Комплексная оценка состояния абразивной смеси (методика Prometec)
Данная статья аккумулирует в себе опыт и знания, накопленные автором за время работы в сфере абразивоструйной обработки. От состояния рабочей смеси абразива в значительной степени зависит результат обработки. Однако единственным параметром, который в достаточной степени контролируют на производствах, является гранулометрический состав. При этом сам гранулометрический состав уже во многом зависит от наличия загрязнений в рабочей смеси. Отмечу, что речь идёт о липких загрязнителях, таких как масло, СОЖ, спрей от сварочных брызг, старая краска и т.п. Корень проблем в данной сфере заключается в отсутствии стандартов и единого подхода, направленного на поиск загрязнителей и степени оценки загрязнения. Описываемые в статье методики контроля абразивной смеси имеют разную широту применения, но всегда основаны на физических свойствах материалов.
Состояние абразивной смеси оценивается по следующим показателям:
- Гранулометрический состав
- Цвет
- Сыпучесть
- Смачиваемость
- Содержание солей
Гранулометрический состав
Оценка проводится с помощью ситового анализа согласно ГОСТ 11964. Метод стандартизирован и применяется на множестве производств.
Цвет
Чистая, без липких загрязнений рабочая смесь абразива имеет серебристый оттенок и металлический блеск. При попадании в рабочую смесь масел и прочих липких загрязнителей, цвет смеси начинает меняться на более тёмный, металлический блеск исчезает. На фото хорошо видна разница между чистой и грязной рабочей смесью. При протирке грязной рабочей смеси белой бумагой, руками или при перемешивании в таре на бумаге, руках или таре остаются грязные следы. Проще говоря, смесь маркая. Стоит отметить тот факт, что дробь в состоянии поставки имеет тёмный цвет из-за наличия окалины на поверхности дробинок.
Сыпучесть
Любое липкое загрязнение логично вызывает снижение сыпучести абразивной смеси. Стандартизированных методов определения сыпучести абразива нет, и поэтому самым возможным способом видится сравнение с эталонным образцом.
Сыпучесть можно определить визуально, вращая круглую тару с рабочей смесью и оценивая плавность пересыпания. Отметим, что метод довольно субъективный и требует определённой насмотренности. Возможно применение любых других инструментальных методов.
Ещё одним наглядным показателем, который определяет сыпучесть, является способность дробинок «подвисать» в электростатическом поле. Это явление наблюдается, если в чистой пластиковой таре перемешивать чистую рабочую смесь. При перемешивании образуется статическое электричество, которое начинает распределять пыль, мелкие частицы и даже дробинки по стенкам тары. По мере загрязнения дроби этот эффект сходит на нет.
Смачиваемость водой
К сожалению, не существует стандартов, описывающих процедуры оценки дроби, однако есть возможность взять за основу методику, прописанную в ГОСТ 9.402 (п.6.4.2), для оценки обработанной поверхности методом смачивания водой. На базе этой методики выполняется так называемый водно-капельный тест (ВКТ).
Насыпать пробы рабочей смеси на ровную поверхность. Под силой тяжести они займут пирамидальную форму высотой 2-4 см. Сверху сделать небольшое углубление для предотвращения растекания капли воды. В углубление из пипетки поместить 0,5-1 мл обычной воды. Засечь время полного впитывания воды в смесь. В чистой сухой дроби вода не задерживается и моментально впитывается. При наличии масел и жиров время впитывания будет составлять 1 и более секунды. Критичным значением в большинстве случаев считается 60 секунд. Зачастую для обеспечения высокого уровня адгезии время впитывания должно быть намного меньше.
Следует также учитывать характер возможных загрязнений, так как некоторые смазки, масла и СОЖ являются гидрофильными материалами и не отталкивают воду. В этом случае о чистоте рабочей смеси можно судить по её блеску, сыпучести и запылённости.
Содержание солей
Оценку содержания солей в дроби возможно проводить всеми доступными лабораторными методами. Проверку по данному параметру на предприятиях проводят не часто. В основном это происходит на крупных заводах при производстве металлоконструкций и труб большого диаметра.
Следует обратить внимание на зависимость содержания солей от степени замасливания рабочей смеси абразива. Дело в том, что на полностью сухой поверхности кристаллы соли практически не удерживаются. А вот если добавить клейкую прослойку, которой является любое масляное загрязнение, то кристаллы соли с легкостью прилипают к поверхности дробинок.
Простое визуальное сравнение проб рабочей смеси абразива:
Приведем также некоторые методы оценки, которые применяются локально на отдельных производственных площадках.
Методики определения степени масляного загрязнения стальной дроби на УВП ОП
1. Общие положения.
Методика определения масляного загрязнения стальной дроби основана на процедуре, описанной в ГОСТ 8505-80 «Нефрас–С 50/170. Технические условия» (п.4.3 «Испытание на образование масляного пятна»), а также в соответствии с рекомендациями поставщика дроби гравиметрическим методом путем экстракции масла растворителем с последующим его выпариванием.
2. Определение масляного загрязнения стальной дроби на участке внутреннего покрытия.
2.1. Определение масляного загрязнения по методу ГОСТ 8505-80* (п.4.3).
Метод основан на экстракции масла из дроби растворителем. Наличие масла устанавливается по образованию масляного пятна на фильтровальной бумаге, смоченной растворителем после промывки дроби. Для определения пределов обнаружения масла в дроби проведены испытания с добавлением различного количества компрессорного масла Mobil Rarus 427 с последующей экстракцией бензином-растворителем БР-2.
Анализ масляного пятна от растворителя с добавлением различного количества масла, проведенный по методике, основанной на п.4.3 ГОСТ 8505-80* «Испытание на образование масляного пятна», показал следующие результаты:
Из анализа таблицы следует, что предел обнаружения масла в растворителе по масляному пятну на фильтровальной бумаге составляет 1%.
2.2. Определение масляного загрязнения стальной дроби гравиметрическим методом путём экстракции масла растворителем с последующим его выпариванием.
Метод основан на экстракции масла из 250 г дроби путём встряхивания смеси с добавлением 50 г растворителя. Наличие масла определяется путём гравиметрического взвешивания ёмкости до и после испарения растворителя.
Испытания на наличие масляного загрязнения дроби, взятой из бункера дробемета на участке внутреннего покрытия, проведённые по данной методике, не выявили наличия масляного загрязнения и не показали увеличения массы ёмкости после испарения растворителя.
3. Химический способ проверки медным купоросом.
Метод основан на способности осаждения меди из водного раствора на металлических поверхностях. При этом наличие на поверхности стальных изделий масляных загрязнений будет ухудшать осаждение меди из раствора. Автор сам не проверял данный метод, но слышал о нём со слов технолога с производства.
Приготовить 5% водный раствор CuSO4·10 H2O, подкисленный H2SO4 (1 мл на 0,5 л раствора). Опустить детали в раствор так, чтобы они полностью были погружены. Выдержать детали в растворе в течение 60 с. Слой медного покрытия должен быть равномерным без чёрных пятен и точек.