搜索
1中国标准化技术学会涂装质量专业委员会现代涂装质量控制与涂装质量检验培训班涂装前钢材表面抛丸喷砂涂装前钢材表面抛丸、喷砂质量控制全国涂漆前金属表面处涂漆艺分技术标准化委员会山东大学1全国涂漆前金属表面处理及涂漆工艺分技术标准化委员会山东大学材料科学与工程学院刘如伟2010年8月21日l1目录1涂装前钢材表面抛丸、喷砂清理概述2抛丸、喷砂清理除锈清理的历史3钢材表面抛丸、喷砂清理设备4涂装前钢材表面抛丸、喷砂除锈清理质量5抛丸喷砂清理用金属及非金属磨料5抛丸、喷砂清理用金属及非金属磨料6表面抛丸、喷砂除锈清理典型案例分析山东大学21涂装前钢材表面抛丸、喷砂清理概述1.1钢材表面抛丸、喷砂除锈清理方法手动清理气动清理滚筒清理喷砂清理抛丸清理机械手自动打磨山东大学3清理应用：国外：美国、德国、日本、法国，在铸件、压铸件、锻件的表面清理为应用昀多的行业，对钢板、钢管、H型钢及各种钢材的清理次之。1.2抛丸、喷砂清理应用国内：则两者差不多，其原因是2008年中国产粗钢世界第一为5.4亿吨，其中造船用钢材为2000万吨世界第三，钢结构（含建筑钢结构、港口机械、桥梁、石油天然气管道、压力容器等）用钢为2700万吨世界第一，生产海运集装箱270万个TEU产量占全球产量的91％用钢为300万吨、铸件、锻件产量分别为2600万吨、700万吨，均世界第一，但是铸件、锻件还没有全部清理。H型钢材表面抛丸除锈演示动画wmv山东大学4H型钢材表面抛丸除锈演示动画.wmv钢板抛丸预处理线演示动画.wmv钢材表面机器人喷砂除锈.avi钢材表面抛丸抛头工作原理除锈演示动画.wmv幻灯片1l1liuruwei,2010/8/182清理后的集装箱山东大学5清理后的输气管道清理后的钢管山东大学6清理后H型钢山东大学7清理后的钢板山东大学83强化应用：汽车、机车、船舶、飞机、汽轮机、冶金机械、石油机械、采煤机汽车、机车、船舶、飞机、汽轮机、冶金机械、石油机械、采煤机械、矿山机械等制造行业中得到了更为广泛的应用，如对弹簧、轴、齿轮、连杆、叶片、链条、摇臂、舱体、车轮等工作时承受循环交变载荷部分零部件进行喷砂处理。表面喷丸强化动画演示.wmv表面喷丸强化演示动画.m4v山东大学9影响因素影响程度%影响因素影响程度%表面处理质量膜厚（涂层道数）49.5191涂料种类其他因素4.9265各种因素对涂层保护寿命的影响1.3钢材表面抛丸、喷砂除锈清理与涂装关系膜厚（涂层道数）19.1其他因素26.5钢材表面铁锈及氧化皮对涂层保护性能的影响锈的种类：Fe3O4蓝色、FeO蓝白色、Fe2O3黄褐色。其中Fe2O3易清理。Fe2＋＋2OH－＝Fe（OH)2比较致密起保护作用，4Fe（OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe（OH)3，脱水成铁锈FeOOH、Fe2O3·H2O或xFeO·yFe2O3·2H2O疏松不起保护作用。氧化皮的翘起和剥落，引起外层漆膜剥落。山东大学10氧化皮的部分构成一个大阴极,而氧化皮中的不连续处则成为一个小阳极,在腐蚀性介质中,要促进铁作为阳极而腐蚀。锈蚀产物对涂层保护性能的影响降低涂层附着力；可溶性盐的破坏作用；涂层内外的渗透压不同；引起涂层起泡锈蚀的加速腐蚀作用。2钢材抛丸、喷砂清理除锈清理的历史2.1抛丸、喷砂工艺起源与定义起源：抛丸清理像许多发明一样源于一种自然现象。定义：抛丸与喷砂利用是机械离心式或气动式设备将磨料高速射出冲击工件利用是机械离心式或气动式设备将磨料高速射出，冲击工件表面致使表面氧化皮、锈层、粘砂或杂质剥落，或使其表面形变并产生压应力。表面抛丸或喷砂,清理与强化所使用设备及装置基本类型一致，但两者的应用范围和技术要求是不同的。发明：1870年BenjaminChewTilghman（1821年10月26日出生在美国费城）于获得砂清理机器的第一个英国专利。1870年发明的后续专利中提出了离心击打式抛射装置及离心抛射磨料装置分别为当今离心抛射单元及离心叶片的的雏形。