拋丸處理是指通過拋丸器把丸料(鋼丸或砂粒)以很高的速度和一定的角度拋射到工作表面上,讓丸料沖擊工作表面,然后在機器內(nèi)部通過配套的吸塵器,采用干式或濕式除塵方法,將丸料和清理下來的雜質(zhì)分別回收,并且通過丸料回收系統(tǒng)、篩分裝置、提升機使丸料可以再次利用的技術(shù)。
拋丸處理技術(shù),目的在于使零件表層形成起保護作用的殘余壓應(yīng)力,產(chǎn)生加工硬化等有利變化。這對于長期處于交變應(yīng)力作用下的零件,可以延長零件的疲勞壽命或載荷能力,同時可以提高零件的彎曲度、扭轉(zhuǎn)疲勞強度,改善應(yīng)力腐蝕開裂性能。比如,汽車的變速器齒輪、軸經(jīng)過拋丸處理處理之后,大大提高了零件的疲勞強度及使用壽命。
拋丸處理技術(shù)特點及關(guān)鍵參數(shù)拋丸處理技術(shù)目的是使零件表層獲得殘余壓應(yīng)力,從而延長零件的疲勞壽命,這個基礎(chǔ)理論通過臺架試驗和其他大量的試驗已經(jīng)得到驗證。通過不同工藝、不同技術(shù)參數(shù)條件下拋丸出來的零件,拋丸結(jié)果其表層殘余壓應(yīng)力可以檢測,通常用射線應(yīng)力儀檢測。
測定殘余應(yīng)力的檢測方法除X射線法外,還有機械法、電阻法、光彈性復(fù)膜法和聲學(xué)法等,這些方法只有X射線法屬于非破壞性的,可測定表層10~35μm內(nèi)的應(yīng)力。測定零件沿層深的殘余壓應(yīng)力通常使用剝層法,即通過切削或腐蝕使材料內(nèi)部逐層露出。
檢測試樣的制作需要切割零件,屬于有損檢測,而且檢測時間長。工藝試驗及設(shè)備調(diào)試時就采用檢測對應(yīng)工藝生產(chǎn)條件下的弧高值,同時抽取零件送檢進行殘余壓應(yīng)力確認(rèn)。生產(chǎn)過程用監(jiān)測弧高值的穩(wěn)定性來進行過程控制?;「咧禉z測有專門的弧高儀,采用阿爾門(Almen)試片進行。
阿爾門試片分N、A、C三種,分別適用于不同拋丸強度(弧高值)的場合用,每類試片根據(jù)加工精度不同區(qū)分為不同等級。拋丸處理覆蓋率一般要求100%。工藝試驗設(shè)備調(diào)試時使用體視顯微鏡或放大鏡或熒光指示劑配合測定,生產(chǎn)過程用拋丸工藝時間來保證。
弧高值表示阿爾門試片Almen Strips向產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力被強化的一面彎曲或弧形突出高度,通過阿爾門量具測得。覆蓋率表示零件表面被丸流拋射擊打形成小凹坑痕覆蓋的面積。
要保證拋丸結(jié)果穩(wěn)定,就必須要求拋丸過程受控、可控。也就要求對影響拋丸強度和覆蓋率的主要因素拋頭尺寸、拋頭功率、拋射速度、拋射角度、丸料流量、電動機轉(zhuǎn)速、拋丸時間、丸料大小、丸料形狀等級和丸料硬度等進行參數(shù)設(shè)定和過程控制。
拋丸處理適用于當(dāng)零件有特定目標(biāo)區(qū)域(部位)需要強化時,或設(shè)計使用的丸料為陶瓷珠或玻璃珠時,同時噴嘴機械手能實現(xiàn)強化的高度自動化。如果有生產(chǎn)時間限制或在高產(chǎn)能批量化的制造環(huán)境下,如汽車零部件制造業(yè)用于強化板簧、圓簧或齒輪、軸,離心力式拋丸強化是更為理想的選擇,采用離心式拋丸器是技術(shù)發(fā)展趨勢。
除技術(shù)穩(wěn)定可靠性差外,基礎(chǔ)工業(yè)環(huán)境國產(chǎn)鋼材質(zhì)量不穩(wěn)定,國產(chǎn)鋼板強度使用壽命不夠,國產(chǎn)零部件供應(yīng)鏈不配套,國產(chǎn)檢測設(shè)備不夠成熟,都是制約國產(chǎn)拋丸處理機發(fā)展的因素。
市場機會不多,給予國產(chǎn)拋丸處理機制造商積累經(jīng)驗、不斷改進的空間也就不夠。因此國產(chǎn)拋丸處理機行業(yè)要充分考慮政策風(fēng)險、市場風(fēng)險、技術(shù)風(fēng)險、貿(mào)易風(fēng)險、粉塵排放、噪聲控制、安全環(huán)保風(fēng)險,把握國家投資的契機,實施競爭性戰(zhàn)略聯(lián)盟。
