Abrasief stralen: alles wat je moet weten

Abrasief stralen wordt al ruim een eeuw gebruikt voor oppervlaktevoorbereiding en is nog steeds de referentiemethode voor het reinigen van staal vóór het coaten. Het heeft ook bekende nadelen, van silicastof tot afscherming en afval. Dit artikel legt uit wat abrasief stralen is, waarvoor het wordt gebruikt, wat de gezondheidsrisico's zijn en wanneer elektrische gereedschappen van MontiPower® een praktisch alternatief zijn voor spotreparatie en onderhoud.

Wat is abrasief stralen?

Abrasief straalreinigen is het proces waarbij abrasieve deeltjes met hoge snelheid op een onderdeel of oppervlak worden geschoten. Meestal worden de deeltjes meegevoerd door perslucht (droog stralen) of door lucht en water (nat of dampstralen); bij turbinestralen wordt het medium juist mechanisch weggeslingerd. Stralen wordt gebruikt om veel soorten oppervlakken te reinigen, te behandelen of van een textuur te voorzien, vooral staal en andere metalen.

Het proces wordt vaak zandstralen genoemd, omdat kwartszand van oudsher het meest gebruikte abrasief was. Strikt genomen is zandstralen slechts één type abrasief stralen. Tegenwoordig wordt in plaats daarvan een breed scala aan media gebruikt, zoals staalgrit en staalkogels, granaat, mineraal- en metaalslakken, glasparels en kunststofmedia. De term gritstralen verwijst meestal naar stralen met hoekige media zoals staalgrit of granaat. Globaal werken al deze methoden op dezelfde manier: het medium treft het oppervlak met grote kracht. Ons overzicht van de 10 soorten abrasief stralen vergelijkt ze op profiel, media en afschermingsbehoefte.

Waarvoor wordt abrasief stralen gebruikt?

De impact van het abrasief verwijdert een laag van het oppervlak. Dit hamereffect verwijdert roest, walshuid, verf en andere coatings. Het reinigt het object niet alleen, maar maakt het oppervlak ook ruw, waarmee het ankerprofiel ontstaat dat een nieuwe coating nodig heeft om te hechten. Daarom is abrasief stralen de methode waarvoor de belangrijkste reinheidsnormen zijn geschreven: de Sa-graden van ISO 8501-1 en de straalreinigingsnormen van AMPP (SSPC/NACE) zoals SSPC-SP 10 (bijna wit metaal) en SSPC-SP 5 (wit metaal).

Stralen is snel op grote, open oppervlakken en blijft de juiste keuze voor nieuwbouwstaal in een straalhal of op een werf. De kosten en complexiteit zitten in de opzet: compressor en straalketel, abrasieftoevoer, afscherming, opruimen en afvoeren van afgewerkt medium vermengd met verwijderde coating.

Wat zijn de gezondheidsrisico's van abrasief stralen?

Het gebruik van zand bij straalreiniging is afgenomen vanwege de gezondheidsrisico's. Wanneer kwartszand tegen een oppervlak wordt gestraald, breken de korrels in zeer fijne deeltjes. De fijnste fractie, respirabel kristallijn silica, is klein genoeg om diep in de longen door te dringen, waar het silicose kan veroorzaken, een slopende, onomkeerbare en soms dodelijke longziekte, en het wordt ook in verband gebracht met longkanker.

Om die reden beperken of verbieden verschillende landen kwartszand als straalmedium:

• In Nederland is stralen met een materiaal dat meer dan 1% kwarts of ander vrij kristallijn silica bevat verboden (Arbeidsomstandighedenbesluit, artikel 4.61).
• Volgens NIOSH is het gebruik van zand voor abrasief stralen in het Verenigd Koninkrijk sinds 1949 verboden.
• In de Verenigde Staten adviseert NIOSH sinds 1974 om kwartszand voor abrasief stralen te verbieden, en de silicanorm van OSHA voor de bouw (29 CFR 1926.1153) stelt blootstellingsgrenzen en beheersmaatregelen vast voor werk waarbij silicastof ontstaat.

Silicavrije media verminderen het silicarisico, maar niet elk risico. Bij het stralen van oude coatings kunnen nog steeds lood, chromaten en ander gevaarlijk stof vrijkomen, en de operator werkt met hogedrukapparatuur, lawaai en een groot volume afgewerkt medium. Meer hierover in wat zijn de gevaren van zandstralen?