2.1历史1872年在英国专利No3626及美国专利187239中提出使用极小的急冷铸铁颗粒及细线切割短颗粒来提高喷射效率。1877年J.E.Mathewson发明了刻蚀玻璃、石材、大理石、木头、金属及其他硬材料的设备。1887年Mr.ThomasE.Nicholson开始在英国生产铸铁丸。1930年美国铸造设备公司的L.D.Peik发明了履带式喷砂设备。山东大学121935年Wheelabrator公司发明了叶片式抛丸机。1952年Wheelabrator公司生产并在喷砂清理领域使用铸钢丸。4山东大学131870年BenjaminChewTilghman发明的喷砂机“THESHOTPEENER”杂志主要介绍国际上喷砂强化及表面加工工业的新闻及相关应用。“ABRASIVEBLASTCLEANINGNEWS”杂志主要介绍国际上喷射清理工业的新闻及相关应用2.2抛丸清理行业主要专业技术杂志、培训业的新闻及相关应用。“METALFINISHINGNEWS”杂志主要介绍喷砂强化及表明喷射清理工业的新闻及相关应用。“THESHOTPEENER”在美国举办相应的“喷砂强化及清理”应用培训大会。“METALFINISHINGNEWS”在欧洲及新加坡举办相应的“喷砂强化”专业证书培训大会及相关展览会。山东大学14国际标准化组织及美国、英国、日本、德国及中国相关行业也针对表面抛丸(喷砂)清理及强化技术的应用制定了相关的国家及行业标准。国际化大公司自己还制定了本公司的(喷砂)清理及强化技术规范。z13钢材表面抛丸、喷砂清理设备3.1抛丸清理设备山东大学153.2抛丸器山东大学16幻灯片14z1zhaolei,2007/8/265弹丸抛射速度：弹丸运动速度弹丸抛射速度：V＝nπD/60其中V：弹丸切向速度(m/s)；n：抛丸轮的转速(r/min)，一般n=2000-3000r/min；D：抛丸轮直径(mm),通常300-500mm;等多种规格；π：为圆周率。冲击能量：1/2mV2抛丸率（单位功率抛丸量）：q=Q/N(千克/分千瓦）抛丸量:千克/分(每分钟的抛丸量)总的抛丸量也是一个很重要的因素，如果过抛，不仅会影响到抛丸清理的效率而且会影响到铸件的性能造成表面硬度过高降低加性能山东大学17效率，而且会影响到铸件的性能，造成表面硬度过高，降低加工性能。如果抛不足，钢材表面质量也就达不到设计要求。合适的抛丸量应该是：实际抛到钢材每平米上的弹丸为150kg左右，可达到清理等级Sa2.5级。山东大学18清理中，弹丸无法直接打到的内腔表面的清理是靠弹丸的反弹来完成的但是弹丸每反弹次其动能会因为速度的降低降低山东大学19完成的。但是．弹丸每反弹一次，其动能会因为速度的降低而降低，清理效率也会显著降低。山东大学206山东大学21山东大学223.3丸砂分离器山东大学23山东大学247山东大学25粉尘与磨料分离装置山东大学26帘幕式风尘磨料分离装置山东大学27山东大学288山东大学29山东大学30粉尘收集系统3.4抛丸清理设备维护山东大学31吊钩式钢结构抛丸机山东大学329故障原因分析故障排除方法1设备出现不正常响声A空转时发出碰撞声，一般是叶片高速运转时与防护衬板相互摩擦发出的响声。A应停机，打开防护罩检修侧护板间隙使之不小于5mm，或调整分丸轮与定向套位置，使他们同心。钢材抛丸清理设备维护B运转后，加入弹丸发出声音，一般使分丸轮与定向套不同心，分丸轮偏心，与定向套或弹丸导入管端面挤压发出声响。B应停机，拆掉导入管，检查分丸轮，使分丸轮与定向套同心。定向套、分丸轮、弹丸导入管之间的间隙应保证为昀大弹丸直径的2－2.5倍。2钢材除锈清理效率低A弹丸扇型抛射角没有对准清理工件。B供弹丸不足，清理时间拖长。C弹丸不纯混进杂质堵塞弹丸通道A调整定向套窗口位置，使使弹丸能抛射到清理工件上。B加足弹丸，并检查弹丸循环系统。C清除弹丸中的杂质，加入弹丸应过筛。山东大学33C弹丸不纯混进杂质，堵塞弹丸通道。D定向套出口磨损过大。