Криобластинг и порошковые краски

   В прошлом номере мы рассматривали водоабразивную очистку металла, как более практичную альтернативу пескоструйной обработке поверхности под окраску и в некоторых случаях – замену химической смывки порошковой краски.

  Недостатком водоабразивной очистки, как и просто пескоструйной обработки является неизбежное повреждение обрабатываемой поверхности.   В настоящей статье мы бы хотели затронуть тему подготовки металла с помощью криогенных методов, позволяющих избежать этого. Это в первую очередь т.н. криогенный бластинг. Способ, при котором чистящими элементами вместо песка выступают частицы сухого льда.

   При криогенном бластинге сухой лёд поступает на поверхность со скоростью, близкой к скорости звука, и создает мини взрывы на поверхности, тем самым отбивая загрязнения. В отличие от абразивных материалов сухой лёд не повреждает поверхность и не оставляет вторичных отходов, так как сублимируется при достижении комнатной температуры.

   Гранулы сухого льда имеют значительно более низкую температуру, чем очищаемая поверхность. Резкое снижение температуры поверхностного слоя вызывает эффект «термического шока», при котором охлажденные до хрупкого состояния загрязнения легко отслаиваются от поверхности. Чем больше температурный градиент, тем меньше адгезия между материалом поверхности и загрязнениями ввиду различия их коэффициентов линейного расширения. При этом охлаждение основной массы объекта не происходит, и механические свойства конструкций не ухудшаются, что подтверждено экспериментально.

   При соударении с поверхностью объекта к гранулам сухого льда подводится огромное количество тепла. В результате теплообмена твердые частицы СО2 мгновенно нагреваются и переходят в газообразное состояние, стремясь расшириться в объеме в сотни раз. Образовавшийся газ, частично проникая в пространство между загрязнениями и очищаемой поверхностью, образует так называемый «газовый клин», отламывающий под давлением частицы загрязнений от поверхности.

   Для полного удаления загрязнений необходимо перманентное механическое воздействие на очищаемую поверхность. Этот процесс обеспечивается за счет кинетической энергии гранул сухого льда, вылетающих из пистолета со скоростью, близкой к скорости звука.

   Основное оборудование для очистки сухим льдом

   Бластер - аппарат для струйной очистки сухим льдом. Механизмам требуется стандартное давление от 2 до 16 атмосфер при расходе воздуха от 3,5 до 12,5 куб.м/мин. Все аппараты, как правило, легко и быстро устанавливаются, легко перемещаются и имеют безопасный механизм. На рынке есть предложения как машин с электрическим приводом (питание 220 В с заземлением), так и полностью пневматические, которые могут работать от имеющегося магистрального воздуха. При этом необходимо обеспечить производительность, не менее 5 куб.м/мин, с давлением магистрали около 6 бар. Для того чтобы заниматься очисткой сухим льдом , понадобится, как минимум: Бластер плюс некоторые дополнительные принадлежности (насадки и т.д). Стоимость: 12700 евро в случае самовывоза, т.е. не так много, в зависимости от местной инфраструктуры и от состояния рынка по аналогичному оборудованию разных производителей ( от 22 000 до 35 000 Евро ).

   Также потребуется : источник чистого, сухого сжатого воздуха с расходом 3,5-5,2 м3/мин и давлением 4,5-14 бар (при относительно несложных работах по очистке, будет достаточно 6-8 бар, но для промышленных работ и удаления серьезного наслоения с сильной адгезией потребуется источник с давлением 10-14 бар и расходом не менее 5,0 куб.м/мин).

  При использовании данной схемы, понадобятся 3 мм чистящие гранулы сухого льда, которые необходимо покупать у поставщика. На 5-8 часовой непрерывный рабочий день понадобится приблизительно 250 кг сухого гранулированного льда. Также понадобятся термоизоляционные контейнеры для длительного хранения сухого льда. С их помощью возможно держать сухой лед, пригодный для охлаждения до 15 суток, а для очистки до 7 суток, сохраняя необходимую плотность гранул, играющую очень важную роль в криогенной чистке.

   Преимущества бластинга заключаются в огромном перечне сфер применения и практически отсутствии ограничений в постановке задач по очистке. Но главным является снижение времени очистки на 80%.

ПРЕИМУЩЕСТВА ТЕХНОЛОГИИ БЛАСТИНГА СО 2

    Экономия

  Сублимация сухого льда не создает необходимости последующей уборки чистящего вещества. Процедура сбора и утилизации загрязнения также упрощается.

  Чистка горячего оборудования на линии устраняет необходимость демонтажа деталей. Фактически, оборудование на линии очищается даже лучше демонтированного ввиду того, что оно сохраняет рабочую температуру (уменьшение сцепления загрязнение с поверхностью, увеличение эффективности термошока). Нет необходимости проводить циклы чистки оборудования в специально отведенные дни, его можно очищать во время производственного цикла. Как результат, увеличивается производительность, снижаются трудозатраты и затраты материалов.

    Отсутствие абразивного эффекта

    В отличие от песка, ореховой скорлупы, пластиковых гранул и других материалов сухой лед является неабразивным материалом. Чистка сухим льдом не приводит к износу мягких частей и покрытий. Так как демонтаж оборудования не производится, снижается риск его разрегулировки и повреждения во время обслуживания в чисток.

    Сухой процесс

    В отличие от паровой или водяной очистки, чистка сухим льдом не повреждает проводку, электропанели и переключатели. Возможность образования ржавчины после очистки многократно снижается. Применяемый в пищевых производствах, процесс снижает вероятность появления бактерий.

