Организации и предприниматели, занимающиеся абразивоструйной (пескоструйной, дробеструйной) очисткой поверхности, всегда сталкиваются с вопросом приобретения абразивоструйных сопел. Как правильно и выгодно подобрать сопло? Точить самим из стали, купить дешевое кремниевое или дорогое боровое сопло? Почему продавцы сопел всегда стараются предложить самые дорогие иностранные насадки, убеждая в выгоде от их применения? Разобраться в этих и некоторых других вопросах касательно сопел поможет эта статья.

Конструкция и изготовление

Корпус

Абразивное сопло в общем случае состоит из корпуса и абразивостойкой вставки, в некоторых случаях вставки устанавливаются непосредственно в держатель.

Наиболее распространены корпуса из алюминия, стали и пластика. Металлические корпуса иногда покрывают слоем резины или мягкого полимера, который, демпфируя удар, защищает вставки от разрушения при неосторожном обращении.

С точки зрения эксплуатации наилучшими следует признать корпуса из алюминия с полимерным покрытием.

Стальные корпуса дешевые, но тяжелые, пластиковые не всегда обеспечивают необходимую механическую прочность, алюминий же при малой массе и легкости точной механической обработки имеет необходимую прочность.

Применяются 3 основных типа крепления сопла в соплодержателе: резьбовое, "под накидную гайку" и "ёлочка" (сопло крепится прямо в шланг). Основные российские производители абразивоструйной техники используют соплодержатели с накидной гайкой, причем, при внешней схожести диаметры корпусов используемых сопел больше, чем скажем у немецких производителей. Европейцы в основном используют сопла с внешней резьбой 2 дюйма или с бортиком под накидную гайку. При выборе сопла важно знать какое соединение имеет его корпус, при необходимости нужно приобретать соответствующий соплодержатель.

Вставка

Основной высокотехнологичной и дорогостоящей частью сопла является вставка из абразивостойкого материала. От нее как от заключительного звена в системе абразивоструйной установки в значительной мере зависит эффективность, скорость и стоимость работ по струйной подготовке поверхностей.

Основное требование, предъявляемое к вставке - это высокая износостойкость, способность работать с абразивом длительное время без уноса материала самой вставки. Сегодня на рынке представлено множество износостойких материалов, таких как закаленные и легированные стали, оксид алюминия, карбиды вольфрама, кремния и бора, нитрид кремния и другие.

Основные материалы для производства вставок это карбид кремния, карбид вольфрама и карбид бора.

Процесс производства керамических сопел прост в описании, но требует высочайшей точности.

Для изготовления керамической втулки используются графитовые формы. Прецизионно взвешенная порция порошка (скажем, карбида бора или кремния) засыпается между графитовыми формами и сжимается в специальном прессе, при этом будущая втулка подвергается нагреву до 2300 гр. Цельсия, в некоторых случаях, порошок сначала прессуется, а потом выдерживается при температуре 2000 гр. Цельсия до финального спекания. Необходимо очень точно выдержать время воздействия температуры для достижения высокой прочности и твердости втулки.

После формирования вставки, она извлекается из прессовой установки, и графитовые формочки удаляются из втулки, они больше не годны к применению. После проверки твердости, на следующем этапе торцы втулки шлифуются, это необходимо для плотного прилегания втулок друг к другу, т.к. подавляющее большинство сопел сборные.

На последнем этапе втулки вклеиваются в корпус сопла.

Поняв процесс, становится ясным, что он довольно сложен и соответственно недешев, однако, сравнив стоимости и сроки службы обычных стальных сопел и сопел из керамики, становится очевидным, что выгоднее использование именно керамических сопел. На приведенной диаграмме описаны удельные затраты при выполнении работ тем или иным типом сопел. Диаграмма взята из немецкого источника, в частности видно, что применение сопел из карбида бора в 2 раза выгоднее, чем из карбида кремния. На сегодня на российском рынке эта разница (В₄С - SiSiC) может доходить до 3-7 раз. Приведем еще один пример, сопло из закаленной стали на напорной абразивоструйной установке при работе с песком служит 5-40 часов. В тех же условиях стойкость высококачественного карбид борового сопла достигает 1500-2500 часов. Несмотря на очень малую стоимость стального сопла, высочайшая стойкость керамики обуславливает экономическую целесообразность применения сопел из карбида бора, вольфрама и кремния.

Вкратце коснемся типов сопел по форме. На сегодняшний день распространены два основных типа сопел по форме: с цилиндрическим каналом и каналом Вентури (или Лаваля).

На приведенном рисунке видны различия внутренних каналов этих типов сопел. Сопла Вентури при прочих равных условиях обладают большей мощностью абразивной струи и, соответственно, большей производительностью. Кроме того, стоит знать, что сопло с большей длиной эффективнее короткого.

Для специфических работ, таких как очистка внутренних поверхностей труб, обработка труднодоступных поверхностей и др. используются специализированные сопла, некоторые из них приведены на фотографиях.

Заключение.

Итак, в заключение можно дать несколько рекомендаций по подбору абразивоструйных сопел к установке.

В первую очередь необходимо знать производительность и давление компрессора, работающего с вашей абразивоструйной установкой, исходя из этих параметров, по таблицам легко подобрать максимальный внутренний диаметр сопла. Во вторую очередь следует уточнить тип соплодержателя или пистолета, установленного на Вашей установке. Определившись с типом работ, можно выбирать материал вставок сопла, здесь уже необходимо руководствоваться соотношением цена/стойкость каждого конкретного типа сопел.

В случае использования маленьких эжекторных установок и небольших объемов работ, вполне достаточно использовать карбид кремниевые насадки. При условии необходимости выполнения больших объемов абразивоструйных работ и добросовестности поставщика сопел, скорее всего, выбор склонится в пользу сопел из карбида бора. Сегодня на российском рынке представлены изделия России, Украины, Германии, Китая и других стран. Касательно выбора страны изготовителя сопел стоит заметить, что, к примеру, немецкие сопла (реально немецкие, а не многочисленные подделки, продаваемые под видом германских) именитых производителей отличаются стабильным и высочайшим качеством. Отечественные и украинские сопла, зачастую не уступая им по отношению цена/стойкость, не всегда имеют стабильность свойств, качество сопел в разных партиях иногда отличается.

Кроме вышесказанного хочется в очередной раз предостеречь заказчиков и покупателей сопел от приобретения некачественного товара. Известны случаи продажи относительно дешевых сопел из карбида вольфрама под видом карбид боровых сопел. (Легко определить по весу - карбид вольфрама имеет значительно большую плотность, чем карбид бора). При покупке всегда необходимо обращать внимание на качество стыковки вклеенных втулок, отсутствие сколов на вставках. Пластик в случае пластмассовых корпусов сопел должен быть прочным и не хрупким.