拋丸處理企業(yè)自身要合理定位客戶群,實施重點客戶戰(zhàn)略,參與客戶的生產(chǎn)規(guī)劃,根據(jù)客戶產(chǎn)能需求,為客戶量身定做拋丸處理技術(shù)解決方案。設(shè)計制造的拋丸機設(shè)備應(yīng)滿足生產(chǎn)要求、生產(chǎn)節(jié)拍、生產(chǎn)效率和質(zhì)量,產(chǎn)品的技術(shù)要求殘余壓應(yīng)力、覆蓋率、阿爾門試片弧高值都能得到保證,性價比高。
拋丸處理技術(shù)在高速公路中的應(yīng)用一、拋丸處理工作原理
公路拋丸機由支撐平臺、拋丸機、除塵器及控制系統(tǒng)四部分組成。主要用于公路混凝土表面拉毛,以增加瀝青防水層的附著力。
通過蝸輪向混凝土表面以 50m/s~70m/s的速度高速噴射微型鋼丸,使其表面產(chǎn)生不規(guī)則的“桔皮”,由此產(chǎn)生的粉塵及鋼丸通過除塵器進行回收,在鋼丸儲備箱對鋼丸及粉塵進行分離,粉塵通過除塵器進行回收集中處理。
可做到無塵、無污染施工,既提高效率,又保護環(huán)境。拋丸機按其行走形式可分為三種:手推式、車載式和自行式。拋丸機操作時通過控制和選擇丸料的顆粒大小、形狀,以及調(diào)整和設(shè)定機器的行走速度,控制丸料的拋射流量,得到不同的拋射強度,獲得不同的表面處理效果。
我國目前使用的方法:人工鑿毛、機械鑿毛、高壓水等,均存在施工效率低,環(huán)境污染嚴(yán)重,甚至在原混凝土表面產(chǎn)生強烈振動導(dǎo)致加微裂紋的危險,同時不便于大面積機械化施工,粘結(jié)力較差。
使用鑿毛設(shè)備或銑刨設(shè)備存在以下弊端:①在機械沖擊下產(chǎn)生微裂紋;②將原來并不松動的骨料會振松;③銑面百分比低;④破壞原路面的平整度;⑤處理后的表面不均勻;⑥需要后續(xù)的清理工作;⑦環(huán)境粉塵污染嚴(yán)重。
拋丸處理工藝能夠一次性將混凝土表面的浮漿、雜質(zhì)清理和清除干凈,最重要的是同時對混凝土表面進行了打毛處理,使其表面均勻粗糙,達到一定的露骨率,但又不會去除粘結(jié)緊密的骨料,大大提高防水層和混凝土基層的粘結(jié)強度。拋丸處理工藝還存在施工效率高、運行成本低等特點,而且在施工過程中,能夠充分暴露混凝土的裂紋等病害,以便提前采取補救措施。
二、拋丸處理施工過程
1、原材料準(zhǔn)備
根據(jù)工作面準(zhǔn)備情況,應(yīng)預(yù)先備好圓形φ1.2/ 1.5mm的丸料2 t左右,丸料無雜物、大小均勻一致,并符合國標(biāo)SAE S460相關(guān)要求。丸料要儲存在干燥的環(huán)境中,以免因銹蝕結(jié)塊而無法使用;還應(yīng)準(zhǔn)備5塊以上2m×1m的鋼板,在拋丸機經(jīng)過橋梁伸縮縫時使用。
2、工作面清理
一般情況下,在橋面護欄等附屬結(jié)構(gòu)物施工結(jié)束后都會遺留少數(shù)雜物,主要為拋撒的浮漿。此時,清理浮漿較為重要,如較大塊(2 cm以上)不做清理,在拋丸過程中機器拋頭就極易被損壞,造成不必要的損失。
在清理時,應(yīng)對拋丸機行走不到的位置用人工使用鋼絲刷仔細(xì)刷掉混凝土浮漿和結(jié)硬雜物,然后用風(fēng)力滅火器吹干凈。清理后的橋面應(yīng)保證平整、堅實、潔凈,無污染、雜質(zhì)、油漬、塵土等,局部低洼或凸出的結(jié)硬雜物,應(yīng)將其打磨并清理干凈。
3、施工工作面的驗收
由于水泥混凝土橋面鋪裝層一般在施工結(jié)束后不久就逐漸產(chǎn)生起皮、泛砂、剝落、露筋、空鼓、開裂、松散和破碎等現(xiàn)象,這些病害通常難以避免。
因此,在進行橋面拋丸處理前應(yīng)對橋面整體進行驗收。驗收應(yīng)在雨后進行,可采用4人~7人呈一字在半幅依次排開,每人一把鐵錘敲擊檢測,就可發(fā)現(xiàn)空鼓、裂縫、破碎、露筋等現(xiàn)象,對于病害部位使用油漆做以標(biāo)記待返工處理,驗收合格后方可開始拋丸施工。
