Способ абразивно-струйной очистки поверхностей металлов


 


Владельцы патента RU 2463152:

Общество с ограниченной ответственностью "ИНДАСТРИАЛ ПРОТЭКТИВ КОАТИНГС" (RU)

Изобретение относится к абразивно-струйной очистке поверхностей металлов от ржавчины, окалины и старых лакокрасочных покрытий, в частности крупногабаритных металлических конструкций. Способ включает подачу сжатого воздуха под давлением, образование абразивно-воздушной смеси, подачу ее в сопло для ускорения и выброса на обрабатываемую поверхность. В сжатый воздух добавляют азот для уменьшения концентрации кислорода в газовоздушном потоке и подают в ёмкость с абразивным материалом, после чего абразивно-воздушную смесь подают в сопло под давлением 10-12 бар на обрабатываемую поверхность. Технический результат состоит в уменьшении образования окислов на поверхности, подвергаемой абразивной очистке.

 

Изобретение относится к абразивно-струйной очистке поверхностей металлов от различных покрытий, отложений, окалины, ржавчины, в частности крупногабаритных металлических конструкций.

Известен способ обработки поверхности полуфабрикатов, включающий операцию очистки поверхности от окалины, шлака, окисных пленок и загрязнений струйно-абразивной обработкой путем воздействия на обрабатываемую поверхность водовоздушной смесью, включающей мелкодисперсные частицы, в качестве мелкодисперсных частиц используют возвратные и невозвратные отходы плавильного производства, химический состав которых соответствует химическому составу обрабатываемых полуфабрикатов, при этом в водовоздушную смесь включают мелкодисперсные частицы размером не более 0,20 мм с их объемной концентрацией в водовоздушной смеси, равной 0,01-35,0%, воздействие осуществляют при давлении смеси, равном 0,15-0,55 МПа, а после очистки осуществляют мойку и сушку полуфабрикатов (патент РФ на изобретение № 2174461, MПK7 B24C 1/00, 2001 г.).

Недостатком данного способа является использование для обработки поверхности водовоздушной смеси, т.к. использование воды способствует увеличению коррозионных свойств металла.

Известен способ обработки поверхности изделий, включающий операцию очистки поверхности от окалины или окисной пленки, при котором используют метод струйно-абразивной обработки поверхности водовоздушной смесью, наполненной мелкодисперсными частицами. В качестве абразивных частиц используются: глина, мел, бытовые пасты типа «Чистоль» и др. (а.с. SU 1740142 А1, кл. В24С 1/00, 1992).

Недостатком этого способа является низкое качество поверхности и внешнего вида изделий, что снижает технологичность изделий при последующей их обработке.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является способ абразивно-воздушной обработки поверхности, включающий первоначальное расширение сжатого воздуха и разгон его до сверхзвуковой скорости, одновременную подачу в ускоренный поток воздуха под давлением рабочего вещества и создание абразивно-воздушной смеси, подача ее в сопло для ускорения и выброса на обрабатываемую поверхность, сжатый воздух расширяют до уровня ниже атмосферного, рабочее вещество подают плотным слоем с низкой скоростью поступательного движения, а ускорение смеси производят до фиксированного значения полного давления выше атмосферного уровня, при этом расход рабочего вещества регулируют давлением его подачи (патент РФ на изобретение № 2137593, МПК6 В24С 1/00, 1999 г.).

Недостатком данного способа является то, что при абразивно-воздушной обработке металлических поверхностей в месте контакта абразивных частиц с поверхностью металла возникают зоны локального разогрева и присутствие в составе абразивно-воздушной смеси большого процента кислорода способствует появлению окислов на поверхности обрабатываемого металла, что снижает эффективность процесса очистки.

Была поставлена задача разработать эффективный способ очистки поверхностей металлов от ржавчин, окалины и старых лакокрасочных покрытий, при использовании которого резко уменьшается образование окислов на поверхности, подвергаемой абразивной очистке.

Поставленная задача решается тем, что в способе абразивно-струйной очистки поверхностей металлов, включающем подачу сжатого воздуха под давлением, образование абразивно-воздушной смеси, подачи ее в сопло для ускорения и выброса на обрабатываемую поверхность, в сжатый воздух добавляют азот для уменьшения концентрации кислорода в газовоздушном потоке и подают в емкость с абразивным материалом, после чего абразивно-воздушную смесь подают в сопло под давлением 10-12 бар на обрабатываемую поверхность.

Уменьшение концентрации кислорода в зоне реакции снижает окислительную способность газовоздушной струи, используемой для транспортировки абразива. Снижение концентрации кислорода достигается разбавлением газотранспортного потока азотом, а также созданием азотной атмосферы в помещении, где происходит очистка металлических поверхностей. В результате снижения концентрации кислорода в реакционноспособной высокотемпературной зоне уменьшается образование окислов на поверхности металла, подвергаемого абразивной очистке, а также подача абразивно-воздушной смеси в сопло под давлением 10-12 бар на обрабатываемую поверхность повышает эффективность очистки поверхности.

