Абразивоструйные насадки

23 Августа 2012 Организации и предприниматели, занимающиеся абразивоструйной (пескоструйной, дробеструйной) очисткой поверхности, всегда сталкиваются с вопросом приобретения абразивоструйных сопел. Как правильно и выгодно подобрать сопло? Точить самим из стали? А может, купить дешевое кремниевое или дорогое боровое сопло? Почему продавцы всегда стараются предложить самые дорогие иностранные насадки, убеждая в выгоде их применения? Разобраться в этих и некоторых других вопросах поможет эта статья.

Конструкция и изготовление

Абразивное сопло в общем случае состоит из корпуса и абразивостойкой вставки, в некоторых случаях вставки устанавливаются непосредственно в держатель.
Наиболее распространены корпуса из алюминия, стали и пластика. Металлические корпуса иногда покрывают слоем резины или мягкого полимера, который, демпфируя удар, защищает вставки от разрушения при неосторожном обращении.
С точки зрения эксплуатации наилучшими следует признать корпуса из алюминия с полимерным покрытием. Стальные корпуса — дешевые, но тяжелые. Пластиковые не всегда обеспечивают необходимую механическую прочность, алюминий же при малой массе и легкости точной механической обработки обладает необходимой прочностью.
Применяются три основных типа крепления сопла в соплодержателе: резьбовое, под накидную гайку и так называемая «елочка», когда сопло крепится прямо в шланг. Российские производители абразивоструйной техники, такие, как ООО «Великолукский механический завод» и бежецкий завод «Автоспецоборудование», используют соплодержатели с накидной гайкой, причем при внешней схожести диаметры корпусов отечественных сопел больше, чем, скажем, у немецких производителей. Европейцы в основном используют сопла с внешней резьбой 2 дюйма или с бортиком под накидную гайку. При выборе сопла важно знать, какое соединение имеет его корпус. При необходимости нужно приобретать соответствующий соплодержатель.
Основной высокотехнологичной и дорогостоящей частью сопла является вставка из абразивостойкого материала. От нее как от заключительного звена в системе абразивоструйной установки в значительной мере зависят эффективность, скорость и стоимость работ по струйной подготовке поверхностей.
Основное требование, предъявляемое к вставке, — это высокая износостойкость, способность работать с абразивом длительное время без уноса материала самой вставки. Сегодня на рынке представлено множество износостойких материалов, таких, как закаленные и легированные стали, оксид алюминия, карбиды вольфрама, кремния и бора, нитрид кремния и другие. Основными материалами для производства вставок являются карбид кремния, карбид вольфрама и карбид бора.
Процесс производства керамических сопел прост в описании, но требует высочайшей точ­ности.
Для изготовления керамической втулки используются графитовые формы. Прецизионно взвешенная порция порошка (скажем, карбида бора) засыпается между графитовыми формами и сжимается в специальном прессе, при этом будущая втулка подвергается нагреву до 2300 °С. В некоторых случаях порошок сначала прессуется, а потом выдерживается при температуре 2000 °С до финального спекания. Необходимо очень точно выдерживать время воздействия температуры для достижения высокой прочности и твердости втулки.
После формирования вставки она извлекается из прессовой установки, и графитовые формочки удаляются из втулки — они больше не годны к применению. На следующем этапе, после проверки твердости, торцы втулки шлифуются. Это необходимо для плотного прилегания втулок друг к другу, так как подавляющее большинство сопел сборные. На последнем этапе втулки вклеиваются в корпус сопла.
Теперь понятно, что процесс производства довольно сложен и соответственно недешев, однако если сравнить стоимость и срок службы обычных стальных сопел и сопел из керамики, то становится очевидным, что выгоднее использовать именно керамические сопла. На приведенной диаграмме, взятой из немецкого источника, отражены удельные затраты при выполнении работ тем или иным типом сопел.
Мы видим, что применение сопел из карбида бора в два раза выгоднее, чем из карбида кремния. На сегодня на российском рынке эта разница (В4С - SiSiC) может доходить до 3-7 раз. Приведем еще один пример. Сопло из закаленной стали на напорной абразивоструйной установке при работе с песком служит 5-40 часов. В тех же условиях стойкость высококачественного карбид-борового сопла достигает 1500-2500 часов. Несмотря на очень малую стоимость стального сопла, высочайшая стойкость керамики обусловливает экономическую целесообразность применения сопел из карбида бора, вольфрама и кремния.
Вкратце коснемся типов сопел по форме. На сегодняшний день распространены два основных типа сопел по форме: с цилиндрическим каналом и каналом Вентури (или Лаваля).
На приведенном рисунке видны различия внутренних каналов этих типов сопел. Сопла Вентури при прочих равных условиях обладают большей мощностью абразивной струи и соответственно большей производительностью. Кроме того стоит знать, что сопло с большей длиной эффективнее короткого.
Для специфических работ, таких, как очистка внутренних поверхностей труб, обработка труднодоступных поверхностей и др., используются специальные сопла, некоторые из них приведены на фотографиях.

Не ошибись при выборе

В заключение дадим несколько рекомендаций по подбору абразивоструйных сопел.
В первую очередь необходимо знать производительность и давление компрессора, работающего с вашей абразивоструйной установкой. Исходя из этих параметров, по таблицам легко подобрать максимальный внутренний диаметр сопла. Во вторую очередь следует уточнить тип соплодержателя или пистолета, установленного на вашей установке. Определившись с типом работ, можно выбирать материал вставок сопла. Здесь уже необходимо руководствоваться соотношением цена — стойкость каждого конкретного типа сопел.
В случае использования маленьких эжекторных установок и небольших объемов работ вполне достаточно использовать карбидкремниевые насадки. При необходимости выполнения больших объемов абразивоструйных работ и при условии добросовестности поставщика сопел выбор должен склоняться в пользу сопел из карбида бора. Сегодня на российском рынке представлены изделия из России, Украины, Германии и других стран. Относительно выбора страны-изготовителя сопел замечу, что, к примеру, немецкие сопла (реально немецкие, а не многочисленные подделки, продаваемые под видом германских) именитых производителей отличаются стабильным и высочайшим качеством. Отечественные и украинские сопла, зачастую не уступая им по соотношению цена—стойкость, не всегда имеют стабильность свойств, качество сопел в разных партиях иногда отличается.
Кроме вышесказанного, хочется в очередной раз предостеречь заказчиков и покупателей сопел от приобретения некачественного товара. Известны случаи продажи относительно дешевых сопел из карбида вольфрама под видом карбид-боровых. При покупке всегда необходимо обращать внимание на качество стыковки вклеенных втулок, отсутствие сколов на вставках. В случае выбора сопел с пластмассовым корпусом пластик должен быть прочным и нехрупким.

Срок службы сопел из карбида бора

Абразив	Размер частиц, мм	Рабочее давление	Срок службы, час.
Стальная дробь	0,7	6	1500-2500
Кварцевый песок	0,5-1,5	6	1000-2500
Оксид алюминия (Al2O3)	До 1,0	4	300-500
Карбид кремния	До 1,0	4	100-150