Техническое применение пескоструйных устройств

1. Удельная плотность. Как уже говорилось выше, для производительной пескоструйной очистки поверхности требуется хорошая ударная нагрузка, которая характеризуется двумя величинами: массой и скоростью абразивной частицы (импульс силы). Чем больше масса частицы (удельная плотность) при одинаковых размерах, тем мощнее удар.
2. Ударная вязкость. Этот параметр оказался одним из главных, как частица держит удар. Из физики - упругий, не упругий удар, мы знаем, что на частицу при ударе воздействует удвоенная сила, и очень важно, когда она начнет разрушаться: при первом контакте с поверхностью удаляемого покрытия, при проникновении сквозь толщину покрытия или уже при ударе о подложку (поверхность металла).
3. Фракционный состав. Во многих регламентирующих документах указывается фракционный состав абразива диаметр 0,5 – 1,5 мм, это не совсем правильно с точки зрения пескоструйной очистки поверхности.

Специалисты давно уже  для себя разделяют: есть отдельный  режим пескоструйной очистки и удаления старых покрытий с поверхности, и есть отдельный режим подготовки поверхности перед нанесением новых покрытий.

Толщина удаляемого покрытия разная, и может иметь незначительную толщину в пределах 0,5 мм. Анализируя работу нескольких предприятий, которые достаточно давно работают в области антикоррозионных технологий, мы обратили внимание, что рабочие собирают вторичную пылевидную фракцию абразива (где это возможно) и повторно засыпают её в пескоструйный аппарат. Операторы в один голос заявляли, что используя пыль, количество абразива на единицу площади идет значительно меньше, чем при использовании ГОСТовского фракционного состава, особенно при удалении тонких покрытий. Мы проверили эти рекомендации. Действительно, используя пылевидную фракцию абразива, расход на единицу площади на 30-35% меньше, причём, это относится и к покрытиям, имеющим толщину больше, чем 0,5 мм.

Вывод: из всех испытанных абразивов  при пескоструйной очистке поверхности металла, лучше всего себя зарекомендовали шлаки металлургических производств, они имеют самую высокую удельную плотность, по сравнению с другими абразивами (высокое содержание железа). Для эффективной пескоструйной очистки поверхности должна быть смесь 50 на 50 (пылевидная фракция + гостовская фракция)[15].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2. Использование  пескоструйного аппарата

 

§ 1. Принцип работы

Пескоструйное оборудование (или правильнее его назвать абразивоструйное, дробеструйное оборудование) представлено сегодня множеством видов различных технических средств: пескоструйная камера, пескоструйная установка, пескоструйный аппарат. Сегодня мы остановимся более подробно на последнем.  

Принцип работы пескоструйного аппарата заключается в следующем: используемый в работе абразив под воздействием воздушного потока подается в магистраль аппарата и с высокой скоростью выбрасывается на поверхность обрабатываемого предмета. При этом происходит удаления с нее всех возможных загрязнений. Наиболее часто аппарат используется для пескоструйной обработки металла.  

Производительность пескоструйного аппарата напрямую связана с его  мощностью. Максимальным показателем  в данном случае является 37 м²/ч.

Пескоструйный аппарат использует в своей работе любые сухие  абразивы, фракции которых не превышают 3,5 мм.

Существует четыре основных вида пескоструйных  аппаратов: маломощные, среднемощные, высокопроизводительные и аппараты большого насыпного объема.

Маломощный пескоструйный аппарат  имеет емкость от 15 до 30 литров. Данный пескоструйный аппарат обычно применяется в тех случаях, когда требуется очистка объектов, доставить которые в мастерские невозможно или затруднительно. Следует осознавать, что давление воздуха во всех аппаратах примерно одинаковая, маломощность в данном случае подразумевает ограниченные возможности по объему работы. Трубки данного аппарата имеют малый диаметр и короткий рукав. Основным преимуществом маломощного пескоструйного аппарата является его легкий вес, что позволяет использовать его практически в любых условиях и для любых объектов.

Чего не скажешь о среднемощных пескоструйных аппаратах, которые  транспортируются к месту обработки  на небольших грузовых машинах. Зато данный вид пескоструйного оборудования обладают довольно высокой производительностью. В том числе и за счет вместительной емкости для абразива (от 100 до 140 литров). Рекомендуемое время работы с таким пескоструйным оборудованием составляет один-два часа.

Однако самым популярным у потребителей считается высокопроизводительная пескоструйная установка (назвать это аппаратом уже довольно сложно). Она имеет емкость в 200 и более литров. Портативные модели данного вида пескоструйного оборудования снабжены двумя колесами, что облегчает его использование. Стационарная пескоструйная установка требует оборудования специального помещения под нее.

Пескоструйный аппарат  большого насыпного объема вмещает от 1 800 до 24 000 литров абразивного материала. Высокая производительность здесь достигается также за счет наличия нескольких (от 2 до 4) рабочих выходов.

