スケール除去プロセスとは

金属加工の分野において、スケール除去工程は材料の品質を確保するための重要な工程である。スケールとは、高温・多湿環境下で金属が形成する酸化物のことで、金属表面に付着し、その後の加工や塗装工程に影響を及ぼすことが多い。特に鉄鋼製造業では、スケールは金属の強度と靭性を低下させるだけでなく、塗装の密着不良や溶接品質の低下など、その後の加工工程に悪影響を及ぼす可能性があります。したがって、スケールの形成とその除去プロセスを深く理解することが不可欠である。

スケール除去工程の設備と材料

スケール除去工程では、適切なサンドブラスト装置を選択することが極めて重要である。以下は、一般的に使用される3つのサンドブラスト設備、すなわち高圧サンドブラスト機、圧力サンドブラスト機、タービンサンドブラスト機であり、それぞれ異なる長所と短所、適用シーンがある。

• 高圧サンドブラスト機

高圧サンドブラスト機は、高圧空気によってサンドブラスト媒体を加速してワークの表面に噴射するもので、強い衝撃力が必要な場合に適している。大規模な工業生産や重量物の加工に広く使用されている。

メリット

1. 高効率： 厚い酸化被膜や汚れを素早く除去し、作業効率を向上させることができる。
2. 幅広い用途 さまざまな材料の表面処理に使用でき、さまざまなプロセス要件に適している。

デメリット

1. 設備コストが高い： 他の種類のサンドブラスト装置と比較して、高圧サンドブラスト機への投資は比較的大きい。
2. メンテナンスの必要性が高い： 高圧システムの維持・管理は比較的複雑で、専門的な操作が必要である。

 

• 加圧サンドブラスト機

圧力サンドブラスト機は、媒体の圧力と流量を調整することによってサンドブラストの強度と効果を制御し、中強度の洗浄ニーズに適しています。小さなワークや表面処理に適しています。

メリット

1. 比較的低コスト： 高圧サンドブラスト機と比較して、圧力サンドブラスト機は購入コストおよびメンテナンスコストが低く、中小企業の使用に適している。
2. 簡単な操作： 装置の操作は比較的シンプルで使いやすい。

デメリット

1. 除去効果は限定的： 厚い酸化スケールや汚れの場合、高圧サンドブラスト機ほどの洗浄効果が得られないことがある。
2. 大面積の治療には適さない： 小規模または微細な作業には適しているが、大規模な工業生産には適していない。

 

• タービン サンドブラスト機

タービン サンドブラスト機は、高速回転するタービンブレードを使用してサンドブラスト媒体を加速し、表面処理に適した強力なジェットを形成します。主に要求の高い表面処理工程で使用される。

メリット

1. 均一性が良い： サンドブラスト媒体は均一に噴霧され、より優れた表面処理効果を得ることができる。
2. 高効率、低エネルギー消費： 他の装置と比較して、タービン サンドブラスト機はエネルギー消費効率が高い。

デメリット

1. 初期投資が高い： 購入コストは比較的高く、十分な予算がある企業に適している。
2. 高い技術的要件： 操作とメンテナンスには一定の技術サポートが必要である。

 

適切なサンドブラスト装置を選択する際には、ワークピースの特性、酸化スケールの厚さ、予算などの要因を考慮する必要があります。さまざまな種類のサンドブラスト装置の特性と適用シナリオを理解することは、貴社が酸化スケールの除去プロセスで最高の結果を達成するのに役立ちます。もちろん、酸化スケールの除去プロセスでは、適切なサンドブラスト材料を選択することも極めて重要です。以下は、一般的に使用される4種類のサンドブラスト媒体です。それぞれの長所と短所、適用シーンについて詳しく説明します。特定のワークピースのニーズと予算に応じて、最適な材料を選択して最高の除去効果を得ることができます。

• スチールグリット

メリット

1. 硬度が高い： スチールグリットは硬度が高く、頑固な酸化スケールや汚れを効果的に除去することができる。
2. 経済的だ： 他のサンドブラスト媒体と比較して、スチールグリットはコストが低く、大面積の用途に適している。

デメリット

1. 錆びやすい： スチールグリットは使用中に酸化しやすく、表面に錆が残ることがある。
2. 粉塵の発生： 発破工程で粉塵が多く発生する可能性があり、換気と安全対策を強化する必要がある。

適用されるシナリオ

スチールグリットは、工業製造や重機の表面処理、特に大型工作物の表面に付着した酸化スケールや溶接残渣の除去によく使用される。

• ブラウン・コランダム

メリット

1. 強力な耐摩耗性： ブラウンコランダムの硬度と耐摩耗性は、酸化物の除去に優れている。
2. 汚染はない： その化学的特性は安定しており、ワークの表面を汚染することはない。

