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华盛泰钢结构抛喷丸机除锈生产方案详解

文章出处:原创 编辑:抛丸机发表时间:2015-9-30 11:44:37 浏览人数:843,1,0
摘要:先容了华盛泰钢结构的喷砂除锈和抛丸机除锈工艺及设备,讨论了空气压力,以及喷嘴口径、内孔结构和材质对喷砂效率的影响,对抛丸流水线的形式、结构组成和技术参数,以及抛丸工艺的优势进行了探讨认为抛丸除锈质量优异,能耗低,并利于环保,是钢结构表面预处理的发展趋势。

1、前言:
    采用重防腐涂料配套涂层对钢结构进行保护是目前应用最广泛、最经济有效的办法。长期的实践证明,喷漆前钢材表面处理质量是影响涂层寿命的主要因素。据统计,在影响涂层寿命的各因素中,表面处理质量占49.5%膜厚(涂装道数)19.1%,涂料种类4.9%其他26.5%。可见,钢材表面处理是确保涂层质量的关键。目前,钢材的表面处理主要为机械喷射处理,包括喷砂、抛丸两种方法。其目的是:
    (1)使钢材表面达到一定的清洁度。根据我国重防腐涂料的发展水平,绝大多数底漆对表面处理清洁度的要求为ISO  8501的Sal/2级(相当于GB/T8923-1988的Sal/2级),如环氧富锌底漆、环氧磷酸锌底漆、环氧云铁底漆和醇酸类底漆,而水性无机富锌底漆和醇溶性无机富锌底漆对清洁度的要求为ISO8501的Sat一Sa3级。其中Sat级清洁度的文字定义为:非常彻底的喷射和抛射除锈,钢材表面应无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和旧涂层等附着物,仅残留点状或条纹状的轻微色斑。95%以上的钢材表面受到磨料的冲击,露出金属的本色。
    (2)根据钢材厚度和规定漆膜厚度,调整磨料粒度等技术条件,使钢材表面达到一定的粗糙度。在建筑钢结构表面经过喷砂或抛丸的粗糙度RZ=50~79um。
    (3)经过喷砂、抛丸处理的钢材,可消除一部分腐蚀应力,对提高钢结构的抗腐蚀能力有一定的作用。

2、喷砂(丸)除锈:
    喷砂(丸)除锈的原理是:磨料被压缩空气推入或吸入管道,在管道内被气流不断加速,形成磨料流从喷枪喷出。磨料粒以极高的速度冲击底材表面,依靠冲击和磨削作用除去金属底材表面的铁锈、氧化皮等污物,并在表面形成一定的粗糙度。
2.1、喷砂(丸)技术的基本要素:
2.1.1、空气压力:
    空气压力指喷嘴口出处的压力,它与清理效率成正比,计算公式如下:
      S=KP
   式中:S为清理效率,m2/h;  K为综合复数;P为空气压力,MPa。空气压力的范围一般在0.5 5一0.75 MPa,最佳空气压力0.70 MPa。空气压力太高,磨料破碎率高,钢材切蚀过量,喷射距离与空气紊流会影响喷砂效率,磨料嵌入钢材表面概率高,影响质量;空气压力太低,喷砂效率下降,浪费能源。

2. 1.2、喷嘴:
    喷嘴包括喷嘴口径、内孔结构和材质等,它决定喷嘴的清理效率。
    (1)口径。口径大,清理效率高。口径与清理效率的定量关系为:
    S=k'D2
   式中:形为综合复数,D为喷嘴口径(mm)。喷嘴选择的依据是钢结构大小、现状和材质;喷砂能力(效率);喷砂质量要求,包括清洁度与粗糙度;空压机的容量;喷砂作业场所的环境条件;等等。不同口径喷嘴及其喷砂参数见表1.
    当喷嘴孔径大于14 mm时,会严重影响喷砂质量,应及时更换。
表1不同口径喷嘴及其喷砂参数
表1不同口径喷嘴及其喷砂参数
    (2)内孔结构。喷嘴的内孔结构有收缩型、直通型(速度349 km/h)、文丘里型(速度724 km/h)和高速型。以高速型(二次进风型)效率最高。
    (3)喷嘴材质。以前使用一般铸铁、陶瓷等,目前则采用特殊耐磨合金,不仅喷砂效率高,而且更为经济。不同喷嘴材料和不同磨料的使用寿命见表2。
表2不同喷嘴材料和不同磨料的使用寿命
表2不同喷嘴材料和不同磨料的使用寿命

