谈建筑工程钢材抛丸处理的应用

【摘要】抛丸处理是目前船舶、机械、设备、冶金建材行业最广泛应用的钢材除锈方法，它具有除锈彻底、速度快、粗糙度高、除锈成本低的特点，能充分满足除锈高标准的要求，克服手动除锈和喷砂除锈效率低、劳动强度大的缺陷。

【关键词】建筑；工程；钢材；抛丸处理；应用

抛丸除锈以抛丸清理单机或抛丸预处理生产线的形式来操作，必须有设计合理、封闭良好的抛丸室，使钢材表面或工件在抛丸室内被除锈，丸料要形成循环，以供抛丸器连续运转。丸料循环中须进行除尘净化，除去铁锈沫、碎丸料，以确保除锈效果。抛丸室中抛丸器的选型和布置，决定了该抛丸机的处理能力，实际布置中，一般选用3台以上抛丸器安置在抛丸室的上下左右位置，满足对钢材的立体各表面除锈要求。

1 抛丸器

1.1 抛丸器的分类

抛丸器是抛丸处理设备的核心部分，它分为双圆盘型和单圆盘型，双圆盘型即是把抛丸叶片固定在两个圆盘上；叶片单面固定在圆盘上，称作单圆盘型。由于单圆盘对设备制造的精密度等技术要求较高，国内采用该型号的较少，由于其结构简练，在国外发达国家应用比较普遍。我国抛丸处理设备普遍采用的为双圆盘抛丸器。双圆盘抛丸器常用的有悬臂式和直联式，对于悬臂式抛丸器，叶轮体与位于抛丸器中心的分丸轮一起装在主轴的前端部。抛丸器由电动机通过皮带轮驱动，功率大、转速高、振动较低，有过载保护的特性；而直联抛丸器，叶轮体与位于抛丸器中心的分丸轮一起装在电机轴的前端部。抛丸器直接用电机驱动，结构紧凑，效率较高，无主轴座组件。双圆盘抛丸器的组成包括抛丸器壳体、主轴座组件（悬臂式）、叶轮体组件和丸料供给装置等部件。抛丸器大部分部件材料要求耐磨蚀。

1.2 工作过程

抛丸器的工作过程一般可表述如下：弹丸由进丸管流入抛丸器，跟叶片作同步旋转的分丸轮使弹丸得到初速度。弹丸经定向套的窗口飞出，抛到定向套外面的高速旋转的叶片上，被叶片更大幅度地加速后，抛射到被清理工件的表面上。

机械行业标准JB/T 3713.2—1997《双圆盘抛丸器技术条件》对双圆盘抛丸器的技术要求、试验方法和检验规则作了详尽要求。对于防腐蚀施工人员，即抛丸器的购买者和使用者，在购买到货后应对设备的出厂合格证及检验资料进行核查，使用时要严格按照设备使用说明书进行操作。安全方面谨防髙速丸料泄露伤人。设备运行一段时间后，可自行或委托设备生产者对丸料抛射带区域进行调整，提高丸料利用率。

2 弹丸

弹丸对清理效果、表面粗糙度、对耐磨件的磨损、操作成本和因此带来的抛丸清理过程的经济效益具有决定性的作用。因此，在实际抛丸处理操作中，要根据待处理工件的材料、锈蚀程度、技术要求、除锈效率要求和设备抛丸器的类型，选-择最合适的弹丸。

2.1 常用弹丸的分类

2.1.1 金属丸。常用金属弹丸有白口祷铁丸、冷硬铸铁丸、可锻铁丸、铸钢丸、钢丝切丸、有色金属丸等。金属丸普遍硬度和耐磨性好，抛打后工件上锚紋较深，轻薄工件被金属丸抛打后易变形。

2.1.2 非金属丸。常用非金属丸有石英砂丸、塑料丸等。

非金属丸适用于对超薄件的清理及有色金属件的表面处理。由于其损耗率高、回收率低、除锈效率也低，非金属丸一般不主张在钢铁除锈抛丸器上使用。冷硬铸铁丸具有高度的磨蚀性，使用时需专用耐磨抛丸器。

