Всё о пескоструйной обработке металла: виды, технология и преимущества

И почему это стандарт де-факто в подготовке металла.

Пескоструйная обработка металла — технология очистки и подготовки поверхности с помощью струи абразивных частиц, которые разгоняют сжатым воздухом. Метод применяют в автомобильной и строительной областях, потому что при эффективном удалении загрязнений и старых покрытий он увеличивает срок службы и качество поверхности. 

Как происходит пескоструйная очистка, для чего она нужна и почему этот метод стоит выбирать для подготовки металла к обработке, расскажем в статье.

Что вы узнаете

• Какие виды пескоструйной обработки существуют?
• Как проводить струйную очистку металла?
• Где применяется абразивная обработка?
• В чём преимущества и недостатки пескоструйной очистки?

Виды пескоструйной обработки металла 

Международный стандарт качества очистки поверхности ISO 8501-1 выделяет 4 степени обработки в зависимости от визуального состояния поверхности. Стандарт не описывает технологию, а фиксирует результаты при помощи эталонных фотографий. 

Стандарт SA 1. Первая степень, которая определяет лёгкий вид очистки. Загрязнения и остатки старой краски удалены, но плотно прилегающие ржавчина и окалина сохранены. Подходит для временной защиты металла или внутренних конструкций с низкими требованиями. 

Стандарт SA 2. Вторая степень — тщательная очистка. Удаляют большую часть ржавчины, окалины и старых покрытий, но допускают пятна и тени от загрязнений, которые занимают до 33% поверхности. Металл приобретает сероватый оттенок с едва заметными следами коррозии. Применяют в строительстве бюджетных объектов. 

Стандарт SA 2-2,5. Третью степень называют очень тщательной очисткой. Глубокое очищение, при котором на поверхности остаются лёгкие тени, следы или окраска, занимающие не более 5% площади. Металл достигает эффекта зеркального отражения, цвет становится однородным. Эта степень — стандарт для 90% промышленных и строительных проектов и обязательна для эпоксидных, полиуретановых и цинкнаполненных грунтовок.

Стандарт SA 3. Наивысший стандарт качества заключается в очистке до чистого металла. С поверхности удаляют все загрязнения, не оставляя тени и пятна. Металл становится равномерно светлым, блестящим. Этот затратный вид обработки используют в военной промышленности. 

Требования к степени очистки предъявляются, исходя из типа покрытия, условий эксплуатации и проектных требований. Например, для бытовой эмали подойдёт степень SA 2, а для напыления цинка или алюминия — SA 3.

Технологии абразивной обработки 

Газодинамический метод. Пескоструйная очистка — направленная подача абразивного материала под высоким давлением на очищенную поверхность металла. Уровень давления для напора струи создаёт компрессор. Абразив перемешивается с воздухом в ресивере и под давлением распыляется по металлической поверхности. При давлении 7-8 бар абразив достигает скорости 700-750 м/с. Удары частиц удаляют ржавчину и старую краску, выравнивают микрорельеф и создают микропрофиль. 

Гидроструйная очистка. Для подачи чистой воды используют давление от 100 до 2500 бар. Скорость струи — 1000 км/ч. Вода сбивает загрязнения и проникает в трещины, не повреждая конструкцию. Иногда в воду добавляют ингибиторы, которые образуют на металле антикоррозийную плёнку. 

Гидродинамический метод. Технология сводится к смешению воды с абразивом и подачей через сопло со скоростью до 300 м/с. Струя очищает поверхность от въевшихся загрязнений и разрезает твёрдые материалы. Используют для очистки труб. 

Криогенный метод. Удаление загрязнений с поверхности при помощи твёрдой углекислоты (сухого льда) считают экологичным способом очистки металла. Гранулы диаметром 0,3-3 мм разгоняют сжатым воздухом. Струя льда направляется на поверхность и очищает металл за счёт трёх эффектов: 

1. Кинетического удара. Ударяющие поверхность гранулы передают энергию загрязнению;
2. Термического шока. Температура сухого льда равна –78,5°C, поэтому пятно застывает и отслаивается;
3. Сублимации. После удара гранулы испаряются, не оставляя отходов. Это делает технологию криогенной очистки уникальной. 