Стоит отметить, что как это ни парадоксально, пескоструйное оборудование/аппараты могут легко называться дробеструйным оборудованием/аппаратами. Специалисты поймут в чём дело (принцип работы и результат один и тот же), а вот обыватель, неспециалист может всерьёз встать в тупик из-за разницы названий.

Перед  нами стояла задача собрать пескоструйный аппарат своими руками с помощью деталей купленных в любом сантехническом магазине и с минимальными затратами, но не уступающему заводскому аппарату[6].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 4. Предлагаемые способы сборки устройства

 

Как сделать пескоструйный  аппарат и что для этого нужно? Первое что нужно найти это емкость, в которую засыпают песок и создают давление. Для этого сгодится баллон литров на 50. Я сделал из ресивера (рис.3), преимущество в том что он легкий, а недостаток только в том что варить его нужно осторожно чтобы не прожечь т.к. метал стенок тонковат.

рис.3

Еще потребуются краны  шаровые  3шт (рис.4), штуцеры (рис.5), переходники (рис.6), цанговый зажим (рис.7), 2 метра шланга внутренним диаметром  14мм., а наружным 22мм. (рис. 8),кусок трубы 2 дюйма с резьбой и резьбовая заглушка в которую вырезается круглая прокладка из резины толщиной 2-3 мм., это получится засыпная горловина.

рис.4

рис.5

рис.6

рис.7

рис.8

 

Все тройники, краны, штуцеры, переходники, кусочки труб с резьбами и заглушками и цанговый зажим куплены в сантехническом магазине, на все потрачено небольшое количество денег по сравнению со стоимостью нового заводского аппарата. И так все нужно нам приобретено. С чего начать? Начинаем с баллона. В баллоне нужно сделать два отверстия, одно нужно сделать по центру дна диаметром 12 мм, а другое в его верхней части, отверстие должно быть как внутренний диаметр трубы 2 дюйма. Берем сварку и привариваем кусок трубы к верхней части баллона совместив отверстия трубы и баллона. Шов должен быть герметичным. Вот мы получили засыпную горловину (рис.9).

рис.9

 

 Теперь снизу привариваем  кусочек трубы ДУ 15 с резьбой,  также шов должен быть герметичным.  Это мы получили сток для  песка. Необходимо что бы резервуар  с песком стоял вертикально,  для этого сооружаем  подставку, с боку которой привариваем колесики для удобства перемещения. Затем в верхней части резервуара делаем вход для воздуха, для создания внутри резервуара давления, он делается аналогично выходу снизу из кусочки трубы ДУ 15 с резьбой. И так основная часть сделана. Начинаем собирать все в единое целое. Берем кран и накручиваем с применением ленты фум для уплотнения его с низу на выход, в кран вкручиваем бочонок, а на бочонок тройник (рис.10-11).

 

рис.11

рис.12

Всю сборку ведем с уплотнением  по резьбе с фторопластовой лентой фум. В один свободный конец вкручиваем для шланга с внутренним диаметром 14мм., а вот второй штуцер нужно сначала подготовить для этого берем штуцер под 9 мм. Шланг и в его проходное отверстие нужно вставить медную трубку или любую другую с внешним диаметром 6 мм., а внутренним 4 мм., так чтоб конец трубки был примерно в середине тройника, когда штуцер будет закручен в тройник. Конец трубочки со стороны куда одевается шланг немного развальцовывается.

Вот теперь этот штуцер вкручиваем в свободный конец тройника. На штуцер 14 мм. Одеваем шланг и затягиваем хомутом на другой конец шланга собираем систему через которую будет вылетать струя абразива. Для этого берем кран и вкручиваем второй штуцер на 14 мм, с другой стороны крана вкручиваем бочонок, а на бочонок накручиваем цанговый зажим. В зажим нужно зажать сопло. Сопло представляет собой металлический стержень длиной 30 мм. и диаметром 10 мм, в котором просверлено отверстие 2,5 мм. по всей длине, а потом сверлом на 9 мм. с одной стороны делаем зентовку на глубину острия сверла, а с другой стороны расширяем отверстие 2,5 мм. до 3 мм. на глубину 20 мм. и еще раз сверлим 3,5 мм. на глубину 15 мм. Таким образом получаем сопло (рис.13-15).

 

рис.13

рис.14                                                  рис.15

После того как изготовили сопло хорошо бы его закалить. А  еще бы лучший вариант сопла получился из керамики. В верхней части резервуара куда вварен вход для воздуха вкручиваем кран, а в кран вкручиваем бочонок, а на бочонок накручиваем тройник. В тройник в свободные концы вкручиваем штуцеры по шланг 9 мм. На один штуцер одеваем шланг, который подключаем к компрессору, а ко второму штуцеру подключаем кусочек шланга который вторым концом одевается на штуцер снизу резервуара 9 мм. Вот и получается пескоструйный аппарат (рис.16) .

