Wyjaśnienie piaskowania – definicja, proces i więcej

Termin piaskowanie opisuje piaskowanie materiału ściernego na powierzchnię za pomocą sprężonego powietrza. Chociaż piaskowanie jest często używane jako ogólne określenie wszystkich metod obróbki strumieniowo-ściernej, różni się ono od śrutowania, w którym materiał ścierny jest napędzany przez wirujące koło.

Proces piaskowania został po raz pierwszy opatentowany przez generała Benjamina Chew Tilghmana w latach siedemdziesiątych XIX wieku po zaobserwowaniu ściernego działania piasku na okna na pustyni. Thomas Wesley Pangborn posunął się jeszcze dalej w tej koncepcji, dodając w 1904 roku sprężone powietrze.

To tyle o historii, przejdźmy do rzeczy.

Co to jest piaskowanie?

Piaskowanie, często zwane także obróbką strumieniowo-ścierną, to metoda stosowana do usuwania zanieczyszczeń powierzchniowych, wygładzania chropowatych powierzchni, a także szorstkowania gładkich powierzchni. Jest to technika dość tania ze względu na niedrogi sprzęt, a jednocześnie prosta i zapewniająca wysoką jakość wyników.

Piaskowanie jest uważane za delikatniejszą technikę obróbki strumieniowo-ściernej w porównaniu do śrutowania. Jednakże intensywność może się różnić w zależności od rodzaju sprzętu do piaskowania, ciśnienia sprężonego powietrza i rodzaju użytego środka ściernego.

Piaskowanie oferuje szeroki wybór materiałów ściernych, które są skuteczne w różnych zastosowaniach, takich jak usuwanie farby i zanieczyszczeń powierzchniowych o mniejszej intensywności. Proces ten idealnie nadaje się również do delikatnego czyszczenia wrażliwych elementów elektronicznych i skorodowanych złączy. Inne zastosowania piaskowania, które wymagają większej mocy ścierniwa, mogą wymagać ustawienia wysokiego ciśnienia i bardziej ściernego śrutu.

Jak przebiega proces piaskowania?

Proces piaskowania polega na wypychaniu środka piaskującego na powierzchnię za pomocą piaskarki. Piaskarka składa się z dwóch głównych elementów: zbiornika piaskowego i wlotu powietrza. Zbiornik strumieniowy zawiera ścierniwo i przepuszcza cząstki przez zawór. Wlot powietrza zasilany jest przez sprężarkę powietrza, która wywiera ciśnienie na media znajdujące się w komorze. Wychodzi z dyszy z dużą prędkością, uderzając z siłą w powierzchnię.

Piaskowanie może usunąć zanieczyszczenia, oczyścić powierzchnie, usunąć farbę i poprawić wykończenie powierzchni materiału. Jego wyniki w dużej mierze zależą od rodzaju ścierniwa i jego właściwości.

Nowoczesne urządzenia do piaskowania posiadają system odzysku, który zbiera zużyte media i ponownie napełnia zbiornik piaskowy.

Sprzęt do piaskowania

1. Kompresor – Sprężarka (90-100 PSI) zapewnia dopływ sprężonego powietrza, które wyrzuca środek ścierny na powierzchnię materiału. Ciśnienie, objętość i moc to często kluczowe czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze odpowiedniej sprężarki do piaskowania.
2. Piaskarka – Piaskarki (18-35 CFM – stopy sześcienne na minutę) dostarczają środek ścierny na materiał za pomocą sprężonego powietrza. Piaskarki przemysłowe wymagają większego strumienia objętości (50-100 CFM), ponieważ mają większy obszar zastosowania. Istnieją trzy rodzaje piaskarek: zasilane grawitacyjnie, miotacze ciśnieniowe (dodatnie ciśnienie) i piaskarki syfonowe (negatywny nacisk).
3. Szafka wybuchowa – Kabina śrutownicza to przenośna stacja śrutownicza będąca małym i kompaktowym systemem zamkniętym. Zwykle składa się z czterech elementów: obudowy, systemu czyszczenia strumieniowo-ściernego, recyklingu i zbierania pyłu. Sterowanie komorami śrutowniczymi odbywa się za pomocą otworów na dłonie operatora i pedału nożnego do sterowania strumieniem.
4. Pokój wybuchowy – Pomieszczenie śrutownicze to obiekt, w którym można umieścić różnorodne urządzenia zwykle wykorzystywane do celów komercyjnych. Części samolotów, sprzętu budowlanego i części samochodowe można wygodnie piaskować w komorze śrutowniczej.
5. System odzyskiwania wybuchu – Nowoczesne urządzenia do piaskowania posiadają systemy odzysku śrutu, które odzyskują media piaskowe. Usuwa także zanieczyszczenia mogące powodować zanieczyszczenie mediów.
6. System odparowywania kriogenicznego – Niskie temperatury od odparowywanie kriogeniczne systemy pozwalają na bezpieczne odpryskiwanie materiałów takich jak odlewy ciśnieniowe, magnez, tworzywa sztuczne, guma i cynk.
7. Sprzęt do śrutowania na mokro – Podczas obróbki strumieniowo-ściernej na mokro woda zostaje dodana do środka ściernego, aby zmniejszyć przegrzanie spowodowane tarciem. Jest to również delikatniejsza metoda ścierania w porównaniu do obróbki strumieniowo-ściernej na sucho, ponieważ szoruje jedynie docelowy obszar przedmiotu obrabianego.

