噴砂與噴丸工藝
作為表面處理過程:
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去除表面污染物
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將表面處理至所需的標(biāo)準(zhǔn)
作為表面預(yù)處理工藝:
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在噴涂前將表面進(jìn)行粗加工
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去除表面的不平整
作為表面改造處理,以增加表面的抗壓力:
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提高耐疲勞性,以延長金屬壽命
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降低磁化系數(shù)
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修正變形
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構(gòu)成結(jié)構(gòu)鋼或板
無論它是哪種應(yīng)用,基本只有兩種的噴砂方法:濕式或干式。本摘要主要針對干式的噴砂方法。
濕式噴砂
濕式噴砂是更后的精加工程序,通常使用經(jīng)化學(xué)處理過的水和精細(xì)研磨后的微粉混合成的漿液。濕式噴砂可以避免金屬過渡的磨損,公差可控制在0.0001英寸以內(nèi)。它可以處理多齒滾刀,也可處理小至注射器針頭之類的精細(xì)品。濕式噴砂設(shè)備通常是柜式設(shè)計(jì),適合處理小巧、精致的工件。
常見的應(yīng)用 / 干噴砂和拋丸設(shè)備
手噴砂柜,轉(zhuǎn)籃,旋轉(zhuǎn)工作臺,自動(dòng)進(jìn)料工位,Tumblers滾筒,振動(dòng)機(jī)和噴砂室。
噴砂和拋丸使用的原料
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干式噴砂使用的砂料 可根據(jù)客戶的需求及加工型式隨時(shí)更換。砂的粒徑為20〜6000目,而粉塵微粒的大小將取決于噴砂的方式。
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除塵器設(shè)備的選擇除了考慮需要加工的金屬材料外,也須了解使用的砂原料。95%的噴砂原料粉塵具有易燃、爆炸、腐蝕、有毒等特性。了解你的噴砂工藝方可制定合適的除塵方案。
噴砂方式
使用何種的干式噴砂方式,將會影響到除塵器的選型。噴砂方式包括:
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壓力噴砂: 在短時(shí)間內(nèi)作均勻拋光的同時(shí),亦確保了精確的系統(tǒng)控制,適合繁重的拋光工作。此方式適合去除較厚的氧化皮或涂漆、難以處理的凹陷部位、奇怪形狀的工件、大型工件和快速加工生產(chǎn)。因此,這種方式會高濃度的粉塵。
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牽引式(吸力式): 用于輕到中量的生產(chǎn),適合有限的空間和中等預(yù)算需求。有些壓力會損失在吸取砂子上; 因此,效率會遜色于壓力噴砂方式。此形式通常采用的是箱式噴砂設(shè)計(jì),雖然粉塵量相對比較少,但是,如果串聯(lián)幾個(gè)噴砂機(jī)的話,粉塵量會顯著地提高。
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拋丸機(jī): 適用于生產(chǎn)量大,自動(dòng)化系統(tǒng)和更小限度的人手操作。加工件通過機(jī)動(dòng)或手動(dòng)送到拋丸機(jī)里。由于噴砂介質(zhì)的使用量高,這些機(jī)器會產(chǎn)生大量粉塵。
除塵策略
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吸風(fēng)罩盡可能遠(yuǎn)離噴砂處,但保持有效的除塵距離?刂莆L(fēng)罩的距離有兩個(gè)目的:
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減少清潔或好的砂介質(zhì)進(jìn)入除塵器 ;
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只收集粉塵,減少磨損除塵器的可能;
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除塵器進(jìn)氣口的配置 (請記住砂子能處理工件的表面,同樣也會磨損除塵器和濾材 )
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耐磨入口
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沉降箱
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管道以錐形逐漸減縮至入口直徑
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其它可減少濾材磨損的選項(xiàng)
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耐磨襯板或旋風(fēng)預(yù)過濾器
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粉塵濃度對除塵器過濾效率有一定的影響。即使當(dāng)砂子減低了磨損性,濃度大對過濾件也會是致命的。再次提醒,考慮進(jìn)氣條件,以減少除塵器的負(fù)載。
