Obróbka powierzchni – śrutowanie

Śrutowanie

Śrutowanie to jedna z popularnych metod obróbki powierzchni materiału, należąca do szerszej kategorii obróbki strumieniowo-ściernej. Proces śrutowania zmienia nie tylko zewnętrzny wygląd, ale również wzmacnia strukturę materiału oraz uszlachetnia jego powierzchnię. Śrutowanie można stosować dla wielu różnych materiałów, często śrutowane są elementy metalowe będące częścią rozmaitych konstrukcji metalowych, popularne jest śrutowanie betonu, ale także powierzchnie innych materiałów poddaje się oczyszczaniu za pomocą śrutowania.

Śrutowanie stali i innych metali

Śrutowanie stali jest obecnie procesem którego nie można pominąć w procesach produkcji. Stan detali stalowych i elementów konstrukcji decyduje często o jakości i trwałości całego produktu. Gruntowne czyszczenie strumieniowo ścierne i usunięcie zabrudzeń jest niezbędnym wstępnym etapem przed wykonaniem odpowiedniego zabezpieczenia antykorozyjnego. Na oczyszczoną powierzchnię łatwiej jest nałożyć powłokę malarską, jej trwałość również jest większa. Śrutowanie stali nierdzewnej poprawia estetykę powierzchni, co również jest istotnym efektem śrutowania.

Przebieg śrutowania

Na czym polega śrutowanie? Jak powiedziano wcześniej jest to obróbka strumieniowo-ścierna podobnie jak piaskowanie. Obróbki te polegają na oczyszczaniu powierzchni elementów za pomocą strumienia drobnych cząstek materiałów posiadających wysokie właściwości ścierne. Od używanego materiału ściernego pochodzi nazwa obróbki, śrutowanie wzięło się od śrutu stalowego który był i jest często używanym materiałem ściernym.

Strumień ścierniwa wytwarzany jest najczęściej przez ciśnienie sprężonego powietrza albo przez siłę ośrodkową specjalnej turbiny, tak zwanego koła rzutowego. Drobinki ścierniwa dzięki energii nadanej im przez sprężone powietrze lub koło turbiny poruszają się z wysoką prędkością i uderzają z dużą siłą w powierzchnię obrabianego materiału, co umożliwia usuwanie warstw rdzy i innych zanieczyszczeń lub starych niepotrzebnych powłok lakierniczych i galwanicznych. Śrutowanie nie tylko usuwa obce zanieczyszczenia, ale również wzmacnia obrabianą powierzchnię dzięki zjawisku umocnienia odkształceniowego.

Metoda śrutowania wykorzystywana jest najczęściej do oczyszczania metalu. Jego powierzchnia uzyskuje odpowiednią chropowatość, co ułatwia jej dalszą obróbkę np. malowanie proszkowe. Nowe powłoki ochronne charakteryzują się dzięki temu lepszą przyczepnością i trwałością. Zastosowanie odpowiedniej granulacji ścierniwa do obróbki, także poleruje metal i nadaje mu połysk, poprawiając walory wizualne. Do przeprowadzenia śrutowania metali wykorzystuje się różnorodne materiały ścierne: śrut staliwny, korund, rozdrobnione szkło, garnet, zmielone skorupy orzechów itp.

Śrutowanie znajduje także coraz szersze zastosowanie do obróbki elementów kamiennych i betonowych. Śrutowanie betonu stosuje się w celu wyczyszczenia powierzchni i przygotowania jej pod dalszą obróbkę: malowanie, wylewanie żywic, układanie płytek. Śrutowanie usuwa stare powłoki np.: gumę z pasów startowych na lotniskach, znaki poziome z dróg i parkingów, pozostałości posadzek itp. Śrutowanie betonu ma na celu również zmatowienie i przywrócenie chropowatości gładkim powierzchniom co zwiększa przyczepność opon albo daje efekt wizualny pożądany przez architektów.

