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  2. 工程案例

新型鋼結構拋丸除銹工藝技術方案

1 施工特點

選用合適的彈丸及彈丸尺寸型號, 確保拋丸清理除銹后,鋼板表面獲得合適的粗糙度,提高噴漆或者噴粉涂裝時的涂層附著力。 采用固定輸送輥道速度的方法 與傳統試件試拋的方法相比,拋丸除銹質量好,同時減少加工時間,提高效率,降低拋丸除銹成本。 通過調整合適的拋射角度和拋丸器的開關控制,可以減少能耗并延長拋丸設備的使用壽命。 操作簡單、技術先進、經濟性價比高、實用性強,具有較好的推廣應用價 值。

2 適用范圍

適用于鋼材表面拋丸除銹清理,去除焊接后的 H型鋼、鋼材工件、各類型材以及鋼管的氧化皮和鐵銹、腐蝕點以及鋼結構節點拋丸表面處理的施工。

3 工藝原理

鋼結構拋丸除銹工藝,是利用拋丸清理機的拋丸器從不同方向拋射出的密集彈丸轟擊金屬表面,去除外層氧化皮、銹層及及污染物并獲得一定表面粗糙度的除銹清理方法, 該工藝通過選擇合適的彈丸種類和不同彈丸配比來控制表面粗糙度的方法, 不同銹蝕等 級的鋼材表面采用不同的輸送輥道速度來控制拋射時間的方 法,用拋射角的調整和拋射器關??刂颇芎牡姆椒?,達到確保除 銹等級、提高除銹質量、提高生產效率、節約能耗和降低生產成 本的目的。

4 工藝流程及操作要點

4.1 操作流程

彈丸的選擇與級配→拋丸時間的控制→根據工件的結構和 高度, 調整拋丸機的拋射角→構件吊至輥道→開機噴打→構件吊開輥道→檢查驗收。

4.2 工藝要點

4.2.1 彈丸的選擇與級配

(1)鋼結構涂裝前預處理后表面粗糙度的大小對涂層附著力有很大影響,表面粗糙度太小,涂層缺乏必要的錨固點,完全固化后的附著力 小,涂層可能會發生早期破損,出現脫皮、開裂或分層等,但如果表 面粗糙度過大,漆膜用量一定時,則造成漆膜厚度分布不均,特 別是在波峰處的漆膜厚度低于設計要求,有可能引起早期的銹蝕,另外 還容易在較深的谷凹內形成氣泡、而氣泡漆膜起泡的根源,所以拋丸清理時必須對除銹后的鋼材表面粗糙度加以控制。 而彈丸的種 類、形狀、大小和級配都是影響除銹后表面粗糙度的重要因素, 所以需要經過反復試驗制定出彈丸選擇和級配方案。

(2)彈丸的選擇和級配,應使拋打后的鋼材表面粗糙度 Ry (輪廓最大高度)控制在 40~60μm,應用表面粗糙度輪廓儀檢測。

(3)對一般建筑鋼結構件用 Q235、Q345 鋼材的鋼構件拋丸清理除銹, 選擇的彈丸的硬度(洛氏硬度)需要比構件表面硬度大 HRC5-25,因為選擇硬度太大的彈丸打到鋼材表面易破碎,并吸收能量,降低沖擊 功,選擇硬度太小則,彈丸打在鋼材表面易變現,自身吸收能量,并降低 沖擊功,硬度適中的彈丸反彈性好,除銹效果好。 選用的彈丸硬 度(洛氏硬度)控制在 HRC40-50。

(4)理論上彈丸越大,拋丸除銹效果越好,但除銹后的表面粗糙度越大, 同樣面積的構件表面在拋打時覆蓋的彈丸粒數少,功效低,由于 過大的粗糙度對涂漆產生不利影響, 所以拋丸時要對彈丸直徑加以限 制。 選用¢1、¢1.4 的圓形鑄鋼丸與¢1.2 長度 2mm 的鋼切丸混合。 鋼切丸為鋼絲切成段形成的圓柱形彈丸, 圓柱棱角具有一定的 刮削作用,既不會損壞構件表面,又可提高除銹效率。 鑄鋼丸¢ 1、¢1.4 的比例為 2:3,鑄鋼丸與鋼切丸比例為 4:6。

4.2.2 拋丸的時間與控制

(1)構件放置于輸送輥道上,以一定的速度緩緩將構件輸送到拋射室, 構件端頭或端尾被開動的拋射器將鋼丸拋射至構件 表面的開始時間至退出拋射室且離開鋼丸拋打表面的時間為拋 丸時間,用控制輸送輥道的速度來控制拋丸時間,以達到除銹效 果。

(2)對于不同銹蝕的鋼材表面被一定的彈丸拋射,達到同一 除銹等級時,銹蝕嚴重的使用的輸送輥道的速度要小些,不嚴重 的使用的輸送輥道的速度要大些。 對于同一銹蝕等級的鋼材表 面被一定的彈丸拋射,達到不同除銹等級時,除銹等級高的輸送 輥道的速度要小些,除銹等級低的輸送輥道的速度要大些。 根據 以上原理結合被除銹鋼材表面銹蝕情況和設計要求的除銹等 級,制定了輸送輥道速度的確定方法。

