Абразивоструйная очистка: всё, что нужно знать

Абразивоструйная очистка применяется для подготовки поверхности уже более века и по-прежнему остаётся эталонным методом очистки стали перед нанесением покрытия. У неё есть и хорошо известные недостатки — от кремнезёмной пыли до необходимости укрытия и утилизации отходов. В этой статье объясняется, что такое абразивоструйная очистка, для чего она используется, какие риски для здоровья с ней связаны и когда механизированный инструмент MontiPower® является практичной альтернативой для локального ремонта и техобслуживания.

Что такое абразивоструйная очистка?

Абразивоструйная очистка — это процесс, при котором частицы абразива с высокой скоростью направляются на деталь или поверхность. Чаще всего частицы переносятся сжатым воздухом (сухая очистка) либо воздухом и водой (мокрая или паровая очистка); при дробеметной очистке центробежными колёсами материал метается механически. Струйная очистка применяется для очистки, обработки или придания текстуры многим видам поверхностей, прежде всего стали и другим металлам.

Процесс часто называют пескоструйной очисткой, потому что исторически самым распространённым абразивом был кварцевый песок. Строго говоря, пескоструйная очистка — лишь один из видов абразивоструйной очистки. Сегодня вместо песка используется широкий спектр материалов, таких как стальная дробь и колотая дробь, гранат, минеральные и металлургические шлаки, стеклянные шарики и пластиковые материалы. Термин «очистка колотым абразивом» (grit blasting) обычно относится к очистке угловатыми материалами, такими как колотая стальная дробь или гранат. В целом все эти методы работают одинаково: абразив с большой силой ударяет по поверхности. В нашем обзоре 10 видов абразивоструйной очистки они сравниваются по профилю, абразиву и требованиям к укрытию.

Для чего используется абразивоструйная очистка?

Удар абразива снимает слой с поверхности. Такое ударное воздействие удаляет ржавчину, прокатную окалину, краску и другие покрытия. Оно не только очищает объект, но и делает поверхность шероховатой, создавая профиль шероховатости, необходимый для адгезии нового покрытия. Поэтому абразивоструйная очистка — тот метод, для которого написаны основные стандарты чистоты: степени Sa по ISO 8501-1 и стандарты струйной очистки AMPP (SSPC/NACE), такие как SSPC-SP 10 (почти белый металл) и SSPC-SP 5 (белый металл).

Струйная очистка быстра на больших открытых площадях и остаётся правильным выбором для стали нового строительства в цехе струйной очистки или на площадке. Её стоимость и сложность связаны с подготовкой: компрессор и пескоструйный аппарат, подача абразива, укрытие, уборка и утилизация отработанного абразива, смешанного с удалённым покрытием.

Каковы риски абразивоструйной очистки для здоровья?

Использование песка при струйной очистке сократилось из-за рисков для здоровья. Когда кварцевый песок направляется на поверхность, зёрна разбиваются на очень мелкие частицы. Самая мелкая фракция — респирабельный кристаллический кремнезём — достаточно мала, чтобы проникать глубоко в лёгкие, где может вызвать силикоз — изнурительное, необратимое, а иногда и смертельное заболевание лёгких; кроме того, он связан с раком лёгких.

По этой причине в ряде стран использование кварцевого песка в качестве абразива ограничено или запрещено:

• В Нидерландах запрещена струйная очистка материалом, содержащим более 1% кварца или другого свободного кристаллического кремнезёма (Постановление об условиях труда, статья 4.61).
• По данным NIOSH, использование песка для абразивоструйной очистки запрещено в Великобритании с 1949 года.
• В США NIOSH с 1974 года рекомендует запретить кварцевый песок для абразивоструйной очистки, а стандарт OSHA по кремнезёму в строительстве (29 CFR 1926.1153) устанавливает пределы воздействия и требования к контролю для работ, при которых образуется кремнезёмная пыль.

Абразивы без кремнезёма снижают опасность кремнезёма, но не все риски. При очистке старых покрытий по-прежнему может выделяться свинец, хроматы и другая опасная пыль, а оператор работает с оборудованием высокого давления, шумом и большим объёмом отработанного абразива. Подробнее — в материале чем опасна пескоструйная очистка?

