サンドブラストで金属の錆を効果的に除去
10月 22, 2024
工場の作業場や建設現場を歩いたり、年月の洗礼を受けた金属構造物を見たりしたとき、金属表面の錆の問題がどれほど深刻なものなのか考えたことはあるだろうか。金属の錆は対象物の外観に影響を与え、その構造強度や耐用年数に大きな脅威をもたらす。では、金属表面の錆を効果的に除去するにはどうすればいいのか?これは多くの企業や技術者を悩ませてきた難しい問題である。数ある錆び除去方法の中でも、サンドブラスト処理には独自の利点があります。しかし、サンドブラスト工程を詳しく見る前に、従来の錆び除去方法の欠点を見てみましょう。
従来の錆び落とし方法
- 化学的方法
化学的錆取りは一般的な錆取り方法で、主に酸性の薬液を用いて錆を除去する。この方法は、小規模な錆やそれほど深刻でない錆には一定の効果がある。しかし、薬液は金属表面を傷つける可能性がある。錆を除去する一方で、酸性の溶液は金属とも反応するため、金属表面が粗くなり、金属の構造強度を弱めることさえある。さらに、薬液は使用中に大量の廃水や廃ガスを発生させる。処理せずにそのまま排出すれば、深刻な環境汚染を引き起こす。
- 手作業による錆取り
手作業による錆び取りは、主に手作業で研磨工具を使って錆びを除去する。この方法は小規模なサビ処理には適しているが、大きな金属表面に対しては極めて非効率的である。例えば、大型の貯蔵タンクの表面錆を処理する場合、数十人の作業員で数日から数週間かかることもある。さらに、手作業による錆び取りの品質も保証するのが難しい。手作業の限界により、錆の除去の均一性と徹底性を確保することが難しく、その後のコーティングや塗装の処理効果に影響を及ぼす。
- 電解錆び落とし
電解除錆は、電気化学の原理を利用して金属表面の錆を除去する方法である。小さな金属部品には適しているが、大量生産にはコストがかかり、処理に時間がかかる。電解除錆は専門的な設備だけでなく、電流や電圧などのパラメーターを正確に制御する技術者も必要で、そうでなければ金属部品に損傷を与える可能性がある。また、他の除錆方法と比べて、電解除錆は処理時間が長いため、自動車製造業のように大量の金属部品を除錆する必要がある企業にとっては、生産進捗に影響を与える可能性がある。
- サンドブラストによる錆の除去
サンドブラストによる錆び取りは新しいタイプの錆び取り方法で、従来の方法に比べて多くの利点があります。しかし、その利点を紹介する前に、まずサンドブラストによる錆取りの作業原理を理解しましょう。
サンドブラストによる錆び落とし
- サンドブラスト入門
サンドブラストは、高圧空気または水流を利用して研磨剤を運び、金属表面の錆を素早く除去する方法である。その作業原理は主に、圧縮空気または高圧水流によって研磨剤を一定の速度まで加速させ、金属表面に噴射し、研磨剤の衝撃力と摩擦を利用して錆を除去する。
サンドブラスト装置は通常、圧縮空気源、スプレーガン、研掃材貯蔵タンク、制御システムで構成されます。作業時、圧縮空気は貯蔵タンクから研磨剤を吹き出し、スプレーガンを通して金属表面に吹き付ける。作業者は制御システムを通じてサンドブラスト圧力、研磨剤流量、スプレー角度などのパラメーターを調整し、最良の錆除去効果を得ることができる。
- 一般的なサンドブラスト材料
- ブラウン・コランダム
ブラウンコランダムは硬度の高い研磨剤で、主成分は酸化アルミニウム。耐摩耗性と切削力に優れ、より深刻な錆やスケールの除去に適している。ブラウンコランダムの粒子形状は不規則で、金属表面に一定の粗さを形成することができ、その後のコーティングや塗装処理に適している。
サンドブラストや錆取りにブラウンコランダムを使用する場合、金属表面の錆の程度や要求される錆取り効果に応じて適切な粒度を選択する必要がある。一般的に、より深刻な錆には粒子の大きいブラウンコランダムを、軽微な錆には粒子の小さいブラウンコランダムを選択すればよい。
酸化アルミニウムは、ダイヤモンドに次ぐ高い硬度と安定した化学的性質を持つ白色研磨材です。切削力と耐摩耗性に優れ、様々な金属表面の錆を除去するのに適している。酸化アルミニウムの粒子形状は比較的規則的で、金属表面に比較的均一な粗さを形成することができ、コーティングや塗装の密着性を向上させるのに役立ちます。
