手机版|
二维码|
抛丸处理是指通过抛丸器把丸料(钢丸或砂粒)以很高的速度和一定的角度抛射到工作表面上，让丸料冲击工作表面，然后在机器内部通过配套的吸尘器，采用干式或湿式除尘方法，将丸料和清理下来的杂质分别回收，并且通过丸料回收系统、筛分装置、提升机使丸料可以再次利用的技术。
抛丸处理技术，目的在于使零件表层形成起保护作用的残余压应力，产生加工硬化等有利变化。这对于长期处于交变应力作用下的零件，可以延长零件的疲劳寿命或载荷能力，同时可以提高零件的弯曲度、扭转疲劳强度，改善应力腐蚀开裂性能。比如，汽车的变速器齿轮、轴经过抛丸处理处理之后，大大提高了零件的疲劳强度及使用寿命。抛丸处理技术特点及关键参数
抛丸处理技术目的是使零件表层获得残余压应力，从而延长零件的疲劳寿命，这个基础理论通过台架试验和其他大量的试验已经得到验证。通过不同工艺、不同技术参数条件下抛丸出来的零件，抛丸结果其表层残余压应力可以检测，通常用射线应力仪检测。
测定残余应力的检测方法除X射线法外，还有机械法、电阻法、光弹性复膜法和声学法等，这些方法只有X射线法属于非破坏性的，可测定表层10～35μm内的应力。测定零件沿层深的残余压应力通常使用剥层法，即通过切削或腐蚀使材料内部逐层露出。
检测试样的制作需要切割零件，属于有损检测，而且检测时间长。工艺试验及设备调试时就采用检测对应工艺生产条件下的弧高值，同时抽取零件送检进行残余压应力确认。生产过程用监测弧高值的稳定性来进行过程控制。弧高值检测有专门的弧高仪，采用阿尔门(Almen)试片进行。
阿尔门试片分N、A、C三种，分别适用于不同抛丸强度(弧高值)的场合用，每类试片根据加工精度不同区分为不同等级。抛丸处理覆盖率一般要求。工艺试验设备调试时使用体视显微镜或放大镜或荧光指示剂配合测定，生产过程用抛丸工艺时间来保证。
弧高值表示阿尔门试片Almen Strips向产生残余压应力被强化的一面弯曲或弧形突出高度，通过阿尔门量具测得。覆盖率表示零件表面被丸流抛射击打形成小凹坑痕覆盖的面积。
要保证抛丸结果稳定，就必须要求抛丸过程受控、可控。也就要求对影响抛丸强度和覆盖率的主要因素抛头尺寸、抛头功率、抛射速度、抛射角度、丸料流量、电动机转速、抛丸时间、丸料大小、丸料形状等级和丸料硬度等进行参数设定和过程控制。
抛丸处理技术发展
抛丸处理适用于当零件有特定目标区域(部位)需要强化时，或设计使用的丸料为陶瓷珠或玻璃珠时，同时喷嘴机械手能实现强化的高度自动化。如果有生产时间限制或在高产能批量化的制造环境下，如汽车零部件制造业用于强化板簧、圆簧或齿轮、轴，离心力式抛丸强化是更为理想的选择，采用离心式抛丸器是技术发展趋势。
除技术稳定可靠性差外，基础工业环境国产钢材质量不稳定，国产钢板强度使用寿命不够，国产零部件供应链不配套，国产检测设备不够成熟，都是制约国产抛丸处理机发展的因素。
市场机会不多，给予国产抛丸处理机制造商积累经验、不断改进的空间也就不够。因此国产抛丸处理机行业要充分考虑政策风险、市场风险、技术风险、贸易风险、粉尘排放、噪声控制、安全环保风险，把握国家投资的契机，实施竞争性战略联盟。
抛丸处理企业自身要合理定位客户群，实施重点客户战略，参与客户的生产规划，根据客户产能需求，为客户量身定做抛丸处理技术解决方案。设计制造的抛丸机设备应满足生产要求、生产节拍、生产效率和质量，产品的技术要求残余压应力、覆盖率、阿尔门试片弧高值都能得到保证，性价比高。抛丸处理技术在高速公路中的应用
一、抛丸处理工作原理
公路抛丸机由支撑平台、抛丸机、除尘器及控制系统四部分组成。主要用于公路混凝土表面拉毛，以增加沥青防水层的附着力。
通过蜗轮向混凝土表面以 50m/s～70m/s的速度高速喷射微型钢丸，使其表面产生不规则的“桔皮”，由此产生的粉尘及钢丸通过除尘器进行回收，在钢丸储备箱对钢丸及粉尘进行分离，粉尘通过除尘器进行回收集中处理。
可做到无尘、无污染施工，既提高效率，又保护环境。抛丸机按其行走形式可分为三种:手推式、车载式和自行式。抛丸机操作时通过控制和选择丸料的颗粒大小、形状，以及调整和设定机器的行走速度，控制丸料的抛射流量，得到不同的抛射强度，获得不同的表面处理效果。
我国目前使用的方法:人工凿毛、机械凿毛、高压水等，均存在施工效率低，环境污染严重，甚至在原混凝土表面产生强烈振动导致加微裂纹的危险，同时不便于大面积机械化施工，粘结力较差。
使用凿毛设备或铣刨设备存在以下弊端:①在机械冲击下产生微裂纹;②将原来并不松动的骨料会振松;③铣面百分比低;④破坏原路面的平整度;⑤处理后的表面不均匀;⑥需要后续的清理工作;⑦环境粉尘污染严重。
