Sandstrahlen vs. Abrasivstrahlen

Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, Metalloberflächen vorzubereiten und zu reinigen. Zwei Begriffe, die dabei immer wieder auftauchen, sind Sandstrahlen und Strahlen mit Strahlmittel. Beide sind bekannte Vorbereitungsverfahren, die weit verbreitet sind oder in der Vergangenheit weit verbreitet waren. Dieser Artikel erklärt, wie die beiden Verfahren funktionieren, warum Sand ersetzt wurde, worin sich die beiden Begriffe heute unterscheiden und welche Rolle strahlmittelfreie Maschinenwerkzeuge spielen.

Was ist Sandstrahlen?

Sandstrahlen war traditionell eines der am weitesten verbreiteten und bekanntesten Verfahren der Oberflächenvorbereitung. Es wird seit dem späten 19. Jahrhundert auf verschiedensten Oberflächen eingesetzt und wurde wegen seiner Wirksamkeit schon bald in vielen Branchen und Anwendungen übernommen.

Sandstrahlen beruht auf zwei Komponenten: Sand und Druckluft. Der Sand wird mit hoher Geschwindigkeit auf die Oberfläche geschleudert und entfernt schnell und gründlich Walzhaut, Rost, Schmutz und Beschichtungen. Bald stellte sich heraus, dass Sandstrahlen mehr bewirkt als nur Reinigung: Die Wucht, mit der die Körner auf die Oberfläche treffen, hinterlässt auch kleine Vertiefungen im Material. Diese Rauheit, das Rauheitsprofil, gibt einer neuen Beschichtung eine Oberfläche, an der sie sich verankern kann.

Welche Gefahren birgt das Sandstrahlen?

Weil es so gut funktionierte, wurde Sandstrahlen zum Standardverfahren für die Vorbereitung und Reinigung von Oberflächen. Im Laufe der Jahre wurden jedoch seine Gefahren deutlich, vor allem die Gesundheitsrisiken. Quarzsand besteht größtenteils aus kristallinem Siliziumdioxid. Beim Strahlen zerbrechen die Körner zu feinem, alveolengängigem Staub; wird dieser eingeatmet, lagert er sich in der Lunge ab und kann Silikose verursachen, eine irreversible und möglicherweise tödliche Lungenerkrankung. Alveolengängiges kristallines Siliziumdioxid ist zudem als Ursache für Lungenkrebs eingestuft.

Diese Risiken führten zu Beschränkungen. In Großbritannien wurde die Verwendung von kristallinem Siliziumdioxid zum Strahlen 1950 verboten, andere europäische Länder folgten 1966. 1974 empfahl NIOSH, Quarzsand und andere Materialien mit mehr als 1 % freiem Siliziumdioxid als Strahlmittel in den USA zu verbieten. Heute ist die Exposition gegenüber alveolengängigem kristallinem Siliziumdioxid streng begrenzt: OSHA legt einen zulässigen Expositionsgrenzwert von 50 µg/m³ (8-Stunden-Mittelwert) fest, und die EU-Richtlinie 2017/2398 einen verbindlichen Grenzwert von 0,1 mg/m³.

Sandstrahlen vs. Strahlen mit Strahlmittel: Was ist der Unterschied?

Als Sand beschränkt wurde, suchte die Strahlbranche nach Ersatzstrahlmitteln. Materialien wie Stahlkies und Stahlkugeln, mineralische und metallische Schlacken (zum Beispiel Kupferschlacke), Granat, Korund, Glasperlen und Kunststoffstrahlmittel erwiesen sich als wirksam. Das Strahlen mit diesen Materialien wird als Strahlen mit Strahlmittel bezeichnet. Wie beim traditionellen Sandstrahlen wird das Strahlmittel auf die Oberfläche geschleudert – mit Druckluft durch eine Strahldüse oder mit einem Schleuderrad –, und der Aufprall erzeugt ein Rauheitsprofil. Der Beitrag 10 Arten des Strahlens mit Strahlmittel vergleicht die wichtigsten Varianten.

Genau genommen ist Sandstrahlen eine Form des Strahlens mit Strahlmittel. In der Praxis werden beide Begriffe synonym verwendet, und „Sandstrahlen“ ist zum Sammelbegriff für das Strahlen mit Strahlmittel insgesamt geworden. Wird der Begriff heute verwendet, ist meist das Strahlen mit Kies, Schlacke, Kunststoff oder einem anderen Ersatzstrahlmittel gemeint und nicht mit Quarzsand.