褐色コランダムに比べて、酸化アルミニウムの価格は比較的高いが、耐用年数が長く、サンドブラストのコストをある程度削減できる。さらに、酸化アルミニウムはより環境に優しいサンドブラスト材料である。
- 珪砂
珪砂は安価で広く入手でき、一定の硬度と切削力があり、軽度の錆やスケールの除去に適している。珪砂の粒子形状は比較的規則的で、金属表面に比較的滑らかな表面を形成することができ、金属の外観品質を向上させるのに有益である。しかし、珪砂には欠点もあります。第一に、硬度が比較的低く、より深刻な錆の除去効果は良くない。第二に、珪砂は使用中に粉塵が発生しやすく、環境や作業者の健康に一定の影響を与える。
- ガラスビーズ
ガラスビーズは球状研磨材で、硬度が低く、化学的性質が安定し、流動性がよく、反発力がある。軽度の錆やスケールの除去に適しており、金属表面に比較的滑らかな表面を形成することができるため、金属の外観品質を向上させるのに有効である。
- スチールサンド
スチールサンドは鉄を主成分とする高硬度の研磨材である。耐摩耗性と切削力に優れ、より深刻な錆やスケールの除去に適しています。サンドブラストや錆の除去にスチールサンドを使用する場合、スチールサンドの硬度と粒度に注意する必要があります。砂鉄の硬度が高すぎると、金属表面を傷つける恐れがあり、砂鉄の粒子が大きすぎると、錆の除去にムラが生じる恐れがあります。
- 表面処理効果
サンドブラストは、金属表面の錆を除去するだけでなく、金属表面をある程度粗くすることができ、コーティングの密着性を高め、コーティングの耐用年数を延ばすのに役立ちます。
さらに、サンドブラストは、金属表面の油、ほこりなどの不純物を除去し、金属表面の清浄度を向上させることもできます。これは、要求の高いコーティング工程によっては非常に重要です。たとえば、自動車製造業界では、金属ボディの表面の錆や不純物を除去するためにサンドブラスト処理を行い、その後、ボディの外観品質と耐食性を向上させるために塗装を行う必要があります。
- 錆除去におけるサンドブラスト工程の利点
- スピード および効率
サンドブラストは、手作業や化学的な方法と比較して、短時間で広範囲の錆を処理することができ、特に大型の産業機器に適しています。サンドブラスト装置は、サンドブラスト圧力と研磨剤流量を調整することにより、効率的な錆除去を実現できる。さらに、サンドブラスト装置は人員と時間に制限されることなく連続的に作業できるため、緊急に金属表面の錆問題に対処する必要がある一部の企業にとって、貴重な時間を大幅に節約できる。たとえば、一部の石油化学企業では、貯蔵タンクやパイプラインの表面錆の処理が間に合わなければ、漏出事故を引き起こす可能性があります。
- 正確なコントロール
オペレータは、金属基材を損傷しないようにサンドブラスト圧力と媒体の種類を調整することにより、処理プロセスを制御できます。金属材料と錆のレベルが異なれば、サンドブラスト圧力と研磨剤の種類も異なる。硬度の高い金属材料には、より大きな研磨粒子、より高いサンドブラスト圧力を選択でき、硬度の低い金属材料には、より小さな研磨粒子、より低いサンドブラスト圧力を選択する必要がある。
さらに、サンドブラスト設備は自動制御システムを装備することもでき、正確なサンドブラスト作業を実現し、サンドブラスト圧力、研磨剤流量、噴射角度などのパラメーターを自動的に調整し、錆除去作業の精度と効率を向上させる。
- 幅広い適応性
鉄、ステンレス、アルミニウムなど、さまざまな厚さと種類の金属表面に適しており、多業種で広く使用されている。サンドブラスト工程では、異なる金属材料と錆レベルに応じて適切な研磨剤の種類とサンドブラストパラメーターを選択し、効率的な錆除去作業を実現できます。例えば、鋼鉄の表面の錆には、ブラウンコランダムやスチールサンドのような硬度の高い研磨剤を選択することができ、ステンレスの表面の錆には、ガラスビーズのような比較的マイルドな研磨剤を選択することができます。
さらに、サンドブラスト工程は、パイプ、貯蔵タンク、橋などのさまざまな形状およびサイズの金属構造物にも適用できます。金属構造物の形状がどんなに複雑でも、サンドブラスト装置はスプレーガンの角度や位置を調整することにより、総合的な錆除去を実現できます。
- ベネフィット分析
- 費用対効果
サンドブラストによる錆除去には大きな費用効果があります。第一に、サンドブラスト工程は機器の錆除去を短時間で完了できるため、人件費と機器のダウンタイムによる損失を削減できます。