Alternatieve gereedschappen voor abrasief stralen: de Bristle Blaster® en MBX®

De Bristle Blaster® en MBX® van MontiPower® zijn handgedragen roterende gereedschappen met gepatenteerde draadborstelbanden. Voor kleinere en moeilijk toegankelijke oppervlakken maken ze los abrasief volledig overbodig: geen straalketel, geen mediatoevoer en geen afgewerkt abrasief om op te vangen. De twee gereedschappen dienen verschillende klussen:

• Bristle Blaster®: voor oppervlaktevoorbereiding van staal vóór het aanbrengen van een beschermende coating. De borsteltoppen treffen het oppervlak en creëren een ankerprofiel dat vergelijkbaar is met stralen: in gedocumenteerde tests een reinheid vergelijkbaar met ISO 8501-1 Sa 2½ / SSPC-SP 10 en een profiel van 65–85 µm Rz (2,6–3,3 mil) op standaard staal. De resultaten variëren met staalsoort, roestgraad, band en techniek.
• MBX®: voor het verwijderen van roest, verf, underseal, kitten en lijm van carrosseriepanelen en vergelijkbare dunne ondergronden, zonder hitte of vervorming. MBX®-banden grof en medium laten op carrosseriepanelen een afwerking achter die lijkt op zandstralen, maar de MBX® is niet ontworpen om constructiestaal voor te bereiden volgens een coatingspecificatie.

Straalmiddelvrij betekent niet stofvrij: de van het oppervlak verwijderde roest en coating worden nog steeds deeltjes, dus afzuiging en passende ademhalingsbescherming blijven vereist. Zie het alternatief voor zandstralen voor een directe vergelijking.

Hoe werken de bristle-gereedschappen van MontiPower®?

De Bristle Blaster® en MBX® zijn met de hand bediende gereedschappen met een roterende band van speciaal ontworpen draadborstels. Bij de Bristle Blaster® worden de geharde, naar voren gerichte borsteltoppen bij elke rotatie kort tegengehouden door de acceleratorstaaf. Zodra ze van achter de staaf loskomen, treffen de toppen het oppervlak met een kinetische energie vergelijkbaar met die van straalmedia en veren ze direct terug. Die combinatie van impact en terugtrekking verwijdert corrosie en laat de kenmerkende kraterachtige microtextuur van een gestraald oppervlak achter.

De snelheid wordt gecontroleerd in plaats van gemaximaliseerd: de Bristle Blaster® Ultimate Cordless draait bijvoorbeeld op 2.200 tpm en de MBX®-aandrijvingen op 3.200–3.500 tpm onbelast. Als een borstelgereedschap te snel draait, schrapen de toppen over het oppervlak in plaats van het te raken, en wordt de vereiste ruwheid niet bereikt. De vergelijking tussen gritstralen en bristle blasting laat zien hoe de resultaten zich verhouden op het gebied van reinheid, profiel en afscherming.

Alternatief voor stralen in verschillende sectoren

Doordat er geen los abrasief wordt gebruikt, zijn de gereedschappen geschikt voor werk waarbij afscherming of opruimen de kosten van stralen zou bepalen: spotreparaties, lasnaden, flenzen, installaties in bedrijf en besloten ruimten in de maritieme en industriële sector. Openbare infrastructuur is een goed voorbeeld. Het stralen van bruggen, spoor- en snelwegconstructies is tijdrovend en arbeidsintensief, vaak onder druk van wegafsluitingen, en stelt werknemers bloot aan fijne deeltjes en mogelijk gevaarlijke oude coatings. Voor lokale reparaties aan dergelijke constructies voorkomt bristle blasting de hele straalopzet; zie bruggen, spoor en infrastructuur. Voor grote, doorlopende oppervlakken blijft abrasief stralen doorgaans de snellere en voordeligere keuze.

Veelgestelde vragen

Wat is het verschil tussen zandstralen en abrasief stralen?

Zandstralen is één type abrasief stralen waarbij zand als medium wordt gebruikt. Abrasief stralen is de overkoepelende term en omvat veel media, zoals staalgrit en staalkogels, granaat, slakken, glasparels en kunststof. Omdat kwartszand respirabel kristallijn silicastof veroorzaakt, is het gebruik ervan voor stralen in een aantal landen verboden of beperkt.

Is zandstralen met kwartszand verboden?

In verschillende landen wel. In Nederland is stralen met materiaal dat meer dan 1% kwarts of ander vrij kristallijn silica bevat verboden op grond van het Arbeidsomstandighedenbesluit. NIOSH meldt dat het gebruik van zand voor abrasief stralen in het Verenigd Koninkrijk sinds 1949 verboden is, en adviseert sinds 1974 een verbod in de Verenigde Staten.

Waarvoor wordt abrasief stralen gebruikt?

Om roest, walshuid, oude coatings en verontreiniging van staal en andere oppervlakken te verwijderen en om het ankerprofiel te creëren dat een nieuwe coating nodig heeft om te hechten. De vereiste reinheid wordt gespecificeerd als straalgraad, zoals ISO 8501-1 Sa 2½ of SSPC-SP 10, en het profiel wordt bepaald door het technisch gegevensblad van de coating.

Is bristle blasting stofvrij?

Nee. Bristle blasting gebruikt geen los abrasief, dus er is geen straalmedium om af te schermen, terug te winnen of af te voeren. De van het oppervlak verwijderde roest, de walshuid en de coating worden echter nog steeds deeltjes, dus afzuiging waar beschikbaar en ademhalingsbescherming op basis van de risicobeoordeling van de locatie blijven noodzakelijk, vooral bij oude coatings die lood of chromaten kunnen bevatten.