Для реализации предлагаемого способа очистки поверхностей металлов используются: герметичная емкость с абразивным материалом, сжатый воздух из централизованной системы производства или из автономного компрессора и баллон с газообразным азотом.

В качестве абразивного материала используется материал, изготавливаемый из гранулированных шлаков медеплавильного производства. Гранулы имеют острую, угловатую форму, черные с металлическим блеском, твердость 6-6.5 Mohs, размер гранул от 0,3 до 3,0 мм. Достигаемая степень очистки SA-3, SA-2, SA-2,5.

На выбор метода обработки поверхностей металлов влияют материал очищаемой конструкции, толщина материала, размеры, условия проведения работ по очистке, а также характер удаляемых посторонних включений.

Для очистки поверхности металлов от ржавчины, окалины и старых лакокрасочных покрытий в емкость, с находящимся в ней абразивным материалом, подается сжатый воздух под давлением 7-12 бар, насыщенный азотом, захваченный потоком газовоздушной смеси абразив через сопло под давлением 10-12 бар подается на обрабатываемую поверхность находящейся в камере детали. В камере дополнительно создается насыщенная азотом атмосфера. Отработанный абразив засасывается в образовавшийся вакуум емкости с абразивом. Таким образом создается циркуляция абразива, одновременно засасывая частички окалины, окислов и т.д. После очистки поверхность обдувают чистой воздушной струей сжатого воздуха.

Для очистки от ржавчины, окалины и старых лакокрасочных покрытий малогабаритных деталей и при их невысокой программе применяются камеры ручной струйной очистки. В этих камерах абразивно-струйная очистка поверхностей металлов производится в замкнутом пространстве, где в зоне обработки находятся только руки оператора. В таких камерах при осуществлении процесса очистки, кроме подачи азота в воздушную струю, производится насыщение азотом атмосферы в самой камере, что также способствует лучшей очистке поверхности металла.

К несомненным плюсам данного вида оборудования относятся отсутствие необходимости создания специальных площадок или помещений, а также отсутствие необходимости спецодежды для оператора.

Уменьшение концентрации кислорода в зоне очистки снижает окислительную способность газовоздушной струи, используемой для транспортировки абразива, что позволяет обеспечить высокое качество очистки поверхностей металлов, технический результат достигнут.

Данный метод очистки можно использовать (и, кстати, это самый экономичный способ, заявитель планировал именно это применение) в промышленных цехах, камерах изолированного типа с системами рециркуляции воздуха (для более экономичного использования азота), можно использовать системы автоматической подачи азота. При достижении концентрации в воздушной среде более 50% азота приостанавливают подачу в воздушно-абразивную смесь азота. Воздушно-азотная смесь из дробеструйной камеры после фильтрации и рециркуляции поступает обратно в воздухозаборники компрессорных станций.

Содержание азота в воздушно-абразивной смеси составляет 20-30%.

Детали в основной своей массе выполнены из различных сплавов черных металлов, широко применяемых в промышленном строительстве, например сталь 3 или 20.

В качестве эксперимента очищались опоры и связи трубопроводных эстакад в объеме примерно 4000 т, материалы: Ст.3, Ст.20.

Результат эксперимента, по сравнению с другими металлоконструкциями, очищенными обычным способом, показал полное отсутствие коррозии даже в труднодоступных местах.

Предлагаемый способ обработки дешев, универсален, эффективен для обработки поверхностей металлов.

Способ абразивно-струйной очистки поверхностей металлов может быть осуществлен на стандартном оборудовании с использованием известных материалов.

Способ абразивно-струйной очистки поверхностей металлов, включающий подачу сжатого воздуха под давлением, образование абразивно-воздушной смеси, подачу ее в сопло для ускорения и выброса на обрабатываемую поверхность, отличающийся тем, что в сжатый воздух добавляют азот для уменьшения концентрации кислорода в газовоздушном потоке и подают в емкость с абразивным материалом, после чего абразивно-воздушную смесь подают в сопло под давлением 10-12 бар на обрабатываемую поверхность.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к методам очистки поверхностей от органических загрязнений и может быть использовано при очистке производственного оборудования. .
Изобретение относится к методам очистки поверхностей от органических загрязнений и может быть использовано при очистке производственного оборудования. .

Изобретение относится к технологии выполнения ремонтных работ и может использоваться при очистке дробью поверхности бетона и железобетона классов по прочности В5-В60 при ремонте после деструктивного воздействия серной кислоты H2SO 4 в процессе коррозии II вида (при воздействии сернистых газов, таких как сернистый ангидрит SO2, серный ангидрит SO3 при различных температурах и сероводород H 2S при микробиологической коррозии).

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам поверхностного пластического деформирования (ППД) твердыми частицами, и предназначено для упрочнения поверхностей деталей, например шеек и галтелей коленчатых валов двигателей, компрессоров, изготовленных из железоуглеродистых сплавов.
Изобретение относится к способам поверхностного упрочнения зон сварки в изделиях из алюминиевых бронз. .

Изобретение относится к области упрочняющей обработки деталей и может быть использовано для повышения износостойкости футеровочных плит шаровых мельниц. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для упрочнения деталей. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для упрочнения деталей. .