Media do piaskowania

Jak sama nazwa wskazuje, wcześniejsze formy piaskowania wykorzystywały głównie piasek ze względu na jego dostępność, ale miało to swoje wady w postaci wilgoci i zanieczyszczeń. Głównym problemem związanym z piaskiem jako materiałem ściernym jest ryzyko dla zdrowia. Wdychanie cząstek pyłu krzemionkowego z piasku może powodować poważne choroby układu oddechowego, w tym krzemicę i raka płuc. Dlatego obecnie piasek jest rzadko używany i zastąpiła go szeroka gama nowoczesnych materiałów ściernych.

Rodzaj środka ściernego różni się w zależności od pożądanego wykończenia powierzchni lub zastosowania. Niektóre popularne media strzałowe obejmują:

1. Ziarno tlenku glinu (8-9 MH – skala twardości Mohsa) – ten materiał ścierny jest niezwykle ostry, co doskonale nadaje się do przygotowania i obróbki powierzchni. Jest oszczędny, ponieważ można go wielokrotnie używać.
2. Krzemian glinu (żużel węglowy) (6-7 MH) – Ten produkt uboczny elektrowni węglowych jest medium tanim i zbędnym. Przemysł naftowy i stoczniowy wykorzystuje go w operacjach odkrywkowych, ale jest toksyczny w przypadku wystawienia na działanie środowiska.
3. Rozdrobniony piasek szklany (5-6 MH) – Do piaskowania szkła wykorzystuje się kulki szklane pochodzące z recyklingu, które są nietoksyczne i bezpieczne. Środek do piaskowania służy do usuwania powłok i zanieczyszczeń z powierzchni. Kruszony grys szklany można również skutecznie stosować z wodą.
4. Soda (2,5 MH) – Oczyszczanie sodą wodorowęglanową skutecznie usuwa rdzę metalową i czyści powierzchnie bez uszkadzania metalu pod spodem. Wodorowęglan sodu (soda oczyszczona) jest napędzany pod niskim ciśnieniem 20 psi w porównaniu do zwykłego piaskowania pod ciśnieniem od 70 do 120 psi.
5. Żwir stalowy i śrut stalowy (40-65 HRC) – Stalowe materiały ścierne są stosowane w procesach przygotowania powierzchni, takich jak czyszczenie i trawienie, ze względu na ich zdolność do szybkiego usuwania.
6. Staurolit (7 MH) – Ten środek ścierny to krzemian żelaza i piasku krzemionkowego, który idealnie nadaje się do usuwania cienkich powierzchni z rdzą lub powłokami. Jest powszechnie stosowany do produkcji stali, budowy wież i cienkich zbiorników magazynowych.

Oprócz wyżej wymienionych mediów dostępnych jest wiele innych. Można zastosować węglik krzemu, będący najtwardszym dostępnym na rynku środkiem ściernym, oraz śrut organiczny, np. łupiny orzecha włoskiego i kolby kukurydzy. W niektórych krajach piasek jest nadal używany, jednak praktyka ta budzi wątpliwości, ponieważ ryzyko dla zdrowia nie jest uzasadnione.

Właściwości nośnika strzału

Każdy rodzaj śrutu ma 4 główne właściwości, które operatorzy mogą wziąć pod uwagę przy wyborze materiału do użycia:

1. Kształt – Nośniki kątowe posiadają ostre, nieregularne krawędzie, dzięki czemu skutecznie usuwają np. farbę. Media okrągłe mają delikatniejszy materiał ścierny niż media kątowe i pozostawiają wypolerowaną powierzchnię.
2. Rozmiar – Typowe rozmiary oczek do piaskowania to: 20/40, 40/70, I 60/100. Większe profile siatkowe służą do agresywnych zastosowań, natomiast mniejsze profile siatkowe służą do czyszczenia lub polerowania w celu uzyskania gotowego produktu.
3. Gęstość – Media o większej gęstości będą wywierać większy nacisk na powierzchnię metalu, ponieważ są napędzane przez wąż strumieniowy ze stałą prędkością.
4. Twardość – Twardsze materiały ścierne wywierają większy wpływ na powierzchnię profilu w porównaniu do miększych materiałów ściernych. Twardość mediów do piaskowania często mierzy się w skali twardości Mohsa (1-10). Mohs mierzy twardość minerałów i materiałów syntetycznychcharakteryzujący odporność na zarysowania różnych minerałów poprzez zdolność twardszych materiałów do zarysowania miękkich materiałów.