    Безопасность для окружающей среды

    Карбон диоксид является нетоксичным элементом. При замещении очистки токсичными материалами на очистку сухим льдом снижается количество травм персонала и, соответственно, ответственность компаний за использование химикатов и других способов очистки. Так как СО2 тяжелее воздуха, необходимо предусматривать вентиляцию закрытых помещений в нижних частях.

   Помимо очистки сухим льдом несколько лет назад была создана технология криоочистки двуокисью углерода. Изначально она использовалась в автомобильной промышленности для очистки пластиковых компонентов, например, бамперов. Сейчас этот способ также находит всё более широкое применение. Среди первых компаний, применивших эту технологию для предварительной подготовки поверхности под окраску, был всемирно известный автоконцерн BMW. Его технологи искали выход из ситуации, когда детали перед окраской длительное время находились на воздухе. В итоге на их поверхности накапливался слой пыли, смешиваясь с прочими загрязняющими элементами, содержащимися во внешнем воздухе в промышленной зоне. Для этого была применена очистка жидким углеводородом, ставшую последним этапом подготовки металла.

  Набор оборудования для очистки жидкой двуокисью углерода очень прост. И состоит из ёмкости для СО2, воздушного компрессора, блока управления и соединительной трубки для подключения пистолета, с помощью которого непосредственно производят обработку поверхности. Жидкая двуокись углерода на выходе из форсунки распространяется в виде смеси из инея и газа, находящегося в центре струи. Сжатый воздух дополняет поток газа, окружая его и разгоняя кристаллики снега. Снежинки из СО2 совершенно безвредны, невоспламеняемы и за счёт комбинации механического, химического и термического воздействия удаляют незаметные или мелкие загрязнения сухим способом не оставляя никаких загрязнений.   Ударяясь об очищаемую поверхность кристаллики снега из двуокиси углерода мгновенно испаряются с выделением энергии, по аналогии с гранулами сухого льда .

   Вследствие успеха этой технологии очистки для пластиковых материалов и из-за её максимальной неприхотливости многие производители систем очистки начали изучать её возможности для других сфер применения из-за ярко выраженных преимуществ. Одним из преимуществ авторы этой технологии считают более простое хранение необходимого количества сжиженного углекислого газа. Что требует единоразовых затрат на установку ёмкости. Механическое действие гранул льда сильнее. Поэтому жидкий углекислый газ лучше подходит для чувствительных к повреждению поверхностей. Поскольку снежинки обладают меньшей массой недели гранулы льда, это позволяет им более равномерно покрывать и затем очищать обрабатываемую поверхность. Наконец, следующим преимуществом жидкой двуокиси углерода в ёмкости является отсутствие испарения и потери массы. Что позволяет хранить его достаточно долго.

   На сегодняшний день описанные выше технологии являются в некотором смысле экзотикой. Каковой были ещё лет 20 назад порошковые краски. В наши дни уже практически в каждом районном центре есть окрасочные установки по нанесению порошковых красок. Поэтому следует ожидать дальнейшего развития чистых технологий по очистке и подготовке поверхности. Расширение их применения неизбежно приведёт к снижению цены на установки и расходные материалы. И скорее всего работа с нанесением порошковых красок также будет сопряжена с экологически безопасными технологиями очистки. Что сделает её ещё привлекательней.

ЧТО ТАКОЕ СУХОЙ ЛЁД?

    Сухой лед - это твердая форма углекислого газа (СО 2 ), который не имеет запаха, вкуса и цвета, не проводит электричество и не воспламеняется. СО 2 составляет примерно 0,03% атмосферы земли и является одним из важнейших газов. Это единственный источник углеводов, производимых растениями.
    СО 2 стимулирует рост растений и способствует естественному регулированию температуры земного шара. Выдыхаемый животными газ добавляет в атмосферу 28 миллионов тонн СО 2 в день, в то время как индустрия СО 2 добавляет 25,000 тонн в день и 95% этого количества производится от побочных продуктов (0,04% остальных источников).
    Температура сухого льда -78,33 о С, термоэнергия, имеющаяся в веществе может быть использована для очистки поверхностей. Количество используемого для очистки СО 2 примерно равно количеству СО 2 , используемого в пищевой индустрии и производстве напитков. СО 2 не токсичен, доступен по цене и в сжиженном состоянии может храниться длительное время.
    СО 2 производит множество промышленных производств таких как спиртовое производство, бензиновое производство и др. Производимый газ собирается и хранится. Таким образом, во время использования метода безабразивной очистки сухим льдом не производится нового газа, просто уже произведенный газ выпускается в атмосферу.

Статьи

2017-07-07 13:28:00

Изменения цен на порошковые краски . Тенденции 2017гг.

На рынке порошковых красок в период с начала 2016 года по первый квартал 2017 года обозначились новые среднесрочные тенденции в ценообразовании. Основное влияние на них оказывают текущие и грядущие изменения в производстве сырья и компонентов.

>>

2017-02-07 12:41:00

Появление металликов нового поколения

Среди порошковых красок большую часть занимают т.н. металлики. Способности пигментов, содержащих тот или иной металл, придавать спецэффекты покрытию, всегда обуславливали желание химиков добавить их в краску...

>>

2016-06-17 10:29:00

Новые параметры порошковых красок

При работе с порошковыми красками дотошные технологи всегда обращают внимание на технический паспорт, выданный на конкретную партию. Описанные в техпаспорте свойства давно стандартизированы и отражают свойства плёнки покрытия, получаемого из данной краски.

>>

Наши партнёры