第二に、サンドブラスト工程は、異なる金属材料と錆レベルに応じて適切な研磨剤の種類とサンドブラストパラメーターを選択し、効率的な錆除去を実現することができる。これにより、サンドブラストのコストをある程度削減し、錆除去の経済的利益を向上させることができる。
最後に、サンドブラスト後の金属表面にはある程度の粗さがあるため、コーティングの密着性が向上し、コーティングの耐用年数が延びる。
- 環境面でのメリット
化学的な錆落としとは異なり、サンドブラスト処理中に発生する廃棄物は主に研磨剤と錆であるため、リサイクルして処理することで資源の再利用を実現できます。さらに、サンドブラスト工程は、企業の化学錆除去剤への依存を減らし、化学錆除去剤による環境汚染のリスクを軽減することもできます。水源保護地域や自然保護区など、環境要件が高い一部の地域では、サンドブラスト工程はより環境に優しい錆除去方法です。
実際の使用例産業機器の除錆
工場パイプラインの錆除去
ある大規模化学工場では、パイプラインの錆の問題が会社の生産と安全を悩ませていた。パイプラインは長期間湿度の高い環境にさらされているため、表面の錆は深刻で、パイプラインの漏れにつながりやすく、安全上の事故を引き起こしやすい。
この問題を解決するため、同社はサンドブラスト工程を使用してパイプラインから錆を除去しました。まず、技術者がパイプラインの錆の程度を評価し、適切なサンドブラストパラメータと研磨剤の種類を決定しました。その後、専門的なサンドブラスト装置を使用してパイプラインの包括的な錆除去作業を実施しました。サンドブラスト工程の間、技術者はサンドブラストの圧力と研磨剤の流れを厳密に制御し、パイプラインへの損傷を避けながら錆の除去効果を確保しました。
サンドブラスト後、パイプライン表面の錆は完全に除去され、金属本来の色が現れた。パイプラインの耐食性を向上させるため、同社はパイプラインにもコーティングを施し、耐食性を大幅に向上させ、パイプラインの耐用年数を効果的に延ばしました。
貯蔵タンクの錆除去
貯蔵タンクは石油化学企業では一般的な設備である。様々な化学物質を長期間貯蔵するため、貯蔵タンクの表面は腐食しやすく、錆びやすい。期限内に対処しなければ、錆は拡大し続け、貯蔵タンクの安全性能に影響を及ぼす。
石油化学企業の貯蔵タンクの表面はひどく錆びており、錆を除去する必要がある。同社は錆除去のためにサンドブラスト工程を使用した。錆除去作業の前に、技術者はまず貯蔵タンクの構造と錆の程度を詳しく検査し、合理的な錆除去計画を立てました。
まず、高圧水鉄砲で貯蔵タンクの表面を洗浄し、表面に付着した油分やホコリなどの不純物を取り除く。その後、サンドブラスト装置を使用して貯蔵タンクの錆を包括的に除去します。サンドブラスト工程では、技術者は貯蔵タンクのさまざまな部品と錆の程度に応じて、さまざまなサンドブラスト・パラメーターと研磨剤の種類を選択した。たとえば、タンクの上部や底部など水がたまりやすい部分には、錆の除去効果を確保するため、より大きな研磨粒子とより高いサンドブラスト圧力を選択し、タンクの側面などの部分には、タンクの損傷を避けるため、より小さな研磨粒子とより低いサンドブラスト圧力を選択します。最後のステップでは、タンクの耐食性を向上させるため、同社はタンクの防錆処理も実施した。
要約すると、サンドブラスト工程は金属の錆除去において効率的で信頼できる。従来の錆除去方法と比較して、サンドブラスト工程は高速、高効率、精密制御、幅広い適応性という利点がある。実際の応用において、サンドブラスト工程は金属表面のさびを効果的に除去し、その後のコーティングまたは塗装処理の準備を整え、装置の耐用年数を大幅に延ばすことができる。
同時に、サンドブラスト工程は環境保護と安全性においても明らかな利点があります。化学的な錆の除去とは異なり、サンドブラストは有害な化学物質を使用する必要がないため、環境への汚染が軽減されます。作業中、厳格な安全対策が取られる限り、サンドブラスト装置は限られた空間で安全に操作でき、周辺環境への影響を軽減できます。したがって、金属表面の錆の問題に直面した場合、サンドブラストを優先的な錆除去ソリューションとして検討することをお勧めします。
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