Artykuły branżowe

Co decyduje o efektywności obróbki strumieniowo-ściernej?

Ocena efektywności wszystkich metod obróbki strumieniowo-ściernej może być dokonywana za pośrednictwem wygenerowanej energii kinetycznej i wartości docierającej energii do powierzchni obrabianej oraz skutkami powstałymi w wyniku tej obróbki.

Rys. 1.

W celu utrzymania możliwie dużej prędkości pracy, która musi być wykonana, dostarcza się energii kinetycznej strumieniowi ziaren ścierniwa Ek (J), zależnej od masy ziarna ściernego m (kg) i prędkości ziarna ściernego v (m/s) powiązanych wzorem:

Rys. 2. Prezentacja ściernego procesu obróbki strumieniowo-ściernej powierzchni. P - podłoże, S - powierzchnia obrabiana, mP - masa ziarna, ?i - kąt uderzenia ścierniwa, vP - prędkość ziarna atakującego, vf - prędkość ziarna odbitego, ?f - kąt odbicia ziarna.

Zmiana masy ma liniowy wpływ na zmianę energii, a zmiana prędkości daje efekt proporcjonalny do kwadratu prędkości ziarna ściernego. Średnią masę ziarna kulistego (śrutu) można wyrazić wzorem: m = ? × ? × d3/6, gdzie ? - gęstość, d - wielkość ziarna (średnica). Ze wzoru wynika, że: podwajanie średnicy ziarna zwiększa ośmiokrotnie objętość ziarna ściernego, a zatem też 8-krotnie jego wagę, zatem energia kinetyczna wzrośnie ośmiokrotnie. Energia kinetyczna, która decyduje o efektywności obróbki strumieniowo-ściernej, zależy od przekazywanej energii napędowej ziarnom ścierniwa, która może pochodzić od różnych źródeł energii, najczęściej od energii wylatującego z dyszy strumienia sprężonego powietrza, strumienia spalin ze sprężonym powietrzem, pary wodnej pod ciśnieniem, strumienia wody pod ciśnieniem, łącznego oddziaływania sprężonego powietrza i wody lub od energii odśrodkowej kół obrotowych wyrzucających ścierniwo.

Obróbka strumieniowo-ścierna jest najczęściej stosowana do czyszczenia powierzchni, głównie w celu przygotowania powierzchni przed nakładaniem powłok ochronnych do stanu czystości Sa2, Sa2?, Sa3 według normy PN EN ISO 8501-1. Wyróżnia się ona od innych metod przygotowania powierzchni łatwością wykonania w każdym terenie, wydajnością, możliwością dotarcia do niedostępnych miejsc, usuwania zanieczyszczeń w postaci zgorzeliny, piasku i soli mineralnych i innych. Pozwala też usunąć zdegradowane powłoki lakierowe, wytwarzając przy tym żądany efekt profilu chropowatości RZ od 2-130 ?m, matowi lub zdobi powierzchnię, ujednolica jej wygląd oraz utwardza powierzchnię poprzez kulowanie, usuwa lokalne naprężenia po spawaniu lub nadaje kształt powierzchniom cienkich blach. Podczas procesu obróbki strumieniowo-ściernej powierzchni zachodzi dodatkowo stępianie jej ostrych krawędzi, usuwanie naprężeń wewnętrznych, jak też powierzchniowe odkształcenia, to jest deformacje (wysokości, nierówności), które mogą być bardzo małe, ale również duże, co może wpływać na chropowacenie powierzchni według znormalizowanych parametrów profili: Ra, Rt, RY, Rmax itp. oraz Sm, to jest liczbie szczytów na długości pomiaru.