Процесс сбора и рекуперации абразива при абразивоструйной обработке
Важным этапом в промышленном производстве и строительстве является обработка деталей и поверхностей. Как правило, она проводится перед следующими производственными процессами: окраской, грунтовкой, штукатуркой и другими. Обработка призвана улучшить характеристики материала, обеспечить лучшую адгезию, схватываемость и последующую прочность нанесённого покрытия.
Для этой операции применяются различные методы, одним из которых является абразивоструйная обработка. Часто её также называют пескоструйная, потому что изначально песок был единственным абразивом, используемым в промышленности. Но потом на смену ему пришли более современные материалы, улучшающие технологию.
Абразивоструйная обработка применяется ко многим видам изделий для очистки от окалины, ржавчины, облоя, загрязнений. С её помощью можно качественно подготовить поверхность под покраску. Частицы твёрдого вещества в струе воздуха создают на металле специальную насечку, а также снимают напряжение с кристаллической решётки. В строительстве струйные установки применяются для обрабатывания кирпичных и бетонных стен перед нанесением штукатурки и шпатлёвки. Машиностроение, авиационная промышленность, металлургия — областей применения пескоструя очень много.
Абразивный материал, применяющийся для чистки, может быть различным. Самый дешёвый и давно известный — это кварцевый песок. При его использовании наблюдается повышенное пылеобразование. Это небезопасно для персонала, ухудшает видимость при обработке изделия, а полученный эффект слабее выражен по сравнению с другими веществами. Поэтому сегодня в производстве и строительстве чаще применяются другие материалы: купер- и никельшлак, стеклянные и керамические шарики, гранат, электрокорунд, стальная и чугунная дробь, а также пластиковые абразивы. Все они стоят дороже обычного песка, а эффективность их выше. Расход же абразивных материалов очень велик, особенно на крупных промышленных объектах со стационарными высокопроизводительными аппаратами большого объёма.
Встаёт вопрос о целесообразности повторного использования отработанного вещества. И если, к примеру, купершлак стоит ненамного дороже кварцевого песка, а повторно использоваться может 3—5 раз, то стальная колотая дробь имеет высокую стоимость и может повторно использоваться 100 и больше раз.
Для повторного использования необходимо произвести рекуперацию абразива. Рекуперация — это сбор использованного абразивного вещества, его очистка от загрязнений и посторонних примесей, а затем возвращение в систему подачи струйного аппарата. Удобнее всего её организовать в обитаемых и автоматических камерах закрытого типа, так как это позволяет избежать потерь материала в окружающую среду.
Выгода применения системы рекуперации абразива основана на том, что малодеформируемые частицы способны возвращаться в систему практически в неизменённом состоянии несколько десятков раз — таковы, например, керамическая или стальная дробь. Сбор и рекуперация абразива существенно сокращают его расход при пескоструйной и в особенности при дробеструйной обработке. При высокой стоимости материала экономия может достигать существенных показателей.
Все системы сбора и рекуперации абразива подразделяются на две большие группы: механические и пневматические. В первых сбор и рекуперация абразива происходят с помощью транспортёров ленточного, шнекового или скребкового типа, которые наполняют бункер для отработанных частиц. Из бункера абразив подаётся в сепаратор, представляющий из себя систему сит, очищающих вещество благодаря силе гравитации. Механические системы используются в стационарном варианте в абразивоструйных камерах. Они имеют повышенный ресурс эксплуатации, надёжны и эффективны, но имеют высокую стоимость.
В пневматических системах основной движущей силой выступает воздушный поток, создаваемый мощным вакуумным насосом. Засасывая отработанную дисперсию, он транспортирует её к рекуператору, где взвесь фракционируется, отделяется пыль и посторонние примеси. Отфильтрованный материал подаётся в приёмник струйного аппарата, а загрязнённый воздух с помощью циклонных фильтров выводится наружу. Пневматическая система рекуперации абразива менее энергоэффективна по сравнению с механической, то есть для получения одинакового результата она будет расходовать больше ресурсов. Однако у неё есть большой плюс: особенности конструкции позволяют использовать её в мобильных установках рекуперации абразива.
Также существуют пневмомеханические системы сбора и рекуперации абразива. Они объединяют в себе движение отработанных абразивных частиц с помощью вакуума и механическую ступень её очистки, например в виде вращающегося перфорированного барабана. Каждая система, осуществляющая сбор и рекуперацию абразива, в обязательном порядке производит фильтрацию воздуха при выпуске, что снижает общую запылённость производственного помещения или строительной площадки. Кроме того, использование вакуумных насосов при пескоструйных работах в закрытых камерах препятствует снижению видимости, что особенно актуально при употреблении силикатных абразивов.
Ещё одной особенностью рекуперации абразива, положительно сказывающейся на производительности производства, является уменьшение количества циклов загрузки абразива в оборудование, ведь даже установки большого объёма при интенсивном использовании требуют регулярного пополнения абразивного вещества. Объём возвращаемых рекуператором частиц в случае купершлака позволяет сэкономить до 50 % изначального объёма, а для стальной или керамической дроби эти показатели значительно выше.
При выборе оборудования для рекуперации абразива следует руководствоваться производительным объёмом установки и возможностью производителя или дистрибьютора максимально приспособить систему к производственным условиям заказчика. Это позволит получить необходимый экономический эффект от метода рекуперации и регенерации абразивного вещества.