Изобретение относится к обработке металлической поверхности, позволяющей получить металлические детали, обладающие улучшенными коррозионной стойкостью и усталостными свойствами.
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к способам упрочнения внутренних поверхностей гидроцилиндров насосов сверхвысокого давления
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к способам упрочнения внутренних поверхностей гидроцилиндров насосов сверхвысокого давления

Изобретение относится к гидроабразивной резке листового металлического материала

Изобретение относится к способу обработки поверхности волокнистого композита, который содержит высокопрочные волокна и может быть использован в самолетостроении. Обработку поверхности волокнистого композита ведут с помощью абразивного средства, твердость (НA) которого меньше твердости (НР) волокон, содержащихся в волокнистом композите, и больше твердости (HK) пластика, в который введены волокна волокнистого композита с твердостью (HF). При этом волокна, содержащиеся в волокнистом композите, открывают без их повреждения. Способ позволяет проводить обработку поверхности волокнистого композита без ухудшения прочности волокнистого композита. 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к способу обработки поверхности волокнистого композита, который содержит высокопрочные волокна и может быть использован в самолетостроении. Обработку поверхности волокнистого композита ведут с помощью абразивного средства, твердость (НA) которого меньше твердости (НР) волокон, содержащихся в волокнистом композите, и больше твердости (HK) пластика, в который введены волокна волокнистого композита с твердостью (HF). При этом волокна, содержащиеся в волокнистом композите, открывают без их повреждения. Способ позволяет проводить обработку поверхности волокнистого композита без ухудшения прочности волокнистого композита. 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к способу сухой струйной обработки, предназначенному для очистки твердых поверхностей, а также к специальным абразивным пигментам, подходящим для этого, и к способу их получения. Очистку поверхностей осуществляют частицами природного карбоната щелочноземельного металла, не имеющими форму, полученную в результате осаждения или агломерации, имеющими средний диаметр от 100 до 500 мкм, твердость по Моосу, меньшую 4, и уровень водосодержания меньше чем 5 мас.%. Частицы получают путем сухого раздавливания, измельчения и/или раздробления природного карбоната щелочноземельного металла, после чего для уменьшения количества мелких частиц проводят грохочение. Использование изобретения позволяет производить очистку твердых поверхностей с высокой степенью эффективности при низкой пылевой нагрузке. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 3 ил., 9 пр.
Изобретение относится к области обработки дерева воздушно-абразивной струей, а именно к созданию объемного изображения на деревянных поверхностях. Соединяют заготовку с токопроводящим упором. Осуществляют одновременную подачу в смесительную камеру воздушной струи под давлением 1,5-5 атм и абразива для создания воздушно-абразивной струи. Осуществляют точечную подачу упомянутой воздушно-абразивной струи посредством сопла на поверхность заготовки. Перемещают сопло по всей площади обрабатываемой поверхности заготовки. При этом точечную подачу воздушно-абразивной струи на поверхность заготовки осуществляют при неподвижном положении сопла и заготовки относительно друг друга с расстояния 0-40 мм и под углом 5-90° к обрабатываемой поверхности заготовки. В результате обеспечивается возможность получения на заготовке объемного изображения сложной формы.

Изобретение относится к ультразвуковой дробеструйной обработке деталей газотурбинных двигателей, содержащих труднодоступную зону в виде паза, сформированного крючком лопатки и участком ее ножки, соединенным с крючком. Осуществляют дробеструйную обработку в камере шариками поверхности крючка лопатки газотурбинного двигателя и участка ножки, соединенного с крючком. Камера выполнена полностью охватывающей крючок, включая участок его поверхности, внешний но отношению к указанному пазу. В качестве одной из стенок камеры используют поверхность ножки лопатки со стороны крючка. В результате повышается твердость поверхностных слоев обработанной детали. 8 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.
Изобретение относится к технологии выполнения ремонтных работ и может использоваться при очистке абразивом поверхности бетона и железобетона. Осуществляют обработку поверхности бетона и железобетона абразивом из шлаков медеплавильного производства под давлением 7 атм с продолжительностью воздействия 4,0-5,0 мин/м2. Расход абразива составляет 8-10 кг/м2, а скорость очистки равна 25-30 м2/час. В результате обеспечивается повышение качества очистки. 1 табл.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту, а именно к способам получения заготовок замка трубопровода, который может быть использован для соединения и герметизации труб сборно-разборного трубопровода. Способ включает изготовление полухомута из листового металлического материала и формирование в нем отверстий для соединительных болтов. При этом изготовление полухомута и формирование в нем отверстий осуществляют путем резки листового материала гидроабразивной струей, при давлении подаваемой воды 3800-3900 бар, давлении сжатого воздуха для подачи абразива - 4,5-5,0 бар, расстоянии от сопла гидроабразивной установки до разрезаемого листового материала - 3-5 мм, и при расходе абразивного материала 650-700 г/мин. В качестве абразивного материала для формирования струи используют гранатовый песок с размером частиц 0,16-0,2 мм. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.
Наверх