Strahlen mit Strahlmittel vs. Maschinenwerkzeuge von MontiPower®

Der Verzicht auf Quarzsand verringerte die Gefahr durch Siliziumdioxid, machte das Strahlen aber nicht risikofrei. Ersatzstrahlmittel und die entfernten Beschichtungen können weiterhin gefährlichen Staub erzeugen (Altbeschichtungen können Blei oder Chromate enthalten, und manche Strahlmittel enthalten Siliziumdioxid oder Schwermetalle), und NIOSH wies darauf hin, dass die gesundheitlichen Auswirkungen vieler Ersatzstoffe nicht umfassend untersucht worden waren. Strahlen mit Strahlmittel erfordert zudem einen Kompressor, einen Strahlkessel, eine Einhausung und einen Entsorgungsweg. Falsch angewendet, kann es für dünne oder empfindliche Untergründe zu aggressiv sein. Aus diesen Gründen wird es meist von einem spezialisierten Strahlunternehmen ausgeführt, was kleine Aufträge verhältnismäßig teuer und von einem externen Dienstleister abhängig macht.

Der Bristle Blaster® und der MBX® von MontiPower beheben mehrere dieser Nachteile. Diese handgeführten Werkzeuge für die Oberflächenvorbereitung, erhältlich mit Elektro-, Akku- und Druckluftantrieb, verwenden kein loses Strahlmittel. Die speziell entwickelten, nach vorn gebogenen Borstenspitzen des Bristle Blaster® schlagen auf den Stahl und prallen zurück; dabei entfernen sie Korrosion und Beschichtungen und erzeugen in einem Arbeitsschritt ein Rauheitsprofil. In dokumentierten Tests auf Standardstahl ergibt dies eine Reinheit vergleichbar mit Sa 2½ / SSPC-SP 10 und ein Profil von 65–85 µm Rz; die Ergebnisse hängen von Stahlsorte, Rostgrad, Band und Arbeitstechnik ab. Der MBX® leistet eine ähnliche Reinigungsarbeit an Karosserieblechen und dünneren Materialien, wo er Rost, Lack und Unterbodenschutz ohne Hitze oder Verzug entfernt.

Strahlmittelfrei heißt nicht staubfrei: Der abgetragene Rost und die Beschichtung werden weiterhin zu Partikeln, sodass Absaugung und Atemschutz notwendig bleiben. Und auf großen, freien Flächen von neuem Stahl ist Strahlen mit Strahlmittel in der Regel nach wie vor schneller. Bristle Blasting lohnt sich bei Punktreparaturen, Schweißnähten, Feldschweißnähten und Anlagen im Betrieb, wo eine Strahlanlage unpraktikabel ist. Siehe die Alternative zum Sandstrahlen.

Häufig gestellte Fragen

Ist Sandstrahlen dasselbe wie Strahlen mit Strahlmittel?

Sandstrahlen ist eine Form des Strahlens mit Strahlmittel, bei der Sand als Strahlmittel dient. Strahlen mit Strahlmittel umfasst alle Strahlmittel, darunter Stahlkies, Schlacken, Granat, Glas und Kunststoff. Im allgemeinen Sprachgebrauch werden beide Begriffe synonym verwendet, und mit „Sandstrahlen“ ist meist das Strahlen mit einem anderen Strahlmittel als Sand gemeint.

Ist Sandstrahlen mit Quarzsand verboten?

Das hängt vom Land ab. Großbritannien verbot kristallines Siliziumdioxid zum Strahlen 1950, andere europäische Länder folgten 1966. In den USA empfahl NIOSH 1974 ein Verbot; ein allgemeines bundesweites Verbot gibt es nicht, aber OSHA begrenzt die Exposition gegenüber alveolengängigem kristallinem Siliziumdioxid auf 50 µg/m³ als 8-Stunden-Mittelwert.

Ist Strahlen mit Strahlmittel sicher, wenn Sand ersetzt wird?

Sicherer im Hinblick auf Siliziumdioxid, aber nicht gefahrlos. Ersatzstrahlmittel und die entfernten Beschichtungen können weiterhin gesundheitsschädlichen Staub erzeugen, besonders wenn Altanstriche Blei oder Chromate enthalten. Strahlen erfordert Einhausung, Atemschutz, Lärmschutz und Abfallentsorgung, festgelegt durch die Gefährdungsbeurteilung des Standorts und die örtlichen Vorschriften.

Kann ich Stahl ohne Strahlen vorbereiten?

Ja, wenn die Beschichtungsspezifikation dies zulässt. Schlagende Maschinenwerkzeuge wie der Bristle Blaster® reinigen und profilieren Stahl in einem Arbeitsschritt ohne loses Strahlmittel, mit dokumentierter Reinheit vergleichbar mit Sa 2½. Herkömmliche Drahtbürsten und Schleifer erreichen meist nur SSPC-SP 3 / St 3 und hinterlassen fest haftende Walzhaut.