Дробеструйная очистка. В качестве абразивного материала используют стальную или чугунную дробь. Поверхность обрабатывают в камере, внутри которой металлические шарики под струёй сжатого воздуха разгоняются до скорости 60 м/с. Удары дроби сбивают ржавчину и старую краску и упрочняют поверхностный слой за счёт пластической деформации. Метод помогает убрать плотный слой загрязнений. 

Области использования пескоструйной очистки металла 

Строительство. В строительной отрасли пескоструйную обработку применяют для очистки несущих конструкций и обезжиривания металлических поверхностей перед покраской, нанесением антикоррозийного покрытия или герметизацией. Технология увеличивает долговечность металлоконструкций в 2-3 раза. 

Производство. В промышленных процессах пескоструйную обработку используют для подготовки металлических деталей перед нанесением покрытий. Внутренняя и наружная очистка трубопроводов, цистерн, бункеров необходима для правильного функционирования объектов. Часто пескоструйку применяют в автомобильной и аэрокосмической сферах, где требования к качеству металла повышены. 

Судостроение. Пескоструйная очистка — необходимый этап перед нанесением антикоррозийных и антиобрастающих покрытий. В морской среде коррозия особенно агрессивна, поэтому в судостроении используют стандарт SA 2-2,5.

Реставрация. Пескоструйная обработка помогает вернуть антикварным объектам первоначальный вид. Этот метод подходит для матирования стекла, восстановления ржавых кованых изделий и очистки чугунных памятников. С его помощью предмету придают визуальный эффект «под старину». Например, поверхность деревянных изделий становится шероховатой. 

Плюсы и минусы обработки металлоконструкций абразивной струёй

Преимущества. Популярность технологии пескоструйной обработки обусловлена универсальностью метода, который подходит для очистки металла, бетона, дерева, и эффективностью, которая заключается: 

1. В качестве очистки. Абразивоструйный метод — способ полного очищения металла. Степень очистки регулируется, поэтому при правильном выборе щадящая обработка не повреждает поверхность металлоконструкций. 
2. В скорости. Пескоструйкой обрабатывают большие площади за короткое время, потому что этот метод в 10-20 раз быстрее ручной зачистки. Выгодно при массовой очистке!
3. В усилении адгезии. После обработки поверхность приобретает равномерную шероховатость, которая улучшает сцепление с краской и цинком. Покрытие не требует восстановления и служит в 2-3 раза дольше.
4. В варианте декоративной обработки. Пескоструйный способ помогает создать матовую, сатинированную и текстурированную поверхность для архитектурных элементов. Лёгкое и компактное оборудование способно обрабатывать мелкие изделия и рельефные объекты. 

Недостатки. При удобстве пескоструйного метода обработки металла есть минусы, к которым стоит подготовиться до начала процесса. 

1. Опасность. В процессе обработки поверхности пескоструйным методом образуется много пыли, которая требует средств индивидуальной защиты: шлем с подачей воздуха, защитный костюм, респиратор. 
2. Сложность контроля. Использовать оборудование может оператор-пескоструйщик с квалификацией и опытом. Различия между степенями обработки визуально незаметны новичку. Перед работой проходят обучающий курс.
3. Шум. Пескоструйное оборудование создаёт шум до 110 дБ, поэтому при работе требуется слуховая защита. Перед проведением обработки в жилых помещениях получают согласование. 
4. Стоимость. Для эффективной обработки используют качественное оборудование и дорогие материалы. При расходе абразива от 5 до 20 кг на м², стоимости мощного компрессора, аппарата и надёжных средств защиты на обработку одного объекта затрачивают более 200000 рублей.

Несмотря недостатки технология пескоструйной обработки металлических поверхностей часто остаётся единственным вариантом, который сочетает высокое качество очистки материала и подготовку поверхности к покраске. 

Автор материала

Александр Осенев

Начальник цеха металлообработки и резки металлопроката