2.1.3、空气软管:
    空气软管将空气从空压机运送到喷砂机。它的内径应为喷嘴孔径的3一4倍;空气管的直径不应小于1.25 in(≈3.1 cm)。
2. 1. 4、喷砂技术参数:
    喷砂距离200一300 mm,喷砂角度600一700,移动速度4一6 m/min,喷砂与喷底漆最小时问问隔(相对湿度<85%) 4 h,环境条件相对湿度<80%,喷砂房高度2一4m,温度>15 °C。

2. 2、喷砂(丸)设备:
2. 2. 1、喷砂机(罐):
    喷砂机分吸送式和压送式2种。在建筑钢结构涂装工艺中,以压送式喷砂机为主,它不仅效率高,而且喷砂质量好。压送式喷砂机按工作状况的控制又可分人工控制式和遥控式,见图1.
    中国船舶重工集团企业重庆长平机械厂是专业生产喷砂机的国营企业。以该厂为主起草制定的《干式喷砂机》为船舶行业标准。该厂生产的各种类型喷砂机的系列产品适合不同条件钢结构的喷砂工艺,见表3。
    在清理等级要求达到Sat一Sa3时,在不同有效压力下,不同喷嘴口径所对应的喷砂效率见表4。

2.2.2、喷砂系统:
    (1)开放式喷砂系统见图2。处理大型钢结构,如储罐、桥梁及建筑钢结构等常采用此法。优点是:敞开作业、对场地要求低,费用低廉,喷砂质量尚好。
表3长平机械厂喷砂机型号、规格及相应参数
表3  华盛泰机械厂喷砂机型号、规格及相应参数
图2开放式喷砂系统
图2开放式喷砂系统
缺点:噪声大、粉尘四扬,对工人健康不利,磨料回收率低。
    (2专业喷砂房。在各大船厂、集装箱厂及振华港机、沪宁钢构等大型钢结构厂都有专业的喷砂房,体现了节能、环保的现代化涂装水平。
表4不同压力下各种喷嘴孔径所对应的喷砂效率
表4不同压力下各种喷嘴孔径所对应的喷砂效率
    在喷砂房中设有下列6个系统:(1)金属磨料筛选分离系统;(2)磨料回收系统(以上系统可节约成本,磨料循环使用);(3)除尘系统(排尘口粉尘浓度<100 mg/m3);(4)电器控制系统(集控室一模拟屏);(5)喷砂系统(多台喷砂机联合作业,效率高);(6)工件运载系统(白动操作)。

2. 3、空压器及油水分离器:
    空压器的压缩空气量和压力必须保证喷砂工艺的顺利进行,压缩空气的品质质量决定喷砂处理的质量。
    压缩空气原则上要求颗粒不小于1 um、含油小于1 mg/m3、压力露点温度-20 °C。
    开放式喷砂机作业时,要安排油水分离器,以保证空气质量。

2. 4、喷砂作业的安全规范:
    (1)严格按照喷砂机的操作规程进行作业;
    (2)所有设备包括操编辑工装、工件、喷砂软管等均需安装接地装置;
    (3)不用国家明令禁止的石英砂作磨料;
    (4)做好喷砂工个人劳动保护工作。

3、抛丸除锈:
    抛丸处理是指通过抛丸设备中高速旋转的叶轮,把钢质磨料以很高的速度和一定的角度抛射到工件表面,冲击工件表面,通过产生冲击和磨削作用达到清除钢材表面异物、消除应力和产生粗糙度的作用。抛丸除锈是钢结构表面预处理的发展方向。与喷砂相比,它具有下列优点:
    (1)抛丸一般作用于白动化流水线上,完全机械操作,降低工人劳动强度,改善工作环境。
    (2)提高除锈质量。清洁度可以保证达到lso8501-1的Sat级(相当于GB/T 8923-1988的Sat级),并可获得均匀的表面粗糙度。
    (3)抛丸除锈后的钢结构表面可提高其抗疲劳强度、硬度和抗应力能力。
    (4)抛丸除锈在单机消耗功率、生产功率和耗电量等方面远低于喷砂除锈。
    (5)抛丸设备中的除尘装置可集中处理粉尘,有利于环保。

