Przygotowanie Powierzchni

Wpływ kąta natrysku strugi
Największą powierzchniową wydajność usuwania powłok lakierniczych uzyskuje się przy kącie natrysku od 60° do 120°, osiągając różnice wydajności do 11%. Przy mniejszych kątach natrysku niż 60° i większych od 120° następuje zdecydowany spadek wydajności. Optymalną wartość kąta usuwania powłok lakierniczych dla wszystkich czynników wielkości wejściowych jest α= 90° [7].

Mechanizm powstawaniA mikropęknięć powłok

W procesie usuwania powłok lakierniczych wysokociśnieniową strugą wodno-lodową zasadniczą rolę odgrywa skoncentrowany strumień energii strugi wodnej i rozpędzonych cząstek suchego lodu. W wyniku zderzania cząstek suchego lodu z powierzchnią dochodzi do zamiany energii w ciepło i wzmożonej sublimacji suchego lodu oraz ochłodzenie powierzchni obrabianej. Uderzenia suchego lodu oddziałują punktowo termicznie i mechanicznie. W wyniku spadku temperatury dochodzi do utraty elastyczności powłoki lakierniczej. Jednocześnie uderzenia cząstek suchego lodu prowadzą do powstawania mikropęknięć powierzchniowych powłok. Przykładowe mikropęknięcia powstające w wierzchniej warstwie lakierniczej przedstawiono na fotografii 4 [2].

Średnia długość pęknięć wynosi około 300 μm, zaś ich głębokość w przybliżeniu równa 25 μm. Oprócz mikropęknięć, widać różne nieregularne formy odprysków i wykruszeń. W przeważającej liczbie przybierają one postać „leja” rozciągniętego wzdłuż powstałego pęknięcia, przy czym ich największa powierzchnia występuje na zewnętrznej części powłoki lakierniczej, zaś „ścianki boczne” „zbiegają się” ku dolnym warstwom tej powłoki [2].

Fotografia 4. Obrazy mikroskopowe typowych mikropęknięć powierzchni pokryć lakierniczych obrabianych wysokociśnieniową strugą wodno-lodową o ciśnieniu pw = 35 MPa i wydatku suchego lodu mL = 104 kg/h) [2].

Odspojenia lakieru

Sublimujące w strefie obróbki cząstki suchego lodu powodują gwałtowne powstawanie gazu CO2 o objętości do 800 razy większej od cząstek suchego lodu w stanie stałym. Bardzo duże spiętrzenia ciśnienia gazu wciskają wodę w powstałe mikropęknięcia, zwiększając lokalnie jej ciśnienie. W następstwie oddziaływań termicznych, udarowych i ciśnienia wody dochodzi do powiększania i rozrostu szczelin, co rozrywa pęknięcia, prowadząc do odspajania warstw lakieru. Odspojenia powstają w wierzchniej warstwie lakieru lub sięgają do kilku warstw w głąb, w zależności od zastosowanych parametrów obróbki. Typowe przykłady odspojeń przedstawia fotografia 5 [2].

Odspojenia dwu warstw lakierniczych pokazuje natomiast fotografia 6. Widać wyraźnie, że oprócz wierzchniej (najciemniejszej) warstwy lakierniczej, usunięciu uległa również druga (występuje jako biała) warstwa, pod którą znajduje się farba podkładowa. Dobierając parametry obróbki uzyskuje się tzw. delikatną strugę, w wyniku oddziaływania której można usuwać pojedyncze warstwy lakiernicze bez naruszania warstw leżących głębiej. Zwiększenie ciśnienia strugi wodnej do pw = 30 MPa oraz wydatek suchego lodu do wielkości zapewniającej maksymalną powierzchniową wydajność usuwania powłok lakierniczych powoduje powstawanie tzw. strugi agresywnej, która usuwa jednocześnie kilka warstw lakierniczych [2].