Компрессор для пескоструйных работ

Как выбрать компрессор для пескоструйных работ?

Выбирая компрессор для пескоструйного аппарата, необходимо помнить, что на скорость очистки и расход абразивного материала в большей влияют именно технические характеристики компрессора и в меньшей степени возможности и комплектация пескоструйного аппарата.

Чтобы экономия не обернулась потерями

В общей стоимости комплекса оборудования для пескоструйной очистки компрессор является самым дорогим звеном. Поэтому часто, пытаясь сэкономить средства, приобретаются компрессоры с самыми минимальными показателями или даже ниже требуемых производителями пескоструйного оборудования. В результате, снижается скорость проведения работ, возрастает расход абразива в пересчете на площадь очистки, срываются сроки выполнения заказов и увеличиваются расходы. Поэтому, выбирая компрессор, стоит в первую очередь учитывать объемы предполагаемых работ и сроки их выполнения.

Ниже представлена таблица соотношения давления, потребления сжатого воздуха, расхода абразива и скорости очистки. Точные показатели расхода рассчитать очень сложно, так как они зависят от характера обрабатываемой поверхности, высоты подачи воздушно-абразивной смеси, степени загрязнения поверхности и личного мастерства оператора, но цифры в таблице дают ориентиры для расчетов и понимания взаимосвязей показателей.

Что важнее: давление или объем воздуха?

Обе характеристики являются важными, однако,от производительности (объема сжатого воздуха за единицу времени, например, л/мин), в наибольшей степени зависит качество воздушно-абразивной смеси и скорость очистки. Более высокий объем воздуха позволяет использовать сопла большего диаметра, увеличивая пятно очистки и скорость.

Давление для разных видов работ колеблется от 3-5 бар при очистке камня, кирпича, бетона, 5-8 бар для обработки металлов и иногда 9-12 бар для снятия толстослойных и абразивостойких покрытий. В случаях, когда необходимо подавать воздушно-абразивную смесь на дистанции свыше 60 метров, рекомендуется давление от 9-12 бар. Но всегда, где это возможно, нужно стараться использовать минимальную длину абразивоструйного рукава, а основные расстояния до зоны очистки покрывать за счет увеличения длины рукава подачи сжатого воздуха, так как потеря давления в абразивоструйном рукаве всегда будет значительно выше, чем в воздушном.

Потребление сжатого воздуха большинства пескоструйных аппаратов напорного типа у наиболее распространенных производителей колеблется в пределах от 2,5 до 17 куб.м/мин.

Поршневой или винтовой?

При проведении пескоструйных работ не рекомендуется использовать поршневые компрессоры . Это связано прежде всего с пульсацией сжатого воздуха, в результате которой неравномерно распределенный в сжатом воздухе абразив сбивается в крупные комки, снижает давление и сопло начинает "плеваться". Полностью избежать пульсации возможно только в случае, когда производительность поршневого компрессора превышает потребление пескоструйного аппарата и в систему включен ресивер (воздухосборник). Также поршневые компрессоры чаще всего предназначены для коротких («рваных») режимов работ в силу присущей им конструкции системы охлаждения и отличаются большим выносом компрессорного масла.

Наиболее распространенными во всем мире для пескоструйных работ являются винтовые компрессоры, так как они способны на длительное и беспрерывное обеспечение оборудования сжатым воздухом с очень незначительным перепадом давления. Более того, они экономичнее как в обслуживании, так и в эксплуатации.

Дизельный или электрический?

Если работы производятся на выездах (без возможности подключиться к электро сети), то чаще всего единственно возможным является использование дизельного компрессора. Как правило дизельный компрессор оснащён системой регулировки производительности: при снижении потребления сжатого воздуха сбрасываются обороты, а при увеличении, наоборот, поднимаются. В силу конструкции это решение реализуется значительно проще, чем на компрессорах с электрическим приводом, так как на них, чтобы добиться подобного эффекта, устанавливаются значительно более дорогие блоки регулировки частоты привода.

Электрические компрессоры, по сравнению, с дизельными более экономичны и в силу конструктивных особенностей значительно проще и дешевле в эксплуатации и обслуживании. Для работы на выездах существуют передвижные модели, смонтированные на шасси. При пескоструйной очистке используются компрессоры с мощностью двигателей от 22 до 100 кВт и более, что может накладывать ограничения при подключении к электрическим сетям.

Прежде, чем купить дизельный компрессор, проверьте, позволяют ли условия, вместо него использовать передвижной электрический компрессор, если да, то соит отдать предпочтение второму.

Как избежать появления конденсата?

