Методы и оборудование очистки металла

Основные методы механической очистки

1. Ручная очистка: Этот метод предполагает использование ручных инструментов, таких как проволочные щетки, скребки и абразивные шкурки. Он эффективен для первичной очистки поверхностей, но ограничен в достижении высокой степени чистоты.
2. Механизированная очистка: Включает использование вращающихся щеток, шлифовальных кругов и пневматических молотков. Этот метод более производителен по сравнению с ручной очисткой, однако все равно уступает абразивоструйной очистке по качеству удаления загрязнений.
3. Абразивоструйная очистка: Наиболее эффективный метод для достижения высоких стандартов чистоты поверхности. Абразивный материал подается на поверхность с использованием сжатого воздуха или центробежной силы, обеспечивая удаление ржавчины, окалины и старых покрытий.
4. Гидроабразивная очистка: Этот метод сочетает подачу абразива с потоком воды под высоким давлением, что минимизирует пылеобразование и снижает воздействие на окружающую среду. Он идеально подходит для работ в условиях, требующих минимального загрязнения.

Основные методы очистки металла

Автоматизированные струйно-абразивные камеры

При необходимости обработки большого количества деталей возникает потребность в автоматизации струйно-абразивного процесса. Автоматизация позволяет значительно повысить производительность, обеспечить точное позиционирование деталей в зоне обработки, а также контролировать и регулировать параметры процесса. Существуют различные схемы автоматизации, среди которых можно выделить следующие:

• Проходная схема: детали перемещаются через камеру непрерывным потоком, что обеспечивает быстрый и эффективный процесс обработки.
• Вращательно-поступательная схема: детали подвергаются обработке с одновременным вращением и поступательным движением, что обеспечивает равномерную очистку всех поверхностей.
• Схема тактового стола: процесс организован поэтапно, с циклическим перемещением деталей в зону обработки, что позволяет точно управлять процессом.
• Барабанного типа: детали обрабатываются внутри вращающегося барабана, что подходит для мелких или сложных по форме изделий.

Обитаемые камеры для струйно-абразивной обработки

Для обработки крупногабаритных конструкций, сложных металлических ферм и массивных металлоконструкций оптимально использовать обитаемые камеры. В этих камерах детали размещаются на тележке или другом транспортном механизме, после чего начинается процесс обработки.

Обитаемая камера — это комплекс оборудования, который включает в себя системы подачи и разгона абразива, а также устройства для сбора пыли, фильтрации воздуха и рециркуляции абразивного материала. Основной элемент комплекса — дробеструйное помещение, построенное из прочных профилей и стальных листов, которое по своим размерам адаптировано для обработки объектов разных габаритов. В зависимости от требований клиента камеры могут быть оснащены системами автоматической подачи и сепарации абразива, фильтрацией промышленного уровня и вентиляционными системами, а также компрессорным оборудованием.

Процесс обработки может выполняться в нескольких режимах:

• Ручной режим: оператор, облачённый в специальное снаряжение, вручную проводит очистку конструкции.
• Полуавтоматический режим: оператор контролирует процесс с помощью манипулятора.
• Автоматический режим: обработка осуществляется полностью автоматизированно, а оператор следит лишь за параметрами процесса.

Обитаемая дробеструйная камера

Оборудование для гидроструйной обработки высокого давления

Гидравлические очистители, используемые для гидроструйной обработки, имеют две ключевые характеристики: максимальное рабочее давление и объем водяного потока на выходе при этом давлении. Высокое давление позволяет эффективно удалять различные виды загрязнений и отложений с металлических поверхностей, а объем потока определяет производительность оборудования при очистке.

Гидродинамические и гидроабразивные методы считаются наиболее перспективными благодаря высокой эффективности и отсутствию пыли, что позволяет безопасно выполнять работы даже в взрыво- и пожароопасных условиях. Эти методы применимы только при положительных температурах. Для очистки стальных конструкций от старой краски, грязи и нефтепродуктов оптимально использовать аппараты с рабочим давлением от 20 до 50 МПа и расходом воды от 10 до 30 литров в минуту. Применение прямоструйных форсунок с давлением 35-50 МПа особенно эффективно для удаления битумных покрытий. Такие установки широко используются при очистке крупных нефтехранилищ и трубопроводов.

Гидроструйный аппарат высокого давления

Производительность очистки можно увеличить на 30-50% с помощью гидрофрез, а введение абразива в струю воды увеличивает эффективность до 100%. Гидрофрезы демонстрируют отличные режущие свойства, что позволяет быстро удалять лакокрасочные покрытия, масла, битум и смазки с крупных поверхностей.

Гидропескоструйные насадки, оснащенные износостойкими соплами, эффективно удаляют покрытия, коррозию и окалину с металлоконструкций, труб и резервуаров. Срок службы таких сопел в среднем составляет 300-400 часов, в зависимости от твердости и размера абразивных частиц.

Гидроочистители с рабочим давлением 35-38 МПа и потоком воды с абразивом 20 литров в минуту позволяют достигать производительности до 20 м²/час при удалении коррозии.

Оборудование для очистки сухим льдом

Преобразование жидкой углекислоты в гранулы твердого сухого льда осуществляется с помощью специального аппарата, называемого пелетайзером (гранулятором). Этот аппарат охлаждает углекислоту до необходимой температуры (-79°C), после чего твердая фракция углекислоты проходит через экструдер, формируя гранулы нужных размеров и плотности.

Для бластинговой очистки наиболее оптимальными считаются гранулы сухого льда диаметром от 2 до 3 мм и длиной от 2,5 до 10,2 мм. Для работы бластера необходимо подключение к источнику сжатого воздуха с давлением 2-14 атмосфер и расходом 4,5-12 м³/мин. Бластер позволяет точно регулировать как количество используемого сухого льда, так и давление.

Одним из главных преимуществ криогенной очистки является сублимация сухого льда после обработки — процесс, при котором твердый лед превращается в газ, исключая необходимость утилизации использованных материалов.

Аппарат для чистки сухим льдом IB 15/120

Параметры контроля очищенной поверхности

Шероховатость поверхности после очистки оценивается с помощью следующих параметров:

• Rz — средняя разница между пиком и впадиной профиля, измеренная по 10 точкам, что часто используется для оценки поверхности после бластинга.
• Rt — максимальная разница между пиком и впадиной на поверхности.
• Ra — среднее арифметическое расстояние от пиков до воображаемой центральной линии, проходящей между ними, по стандарту ISO 3274.

Заключение

На практике наиболее часто используется показатель Rz, который характеризует общий профиль поверхности после очистки. Механические способы очистки металлических поверхностей играют ключевую роль в подготовке металла для дальнейшей обработки и нанесения защитных покрытий. Выбор конкретного метода зависит от состояния поверхности, типа загрязнений и требований к чистоте.

Каждый из этих методов имеет свои преимущества и особенности, и их грамотное применение позволяет обеспечить высокое качество обработки и защиту металлических конструкций.