抛丸处理工艺能够一次性将混凝土表面的浮浆、杂质清理和清除干净，Z重要的是同时对混凝土表面进行了打毛处理，使其表面均匀粗糙，达到一定的露骨率，但又不会去除粘结紧密的骨料，大大提高防水层和混凝土基层的粘结强度。抛丸处理工艺还存在施工效率高、运行成本低等特点，而且在施工过程中，能够充分暴露混凝土的裂纹等病害，以便提前采取补救措施。
二、抛丸处理施工过程
1、原材料准备
根据工作面准备情况，应预先备好圆形φ1.2/ 1.5mm的丸料2 t左右，丸料无杂物、大小均匀一致，并符合国标SAE S460相关要求。丸料要储存在干燥的环境中，以免因锈蚀结块而无法使用;还应准备5块以上2m×1m的钢板，在抛丸机经过桥梁伸缩缝时使用。
2、工作面清理
一般情况下，在桥面护栏等附属结构物施工结束后都会遗留少数杂物，主要为抛撒的浮浆。此时，清理浮浆较为重要，如较大块(2 cm以上)不做清理，在抛丸过程中机器抛头就极易被损坏，造成不必要的损失。
在清理时，应对抛丸机行走不到的位置用人工使用钢丝刷仔细刷掉混凝土浮浆和结硬杂物，然后用风力灭火器吹干净。清理后的桥面应保证平整、坚实、洁净，无污染、杂质、油渍、尘土等，局部低洼或凸出的结硬杂物，应将其打磨并清理干净。
3、施工工作面的验收
由于水泥混凝土桥面铺装层一般在施工结束后不久就逐渐产生起皮、泛砂、剥落、露筋、空鼓、开裂、松散和破碎等现象，这些病害通常难以避免。
因此，在进行桥面抛丸处理前应对桥面整体进行验收。验收应在雨后进行，可采用4人～7人呈一字在半幅依次排开，每人一把铁锤敲击检测，就可发现空鼓、裂缝、破碎、露筋等现象，对于病害部位使用油漆做以标记待返工处理，验收合格后方可开始抛丸施工。
桥面抛丸处理已完成 20余万平方米，经与总监办、项目办对已施工完成桥面多次检测，抛丸处理后构造深度达到0.56mm，满足设计(≥0.45mm)要求，构造深度合格率达98%以上，满足设计与验收标准，处理程度达到了预期的效果。
三、抛丸处理的关键控制参数
抛丸工艺和设备根据所需要处理的表面不同，通过以下 3个参数来控制处理后的表面状况:
1、选择钢丸的尺寸和形状，丸料的形状和大小决定了处理之后的表面粗糙度;
2、设备的行走速度，决定了处理的深度;
3、钢丸流量，决定抛丸打击效率。
桥面铺装设计为C50加筋混凝土，使用的MT-800B型公路抛丸机为车载式。在工作时，由一辆拖拉机牵引行驶，行驶速度控制在10m/min～15m/min;钢丸流量控制在65m/s;施工初期使用丸料为圆形φ1.2mm，但经过检测，构造深度较难达到0.45，通过在施工中的不断探索、总结，随后将丸料调整为圆形φ1.5mm掺拌20%圆形φ1.2mm丸料混合使用，抛丸处理后的效果得到了很大改善。
四、抛丸处理经济性分析
根据以往的桥面处理方法(铣刨或凿毛)与目前的抛丸处理相比较，铣刨机在施工过程中，需要 1辆水车加水、2辆自卸车装运废料，并配3名以上工人，按铣刨5mm深，每平方米单价需要25元;而抛丸只需配4名～7名工人，抛丸处理5mm深，钢丸材料费用:消耗0.15 kg/m2，钢丸按目前的市场价格6 000元/t计算，材料费用为0.9元/m2，综合单价也只达到8元/m2。说明使用抛丸处理技术直接节约费用730万元以上。
通过以上分析可以看出，抛丸处理材料费用只占到很少一部分，即便钢材价格再涨一倍，也丝毫不能影响二者之间的差距，且抛丸处理技术施工质量有保证、效率高、安全环保，值得推广。
五、安全、环保注意事项
1、操作人员操作抛丸机时要穿防护服、戴防护眼镜、手套和耳塞，清除有毒覆层时应佩戴防毒面具;
2、抛丸机工作时，非操作人员不要靠近操作区;
3、在每次使用机器前必须认真检查设备是否完好，要保证各连接处密封良好，各连接部件紧固螺栓牢固可靠，易损件应在允许使用范围内，否则应予更换;
4、装添丸料时要检查丸料颗粒度标号是否符合工作要求，特别要查看丸料中是否混有螺母、螺钉等异物，否则易损坏抛丸轮;
5、检查抛丸机底部抛出口与工作清理面的高度，应保证各边都在10mm(±1mm)内，如超出范围应进行调整;
6、使用除尘器前需清理集尘箱;
7、搬运或移动抛丸机时，必须在关闭丸料调节阀、抛丸轮完全停止转动、切断电源后方可搬运或移动;
8、在有可燃气体环境或管线不足环境下，切勿操作抛丸机;
9、不能在雨天和潮湿的环境下使用设备，以免损坏设备及造成不必要的损失;
10、设备在搬运及运输移动过程中，应避免螺钉、钉子、焊条头等杂物被吸附到抛丸口下面。每次开机前均需清理一次，否则易发生漏丸和损坏抛头等事故;
11、在抛丸之后遗留的丸料应及时回收，清理干净，以备再次利用;
12、对于抛丸产生的废料垃圾应集中堆放、装运，并统一处理，切勿随处抛洒，避免污染附近水系、农田等，保证现场文明施工。
作为一种全新的工艺在混凝土桥面防水底层处理才刚刚起步，根据现场所得的各项指标结果说明，桥面抛丸处理技术是值得在全省乃至全国范围内广泛推广的桥面浮浆处理技术。
2018-07-04 1858
