйные приборы выполненные из газового баллона считаются не только долговечными, но и надежными.
Сопло, как уже указывалось, можно приобрести либо изготовить самостоятельно из автомобильной свечи или металлического прутка. Главное – помнить, что от этой детали будет зависеть 80% удобства и качества работы: именно благодаря соплу в пескоструе обеспечивается необходимое давление.

Если кратко, то для изготовления сопла потребуется кусок металлического прутка длиной 3 см и диаметром 1 см. Первые 2 сантиметра длины растачиваются до 2,5 мм, оставшийся отрезок должен иметь больший диаметр – примерно 6-6,5 мм.

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.

Самодельные хитрости

Пескоструйный аппарат технически в общем прост, но из-за тяжелых условий работы – под немалым давлением, в агрессивной среде – его конструирование и изготовление представляет собой достаточно сложную задачу. Возникающие при этом трудности любители-самодельщики обходят порой довольно-таки хитроумными способами. На то они, в конце концов, и умельцы.

Бункер из баллона

Расход абразива для всех видов пескоструйных работ, кроме художественно-полировочных, весьма велик. Баллон для бытового газа или, скажем, автомобильный ресивер, это уже сосуды достаточно большой емкости, предназначенные для работы под давлением и почти не подверженные эксплуатационному износу. В пескоструйную камеру проще завести простой наконечник с соплом, и орудовать им в толстых резиновых перчатках легче, чем пистолетом. Поэтому многие любители делают себе пескоструи с бункером для абразива из газового баллона.

Как правильно сделать пескоструй из газового баллона или пластиковой бутылки

Однако, если просто переделать баллон в бункер пескоструя в наддувом (поз. 1 на рис.), то в работе сразу же обнаруживается неприятное явление: порошка в бункере еще наполовину или на треть, а установка начинает фыркать и плеваться облаками пыли вместо того, чтобы делать свое дело. Причина – просасывание воздуха сквозь абразив в бункере, поз. 2. Избежать ее можно, оперативно регулируя наддув, но это уже не работа, а маета одна. Поэтому лучше сразу не полениться, отрезать верхушку баллона (которая теперь будет днищем бункера) и наварить вместо нее конус-уплотнитель абразива из оцинковки от 0,6 мм, поз. 3. Просасывания не будет даже с примитивным смесителем из прямого водопроводного тройника, поз. 3б.

Особенно удачна находка автора мини-пескоструя с бункером из пластиковой бутылки, поз. 4. Спиральные ребрышки на высоком горле бутылки немного, но закручивают поток песка еще до поступления его в смеситель. Этот, такой же примитивный, пескоструйный инструмент на основе, похоже, недорогого универсального рабочего пневмопистолета наверняка пригоден для очень тонких работ.

Оружие для пескоструя

Пескоструйным пистолетом удобно зачищать большие поверхности под покраску, напр. кузова подержанных автомобилей, поэтому их неплохо раскупают, а любители приспосабливают под пескоструй покрасочные или универсальные рабочие пневмопистолеты. Чаще всего – по гравитационной инжекционной схеме; реже – по схеме с нижним наддувом. Некоторые не ленятся делать и аналоги промышленных образцов, см. напр., видео:

Промышленные образцы качественных пескоструйных пистолетов делаются по пневмоэжекционной схеме – эжекционный пескоструй расходует минимум абразива и соотв. меньше всего пылит. Абразив для них вместо бункера насыпают в пластиковый мешок без малейших дырочек. Заборным устройством служит отрезок жесткой трубы, плотно вставленный в подающий конец абразивовоздушного шланга. Горловину мешка с абразивом плотно обвязывают вокруг заборного патрубка – и атмосферное давление хорошо помогает эжекции, сжимая мешок по мере расходования порошка.