橋面拋丸處理已完成 20余萬平方米,經(jīng)與總監(jiān)辦、項目辦對已施工完成橋面多次檢測,拋丸處理后構(gòu)造深度達到0.56mm,滿足設(shè)計(≥0.45mm)要求,構(gòu)造深度合格率達98%以上,滿足設(shè)計與驗收標(biāo)準(zhǔn),處理程度達到了預(yù)期的效果。
三、拋丸處理的關(guān)鍵控制參數(shù)
拋丸工藝和設(shè)備根據(jù)所需要處理的表面不同,通過以下 3個參數(shù)來控制處理后的表面狀況:
1、選擇鋼丸的尺寸和形狀,丸料的形狀和大小決定了處理之后的表面粗糙度;
2、設(shè)備的行走速度,決定了處理的深度;
3、鋼丸流量,決定拋丸打擊效率。
橋面鋪裝設(shè)計為C50加筋混凝土,使用的MT-800B型公路拋丸機為車載式。在工作時,由一輛拖拉機牽引行駛,行駛速度控制在10m/min~15m/min;鋼丸流量控制在65m/s;施工初期使用丸料為圓形φ1.2mm,但經(jīng)過檢測,構(gòu)造深度較難達到0.45,通過在施工中的不斷探索、總結(jié),隨后將丸料調(diào)整為圓形φ1.5mm摻拌20%圓形φ1.2mm丸料混合使用,拋丸處理后的效果得到了很大改善。
四、拋丸處理經(jīng)濟性分析
根據(jù)以往的橋面處理方法(銑刨或鑿毛)與目前的拋丸處理相比較,銑刨機在施工過程中,需要 1輛水車加水、2輛自卸車裝運廢料,并配3名以上工人,按銑刨5mm深,每平方米單價需要25元;而拋丸只需配4名~7名工人,拋丸處理5mm深,鋼丸材料費用:消耗0.15 kg/m2,鋼丸按目前的市場價格6 000元/t計算,材料費用為0.9元/m2,綜合單價也只達到8元/m2。說明使用拋丸處理技術(shù)直接節(jié)約費用730萬元以上。
通過以上分析可以看出,拋丸處理材料費用只占到很少一部分,即便鋼材價格再漲一倍,也絲毫不能影響二者之間的差距,且拋丸處理技術(shù)施工質(zhì)量有保證、效率高、安全環(huán)保,值得推廣。
五、安全、環(huán)保注意事項
1、操作人員操作拋丸機時要穿防護服、戴防護眼鏡、手套和耳塞,清除有毒覆層時應(yīng)佩戴防毒面具;
2、拋丸機工作時,非操作人員不要靠近操作區(qū);
3、在每次使用機器前必須認(rèn)真檢查設(shè)備是否完好,要保證各連接處密封良好,各連接部件緊固螺栓牢固可靠,易損件應(yīng)在允許使用范圍內(nèi),否則應(yīng)予更換;
4、裝添丸料時要檢查丸料顆粒度標(biāo)號是否符合工作要求,特別要查看丸料中是否混有螺母、螺釘?shù)犬愇?,否則易損壞拋丸輪;
5、檢查拋丸機底部拋出口與工作清理面的高度,應(yīng)保證各邊都在10mm(±1mm)內(nèi),如超出范圍應(yīng)進行調(diào)整;
6、使用除塵器前需清理集塵箱;
7、搬運或移動拋丸機時,必須在關(guān)閉丸料調(diào)節(jié)閥、拋丸輪完全停止轉(zhuǎn)動、切斷電源后方可搬運或移動;
8、在有可燃?xì)怏w環(huán)境或管線不足環(huán)境下,切勿操作拋丸機;
9、不能在雨天和潮濕的環(huán)境下使用設(shè)備,以免損壞設(shè)備及造成不必要的損失;
10、設(shè)備在搬運及運輸移動過程中,應(yīng)避免螺釘、釘子、焊條頭等雜物被吸附到拋丸口下面。每次開機前均需清理一次,否則易發(fā)生漏丸和損壞拋頭等事故;
11、在拋丸之后遺留的丸料應(yīng)及時回收,清理干凈,以備再次利用;
12、對于拋丸產(chǎn)生的廢料垃圾應(yīng)集中堆放、裝運,并統(tǒng)一處理,切勿隨處拋灑,避免污染附近水系、農(nóng)田等,保證現(xiàn)場文明施工。
作為一種全新的工藝在混凝土橋面防水底層處理才剛剛起步,根據(jù)現(xiàn)場所得的各項指標(biāo)結(jié)果說明,橋面拋丸處理技術(shù)是值得在全省乃至全國范圍內(nèi)廣泛推廣的橋面浮漿處理技術(shù)。
2018-07-04 17:21:04 1012 http://www.yiqi.com/citiao/detail_892.html 熱門標(biāo)簽: