Что такое vapor blasting?

В этой статье объясняется, что такое vapor blasting, как работает машина для vapor blasting, как она соотносится с сухой струйной очисткой, каковы её преимущества и недостатки и когда для подготовки стали лучше подойдёт сухой механизированный инструмент без абразива. Более широкий обзор метода — на нашей обзорной странице о vapor blasting.

Что такое vapor blasting?

Для подготовки и очистки поверхностей применяют разные методы, и абразивоструйная очистка — один из самых распространённых. Vapor blasting схожа с другими методами абразивоструйной очистки с одним важным отличием: при сухой абразивоструйной очистке (например, пескоструйной) абразив подаётся воздухом, а при vapor blasting к абразиву добавляется вода. SSPC и NACE называют этот процесс влажной абразивоструйной очисткой (WAB).

Этот термин охватывает широкий спектр оборудования. На мягком конце — vapor blasting низкого давления (иногда называемая vapor honing) с мелким материалом, которую применяют для очистки и отделки деликатных компонентов и удаления лёгких загрязнений с таких поверхностей, как фасады и стены. На другом конце — влажная абразивоструйная очистка при полном давлении струйной очистки с остроугольным абразивом, удаляющая ржавчину, прокатную окалину и покрытия со стали. SSPC и NACE публикуют стандарты влажной абразивоструйной очистки, повторяющие сухие степени: от белого металла (SSPC-SP 5 (WAB)/NACE WAB-1) и почти белого металла (SSPC-SP 10 (WAB)/NACE WAB-2) до лёгкой очистки (brush-off, SSPC-SP 7 (WAB)/NACE WAB-4).

Vapor blasting не следует путать с гидроструйной обработкой, которая использует только воду под очень высоким давлением и не создаёт первичного профиля шероховатости.

Как работает машина для vapor blasting?

Машине для vapor blasting нужны две вещи: вода и абразив. Смесь создаётся одним из трёх способов: вода впрыскивается в сухой абразивный поток, абразив впрыскивается в поток воды под давлением либо заранее приготовленная абразивно-водная суспензия подаётся по шлангу. Среди распространённых материалов — стеклянные шарики, оксид алюминия, дроблёное стекло и гранат; в некоторых местах всё ещё используют кварцевый песок, но респирабельная кристаллическая пыль кремнезёма остаётся регулируемой опасностью, даже если процесс влажный.

Давление можно регулировать. При низком давлении водяная плёнка смягчает удар каждой частицы, поэтому абразив действует мягче, а риск повреждения мягких или тонких оснований снижается. Это делает vapor blasting низкого давления хорошо подходящей для более уязвимых поверхностей и удаления лёгких загрязнений.

Vapor blasting и сухая струйная очистка

Главное отличие — вода. Она демпфирует действие абразива, поэтому при том же материале и давлении vapor blasting менее агрессивна, чем сухая очистка. Для сильных загрязнений часто предпочитают сухую очистку; для деликатных материалов vapor blasting может быть хорошей альтернативой пескоструйной очистке.

Ещё одно важное преимущество — пыль. При сухой очистке абразив сильно ударяет по поверхности, раздробляется на мелкие частицы и вместе с удаляемым покрытием создаёт много пыли в воздухе. При vapor blasting вода смачивает частицы, поэтому пыли выделяется гораздо меньше. Обратная сторона в том, что пыль не исчезает: она оказывается во влажном шламе, который необходимо локализовать, собирать и утилизировать и который может быть опасным, если старое покрытие содержит свинец или хроматы.

Преимущества vapor blasting

• Меньше пыли в воздухе, что обеспечивает более чистую рабочую среду и лучшую видимость для оператора.
• Более мягкое воздействие при низком давлении, подходящее для хрупких поверхностей, мягких металлов и точной очистки компонентов.
• Очистка и обезжиривание за один этап: вода помогает смывать растворимые загрязнения и лёгкую смазку.
• Гладкая сатинированная поверхность компонентов при использовании мелкого материала, например стеклянных шариков.

Недостатки vapor blasting

Vapor blasting хорошо подходит для хрупких поверхностей и точной очистки, но по сравнению с другими методами подготовки поверхности у неё есть явные недостатки:

• Мгновенная ржавчина (flash rust). На углеродистой стали ржавчина образуется по мере высыхания воды. SSPC-VIS 5/NACE VIS 9 показывает степени flash rust от отсутствия до сильной. Её контролируют быстрой сушкой, добавлением ингибитора в воду или распылением ингибитора на поверхность сразу после очистки; см. наше руководство о причинах flash rust и её предотвращении.
• Обращение со шламом. Воду, абразив и удалённое покрытие необходимо собирать, разделять и утилизировать.
• Время сушки. Большинство покрытий необходимо наносить на сухую поверхность, что увеличивает время между подготовкой и нанесением покрытия.
• Ограниченная мощность при низком давлении. Сильную ржавчину, прокатную окалину или толстые покрытия vapor blasting низкого давления может удалить не полностью, а создаваемый профиль шероховатости невелик. Для стали, которой нужен профиль под покрытие, требуется влажная очистка более высокого давления с остроугольным абразивом или другой метод.
• Оборудование и укрытие. Как и сухая очистка, она требует компрессора или насоса, струйного оборудования и обученных операторов, что делает работу относительно дорогой для небольших площадей.

Какие существуют альтернативы vapor blasting?