Влаго-масляный конденсат, образующийся в магистрали и в оборудовании, может серьезно снизить производительность пескоструйного аппарата, а в некоторых случаях и полностью остановить его работу. Пескоструйное оборудование высокого класса всегда оснащено циклонными сепараторами (влагомаслоотделителями), но они помогают отвести только уже сконденсированную жидкость и не могут полностью исключить попадание конденсата в абразив. При намокании большинство абразивов слеживается и теряет свои сыпучие свойства, это негативно отражается на качестве дозирования, снижает скорость очистки и увеличивает расход абразива. Металлическая дробь в присутствии влаги быстрее окисляется и изнашивается. А попадание сконденсированного компрессорного масла на очищаемую поверхность также крайне нежелательно.

Для устранения основного объема конденсата в большинстве случаев хватает охладителя сжатого воздуха и циклонного сепаратора или коалесцентного фильтра, но в некоторых случаях этого бывает недостаточно и рекомендуется использовать рефрижераторные осушители. Такого вида оборудование бывает как встроенным в компрессоры, так и отдельно монтируемым.

Работа при низких температурах

В условиях работы в пониженных температур от 5С и ниже,рекомендуется использовать компрессоры с так называемыми "зимними пакетами": системами холодного старта и предпусковыми подогревателями с обязательным использованием масел, соответствующих температурным режимам эксплуатации.

Какой компрессор прослужит долго?

В процессе пескоструйной очистки, как правило, образуется большое количество пыли, состоящей из агрессивных абразивных частиц. Попадание такой пыли в винтовые блоки компрессора существенно сокращает срок их службы, поэтому компрессоры во время проведения работ рекомендуется удалять от зоны очистки на 40-60 метров, если это возможно. Многие производители компрессоров в качестве опции могут комплектовать станции дополнительными фильтрами, поэтому старайтесь выбирать компрессоры именно с такими фильтрами, это также увеличивает ресурс винтовых блоков.

Выбирайте компрессоры производителей, имеющих широкую сеть сервисных центров. Старайтесь работать с авторизованными поставщиками, имеющими собственные сервисные службы. Обращайте внимание не только на цену компрессора.

Новый компрессор или б/у?

Покупая бывший ранее в эксплуатации компрессор, будьте готовы в первую очередь к тому, что заявленные в технической документации показатели на практике могут существенно расходиться с реальными. Это связано с естественным износом оборудования и снижением КПД. Узнать текущие показатели производительности компрессора можно только, проведя замеры с использованием расходомера.

Для дизельных компрессоров, отработавших 3 и более лет, актуален повышенный расход топлива, и, как следствие, рост расходов на выполнение работ. Возрастают также расходы на техническое обслуживание и ремонт, что тоже увеличивает себестоимость очистки.

При планировании работ на крупных объектах полагаться только на поддержанную технику нельзя. Высокий уровень рисков, связанных с выходом из строя оборудования и простоями на обслуживание и ремонт, может привести к срыву сроков выполнения работ, простою производства и неплановому увеличению расходов, не учтенных в сметах или расчетах себестоимости выпускаемой продукции.

Ведущие производители компрессорного оборудования заявляют о сроках нормальной эксплуатации компрессоров в диапазоне 7-10 лет. Если Вы решили приобрести компрессор, бывший в эксплуатации, то учитывайте эти цифры. Компрессоры с возрастом от 10 лет, которыми заполнен наш рынок, нецелесообразное и очень рискованное вложение средств.

В заключении

Не забывайте, что компрессор является "сердцем" пескоструйной системы. Из опыта: подавляющее большинство сбоев в работе, срывов сроков, нарушение бюджета и смет происходит по причине неправильного выбора компрессора и недостаточной подготовки сжатого воздуха.

Пескоструйный аппарат, как и любой другой пневматический инструмент, имеет заявленные производителем требования по обеспечению сжатым воздухом. Отклонение от этих требований практически всегда ведет к снижению производительности оборудования и качества выполняемых работ.

Мы надеемся, что эта информация поможет тем, кто впервые столкнулся с выбором компрессора для пескоструйных работ. Если Вы считаете, что какие-то вопросы освещены не достаточно полно, пишите нам и мы постараемся дополнить свою статью.

Таблица 1. Расход воздуха, абразива, производительность (степень очистки Sа 2½)

При организации сервиса по ремонту кузовов автомобилей возникает вопрос по очистке металла от грязи, ржавчины и старого лакокрасочного покрытия. Чтобы быстро удалить все лишние компоненты с металлической поверхности используют пескоструй. Струя песка в смеси с воздухом оперативно снимет все неметаллические материалы. Перед создателями малого предприятия по ремонту авто возникает вопрос: «Какой компрессор нужен для пескоструйного аппарата?»

Не только в гараже используют подобные аппараты. При ремонте мостов или строительных конструкций, в которых требуется удалить старую штукатурку, используют приспособления для подачи абразивной струи под высоким давлением. Модным направлением в изготовлении мебели уже много лет остается остекление предметов интерьера. Дополнительной опцией оказывается нанесение рисунка на стеклах и зеркалах с помощью пескоструя. Область применения установки для абразивной обработки довольно обширна. Сердцем любой из них является компрессор.