3. 1、抛丸流水线的形式:
    抛丸除锈多为型钢抛丸机,仅用于抛丸除锈。抛丸除锈后,钢材吊运到专门的地点喷漆。抛丸流水线包括抛丸除锈、喷车问底漆、烘干流水线,见图3。
图3钢板型材和钢板表面预处理线对比
图3钢板型材和钢板表面预处理线对比
    抛丸流水线多为钢板预处理线,其工艺流程为:钢板一校平机一预热器一抛丸室(除尘器除掉粉尘)一白动喷漆机(漆雾过滤器)一烘干室(排风)一辊动运输一起吊。

3. 2、抛丸流水线结构组成:
    (1)钢板输送。电机带动辊道输送,可变频无级调速,速度范围2一8 m/min。抛丸除锈:抛丸器只数以4一12只不等。抛丸机由叶轮(转速2 500 r/min) ,定向套、分丸轮和叶片构成(磨料速度60一80 m/s)。抛丸工作原理可用图4表示。
图4抛丸清理工作原理
图4抛丸清理工作原理
    (2)除尘系统:清除碎磨料和粉尘。包括吸尘软管、旋风除尘器、高压离心抽风机和布袋除尘器等部分。
    (3)车问底漆喷漆装置:用无气喷漆法。无机富锌、环氧富锌底漆用富锌专用泵。
    根据车问底漆的厚度要求,调整钢板传送速度,喷枪移动速度为0.5一1.2 m/s。
    喷嘴孔径为0.48一0.53 mm,喷幅角度70°一90°,调整喷幅搭接,保证车问底漆的均匀性。
    (4)涂层干燥:烘房温度80 0C,烘干1一2 min。烘干后,配套冷却装置,安装通风装置,加速溶剂挥发。

3. 3、抛丸流水线的技术参数:
   不同抛丸流水线有不同的技术参数,表5为国内某钢材预处理流水线技术参数。
表5某钢材预处理流水线技术参数
表5某钢材预处理流水线技术参数

4、产品概况:

    钢板钢结构抛丸机是一种清理焊接结构件、H钢、型钢、网架、钢板的多功能钢材预处理线。抛丸器布置形式为多角度,选用了世界上先进的单元盘叶片高效抛丸器,抛射出高速密集的弹丸束,打击在原始状态钢材的各个部位,进行立体的、全方位的清理,使钢材各表面上的锈蚀层、焊渣、氧化皮及其污物迅速脱落,获得一定粗糙度的光洁表面,提高了漆膜与钢材表面的附着力,并提高钢材的抗疲劳强度和抗腐蚀能力,改善了钢材内在质量,延长其使用寿命。



 



工作原理:

   本机为辊道式连续送料的高功能抛丸清理设备,在清理过程中由电气控制的可调速输送辊道将钢结构件或钢材送进清理机室体内抛射区时,其周身各面受到来自不同坐标方位的强力密集弹丸打击与磨擦,使之其上的氧化皮、锈层及其污物迅速脱落,钢材表面就获得一定粗糙度的光洁表面,在清理室外两边进出口辊道装卸工件。落入钢材上面的弹丸与锈尘经吹扫装置吹扫,撒落下来的丸尘混合物由回收螺旋输送到室体漏斗、纵横向螺旋输送机汇集于提升机下部,再提升到机器上部的分离器里,分离后的纯净弹丸落入分离器料斗中内,供抛丸循环使用。抛丸清理中产生尘埃,由抽风管送向除尘系统,净化处理后的净气排放到大气中,颗粒状尘埃被捕捉收集。



主要功能部件工作原理

清理室:

   清理室为大容腔板式箱形组焊结构,室体内壁衬有ZGMn13耐磨防护板,清理作业在密封的容腔内进行。清理室内耐磨防护板采用耐磨遮盖包铸螺母栓接,保护螺栓头部不易损坏,拆装更换方便。

输送辊道:

   本辊道分为室内输送辊道和装卸料段输送辊道。
   室内辊道外套高铬耐磨护套及限位环,高铬耐磨护套用于保护辊道,承受弹丸打击,限位环可使工件按预定的位置运行,防止跑偏,造成事故。

