بخشی از مقاله
مقايسه فني و اقتصادي ساينده هاي مورد مصرف در تميزکاري سطح سازه و سوله قبل از فرايند رنگ کاري
کيفيت و دوام هر نوع پوشش (رنگ يا مواد ضد خوردگي و ...) وابستگي شديدي به شرايط سطحي قطعه مورد نظر دارد. چنانکه حتي بعضي از متخصصين معتقدند که کيفيت پوشش يک قطعه بيشتر از نوع رنگ و آستري به کيفيت زيرسازي آن بستگي دارد. رنگ يا پوشش زماني از چسبندگي مناسب بر روي سطح برخوردار خواهد بود که سطح ، داراي حفرات ريز ميکروسکوپي و يا اصطلاحا زبري (roughness) خاص باشد.
يک سطح بسيار صاف و صيقلي قابليت رنگ پذيري پاييني دارد. برخي از قطعات بعد از پايان ماشين کاري و پرداخت داراي آنچنان سطح صافي مي شوند که قابليت رنگ پذيري آنها را کاهش مي دهد. علاوه برآن معمولا قطعات بعد از توليد به دليل تماس با هوا، خصوصا در محيط هاي مرطوب دچار زنگ زدگي مي شوند. در برخي موارد نيز به دليل نوع روش توليد، قطعات پس از توليد آغشته به روغن ، گريس و مواد آلاينده ديگر مي باشند. رنگ آميزي روي اين سطوح آلوده ، به خوبي انجام نمي گردد. بر همين اساس قبل از هر گونه رنگ و يا پوشش کاري ، قطعات فوق تحت فرايند بلاستينگ قرار مي گيرند تا ضمن تميز کردن سطح و زدودن آلودگيها از روي قطعات ، سطح قطعات نيز در اثر برخورد مواد ساينده کمي زبر شود. نفوذ رنگ به داخل اين سطوح زبر، باعث افزايش قابليت چسبندگي پوشش و اتصال کامل رنگ به بدنه مي شود.
بايد توجه کرد که حتي ورقهاي فولادي در سطح خود داراي يک لايه نازک به نام لايه اکسيدي (millscale) است که اين لايه به مرور زمان به زنگ تبديل مي گردد. لذا تمامي آهن آلات بکار رفته جهت ساخت سوله هاي صنعتي ، بدنه کشتي ها، هواپيماها و حتي بدنه اکثر خودروها قبل از رنگ آميزي از اين طريق تميزو زبر مي شوند. همچنين کليه خطوط انتقال نفت و گاز قبل از عايق کاري با قير و يا پوششهاي مقاوم به خوردگي ، ملزم به انجام عمليات بلاستينگ مي باشند.
روشهاي تميزکاري سطح :
يکي از مهمترين و البته گسترده ترين روشهاي تميزکاري ، انجام اين عمليات از طريق پاشش مواد ساينده بر روي سطح قطعه توليدي مي باشد. اين مواد ساينده که با سرعت بالا به سطح قطعه برخورد مي کنند باعث حذف و زدودن انواع آلودگيهاي سطحي مي شوند. در حقيقت بلاستينگ يکي از فرآيندهاي تمام کاري سطح قطعات محسوب مي گردد که شامل تميز کردن سطح يک قطعه از طريق تحت ضربه قرار دادن سطح آن با جريان کنترل شده اي از مواد ساينده مي باشد. عمليات سرعت دهي و پاشش دهي مواد ساينده به دو روش اصلي انجام مي گيرد که عبارتند از :
روش توربيني (چرخ گردنده ):
در اين روش جهت شتاب دادن به مواد ساينده و پرتاب آنها به سمت قطعه از يک چرخ گردنده که خود از جنس مواد ضد سايش ساخته شده است و توربين ناميده مي شود استفاده مي شود. عمليات با ورود مواد ساينده به توربين آغاز مي گردد و توسط توربين يا توربينهاي دستگاه شات بلاست ، با سرعت بالا به سمت قطعه پرتاب مي شوند و عمليات تميزکاري بدين شکل انجام مي شود.
روش استفاده از هواي پرفشار (ايربلاست ):
عمليات در اين حالت شامل پرتاب مواد ساينده به سمت قطعه با استفاده از فشار هوا مي باشد. روش کار بدين صورت است که مواد ساينده به داخل مخزن دستگاه شارژ مي شوند و سپس بوسيله هواي فشرده توليدي توسط کمپرسور با فشار و سرعت بالا به تفنگ نازل منتقل مي شوند و از طريق تفنگ نازل به سطح قطعه پرتاب مي شوند و عمليات تميزکاري را تکميل مي نمايند.
مواد ساينده :
در روشهاي فوق از مواد ساينده مختلف جهت حذف اکسيدها و تميزکاري سطح قطعات استفاده مي گردد. اين مواد ساينده عبارتند از:
• ماسه سيليسي (اصطلاحا سند خوانده مي شود)
• سرباره مس (اصطلاحا مسباره ناميده مي شود)
• ساچمه و گريت فولادي
در اين مقاله قصد بر آن است که پس از شناسائي برخي از ويژگيهاي ساينده هاي فوق و تحليل اقتصادي و فني پيرامون هر کدام آنها ، مقرون به صرفه ترين مواد و البته روش مناسب براي تميزکاري سطوح مورد شناسائي قرار گيرد. هر سه نوع ساينده ذکر شده در اين گزارش توسط شرکتهاي مختلف در ايران توليد و عرضه مي گردند. ساينده هاي مزبور هر يک داراي مشخصات مکانيکي خاص خود بوده و خاصيت بکارگيري چندباره را با توجه به ميزان سختي و ساختار داخلي خود دارا هستند. جدول (١) اين ويژگيها را نشان مي دهد.لازم به توضيح است که ذرات ساينده در اثر برخورد به سطح قطعه کار دچار شکستگي شده و در آنها تغيير شکل ظاهري ايجاد مي گردد. به همين دليل برخي مواد که ساختار مکانيکي ضعيف تري دارند به مرور به پودر تبديل شده و از چرخه مصرف خارج مي گردند. تعداد دفعاتي که يک ماده ساينده در فرآيند تميزکاري مورد استفاده قرار مي گيرد، تحت عنوان « سيکل بازيابي » در جدول (١) مطرح گرديده است .