E分丸轮磨损过大，降低出完效率。F弹丸含废铁锈、灰尘太多。G抛头皮带松弛，使抛丸轮低于额定转速，降低抛丸量和弹丸动能。C清除弹丸中的杂质，加入弹丸应过筛。D定期检查定向套，发现磨损严重及时替换。E定期检查分丸轮，发现磨损严重及时替换。F疏通除尘系统管道，提高吸尘及粉尘磨料分离效率。G应调整抛头皮带，时抛丸轮达到额定转速。故障原因分析故障排除方法3运转中出现严重震动A叶片磨损程度不同，使叶片轮出现偏重。A每班应检查叶片磨损情况，换叶片时，每片叶片的质量差不得超过3－4g，同一直径上，两叶片质量差不得超过3g。B叶片与结合盘连接的两结合面没有贴紧，螺丝固定不均匀，叶片发生偏移。C定向套松动，与叶片相擦，严重时打碎叶片。B叶片与结合盘连接时，两结合面要贴紧，螺钉紧固要均匀。C调整并固定定向套，使之与分丸轮、叶片同心。4轴承温升过高A轴承缺少润润滑油。B润滑脂太多，当润滑脂加满整个轴承空间时，轴承运转迫使润滑油在滚珠间急剧串动摩擦产A用2号钙基润滑油按时进行润滑。B润滑油加入量要适宜，一般为轴承空间的1/3。山东大学34轴承运转迫使润滑油在滚珠间急剧串动，摩擦产生大量热量，导致轴承发热。故障原因分析故障排除方法5电动机发热A运转中出现叶片摩擦护板或防护罩，使电机过载。B供丸量过大，使电机过载。C电源系统故障使电机却相电机声音异常A叶片与护板间隙不应小于5mm。B供丸量应仔细调整，供丸闸门应固定在一定适当位置上。C应立即停机并检查电源系统C电源系统故障使电机却相，电机声音异常。D电机本身故障。C应立即停机并检查电源系统。D应检修电机。6弹丸循环不畅A提升机皮带松弛，使提升机皮带打滑。B弹丸储存仓有漏洞，使弹丸循环量减少。C弹丸回收刮板磨损。D弹丸输送管因弹丸结块而堵塞。A调整提升机上滚筒两边螺栓，使皮带张紧。B检查弹丸循环系统的漏洞，并修补。C替换刮板或调整刮板间隙。D疏通管道，补加弹丸应过筛，注意设备基础防护。山东大学35E螺旋输送器卡死。F滚筒筛中杂质太多，堵塞筛孔，影响弹丸过筛。G提升机中提升皮带上的铁斗过度磨损或铁斗脱落。E螺旋输送器两端轴承因进灰尘或弹丸而卡死，使螺旋输送器不能运转，须更换轴承，并注意密封轴承。F经常清理滚筒筛中杂质。G更换提升皮带，或修补皮带，配齐铁斗。故障原因分析故障排除方法7丸砂分离不良A分离器通风量不足。B分离器粉尘磨料定量阀门调节不当，丸砂不能形成一定要求的丸砂薄幕帘。C分离器、分离筛有杂物堵塞。A应配备足够风量的风机。B应反复调节分离器粉尘磨料定量阀。C及时清除分离器、分离筛杂物。6吊钩运行不平稳A活动轨与主轨衔接不良。撞块拨叉活动轨相对位置有偏差A调整活动轨与主轨的相对位置，使之衔接无误山东大学36B撞块、拨叉、活动轨相对位置有偏差。误。B调整撞块、拨叉、活动轨相对位置，使其碰撞位置正确、活动轨活动自如。10山东大学37山东大学38山东大学39轴向散射β角＝8－15度扇型散射α角＝55－70度AE线附件为弹丸密集区，定向套出口中心角γ角越大，散射越严重，一般γ角＝45－60度。工件到抛丸器的距离为600－1500mm为宜。山东大学4011山东大学41定向套出口前缘的磨损会改变定向套出口的形状及尺寸，也影响弹丸散射的范围和密集区位置，当磨损量超过13mm时，弹丸抛射区域偏移过大应换新的定向套。山东大学42山东大学43山东大学4412山东大学45山东大学46定向套调整示意图山东大学47山东大学48分丸轮扇型体工作表面应比叶片工作表面超前6mm或15度（直径500mm抛丸器），保证弹丸有分丸轮飞入叶轮时，尽量避免撞击叶片根部，甚至到弹丸进入叶片背部。反之加速叶片磨损，又因弹丸的相互撞击而增加了功率消耗。13山东大学49叶片、分丸轮与定向套之间关系山东大学50山东大学51弹丸输送管因弹丸结块而堵塞山东大学52电流表读数低的原因14山东大学53不同帘幕对比山东大学54山东大学553.4喷砂（喷丸）清理设备山东大学5615山东大学57压送式喷砂机山东大学58山东大学59山东大学60