Ассортимент фабричных пескоструйных пистолетов (слева на рис.) в продаже довольно широк. На Алибабе и т.п. вовсю продаются пескоструйные насадки к рабочим пневмопистолетам, в центре. Если будете брать, то для общих работ выбирайте эжекционные как наиболее безопасные и расходующие абразива на квадрат обрабатываемой поверхности менее прочих. Для тонких и художественных работ более подойдет пистолет или насадка с нижним наддувом, см. выше, но такие дороже.

Пескоструйный пистолет, пескоструйные насадки к рабочим пневмопистолетам и самодельная эжекционная пескоструйная насадка из деталей водопровода

Те же китайцы вовсю торгуют и соплами для пескоструя со стандартной водопроводной резьбой. Эжекционную абразивоструйную насадку под такое сопло можно сделать из деталей водопровода; стыки обязательно уплотняются лентой ФУМ, справа на рис. Прослужи такой пескоструй недолго, но для эпизодического использования по небольшим площадям пригоден.

Однако в любом случае не забывайте – речь идет о вашем же здоровье в отдаленной и не столь уж отдаленной перспективе. Поэтому работайте только на площадке, удаленной от жилых строений, птице- и животноводческих ферм, культурных насаждений, пунктов водоразбора, парков и лесов не менее чем на 150 м. До ближайшего детского либо спортивного учреждения, игровой либо спортплощадки или водоема должно быть не менее 500 м. Влияние абразивной пыли зависит не только от ее вида и концентрации, но и от времени воздействия. Если оно не превышает 2-3 час в день порциями по 15-20 мин с перерывами в 5-10 мин, то на площадке возможно обойтись без полной амуниции, но облегченная все равно нужна:

1. Мягкий шлем с наддувом и пелериной или, лучше – противогаз и накидка на голову с горжетом, защищающим шею и плечи, какими пользуются строители и бетонщики;
2. Цельнокроеный комбинезон из пылезащитной ткани или роба из брюк с поясом и куртки с подолом на тугой резинке;
3. Обшлага рукавов и штанин – с резиновыми манжетами шириной от 7 см;
4. Ботинки-берцы (обязательно под брюки навыпуск!).

Примечание: при работе пескоструем нерегулярно не более 20 мин в день для защиты органов дыхания можно пользоваться шлемом с пелериной без наддува и респиратором-лепестком.

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.

Гидропескоструйка

Гидропескоструйная обработка может производиться регулярно в обычных гаражных условиях или на площадке, с использованием также обычных СИЗ. Кузова старых автомобилей после очистки гидропескоструем вполне пригодны под покраску; удаление площадки или мастерской от указанных выше объектов – от 50 м. Гидропескоструй задействуется без компрессора от портативной автомойки или бытовой «брызгалки» для окон и витрин. Поэтому гидропескоструйной обработке следует уделить особое внимание.

Схема устройства гидропескоструйной установки с приводом от портативного моечного аппарата дана слева на рис.:

Схема устройства гидропескоструйной установки и простая насадка для гидропескоструйной обработки

Чертеж простейшей насадки из деталей водопровода для гидропескоструя – справа; на врезке – ее внешний вид. Принцип действия эжекционный. Однако такая насадка с одними мойками работает, с другими – нет, а пределы регулировки плотности струи и расхода абразива и с подходящим приводом недостаточны. Причина – косая сосредоточенная подача абразивовоздушной смеси в эжектор.

Стабильно работает с любыми авто- и бытовыми моечными установками насадка с коаксиальной подачей воды и абразивовоздушной смеси. Напр., насадка, чертежи которой даны на рис., первоначально разработана для автомойки Кёрхер. Но она годится и для любой другой с резьбой под штатный наконечник G1/4”. А если штатная посадка другая, то достаточно сделать присоединительное гнездо под нее (см. поз. 1).

Чертежи универсальной гидропескоструйной насадки для портативных моечных аппаратов

Примечание: вкладыш сопла из карбида бора (поз. 4) – готовый покупной. Может быть заменен другим, прямым или Вентури; в таком случае диаметр его сужения («горлышка» сопла Вентури – 4,5-6 мм).

Как сделать гидропескоструйную насадку к портативной автомойке, см. также ролик: