Jak wybrać odpowiednie ścierniwo do danego zadania?

Jak wybrać odpowiednie ścierniwo i jakie jest najlepsze ścierniwo do Twojej pracy?

Aby obróbka strumieniowo-ścierna zakończyła się sukcesem, konieczne jest wybranie odpowiedniego ścierniwa. Należy wziąć pod uwagę pożądany efekt końcowy, zasadę obróbki strumieniowo-ściernej i materiał bazowy, który będzie poddawany obróbce.

Ścierniwa jednorazowe lub wielokrotnego użytku

Pierwszym rozróżnieniem jest rozróżnienie między ścierniwem jednorazowym a ścierniwem wielokrotnego użytku.

Ścierniwa jednorazowe to ścierniwa, które mogą być użyte tylko raz. Te ścierniwa są tańsze za kg lub za tonę, ale wystarczają tylko na jeden cykl. Te ścierniwa jednorazowe są często używane w otwartych operacjach śrutowania, gdzie nie ma możliwości recyklingu. Podczas śrutowania mostu lub konstrukcji na zewnątrz często używane są ścierniwa takie jak krzemian glinu, żużel miedziowy lub Testra.

Abrasiva wielokrotnego użytku  są bardziej odpowiednie, gdy istnieje możliwość recyklingu materiału ściernego. W komorze śrutowniczej kontenerowej, komorze śrutowniczej lub śrutownicy wirnikowej możliwe jest zbieranie, czyszczenie i recykling ścierniwa. W takim przypadku stosuje się ścierniwa wielokrotnego użytku, takie jak śrut stalowy, grysy stalowe, elektrokorund, szklane kulki, tworzywa sztuczne do śrutowania  i ścierniwa ze stali nierdzewnej.

Istnieje również możliwość zastosowania mobilnej jednostki do recyklingu ścierniwa na miejscu, do użycia granatu. Zalety ścierniw wielokrotnego użytku to:

• Operator ma lepszy widok na obrabiany przedmiot i jest w stanie lepiej wykonać swoje zadanie, ponieważ powstaje mniej pyłu.
• Opłacalność, ponieważ potrzeba kilku cykli, zanim ścierniwo zamieni się w pył. Cena za tonę może być wyższa, ale koszty za metr kwadratowy obrobionej powierzchni są znacznie niższe. Poza tym utylizacja odpadów i pyłu staje się coraz droższa. W przypadku ścierniw wielokrotnego użytku jest mniej pyłu do usunięcia, ponieważ nie zamienia się on w pył po jednym cyklu śrutowania.

• Bardziej przyjazne dla środowiska, ponieważ jest mniej odpadów do usunięcia.

Ścierniwa metaliczne lub niemetaliczne

Drugim ważnym rozróżnieniem jest podział na ścierniwa metaliczne i niemetaliczne.

Ścierniwa metaliczne

Jeśli istnieje możliwość recyklingu ścierniwa, a podłoże na to pozwala, ścierniwa metaliczne są najbardziej opłacalnym materiałem do śrutowania.

Na podłożach stalowych, gdzie zanieczyszczenie żelazem nie stanowi problemu, szczególnie śrut stalowy i grys stalowy są bardzo korzystnym materiałem do śrutowania. Biorąc pod uwagę cenę zakupu za tonę i wyjątkowo wysoką możliwość recyklingu, śrut stalowy i grys są najbardziej opłacalnym ścierniwem.

Jeśli zanieczyszczenie żelazem stanowi problem, na przykład na podłożach ze stali nierdzewnej, istnieje również możliwość zastosowania śrutu ze stali nierdzewnej i grysu ze stali nierdzewnej. Materiał ten ma dobrą żywotność i wytwarza mało pyłu, ale jest bardzo kosztowny za tonę. Dlatego należy być bardzo świadomym strat związanych z wynoszeniem, niezamierzonym usuwaniem ścierniwa z systemu zamkniętego, na przykład w kieszeniach obrabianego przedmiotu.

Ścierniwa metaliczne mają wysoką gęstość (ok. 7 cm³ / gr) i dlatego są mniej odpowiednie do delikatnych lub bardzo cienkich podłoży.

W niektórych zastosowaniach śrutowania można również stosować cięty drut ze stali węglowej lub cięty drut ze stali nierdzewnej.

Ścierniwa niemetaliczne

Ścierniwa niemetaliczne to ścierniwa syntetyczne, naturalne lub mineralne, które nie zawierają metalu. Gdy zanieczyszczenie żelazem stanowi problem, podczas śrutowania delikatnych powierzchni lub podczas śrutowania na zewnątrz, ścierniwa niemetaliczne są najbardziej odpowiednie. Podczas śrutowania w komorze śrutowniczej lub komorze śrutowniczej często stosuje się elektrokorund i szklane kulki. Do bardzo delikatnego czyszczenia, bez uszkadzania materiału bazowego, stosuje się tworzywa sztuczne do śrutowania, sodę do śrutowania i łupiny orzecha włoskiego do śrutowania. Podczas śrutowania na miejscu można stosować ścierniwa niemetaliczne: granat, krzemian glinu (żużel węglowy), krzemiany żelaza (takie jak żużel miedziowy), krzemian wapnia (Testra).

Jaka zasada śrutowania i jakie urządzenia do śrutowania są używane

Wybór ścierniwa jest w dużym stopniu uzależniony od używanego sprzętu. Podczas otwartego śrutowania mostu używa się innego ścierniwa niż podczas śrutowania małych części silnika w komorze śrutowniczej.

• W śrutownicach wirnikowych, stosuje się głównie śrut ze stali wysokowęglowej i grys ze stali wysokowęglowej GP (twardość 42-52 HRC). W niektórych zastosowaniach dobrym rozwiązaniem może być śrut ze stali nierdzewnej lub cięty drut.
• W komorach śrutowniczych kontenerowych stosuje się głównie grys stalowy GH (twardość 60-64 HRC), elektrokorund, grys ze stali nierdzewnej i szklane kulki. W przypadku stosowania wysokiej jakości granatu może on być również odpowiedni do komory śrutowniczej w niektórych przypadkach.
• W komorach śrutowniczych najbardziej odpowiednie jest ścierniwo wielokrotnego użytku, ponieważ generuje mniej pyłu w małym obszarze roboczym. W ciśnieniowej komorze śrutowniczej można wykorzystać wszystkie ścierniwa wielokrotnego użytku. W inżektorowej komorze śrutowniczej ścierniwa metaliczne są zbyt ciężkie, aby skutecznie dostać się do systemu.
• Podczas otwartego śrutowania na miejscu najlepszym wyborem są zwykle ścierniwa jednorazowe, takie jak żużle miedziowe lub węglowe.  Gdy istnieje możliwość skutecznego recyklingu ścierniwa w miejscu pracy, można również zastosować dobrej jakości granat.
• W śrutowaniu próżniowym często stosuje się ścierniwo wielokrotnego użytku, takie jak grys stalowy i elektrokorund.  Śrutownica próżniowa musi być wystarczająco mocna, aby przetwarzać grys stalowy, jak nasza AB1070.
• W śrutowaniu na mokro można stosować różne ścierniwa niemetaliczne, takie jak granat, krzemian glinu, granulat szklany, szklane kulki.

Jaki jest cel śrutowania

Tworzenie profilu kotwiącego

Uzyskanie profilu powierzchni jest często ważnym celem śrutowania. Profil kotwicy to kratery w obrabianym przedmiocie, które tworzą dodatkową powierzchnię dla przylegania powłoki. Prawidłowy profil kotwicy ma kluczowe znaczenie dla trwałości powłoki, a system powłok o dużej grubości wymagałby większej chropowatości niż standardowy system powłok. Chropowatość jest zwykle wyrażana w:

• Ra, czyli średnia chropowatość powierzchni, to średnia arytmetyczna wartości bezwzględnych odchyleń wysokości powierzchni mierzonych od linii średniej na długości jednego odcinka pomiarowego.
• Rz, czyli średnia maksymalna wysokość profilu, to średnia z pięciu najwyższych szczytów i pięciu najgłębszych dolin na długości oceny.

Producent farby określi w swojej karcie danych wymagany profil powierzchni po śrutowaniu, aby jego system powłok mógł przylegać.

W Airblast-Abrasives z przyjemnością doradzimy w doborze odpowiedniego ścierniwa i jego granulacji, aby osiągnąć pożądany profil powierzchni.

Czyszczenie

Gdy konieczne jest jedynie usunięcie zgorzeliny walcowniczej z blach lub profili stalowych, odpowiednie będzie śrut stalowy S330 lub śrut stalowy S390 w śrutownicy wirnikowej.

W przypadku konieczności usunięcia grubej warstwy rdzy lub ciężkiej powłoki lepiej jest użyć większej wielkości ścierniwa stalowego GP w połączeniu ze śrutem stalowym w śrutownicy wirnikowej oraz ścierniwa stalowego GH lub elektrokorundu w komorze śrutowniczej kontenerowej.

W przemyśle odlewniczym nasz wysokowęglowy śrut stalowy jest używany do usuwania piasku po odlewaniu, gdzie wielkość odlewu w dużym stopniu determinuje wielkość użytego śrutu stalowego.

Delikatne czyszczenie

Do czyszczenia bardziej miękkich materiałów, takich jak drewno lub do czyszczenia elewacji, należy użyć bardziej miękkich materiałów ściernych, takich jak granat. Gdy celem jest usunięcie farby z miękkiego lub cienkiego materiału bazowego, można również użyć sody, tworzyw sztucznych i łupin orzecha włoskiego.

Usuwanie zadziorów

po produkcji na produkcie mogą pozostać ostre krawędzie, które należy usunąć. Można to zrobić za pomocą (nierdzewnego) śrutu i grysu stalowego.

Kulowanie

Podobnie jak kowal uderzający młotem w stal, aby ją wzmocnić. Kulowanie to ta sama zasada, tylko zamiast młota używa się wielu cząstek śrutu stalowego. Stosuje się je do wzmacniania stali urządzeń, podwozi i sprężyn na przykład.

Śrutowanie szklanymi kulkami 

służy do wygładzania powierzchni (nierdzewnej) stali. Powierzchnia jest śrutowana, redukując szczyty i otwierając doliny bez ubytków (otworów) na poziomie mikro. Tworzy się bardzo drobny profil powierzchni, gdzie brud może osadzać się tylko na szczytach. Siła przylegania jest minimalna, dzięki czemu powierzchnia pozostaje czystsza i można ją lepiej wyczyścić.

Twardość, kształt i wielkość ścierniwa

Twardość, kształt i wielkość to najważniejsze czynniki przy wyborze. Podczas śrutowania ścierniwem wielokrotnego użytku ważnym czynnikiem jest również mieszanka robocza.

Twardość / Wytrzymałość

O stopniu wymaganej twardości decyduje:

• Wymagana prędkość czyszczenia.
• Rodzaj zanieczyszczenia do usunięcia.
• Wymagana chropowatość i profil powierzchni.

Twardość ścierniwa jest ważna, ponieważ twardość, z definicji, jest odpornością na odkształcenia. Im twardsze ziarno ścierne, tym mniej się odkształca i tym więcej wykonuje użytecznej pracy na powierzchni. Jednak energia jest tracona na pękanie granulek, więc nie ma korzyści z używania ścierniwa, które jest twarde, ale również bardzo kruche. Maksymalna twardość w połączeniu z niskim współczynnikiem rozpadu jest wymagana dla uzyskania optymalnych rezultatów.

Twardość ścierniwa jest bezpośrednio skorelowana z prędkością czyszczenia, im twardsze ścierniwo, tym szybciej czyści. Twardość jest również ważnym czynnikiem wpływającym na jakość czyszczenia, szczególnie gdy obrabiany przedmiot jest skomplikowany i posiada głębokie wgłębienia. Im twardszy śrut ścierny, przy braku kruchości, tym większa jego zdolność do rykoszetowania. Obszary części, które nie mogą być czyszczone przez bezpośredni strumień, zależą od odbijającego się ścierniwa dla odpowiedniego oczyszczenia.

Ogólnie możemy powiedzieć:

• Im twardsze ścierniwo, tym bardziej agresywne.
• Im twardsze ścierniwo, tym wyższa produkcja i szybsze czyszczenie. Bardziej miękkie ścierniwa tracą energię z powodu transformacji ziarna. Bardziej miękkie ścierniwa mają dłuższą żywotność, ale są mniej wydajne.
• Twardsze śruty ścierne mają lepszą zdolność do rykoszetowania (odbijania się) i czyszczenia obszarów, które nie są poddawane bezpośredniemu strumieniowi.

