Химия и технология лакокрасочных покрытий

МЕХАНИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ОЧИСТКИ

Механически можно удалять любые загрязнения, однако наибо­лее часто таким образом очищают поверхность от ржавчины, окали­ны и старых покрытий. Применяются следующие способы очистки: шлифование, кварцевание, галтовка, пневмо - и гидроабразивная об­работка.

Из механических способов подготовки поверхности особенно распространена струйная абразивная и гидроабразивная обработка: пескоструйная, гидропескоструйная, дробеструйная, дробеметная. Очистка этим способом основана на воздействии частиц абразивов, поступающих с большой скоростью и обладающих в момент соуда­рения с металлом значительной кинетической энергией. Поверх­ность металла при этом становится шероховатой (углубления дости­гают 0,04-0,1 мм), что улучшает адгезию покрытий. Однако струйная абразивная обработка приемлема лишь для толстостенных изделий (5 > 3 мм); изделия с более тонкими стенками могут при этом де­формироваться.

При пескоструйной и гидропескоструйной очистке применяют обычно безглинистый кварцевый песок с размером частиц 0,5-2,5 мм, карбид кремния, плавленый оксид алюминия. Абразивом при дробе­струйном и дробеметном способах обработки служит литая или ко­лотая чугунная или стальная дробь с размером частиц 0,1-2,0 мм или дробь, рубленная из стальной проволоки диаметром 0,3-1,2 мм. Для очистки поверхности черных металлов наиболее целесообразно при­менять колотую дробь (№ 08-2) с размером частиц не более 0,8 мм. Эффективность очистки при этом повышается в 1,5-2 раза по срав­нению с очисткой литой дробью; стальная рубленая дробь обходится в 3-4 раза дороже колотой. Легкие металлы (алюминий, магниевые сплавы и др.) обрабатывают мягкими абразивами - порошками из сплавов алюминия (иногда с добавлением 5-6 % чугунного песка), крошкой фруктовых косточек или скорлупы орехов.

Кварцевый песок - наиболее дешевый абразив. Однако он быст­ро изнашивается (дробится); образуется мелкая пыль, вредно дейст­вующая на здоровье работающих. Поэтому пескоструйная очистка в нашей стране сильно ограничена. Ее применяют лишь в автоматизи­рованных установках с хорошей герметизацией и вентиляцией, пре­дотвращающими распространение пыли в помещения. В частности, таким способом очищают стальные и чугунные отливки, поковки и другие толстостенные изделия от окалины и нагари. Обычно песок подается из сопел, отстоящих приблизительно на 200 мм от обраба­тываемой поверхности, под давлением 0,3-0,8 МПа.

Металлический песок, в отличие от кварцевого, почти не обра­зует пыли, расход его значительно меньше, а эффективность ме­ханического воздействия также достаточно высока. Очистка с по­мощью металлического песка (дроби) осуществляется в закрытых камерах или кабинах, снабженных приточно-вытяжной вентиляци­ей. Применяют различные типы аппаратов для дробеструйной очи­стки. Распространение получили одно - и двухкамерные аппараты периодического и непрерывного действия типов Г-93 А, Г-146, АД-1, АД-2, АД-5, БДУ-Э, ПД-1. Их производительность по очищаемой поверхности от 1 до 8 м2/ч; дробь распыляется под давлением 0,5- 0,7 МПа.

Дробеметная очистка отличается от дробеструйной тем, что по­ток дроби создается не сжатым воздухом, а в результате центробеж­ной силы от вращающегося с высокой частотой (2500-3000 об/мин) ротора (турбинного колеса с лопатками). Дробеметный способ в 5-10 раз производительнее дробеструйного и в несколько раз дешевле. Он обеспечивает минимальную запыленность помещений, однако непри­годен для обработки изделий сложной формы. Недостатком дробе-
метного способа является также быстрый износ лопаток (срок служ­бы литых чугунных лопаток не превышает 80 ч).

При гидроабразивной очистке используется суспензия или взвесь абразива в жидкой среде. Абразивами в этом случае служат кварце­вый песок, гранит, электрокорунд, стекло, молотый шлак и другие твердые порошковые вещества дисперсностью 0,154),50 мм, а жидкой средой - вода с добавлением ПАВ и ингибиторов коррозии. В частно­сти, для обработки изделий из черных металлов применяют суспен­зию следующего состава (в г/л):

Кварцевый песок или электрокорунд Нитрит натрия Кальцинированная сода

Гидроабразивная очистка проводится с помощью аппаратов на­гнетательного и всасывающего типов разных конструкций: ГПА-3, ТО-266, ГК-2, ТВ-210; они подают пульпу под давлением 0,5-0,6 МПа. В аппаратах обычно обрабатывают изделия небольших габаритов. В случае крупных объектов (суда, гидротехнические сооружения) для очистки поверхности нередко используют забортную воду с песком (пульпу); образующуюся при сушке вторичную ржавчину удаляют механическим или химическим путем.

Различают несколько степеней абразивоструйной очистки. Она различается по площади (в %) очищенной до чистого (блестящего) металла:

Ба 1 - легкая очистка до степени порядка 50 %;

Ба 2 - тщательная очистка («75 %);

Ба 2 !/2 - очень тщательная очистка («96 %);

Ба 3 - наиболее высокая степень чистоты («99,2 %).

С повышением степени очистки резко возрастают затраты на подготовку поверхности. Так, при переходе от 8а 2 к 8а 2 72 они уд­ваиваются, а от Эа 2112 к Ба 3 возрастают примерно на 50 %. В зависи­мости от условий эксплуатации покрытий наиболее часто очистку поверхности проводят до степени Ба 2 или Ба 2112.

В настоящее время значительное внимание привлекает очистка металлических поверхностей под действием струи воды, подаваемой под большим давлением (от 25 до 170 МПа) - гидродинамический способ. Эффективность очистки поверхности зависит от применяе­мого давления: до 35 МПа удаляются непрочная (шелушащаяся) краска, прилипшая грязь, отложения солей; до 70 МПа - непрочно держащаяся краска, ржавчина; до 170 МПа - любые отложения на по­верхности, кроме окалины.

Применяемые установки состоят из насоса высокого давления, привода, шлангов, гидравлического пистолета и приборов для регу­
лирования и контроля давления воды. Такие установки выпускают, в частности, фирмы "Креуле", "Вома" и "Крецле" (Германия), ’’Кина" (Великобритания) и др. Их отличительная особенность - высокая производительность, отсутствие пыления. Установки низкого давле­ния особенно удобны для удаления разрушившихся покрытий после их обработки смывками.

Своеобразным способом механической очистки поверхности ме­таллов является ее обработка сухим льдом - гранулами твердой угле­кислоты с температурой -79 °С. Размер гранул 2-3 мм. Их подают на поверхность с помощью специального аппарата - бластера при дав­лении воздуха 0,2-1,4 МПа. При ударе о поверхность гранулы сухого льда частично сублимируются; образующийся газ С02 повышает давление и тем самым усиливает механическое воздействие частиц на поверхность. Для экономии сухого льда предусматривается рекупе­рация С02.

Механические способы очистки, особенно струйно-абразивные, наиболее широко применяются при окрашивании стационарных и крупногабаритных объектов (суда, мосты, эстакады, наземные со­оружения нефтегазового комплекса, трубы и др.). Это наиболее до­рогой вид подготовки поверхности и, как правило, наиболее надеж­ный в отношении долговечности покрытий.