提升机:

   上下带轮采用带方座外球面球轴承,受到振动冲击时可自动调整,密封性好。

分离器:

   丸砂混合物由提升机送至分离器上部,将丸尘混合物均匀布料,通过缝口形成一道帘幕,使气流在垂直于帘幕流动方向穿过帘幕,以对丸尘进行冲洗。弹丸、废料和混合物按其比重不同,分别落入不同的通道,纯净合格弹丸经螺旋输送进入料斗,供抛丸器使用。未分离好的混合丸流入提升机内重新分离;细粉尘被吸入除尘系统,净化处理后的净气排放到大气中,颗粒状尘埃被捕捉收集。
   本分离器分离效果好,分离后,纯净合格弹丸中的含砂量<1%,废料中的合格弹丸量<1%。

螺旋输送器:

   螺旋输送器主要由减速电机、螺旋轴、螺旋体壳组成。
   采用带方座外球面球轴承,该轴承受到振动冲击时能自动调整,密封性好。

输丸管道:

   本输丸管道具有双重控丸功能,每一闸管上方均设一闸板,分别切断来自分离器的弹丸,便于维修各自的抛丸器;闸板开启大小,可以调节弹丸流量,也可根据清理工件的规格任意组合,开启与关闭闸门数量,以节约能源,减少对机器的磨损,并保证满足生产需要。

抛丸器:

   引进先进技术的单圆盘抛丸器,成为当今国内完美无缺的高水平抛丸器。它主要由转动机构、叶轮、罩壳、定向套、分丸轮、护板等组成,其中叶轮采用Cr40材质 由锻造而成,叶片、定向套、分丸轮及护板均采用高铬。

吹扫装置:

   本装置采用高压风机,并在室体内辅室部分设有不同角度的多组弹性吹嘴,对工件表面余留的弹丸进行吹扫清理。

进出口密封:

   工件进出口密封装置,均采用橡胶弹簧钢板制成,为防止在抛丸时,弹丸飞溅出清理室外,在工件进出口处各设多道加强密封,其特点为弹性强、寿命长、密封效果俱佳。

除尘系统:

   本系统由袋式除尘器和风机、除尘管道等一起组成除尘系统。除尘效率可达99.5%,符合GB16297-1996“大气污染物综合排放标准”的要求,并符合GBJ4-73工业“三废”排放试行标准。其布袋寿命为1-2年,降低了设备使用成本,减少了维修量及维修费用,并且有较高的除尘效果,使含有灰尘的空气,经过该除尘系统后直接排到空气中去,排放到大气中的粉尘浓度≤100mg/m不需其它净化设备。除尘管道根据用户提供的坐标方位设计制造。
技术参数:
 型号 Q698 Q6910 Q6915 Q6920 Q6925 Q6930 Q6940
 有效清理宽度mm 800 1000 1500 2000 2500 3000 4000
 室体进料口尺寸mm 800*1600 1000*260 1500*400 2000*400 2500*800 3000*800 4000*400
 清理工件长度mm 1200-12000 1200-12000 1200-6000 1200-12000 3000-12000 2400-12000 4500-18000
 辊道输送速度m/min 0.5-4 0.5-4 0.5-5 0.5-4 0.5-4.5 0.5-4 2-8
 清理工件厚度mm 3-60 4-60 4-60 4-60 4-60 4-110 4.5-100
 抛丸量kg/min 8*160 8*160 4*160 6*160 6*250 6*360 8*360
 首次装入量kg 4000 4000 4000 4500 4500 8000 11000
 辊道刷调节高度mm 200 200 350 450 600 850 900
 通风量m3/h 17560 12000 19000 19550 27758 28050 38000
 功率kw 78.3 78 113.5 156.6 224.55 204.8 293.6

5、结论:
    (1)钢材表面处理质量是涂层质量的关键,影响程度达到50%以上。
    (2)机械喷射处理包括喷砂和抛丸2个方法,其中抛丸处理工艺质量优异,能耗低,并利于环保。
    (3)掌握抛丸喷砂的各项工艺条件是保证除锈质量的关键。
本文来源青岛华盛泰抛丸机:/jishu/843.html
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