Для хрупких поверхностей vapor blasting — хороший вариант. Для более сильных загрязнений часто предпочитают сухую очистку. Однако у обоих методов есть общие недостатки: струйное оборудование, укрытие рабочей зоны и обращение с отходами, а у сухой очистки — ещё и риск повреждения основания. Оба метода также трудно выполнять самостоятельно, поэтому работу обычно поручают специализированному подрядчику.

Для стали, которую необходимо очистить и профилировать под защитное покрытие, Bristle Blaster® от MontiPower® — сухая альтернатива без абразива: ручной инструмент, не использующий ни воды, ни свободного абразива. Для тонких панелей, например кузовов автомобилей, система MBX® удаляет ржавчину, краску, антикоррозийную мастику и герметики без нагрева и коробления. У каждого инструмента своя задача; ни один из них не заменяет струйную очистку везде, но при локальном ремонте, на сварных швах и на объектах без остановки эксплуатации они устраняют большую часть подготовительных и заключительных работ, которых требует струйная очистка.

Другие методы струйной очистки сравниваются в статье 10 видов абразивоструйной очистки.

Подготовка поверхности стали без vapor blasting

Подготовка поверхности стали регулируется стандартами. Многие промышленные системы покрытий для стали требуют чистоты Sa 2½ (ISO 8501-1), SSPC-SP 10 или NACE No. 2 при заданной шероховатости поверхности. В большинстве случаев для этого применяют абразивоструйную очистку. Пескоструйная очистка традиционно была самым известным методом, но сейчас более распространены другие абразивы, отчасти из-за рисков для здоровья, связанных с кварцевым песком и описанных в статье об опасности пескоструйной очистки.

Bristle Blaster® как альтернатива vapor blasting

Запатентованный Bristle Blaster® без абразива обеспечивает качество поверхности, сопоставимое с абразивоструйной очисткой как по чистоте, так и по шероховатости:

• чистота поверхности, сопоставимая с Sa 2½ / SSPC-SP 10 (а при подходящих условиях — с Sa 3 / SSPC-SP 5)
• профиль шероховатости (анкерный профиль) обычно 65–85 µm Rz на стали API 5L в документированных испытаниях, при этом сообщалось о значениях до 120 µm Rz

Результаты зависят от марки стали, степени коррозии, ленты и техники работы, а приёмка определяется спецификацией покрытия и инспектором. Основные преимущества перед традиционной струйной очисткой — простота и низкая стоимость подготовки, поскольку поверхность обрабатывается лёгкой ручной машиной. Многие другие альтернативы для небольших площадей, такие как проволочные щётки и шлифмашины, очищают, но не создают профиль, пригодный для промышленных покрытий.

Bristle blasting хорошо подходит для портативного использования: не нужны ни шлем с подачей воздуха, ни сложное оборудование, ни рекуперация материала. Требуются стандартные средства индивидуальной защиты глаз, лица, рук и слуха, а также защита органов дыхания, поскольку удаляемые ржавчина и покрытие всё равно превращаются в пыль. Помимо удалённого материала и изношенных лент, никаких дополнительных отходов не образуется.

Как работают альтернативные инструменты?

Bristle Blaster® — ручной инструмент с вращающейся лентой из специально сформированных закалённых проволочных щетинок. Ускоряющая планка удерживает кончики щетинок и освобождает их, чтобы они бились о поверхность с кинетической энергией, сопоставимой с энергией абразива при струйной очистке, а затем сразу отскакивали. Каждый удар удаляет коррозию и оставляет небольшой кратер, что даёт текстуру и визуальную чистоту, сопоставимые с абразивоструйной очисткой. Поскольку воды нет, процесс не вызывает flash rust и не требует времени на сушку, и поверхность можно покрывать сразу после осмотра и удаления пыли.

Часто задаваемые вопросы

Одно и то же ли vapor blasting и влажная струйная очистка?

В целом да. В обоих случаях к абразивному потоку добавляется вода. Термин vapor blasting часто используют для работ при более низком давлении с мелким материалом на деликатных или декоративных деталях, тогда как влажная абразивоструйная очистка охватывает и очистку стали при полном давлении по стандартам влажной абразивоструйной очистки SSPC/NACE, таким как SSPC-SP 10 (WAB)/NACE WAB-2.

Создаёт ли vapor blasting профиль шероховатости?

Профиль создаёт абразив, а не вода. Vapor blasting низкого давления с мелким материалом очищает и сглаживает и оставляет небольшой профиль. Влажная абразивоструйная очистка стали остроугольным материалом при более высоком давлении может создать профиль, который необходимо измерять, как и на любой поверхности после струйной очистки, например реплика-лентой по ASTM D4417.

Вызывает ли vapor blasting мгновенную ржавчину (flash rust)?

Да, на углеродистой стали. Flash rust образуется по мере высыхания воды, как правило, в течение около 30 минут. SSPC и NACE различают степени flash rust от отсутствия до сильной; её контролируют быстрой сушкой поверхности, добавлением ингибитора в воду или распылением ингибитора сразу после очистки. Убедитесь, что покрытие допускает применяемый ингибитор.

Какая существует сухая альтернатива vapor blasting для стали без абразива?

Bristle blasting. Bristle Blaster® удаляет ржавчину и покрытия и формирует профиль шероховатости за один проход без воды и свободного абразива, поэтому процесс не вызывает flash rust, а шлама для сбора нет. Документированные испытания показывают чистоту, сопоставимую с Sa 2½ / SSPC-SP 10, и 65–85 µm Rz на стандартной стали.