(3)先用比樣快法判定鋼材表面的銹蝕等級,再以設計要求 的除銹等級,確定輸送輥道適宜的區間速度。 鋼材表面銹蝕一般 分為三層,最外層為 Fe2O3,狀態不穩定,其次 Fe3O4 狀態穩定,最 里面的 FeO 狀態不穩定, 所以一般鋼結構的除銹要打掉最里面 的 FeO 層。 鋼材表面的銹蝕等級用比樣塊法判定。

拋丸除銹等級的判定用比樣塊法, 比對國家標準樣本圖片。 評定鋼材表面銹蝕等級和除銹等級應在良好的散射日光或在照 明條件下進行,待檢測的鋼材表面與相應的照片進行目視比較。 以相應的銹蝕較嚴重的等級照片所顯示的銹蝕等級作為評定結 果,評定除銹等級時,以鋼材表面外觀最接近的照片所標示的除 銹等級作為評定結果。

(4)基本區間速度確定以后,根據鋼材材質情況、彈丸磨損情 況或加補彈丸情況綜合考慮,材質表面硬度相對大的取小值,表 面硬度相對小的取大值,剛補丸后取小值,彈丸磨損嚴重趨向補 丸時取大值,以此確定輸送輥道的速度。

4.2.3 根據工件的結構和高度,調整拋丸機拋角

 (1)由于拋丸除銹是將拋出的彈丸打在鋼材表面而達到除表 面鐵銹的目的,拋出的鋼丸打不到所需鋼材表面,即“空打”,會 產生不必要的能耗, 所以要根據構件的結構和高度調整拋丸機的噴射角。

(2)先將彈丸閥門關閉,將構件運送到拋射區域,輥道停止運行, 檢查安全無誤后打開拋丸器, 人工將少量彈丸放入流丸管 內,等拋丸器停止運行后將工件運出,檢查其拋打位置,如不理 想,對拋射角進行調整。

(3)調整時,逆時針轉動定位套,拋射角向上;順時針轉動定 位套,拋射角向下。 若有無需拋射的鋼材表面,將其對應的拋射 器關閉。

4.2.4 構件吊至輥道

將待清理的鋼材或構件用桁吊吊起平穩放置在輥道上,并擺 放歸整。 使其在噴打過程中不會與拋丸機碰撞。

4.2.5 開燈拋丸

(1)運轉前要檢查護板、橡膠簾等易磨損情況,及時更換。 檢 查各運動部件的配合,螺栓連接是否松動,及時擰緊。 檢查是否 有雜物落入機內,及時清理嚴防堵塞,檢查各部件潤滑是否符合 規范。 開機前應確定室內、進入口無人才能啟動。

(2)檢查彈丸級配是否符合除銹等級要求,拋射角度能否達 到要求。 提升帶要及時檢查是否松動,如有松動及時調整;運轉中觀察工件是否跑偏,及時調整;輥道運轉速度控制嚴格按照要 求輸送。

(3)機器應在運轉中定期清除分離器、除塵器內的廢物,保證 設備正常運轉。 注意拋丸器在運轉中的震動和音響是否正常,軸 承和電機升溫情況,當出現異常及時停機檢查,排除故障或更換 葉片。

4.2.6 構件吊開輥道

構件除銹完畢后,及時用桁吊吊離輥道,吊放至指定的位置,并做好成品保護。 

4.2.7 檢查驗收

構件除銹完畢后,按照規范要求對構件表面粗糙度及除銹等 級進行檢查,并做好檢查驗收記錄。

5 材料與設備

5.1 材料

H 型鋼、鋼管、鋼板(Q235、Q345)、¢1、¢1.4 鑄鋼丸、¢1.2 長度 2mm 鋼絲丸。

5.2 機械設備

輥道式拋丸除銹機、入輥桁吊、出輥桁吊各 1 臺。

6 質量與控制

(1)嚴格按照加工廠的施工質量管理體系,建立并執行拋丸

除銹等級制定的質量驗收制度,堅持彈丸級配、拋射角度及速度 的三項控制,在自檢、互檢、工序交接檢的基礎上通過質檢員驗 收的原則。

(2)施工前編制施工方案,并組織參加該施工的管理及操作 人員進行培訓,使每個相關人員懂施工原理,懂施工程序,懂施 工質量控制點,懂得注意事項和操作要點,懂得解決施工過程中 存在的問題。

7 結束語

在我公司的多個工程實例中,采用“三控強化法”拋丸除銹施工與傳統方法相比每噸鋼材節約費用 70 元。 應用該技術更先進 合理,除銹等級有了保障,安全可靠、環保,施工質量好,經濟效 益和社會效益顯著,具有一定的推廣應用價值。

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