علاوه بر آن ، شکل ظاهري ساينده ها نيزدر نوع تميزکاري سطوح تأثير دارد، بطور مثال :
• ساينده هاي درشت تر، ناهمواري هاي عميق در سطوح ايجاد مي کنند و باعث افزايش چسبندگي مي شوند.
• ساينده هاي گرد و کروي شکل ، سطح موجداري را روي سطح کار ايجاد مي کنند.
• ساينده هاي زاويه دار و چند وجهي ، سطح دندانه داري را در کار ايجاد مي کنند که باعث چسبندگي مکانيکي بيشتر رنگ به قطعه کار مي گردد.
ملاحظات ايمني و زيست محيطي در کاربري
ساينده ها:
هرکدام از ساينده هاي اشاره شده داراي نکات ايمني به شرح جدول (٢) مي باشند که مي بايد رعايت گردد.
با توجه به اطلاعات فوق الزاما مي بايست استفاده از سيليس را حذف نمود و از مسباره يا ساچمه هاي فولادي جهت تميز کاري سطوح فلزي استفاده کرد.
ارزيابي بهاي ساينده ها
چنانکه عنوان شد، ساينده هاي فوق داراي تعداد سيکل بازيابي متفاوتي هستند. با توجه به بررسيهاي هاي صورت گرفته در زمان نگارش اين مقاله بهاي ساينده ها با احتساب هزينه تقريبي حمل و بسته بندي در واحد وزن ، بشرح جدول (٣) است .
* قيمت اخذ شده از مواد ساينده معمول مورد استفاده در
کارخانجات مختلف توليد کننده سازه بوده و از کارخانجات زير اخذ قيمت شده است : ( شرکت فرآورده هاي فولادي گرگان ، شرکت سيليس همدان ، شرکت پيشگام ساينده )
جدول مقايسه اي قيمت تمام شده ساينده ها:
چنانکه عنوان گرديد سيليس به دليل مشکلات زيست محيطي غير قابل استفاده است . لذا مقايسه قيمت بين ساچمه فولادي و مسباره از دو روش انجام مي گردد. در روش اول ميزان مصرف مواد ساينده به ازاء واحد سطح قطعه اي که تميز مي شود با هم مقايسه شده است و در روش دوم ميزان مصرف حجمي مواد ساينده براي تميزکاري سطح مشخص و معيني از فولاد با توجه به سيکل بازيافت با هم مقايسه شده است .
روش اول :
بر اساس اطلاعات کسب شده جهت تميزکاري سه قطعه فولادي زنگ زده و رساندن به سطح کيفي تا حداستاندارد به ازاء هر يک متر مربع از سطح قطعه ، ميزان مواد مصرفي و هزينه بهاي هرکدام به شرح جدول (٤) مي باشد.
روش دوم :
چنانچه ميزان مصرف حجمي مواد ساينده يکسان فرض شود، با در نظرگيري سيکل بازيافت تميزکاري ، براي تميزکاري سطح مشخص و معيني از فولاد و رساندن به سطح کيفي تا حداستاندارد با مسباره يا ساچمه فولادي موارد جدول (٥) صادق است .
ما به التفاوت ٥٠٨٢٤٨٠٠٠ ريال است که نشان دهنده مقرون به صرفه بودن استفاده از ساچمه يا گريت فولادي در مقايسه با مسباره است .
همانگونه که مشاهده مي گردد نسبت هزينه خريد ساچمه فولادي براي تميز کاري قطعات در دو روش اشاره شده فوق قابل توجه مي باشد و اين امر مزيت اقتصادي بکارگيري ساچمه هاي فولادي و سيستم شات بلاست مکانيزه را اثبات مي نمايد. (در برخي کارخانجات داخلي از مسباره چندين بار (تا ٤ بار) استفاده مجدد مي گردد، اما بايد به اين نکته توجه نمود که عدد بازيابي ساچمه که ٢٠٠ در نظر گرفته شده است نيز کمترين مقدار در نظر گرفته شده است که حتي با در نظر گرفتن اين موضوع باز هم ساچمه به صرفه تر مي باشد.)
تصميم گيري در خصوص انتخاب روش پاشش مواد ساينده
گريت (يا ساچمه ) را در هر دو روش توربيني و ايربلاست (هواي پرفشار) مي توان استفاده نمود. اما مسباره فقط با روش ايربلاست قابل استفاده مي باشد. البته بايد خاطرنشان کرد که مسباره در روش ايربلاست بدون سيکل بازيافت بکار مي رود. حال آنکه ساچمه در صورتي در روش ايربلاست کاربرد دارد که از سيستم بازيافت مواد ساينده استفاده شود. در ادامه اين روشها با هم مقايسه مي شوند.