Kształt

Kształt cząstek jest określony przez:

• Wymagania dotyczące wykończenia powierzchni i profilu
• Rodzaj zanieczyszczenia do usunięcia

Tam, gdzie śrut stalowy tworzy bardziej wgłębioną, falistą powierzchnię, kanciaste cząstki grysu tworzą ostro zakończony profil.

Kształt nowego ścierniwa nie zawsze jest taki sam, jak w mieszance roboczej. Śrut stalowy pozostaje okrągły przez cały czas i dlatego powoduje minimalne zużycie w maszynie.

Większość ścierniw zachowuje ostre krawędzie, zapewniając skuteczne działanie trawiące, chociaż ścierniwo stalowe GP szybko zmienia kształt z ostrego na okrągły podczas użytkowania, łącząc w ten sposób możliwości ścierniwa o ostrych i okrągłych krawędziach. Ścierniwo GL pozostaje ostre, ale traci ostre krawędzie podczas eksploatacji, optymalizując szybkie czyszczenie bez nadmiernego zużycia instalacji.

 Rozmiar

Biorąc pod uwagę, że obróbka udarowa opiera się na energii kinetycznej, wybór większej kulki spowoduje większy udar niż w przypadku małej i odwrotnie. Początkowy dobór wielkości jest zatem bardzo ważny dla procesu.

• E= ½ MV² Energia kinetyczna = ½Masa x Prędkość²
• Większy śrut stalowy S660 ma 500 razy większą siłę uderzenia niż mniejszy śrut stalowy S70

Podczas usuwania silnych zanieczyszczeń to uderzenie może być wymagane do prawidłowego oczyszczenia obrabianego przedmiotu. Zasadniczo zalecamy stosowanie najmniejszej wielkości ziarna, która dobrze czyści i tworzy pożądany profil. Mniejsze rozmiary ziaren mają znacznie więcej cząstek uderzających w powierzchnię, a zatem mają następujące zalety:

• Mniejsze rozmiary ziaren mają znacznie lepsze pokrycie
• Mniejsze rozmiary ziaren czyszczą szybciej
• Mniejsze rozmiary ziaren mają mniejsze zmęczenie udarowe, dzięki czemu mają dłuższą żywotność.

Mieszanka robocza do ścierniw wielokrotnego użytku

Ścierniwo dostarczane przez producenta ma przeważnie jeden rozmiar. Zakres rozmiarów w trakcie eksploatacji jest znany jako „mieszanka robocza” i składa się ze śrutu lub grysu o nominalnym rozmiarze oraz zużytych lub rozdrobnionych cząstek.

Mieszanka robocza zapewnia równowagę wielkości cząstek pod względem uderzenia i pokrycia. Uderzenie zapewniają nowe ścierniwa lub większe kulki w celu usunięcia silnych zanieczyszczeń, a pokrycie zapewniają średnie i mniejsze kulki w celu usunięcia lekkich zanieczyszczeń i nadania ostatecznego wykończenia obrabianemu przedmiotowi.

Równowaga między uderzeniem a pokryciem jest ważna i można ją utrzymać jedynie poprzez regularne dodawanie nowego ścierniwa, najlepiej zgodnie z tempem jego rozpadu, na godzinę pracy koła lub zgodnie z zasadą „kilka razy po trochu”. Należy również zawracać do systemu wszelkie straty ścierniwa lub jego wynoszenie z maszyny. W rezultacie liczba cząstek na kg wyrzuconego ścierniwa będzie większa, pokrycie ulegnie poprawie, czyszczenie będzie szybsze, a czas śrutowania ulegnie skróceniu.

Wybór odpowiedniego ścierniwa o właściwym kształcie, rozmiarze i twardości oraz utrzymanie optymalnej mieszanki roboczej to najważniejsze elementy kontroli kosztów. Istnieją jednak inne czynniki, które należy wziąć pod uwagę, aby osiągnąć maksymalną wydajność. Nasz zespół inżynierów sprzedaży jest gotowy pomóc Państwu w wyborze odpowiedniej specyfikacji ścierniwa do danego zastosowania – prosimy o kontakt z najbliższym biurem Airblast.