弹丸的形状有球形、不规则块状或多角形、长度等于直径的小圆柱形、长度是直径2〜3倍的圆柱形等。

2.2 金属弹丸的选型

对于钢材预处理用抛丸器，一般使用祷钢或钢丝切丸。因为钢材表面清理主要是除去黏附的铁锈或氧化皮，使用祷钢丸或钢丝切丸完全可以满足工艺技术要求；且祷钢丸、钢丝切丸的成本虽然比白口铁丸高，但它们的使用寿命比后者高出20〜50 倍，使用时损耗很少；祷钢丸或钢丝切丸工作时碎丸较少，分离器对其分离的效率相对提高，大大减小了对耐磨件的磨损，并减轻了对环境的污染，所以，使用钢类弹丸总体经济效益较高。

3 抛丸处理设备

中华人民共和国机械行业标准对抛丸处理设备的生产提出了严格细致的技术安全条件，其中，对设备效率能力指标的评价有抛丸率、整机生产率、弹丸循环系统生产率、抛射带区域等。对设备技术能力进行评价的指标有经抛丸加工后的工件表面清洁度、表面粗糙度、表面覆盖率等，要求表面清洁度和粗糙度达到处理工件的用途要求。表面覆盖率即弹痕占据面积与工件要求面积的比值，一般该比值要求达到100%以上。对于锈蚀较严重的工件，实际运行中，需要通过成倍增加工件抛喷丸时间，达到200%以上覆盖率。

对于抛丸设备的安全要求，主要体现在消除设备机械危险、电气危险、噪声危险、粉尘危险和环保危险。对于抛丸预处理生产线，还要避免消除漆雾危险、灼烧危险、起重吊装危险等。机械电气连锁和弹丸密封非常关键，在实际设备操作使用中，务必执行说明书和有关规范的规定，制度要细而严，设备维护要以防患未然为重点。

设备的应用简单地，仅能完成抛丸除锈功能的设备称为抛丸清理机，被抛丸清理后的工件要进行手工喷防腐底漆。抛丸清理机结构简单，设备造价较低，安装该设备所需场地也不太大。抛丸清理机一般由抛丸室、清扫室、弹丸循环系统、工件输送系统和电气系统组成。根据工件进出抛丸室的方式不同，清理机可分为管道通过式、吊钩式、滚筒式、台车式、悬链式等。在钢结构除锈行业，以管道通过式抛丸清理机为常用。在船舶公司、防腐公司和设备制造公司，常常把通过式清理机安装在工业厂房内。其除锈效率高、操作简便，也较为安全。由于其进口尺寸较大，所以也常被称为立式清理机，适用于工业建筑厂房的梁、柱、支撑等成品构件的抛丸除锈，也适用于龙门吊、桥吊等起重设备的梁、腿的表面处理，在船舶制造行业，更是抛丸预处理生产线的重要补充。

4 结语

钢材抛丸处理设备技术在国际上应用较早，据报道巳有100多年的历史。我国在钢材抛丸处理设备技术的应用方面起步较晚，最初仅用于船舶行业和铸造行业铸钢件和铸铁件的清砂和表面清理。随着我国防腐蚀行业的迅速发展和防腐技术的普及，近二十年来，抛丸清理设备和技术已广泛应用于金属防腐蚀行业的方方面面，应用速度很快，尤其在金属结构公司，抛丸处理设备已成为其生产中确保产品质量的必需设备和常用设备。国内设备制造公司在学习国外先进技术的基础上，正在加紧科研开发，相信在不久的将来，高耐磨材料、磁悬浮输送技术等新材料新技术的开发应用，以及机械加工和装配精密度的提高，使钢材抛丸预处理设备不断更新完善，满足需求。

参考文献：

[1]张清学，防腐蚀施工管理及施工技术 [M].北京：化学工业出版社，2005

[2]王力宏，建筑施工技术 [M].北京：中国建筑工业出版社，1995