Пескоструйный аппарат¶

Пескоструйный аппарат — устройство, предназначенное для очистки, обработки или упрочнения поверхности различных материалов с помощью струи абразивного материала, подаваемой под высоким давлением сжатого воздуха или инертного газа. Процесс, осуществляемый с его помощью, называется абразивно-струйной обработкой (в обиходе — пескоструйной обработкой или пескоструем). Основная сфера применения — подготовка металлических, бетонных, каменных и иных поверхностей перед нанесением защитных покрытий или для придания им определенных декоративных свойств.

¶История

Принцип действия аппарата был запатентован американским изобретателем Бенджамином Чу Тильгманом в 1870 году. Первые устройства использовали пар высокого давления для разгона песка. В начале XX века технология получила распространение в судостроении и машиностроении для очистки корпусов судов и крупных металлоконструкций от ржавчины и окалины. В 1930-х годах, с развитием компрессорной техники, произошел переход от паровых к пневматическим установкам, которые являются доминирующими и в настоящее время. В СССР пескоструйная обработка активно применялась с 1930-х годов на промышленных предприятиях, а в 1950-е годы технология получила распространение в строительстве для обработки фасадов зданий.

¶Устройство и принцип работы

Базовый комплект пескоструйного аппарата включает:

• Компрессор — источник сжатого воздуха (или газа) с производительностью, достаточной для поддержания рабочего давления (обычно 6–12 бар).
• Пескоструйный аппарат (бак) — герметичная емкость, в которую засыпается абразив. Внутри бака расположены клапаны и дозирующее устройство, регулирующее подачу абразива в поток воздуха.
• Пистолет (сопло) — устройство, через которое смесь воздуха и абразива выбрасывается на обрабатываемую поверхность. Сопла изготавливаются из износостойких материалов (карбид вольфрама, боросиликат, керамика).
• Шланги — рукава высокого давления для подачи воздуха и абразивной смеси.
• Система управления — пневматические или электрические клапаны, обеспечивающие дистанционный пуск и остановку подачи абразива.

Принцип работы основан на эффекте эжекции: сжатый воздух, проходя через сужающееся сопло, создает разрежение, которое подсасывает абразив из бункера. Частицы абразива, разогнанные потоком воздуха до скорости 100–300 м/с, ударяются о поверхность, срезая загрязнения, окалину или верхний слой материала.

¶Классификация

По способу подачи абразива аппараты делятся на два основных типа:

• Инжекторные (эжекторные) — абразив подсасывается в сопло за счет разрежения. Отличаются простотой конструкции и низкой стоимостью, но имеют меньшую производительность и требуют более высокого давления воздуха.
• Прямого давления (нагнетательные) — абразив подается в сопло из герметичного бака, находящегося под давлением. Обеспечивают высокую скорость и плотность потока, применяются для тяжелых промышленных работ.

По исполнению различают стационарные промышленные установки большой емкости (от 100 до 1000+ литров) и мобильные (передвижные) аппараты объемом 20–100 литров, используемые на открытых площадках и в труднодоступных местах. Существуют также вакуумные (беспылевые) аппараты, которые одновременно с подачей абразива отсасывают отработанный материал и пыль через специальную головку, что позволяет работать без загрязнения окружающей среды.

¶Виды абразивов

В качестве абразивного материала применяются различные сыпучие вещества:

• Кварцевый песок — классический, но самый опасный для здоровья материал: его пыль вызывает тяжелое профессиональное заболевание — силикоз. В ряде стран (включая Россию) использование кварцевого песка в открытых пескоструйных работах ограничено или требует особых мер защиты.
• Купершлак и никельшлак — металлургические шлаки, более безопасны и долговечны.
• Стальная дробь и стальной песок — используются для упрочнения поверхности (дробеструйная обработка).
• Корунд (электрокорунд) — твердый абразив для обработки стекла, камня и твердых сплавов.
• Стеклянные шарики — применяются для мягкой очистки и полировки, не изменяют геометрию детали.
• Пластиковые гранулы и сода — щадящие абразивы для удаления лакокрасочных покрытий с мягких материалов (дерево, алюминий) без повреждения основы.

¶Применение

Пескоструйные аппараты используются в следующих областях:

• Металлообработка: удаление ржавчины, окалины, старой краски с металлоконструкций, корпусов судов, трубопроводов перед сваркой или покраской.
• Строительство: очистка фасадов зданий от граффити и загрязнений, удаление цементного молочка с бетона, подготовка поверхности перед гидроизоляцией.
• Машиностроение и автосервис: обработка деталей двигателей, дисков колес, кузовных элементов перед покраской.
• Стекольная промышленность: матирование стекла, нанесение декоративных рисунков.
• Камперезное дело: обработка гранита и мрамора, создание рельефных изображений на памятниках.

¶Техника безопасности

Работа с пескоструйным аппаратом связана с высокими рисками. Оператор обязан использовать средства индивидуальной защиты: шлем с принудительной подачей чистого воздуха (респиратор), защитные очки или маску, плотную спецодежду и краги. Несоблюдение мер безопасности приводит к травмам (прямое попадание струи абразива в тело человека смертельно опасно) и профессиональным заболеваниям органов дыхания. Для снижения запыленности применяются системы пылеподавления и аппараты с водяной пленкой (гидропескоструйная обработка).

¶Источники

• Технология конструкционных материалов: учебник для вузов / под ред. А. М. Дальского. — М.: Машиностроение, 2005.
• Бобров Ю. Л. Абразивно-струйная обработка: справочник. — М.: Машиностроение, 1988.
• ГОСТ 9.402-2004 «ЕСЗКС. Покрытия лакокрасочные. Подготовка металлических поверхностей к окрашиванию».