Abrazív anyagok szemcseméretének hatásai

Az abrazív megmunkálást végző vízsugaras vágógépek 95%-a gránáthomokkal dolgozik. Az abrazív homok mérete általában 50 mesh és 220 mesh között mozog (297 – 69 µm), de a legáltalánosabban használt a 80 mesh (177 µm) nagyságú gránáthomok. A mesh értékek nem a konkrét szemcseméreteket jelölik, sokkal inkább egy átlagértéket. A 80 mesh méretű abrazív homok szemcséi között találhatók olyanok, amik nagyobbak vagy kisebbek, mint 80 mesh. A mesh értékeket általában különböző méretű rosták segítségével határozzák meg. Felülről lefelé haladva egyre kisebb méretű szemcséket engednek át. A meghatározás során ezeket a szűrőket meghatározott ideig rezgetik, így az abrazív homok átszitálódik rajta. A kiinduláskor lemért homok különböző méretű szűrőkön fennmaradt részeinek tömegét megmérve, a kiindulásihoz viszonyított aránynak megfelelően kapható meg az az átlag szemcseméret, ami a mesh értéket adja. A gránáthomok szemcseméretének megválasztásakor a következő faktorokat kell figyelembe venni:

Vágófej
A vágás során az abrazív homok a vágófejben található keverőcsőben keveredik össze a nagynyomású vízsugárral. Éppen ezért a keverőcső belső átmérője határozza meg a maximális szemcseméretet. A keverőcsövek belső átmérője általában 0.76, 1 vagy 1.27 mm.  Az átlagos keverőcső átmérőknek megfelelően 100-120, 50-80 vagy 50-60 mesh méretű abrazív homok használata az ajánlott. Olyan esetekben azonban, mikor a keverőcső átmérője mindössze 0.38 és 0.51 mm között van, az abrazív homok méretének is csökkenni kell, ezért 150 és 220 mesh közti homokot alkalmaznak.

Abraziv_meretek_vagofej

Felületi minőség
Az abrazív vízsugaras vágás során homokfúvott felületet alakítunk ki, hiszen a vízsugárral felgyorsított gránáthomok távolítja el az anyagot a megmunkálandó felületről. A nagyobb méretű homok kevésbé finom felület kialakítására alkalmas, mint a kisebb méretű szemcsékből álló, finomabb homok. Egy 80 mesh méretű abrazív homokkal megmunkált acél felület minősége nagyjából 125 Ra, 40%-os vagy annál alacsonyabb vágási sebesség mellett.

Vágási sebesség
A vágási sebesség és a szemcsék mérete közti összefüggés alapján minél nagyobb az abrazív homok mérete, annál nagyobbnak kell lenni a vágási sebességnek. Ha a részecskék mérete 50 mesh, akkor a leggyakrabban használt, azaz a 80 mesh méretű homokhoz viszonyítva valamivel gyorsabb (4-8%) vágási sebességet kapunk. A nagyon finom abrazív homok esetében, ami 150-220 mesh közötti szemcseméretet jelent, a vágási sebesség jelentősen csökken. Általában ezeket az anyagokat a nagyon finom felületek kialakításakor, vagy kisméretű keverőcső használatakor alkalmazzák.

Eltömődés
A csövek eltömődésének legfőbb okai a következők lehetnek: nedvesség, túlméretes szemcsék, idegen törmelék és a por. Az abrazív homokot minden esetben tisztán és szárazon kell tárolni. Nedvesség hatására a homok összetapad, majd eltömíti a csöveket.

Abraziv_meretek_homok

A szemcsék méretének eloszlását úgy kell megválasztani, hogy a legnagyobb méretű szemcse se legyen nagyobb, mint a keverőcső belső átmérőjének 1/3-a. Tehát egy 0.762 mm átmérőjű cső esetében a legnagyobb szemcse mérete nem haladhatja meg a 0.254 mm-t, különben a keverőcső eltömődik.

A különböző idegen törmelékek leggyakrabban úgy kerülhetnek a homokszemcsék közé, ha figyelmetlenül nyitjuk ki a homokot tartalmazó zsákot, vagy nem használunk szemét szűrőt a homok tárolóban. Ha nem ellenőrizzük az abrazív homok szemétmentességét, a vágógép könnyen leállhat a keverőcső eltömődése miatt.

Gondot azonban nem csak a nagyobb szennyeződések okozhatnak. Ugyanakkora problémát jelent a por és egyéb kisméretű idegen részecskék jelenléte, melyek növelik a statikus elektromosságot a homokban, így csökkentik a részecskék finom áramlását a vágófej felé.

Költségek
A milliméterenkétni vágási költségeket az alkalmazott abrazív homok ára mellett a vágási folyamat költségei is befolyásolják. A legjobb megoldás általában az, ha a rendelkezésre álló keverőcső paraméterei által megengedett legnagyobb méretű homokot használjuk, így megfelelő vágási sebességet érhetünk el. Egyes fajták lehetnek szögletesebbek, így magasabb vágási sebességet biztosítanak az anyageltávolítás hatékonyságának köszönhetően.

A gránáthomokot minden bányában más és más méretben állítják elő. Ebből kifolyólag a különböző vállalatok árai nagy mértékben eltérhetnek az egyes szemcseméretek esetében. Valamint azt is figyelembe kell venni, hogy nem minden abrazív homok nyújtja ugyanazt a vágási teljesítményt. Egyes homokfajták lehetnek jobban legömbölyítettek, vagy könnyebben roncsolódhatnak a vágás során. A megfelelő abrazív anyagok kiválasztásához mindenképpen szükséges a keverőcső átmérőjének figyelembe vétele, a legoptimálisabb méretű abrazív homok használatával jó minőségű, megbízható vízsugaras vágási folyamatok végezhetők, a megfelelő vágási sebesség mellett.

Forrás: flowwaterjetblog.com