рис.16

§ 5. Испытание и результаты

Теперь испытания. Хорошо просеянный песок при помощи сита с песчинками размером 0,5-0,8 мм. Засыпаем в резервуар и закрываем его герметично заглушкой. Открываем на половину нижний кран и полностью кран на верху, подаем давление примерно 4-6 атм. с компрессора и открываем кран на шланге и, О чудо! Песок вылетает и сдирает краску и ржавчину.

На рис.17 мы видим обработку железного изделия покрытого ржавчиной, края железной пластины мы оставили не обработанными, в центре пластины результат обработки. На рис.18 железное изделие покрытое краской, а по  центру мы так же видим результат обработки.

рис. 17

 

рис. 18

Заключение

На сегодняшний день есть большая потребность использования  пескоструйного аппарата в быту и промышленности.

Он широко используется, так как количество металлических  изделий растет, а как мы знаем  со временем металл подвергается коррозии,  покрываются ржавчиной, следовательно, он нуждаются в ремонте и реставрации.

Мы поближе познакомили  вас с принципом работы пескоструйного аппарата, показали его работу с физической стороны, плюсы и минусы различных видов обработки. А так же если вы не располагаете средствами на покупку заводского аппарата, то эту проблему можно решить, собрав его своими руками и с наименьшими затратами и с довольно не плохим результатом. Поставленная передо мной задача по сборке пескоструйного аппарата выполнена. Испытания устройства прошли успешно, по результатам можно сказать, что самодельный аппарат может не уступать заводскому аналогу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Библиографический список:

 

1. http://www.physics.ru/courses/op25part1/content/chapter1/section/paragraph13/theory.html
2. http://ens.tpu.ru/POSOBIE_FIS_KUSN D%E8%EA%E8/04-4.htm
3. Васильев А.Э. Курс общей физики. Механика. СПб.: СПбГТУ
4. http://www.physics.ru/modules.php?name=main_menu&op=show_page&page=book.inc
5. Элементарный учебник физики.   Под ред. Г.С. Ландсберга 1989г.
6. http://ens.tpu.ru/POSOBIE_FIS_KUSN/%D4%E8%E7%E8%F7%E5%F1%EA%E8%E5%20%EE%F1%ED%EE%E2%FB%20%EC%E5%F5%E0%ED%E8%EA%E8/04-4.htm
7. Ландсберг Г.С. Элементарный учебник физики. Т.1. Механика. Теплота. Молекулярная физика. - М.: Наука, 1985. - 606 c.
8. Айзерман М. А.  Классическая механика. 3-е изд. — М.: Физматлит, 2005. — 380 с. — ISBN 5-94052-095-2.
9. Петкевич В. В.  Теоретическая механика. — М.: Наука, 1981. — 496 с..
10. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М.  Механика. 5-е изд. — М.: Физматлит, 2012. — 224 с. — («Теоретическая физика», т. I). — ISBN 978-5-9221-0819-5.
11. Ольховский И. И.  Курс теоретической механики для физиков. 4-е изд. — Спб.: Лань, 2009. — 576 с. — ISBN 978-5-8114-0857-3.
12. Павленко Ю. Г.  Лекции по теоретической механике. — М.: Физматлит, 2002. — 392 с. — ISBN 5-9221-0241-9.
13. Веселовский И. Н.  Очерки по истории теоретической механики. — М.: Высшая школа, 1974. — 287 с.
14. Тюлина И. А.  История и методология механики. — М.: Изд-во Моск. ун-та, 1979. — 282 с.
15. http://www.isopromat.ru/teormeh/literatura
16. Теоретическая механика: учебник для студентов вузов, обучающихся по специальностям "Математика" и "Механика";С.В. Болотин и др. ; ред.: В.Ф. Журавлев, А.С. Сумбатов
17. Бутенин Н.В., Лунц Я.Л., Меркин Д.Р. Курс теоретической механики. В двух томах. 11-е изд., стер. – СПб.: Издательство «Лань»,2009. – 736 с.: ил. – (Учебники для вузов. Специальная литература).
18. Теоретическая механика: Электронная библиотека (29 книг в pdf-формате). НИЦ «РХД», 2001
19. http://www.twirpx.com/files/mechanics/termech/
20. Митюшов Е.А. Теоретическая механика. Учебник для студентов вузов. - М: Академия, 2006.
21. Молотников В.Я. Основы теоретической механики: учеб.пособие. -_Рн/Д: Феникс, 2004.
22. http://www.ph4s.ru/book_mat_arnold.html
23. Курс теоретической механики: Учебник для вузов по направлению подгот.дипломир.специалистов в области техники и технологии/ [ В.И.Дронг, В.В.Дубинин,М.М., Ильин и др.];Под ред.К.С.Колесникова.-3-е изд.,стер. М. : Изд- во МГТУ им. Н.Э.Баумана,2009.-735 с.- (Механика в техническом университете:В 8 т.;Т.1)
24. Цывильский В.Л. Теоретическая механика: Учебник для втузов.-М.:Высшая школа,2008.-318 с.
25. Теоретическая механика. Терминология. Буквенные обозначения величин: Сборник рекомендуемых терминов. Вып. 102. М.: Наука, 2006. – 48с.