Śrutowanie – możliwe stopnie czyszczenia powierzchni

Dzięki doborowi odpowiedniego ścierniwa i parametrów śrutowania (ciśnienie powietrza, kąt strumienia, odległość dyszy od powierzchni, czas śrutowania) można osiągnąć różne efekty, znaczenie ma tu również duże doświadczenie operatora. Aby ułatwić ocenę potrzebnej jakości powierzchni i ocenić ekonomiczną efektywność obróbki wprowadzono ujednolicone klasy oczyszczenia powierzchni:

Klasa SA 1 – Śrutowanie likwiduje tłuste plamy, usuwa rdzę, powłoki malarskie a także obce zanieczyszczenia. Najbardziej zgrubna klasa czyszczenia.

Klasa SA 2 – W tej klasie akceptowalne są szczątkowe zanieczyszczenia przylegające mocno do powierzchni.

Klasa SA 2,5 – Dopuszczalne są wyłącznie drobne ślady zanieczyszczeń, np. w postaci kropek.

Klasa SA 3 – Daje najlepszy efekt stali o jednolitym metalicznym kolorze tzw. „biały metal”. Klasa do osiągnięcia wyłącznie dla nowych elementów.

Śrutownice

Ze względu na bezpieczeństwo operatora, możliwość łatwego odzyskiwania materiału ściernego do dalszego użytku, zabezpieczenie otoczenia przed zanieczyszczeniem, proces śrutowania zwykle odbywa się w specjalnych komorach i kabinach śrutowniczych.

Komory śrutownicze to specjalnie wykonane szczelne urządzenia, z systemem zapewniającym odzysk i oczyszczanie zużytego ścierniwa do jego powtórnego użycia. Mogą być wyposażone w urządzenia do transportu lub obracania obrabianych detali: bębny, podajniki, stoły obrotowe itp. Mogą wykonywać śrutowanie automatyczne lub ręczne, jego rodzaj zależy od konstrukcji urządzenia. W drugim przypadku operator kieruje dyszą z zewnątrz urządzenia.

Kabiny śrutownicze zwykle są większe od komór do śrutowania. Również realizują różne sposoby śrutowania, śrutowanie automatyczne i ręczne. W drugim przypadku przeważnie obróbkę wykonuje pracownik w ubraniu ochronnym, który wchodzi do wnętrza kabiny.

Śrutownice wirnikowe

W śrutownicach wirnikowych energię ścierniwu nadaje kontakt z kołem rzutowym (turbiną) wywołującym potężną siłę odśrodkową. Wprawia ona w dynamiczny ruch śrut lub inny materiał ścierny. Koło rzutowe zwykle napędzane jest silnikiem elektrycznym, ale możliwe są inne rozwiązania np silniki spalinowe w śrutownicach mobilnych.

Śrutownice wirnikowe różnią się sposobem podawania detali, które poddawane są śrutowaniu:

Śrutownice zawieszkowe przenoszą elementy na specjalnych obracanych hakach– zawieszkach. Odpowiednie ustawienie turbiny i obrót zawieszki umożliwiają obróbkę elementu ze wszystkich stron.

Śrutownice wsadowo-nieckowe: w nich detale umieszcza się w ruchomych nieckach kolejno przesuwanych do wylotu turbiny. Umożliwiają śrutowanie mniejszych elementów.

Śrutownice przelotowe wyposażone są w podajnik: rolkowy, siatkowy lub stożkowy zapewniający ciągły transport materiału do komory roboczej. Długie detale np rury oczyszczane są strefami w miarę jak przesuwają się przez komorę roboczą.

Mamy również śrutownice specjalistyczne do obróbki specyficznych elementów: drutów w zwojach, prętów, wałów i kęsów, mas formierskich w odlewniach itp

Zalety obróbki śrutem

Niski stopień powstającego zapylenia. Źródłem pyłu są tylko zabrudzenia, samo ścierniwo w zasadzie nie powoduje pylenia.

Łatwiejszy odzysk i powtórne użycie ścierniwa niż w piaskowaniu i innych metodach strumieniowych.

Umocnienie struktury zewnętrznej warstwy materiału.

Wady obróbki śrutem

Proces śrutowania metali zwykle przeprowadza się w zamkniętych kabinach i komorach. Nie można śrutować dużych gotowych konstrukcji. Maksymalny rozmiar śrutowanego elementu zależy od rozmiaru i konstrukcji kabiny śrutowniczej.