デメリット

1. コストが高い： スチールグリットに比べ、ブラウンコランダムは価格が高く、予算が限られているプロジェクトには適さないかもしれない。
2. 脆さが大きい： 使用中に破損し、粉塵が発生することがあります。

適用シーンブラウンコランダムは、航空宇宙産業や自動車産業における高い表面品質の要求など、微細な表面処理やクリーニングに適している。

 

• スチールショット

メリット

1. 表面は滑らか： スチールショットは、溶射中に基材を傷つけることなく、滑らかな表面を形成することができる。
2. 耐用年数が長い： スチールショットは耐摩耗性に優れているため、何度も再利用でき、経済的である。

デメリット

1. 洗浄効果は限定的： 厚い酸化スケールの場合、スチールショットの洗浄効果はスチールグリットやブラウンコランダムほど良くないかもしれない。
2. もっと重い： 他のメディアに比べ、スチールショットは重く、スプレー時に多くのエネルギーを必要とする。

適用されるシナリオ スチールショットは、主に表面研磨と強化に使用され、自動車、機械製造、金属製品の表面処理に広く使用されています。

 

• 酸化アルミニウム

メリット

1. 優れた洗浄効果： 酸化アルミニウムは硬度が高く、基材に大きなダメージを与えることなく酸化スケールを効果的に除去することができる。
2. 環境保護： 無毒・無害であるため、環境保護に有利である。

デメリット

1. コストが高い： 酸化アルミニウムは他のサンドブラスト媒体に比べて比較的高価であり、大規模で低予算のプロジェクトには適していません。
2. 重い酸化膜には適さない： 酸化アルミニウムは、厚い酸化膜を扱う場合、長い処理時間を必要とすることがある。

適用されるシナリオ

酸化アルミニウムは、電子機器や精密機械の表面処理など、表面仕上げの要求が高い産業に適している。

産業別アプリケーション事例

酸化スケールの除去は、様々な産業で広く利用されています。具体的な事例をいくつかご紹介します：

製鉄

鉄鋼製造業では通常、鋼鉄の熱処理および溶接中に酸化スケールが形成されます。サンドブラストまたは化学洗浄により、酸化皮膜を効果的に除去し、その後の処理（コーティングや溶接など）の品質を向上させることができます。鉄鋼メーカーは、酸化アルミニウムを使用することで、その後のコーティングの剥離率を低減し、製品の表面品質と耐久性を向上させることに成功しています。

航空宇宙

航空宇宙分野では、酸化スケールの除去が部品の性能を確保するための鍵となります。高温合金部品は、製造中や溶接中に酸化皮膜が形成されやすい。超音波洗浄機を使用して酸化スケールを除去することで、部品の幾何学的精度と表面仕上げを維持することができ、これは航空機部品の信頼性を向上させる上で極めて重要です。

石油・ガス産業

石油・ガス産業では、特に高温・高圧の環境では、機器の表面が酸化物や堆積物で汚染されることがよくあります。例えば、ドリルビットやバルブなどの主要な機器は、運転中に酸化膜を形成します。サンドブラスターを使用してこれを処理することで、機器の耐用年数を効果的に延ばし、作業効率を向上させることができます。

スケール除去のベストプラクティス

作業の効率と安全性を確保するために、酸化スケールの除去工程では、次のような主な操作上の提案に注意することができます：

業務プロセスの標準化

前処理、本処理、後処理を含め、運転プロセスが標準化されていることを確認する。オペレーターは、酸化スケール除去の完全性を確保するために、各リンクの要件を熟知している必要がある。

安全上のご注意

• 個人用保護具： 作業中の怪我を避けるため、作業者は保護メガネ、マスク、手袋、耳栓などの適切な保護具を着用すること。
• 換気と排気： 化学洗浄剤やサンドブラスト装置を使用する場合は、有害なガスや粉塵の蓄積を抑えるため、作業場所の換気をよくしてください。

オペレーター・トレーニング

機器の使用方法、危険性、緊急時の対応策を理解させるため、オペレーターのトレーニングを強化する。緊急事態に対処するための安全訓練を定期的に実施する。

設備メンテナンス

定期的にスケール除去装置を保守および整備し、正常な運転を確保する。サンドブラスト機の場合、除去効果の一貫性を確保するために、ノズル、空気圧、研磨剤の状態を定期的に点検する必要があります。