Альтернативные инструменты абразивоструйной очистке: Bristle Blaster® и MBX®

Bristle Blaster® и MBX® от MontiPower® — ручные ротационные инструменты с запатентованными лентами из проволочных щёток. Для небольших и труднодоступных участков они вообще устраняют необходимость в свободном абразиве: нет пескоструйного аппарата, нет подачи абразива и нет отработанного абразива, который нужно собирать. Эти два инструмента решают разные задачи:

• Bristle Blaster®: для подготовки стальных поверхностей перед нанесением защитного покрытия. Кончики щёток ударяют по поверхности и создают профиль шероховатости, сопоставимый со струйной очисткой: в документально подтверждённых испытаниях — чистота, сопоставимая с ISO 8501-1 Sa 2½ / SSPC-SP 10, и профиль 65–85 µm Rz (2,6–3,3 mil) на стандартной стали. Результаты зависят от марки стали, степени ржавчины, ленты и техники работы.
• MBX®: для удаления ржавчины, краски, антикоррозионного покрытия днища, герметиков и клеев с панелей кузова автомобилей и аналогичных тонких оснований, без нагрева и коробления. Крупные и средние ленты MBX® оставляют на панелях кузова поверхность, схожую с пескоструйной очисткой, но MBX® не предназначен для подготовки конструкционной стали по спецификации на покрытие.

Без абразива не значит без пыли: ржавчина и покрытие, удаляемые с поверхности, всё равно превращаются в частицы, поэтому по-прежнему необходимы вытяжка и соответствующая защита органов дыхания. Прямое сравнение — в материале альтернатива пескоструйной очистке.

Как работают щёточные инструменты MontiPower®?

Bristle Blaster® и MBX® — ручные инструменты, оснащённые вращающейся лентой из специально разработанных проволочных щёток. В Bristle Blaster® закалённые, наклонённые вперёд кончики щёток при каждом обороте на короткое время удерживаются ускоряющей планкой. Освобождаясь из-за планки, кончики ударяют по поверхности с кинетической энергией, сопоставимой с энергией абразива при струйной очистке, и сразу отскакивают. Это сочетание удара и отвода удаляет коррозию и оставляет характерную кратерообразную микротекстуру очищенной струйным способом поверхности.

Скорость контролируется, а не максимизируется: например, Bristle Blaster® Ultimate Cordless работает на 2 200 об/мин, а приводы MBX® на холостом ходу — на 3 200–3 500 об/мин. Если щёточный инструмент вращается слишком быстро, кончики скребут по поверхности, а не ударяют по ней, и не создают требуемую шероховатость. Сравнение абразивоструйной очистки и bristle blasting показывает, как результаты соотносятся по чистоте, профилю и необходимости укрытия.

Альтернатива струйной очистке в разных отраслях

Поскольку свободный абразив не используется, инструменты подходят для работ, где укрытие или уборка составляют основную часть стоимости струйной очистки: локальный ремонт, сварные швы, фланцы, действующее оборудование и замкнутые пространства в морской и промышленной отраслях. Хороший пример — общественная инфраструктура. Струйная очистка мостов, железнодорожных и автодорожных конструкций трудоёмка и занимает много времени, часто в условиях давления из-за перекрытия движения, а работники подвергаются воздействию мелких частиц и, возможно, опасных старых покрытий. Для локального ремонта таких конструкций bristle blasting полностью исключает подготовку струйных работ; см. мосты, железные дороги и инфраструктура. Для больших сплошных площадей абразивоструйная очистка, как правило, остаётся более быстрым и экономичным выбором.

Часто задаваемые вопросы

В чём разница между пескоструйной и абразивоструйной очисткой?

Пескоструйная очистка — один из видов абразивоструйной очистки, в котором в качестве абразива используется песок. Абразивоструйная очистка — общий термин, охватывающий множество материалов, таких как стальная дробь и колотая дробь, гранат, шлаки, стеклянные шарики и пластик. Поскольку кварцевый песок образует респирабельную кристаллическую кремнезёмную пыль, его использование для струйной очистки запрещено или ограничено в ряде стран.

Запрещена ли пескоструйная очистка кварцевым песком?

В нескольких странах — да. В Нидерландах струйная очистка любым материалом, содержащим более 1% кварца или другого свободного кристаллического кремнезёма, запрещена Постановлением об условиях труда. По данным NIOSH, использование песка для абразивоструйной очистки запрещено в Великобритании с 1949 года, а в США запрет рекомендован с 1974 года.

Для чего используется абразивоструйная очистка?

Для удаления ржавчины, прокатной окалины, старых покрытий и загрязнений со стали и других поверхностей, а также для создания профиля шероховатости, необходимого для адгезии нового покрытия. Требуемая чистота задаётся степенью струйной очистки, например ISO 8501-1 Sa 2½ или SSPC-SP 10, а профиль определяется техническим описанием покрытия.

Бывает ли bristle blasting беспыльным?

Нет. При bristle blasting свободный абразив не используется, поэтому нет абразива, который нужно локализовать, собирать или утилизировать. Однако ржавчина, окалина и покрытие, удаляемые с поверхности, всё равно превращаются в частицы, поэтому по-прежнему необходимы вытяжка, где она доступна, и защита органов дыхания, подобранная по оценке рисков на объекте, особенно на старых покрытиях, которые могут содержать свинец или хроматы.