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可見度通常用換氣頻率來界定,也和變得污濁的時(shí)間有關(guān)。更常見的換氣率為60-100 cfm/ft2 (按地板或天花板的面積計(jì)算),或用100 cfm/ft2 (按墻面區(qū)域面積計(jì)算)。普通噴砂柜的建議換氣頻率是每分鐘20次。
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粉塵捕捉要求與噴砂柜設(shè)計(jì)或自動(dòng)噴砂工藝相關(guān)。而風(fēng)量則取決于防止粉塵從開口處逃逸所需的風(fēng)速。一般截面風(fēng)速為 500 FPM。輪盤式則為200 cfm/ft2。
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截面風(fēng)速要求和噴砂房有關(guān),而除塵器的選型是基于既定的橫截面積和風(fēng)速。常見的建議截面風(fēng)速是150-200 FPM。特別注意要去了解噴砂處理的材料特性。如被噴砂處理的材料是爆炸性、易燃性、腐蝕性、有毒的,即意味著除塵器須配備必要的預(yù)防措施。
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在噴砂應(yīng)用的風(fēng)量計(jì)算取決于噴砂設(shè)備、砂子種類和客戶的特殊需求。以達(dá)到良好的可見度,粉塵捕捉性能和良好的濾材通風(fēng)率。
注意
通常在一次的噴砂工作中只會消耗 5% - 8% 的砂子, 而大多數(shù)的砂料都會重復(fù)使用。所以,需要保證不同的砂料需要分開進(jìn)行收集處理。
砂子都是具有磨蝕性的,所以除塵器的進(jìn)氣口都要配置耐磨選項(xiàng)。
由于砂子和噴砂方式多種多樣,文中所討論的并沒有概括全部,只作參考。
定義
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砂子(砂質(zhì)) :在噴砂操作中使用的介質(zhì)。按不同客戶需求,砂子可以是粒狀、粉狀、顆;蛩槠摹
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噴砂方法: 用氣壓、液壓或離心方式將研磨介質(zhì)覆蓋在一個(gè)物體的表面上。
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噴砂桶:將轉(zhuǎn)盤安裝在噴砂箱里,以轉(zhuǎn)動(dòng)方式將表面進(jìn)行噴砂加工。
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噴砂清理室:在一個(gè)密閉房間里進(jìn)行噴拋操作,操作工在房間內(nèi)以噴砂槍進(jìn)行噴砂加工。
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噴砂箱:操作員站密封的噴砂箱外,通過在外部的開口或連接位操作噴槍。
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旋轉(zhuǎn)噴砂清理臺:將工件放置在一個(gè)旋轉(zhuǎn)的臺面上,進(jìn)行自動(dòng)連續(xù)的噴拋處理。
法律(其他美國聯(lián)邦和地方法規(guī)可能使用)
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美國環(huán)保署(US EPA)
懸浮微粒(PM):
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PM 2.5 = 15 µg/m3(每年),35 µg/m3(24小時(shí))
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PM 10 = 150 µg/m3(24小時(shí))
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職業(yè)安全和健康署(OSHA)法規(guī)
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CPL03-00-007指引:國家重點(diǎn)項(xiàng)目 - 結(jié)晶二氧化硅2008年1月24日
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29 CFR 1910.94
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29 CFR 1910.1000
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29 CFR 1910.1000 - 空氣污染物
附注:在美國二十五個(gè)州、波多黎各和維爾京群島,除了已采納職業(yè)安全與健康管理局認(rèn)可的規(guī)劃,并自定義了更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和執(zhí)行政策。 在大多數(shù)情況下,這些州采取的等同于聯(lián)邦職業(yè)安全與健康管理局的標(biāo)準(zhǔn)。然而,其它國家都會采納個(gè)別適用于不同行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)或可能有不同的執(zhí)行政策。
參考
工業(yè)通風(fēng)手冊
美國國家職業(yè)安全與衛(wèi)生研究院(NIOSH)出版社 No.76-179
WAC 296-818-500
AP-42, ch 13.2.6: 噴砂法