Основные параметры для выбора

На основании опытов установлено, что для обработки металлической поверхности площадью несколько квадратных метров требуется обеспечить непрерывную подачу струи абразива в смеси с воздухом массой 0,05…0,07 кг/с. Объемное соотношение между песком и воздухом оставляет (0,01…0,012):1. Получается, что для подачи песка нужно воздуха по объему в 100 раз больше.

Чтобы обеспечить такое количество сжатого воздуха производительность компрессора должна составлять 12…15 л/с (720…900 л/мин). Важным параметром будет давление, создаваемое пневматической машиной.

В теории истечения газа через сопло используют формулу:

• k – показатель адиабаты. Для двухатомных газов (газовая смесь азота и кислорода – это механическое соединение двухатомных газов) k = 1,4;
• pкр – критическое давление газа перед соплом, бар;
• p₁ – давление газа окружающей среды, куда происходит истечение, бар;
• v₁ – удельный объем воздуха, кг/м³.

Для уточнения критического давления пользуются формулой:

Для двухатомных газов критическое значение составляет βкр = 0,528. В обычном расширяющемся сопле невозможно достичь скорости выше скорости звука для данного газа соответствующей температуры. Поэтому разговоры о том, что нужно на входе в сопло иметь высокое давление необоснованы.

Зачем необходим избыток давления?

Компрессоры в работе развивают давление в 4…8 бар. Его использовать невозможно, но нужно создавать. Причина проста: нужно иметь запас сжатого газа в ресивере. После набора давления, регулируемого с помощью регулятора, происходит автоматическое отключение машины. Она включится при снижении значения в ресивере ниже установленного минимума.

Поэтому при подборе компрессоров ориентируются на возможность создания избыточного давления до 6…8 бар. Чем больше, тем лучше.

Критерии выбора

Подбирая компрессорную установку, ориентируются на ряд показателей:

• Диаметр шланга для подачи воздуха. Пользуются армированными шлангами, их еще называют кислородные. Проходное сечение у них составляет 15 или 19 мм.
• Диаметр шланга для подачи абразивного материала. На практике используют армированный шланг диаметром 15 мм.
• Диаметр сопла. Размер сопла в самой узкой части отвечает за секундный расход воздуха. Использование сопла большого диаметра не оправдано, удержать пескоструй в руках будет довольно сложно. Поэтому на практике установлено, что оптимальным будет использование сопла диаметром 4,0…5,0 мм. Тогда будет получена нужная струя подачи абразива в смеси с воздухом.

На основании изложенного определяются требования к компрессору:

1. Минимальная минутная подача – 1200…1500 л/мин.
2. Развиваемое давление – до 7…8 бар.
3. Потребляемая мощность у подобных устройств составляет 2,0…3,0 кВт.

В результате анализа работы нескольких агрегатов были получены данные по производительности пескоструйных установок. Желтым цветом выделен диапазон приемлемых параметров для небольшой мастерской по ремонту автомобилей. При проведении исследований использовался речной песок, имеющий плотность 1600…1650 кг/м³.

Основные показатели	Диаметр сопла, мм
	3,5	4,0	4,5	5,0	5,5	6,0	6,5	7,0	7,5	8,0	8,5
Расход абразива, кг/ч	120	165	210	255	300	345	390	435	480	525	570
Расход воздуха, м³/ч	1,1	1,3	1,5	1,7	1,9	2,1	2,3	2,5	2,7	2,9	3,1
Производительность по обработке поверхности, м²/ч	3,5	4,2	4,9	5,6	6,3	7,0	7,7	8,4	9,1	9,8	10,5
Потребляемая мощность привода, кВт	1,6	1,9	2,5	2,9	3,4	3,8	4,3	4,7	5,2	5,6	6,1

Компрессоры для работы

Современные компрессоры для технологического оборудования изготавливают в поршневом или шнековом исполнении. При работе винтовых компрессоров процесс сжатия газа происходит за счет вращения двух винтов.

Конструкция винтового компрессора:

Устройство винтового компрессора: 1 – корпус; 2 – роторный винт; 3 – подшипник роликового типа; 4 – подшипник шариковый; 5 – подшипниковая опора; 6 – уплотнительный сальник; 7 – крышка торцевая; 8 – пара шестерен редуктора.

Рабочий процесс поршневого компрессора: 1 – всасывающий клапан; 2 – нагнетательный клапан

Процесс работы компрессора проще всего понять, рассматривая схему поршневого устройства. Имеются:

• цилиндр;
• поршень;
• коленчатый вал;
• впускной и нагнетательный клапаны, расположенные в головке цилиндра.

1. При вращении коленчатого вала поршень совершает возвратно-поступательные движения. На данной схеме они движутся вверх и вниз.
2. При движении поршня вниз внутри цилиндра создается разряжение. В результате открывается всасывающий клапан. Воздух из окружающей среды поступает внутрь цилиндра.
3. При достижении нижней мертвой точки процесс расширения объема прекращается. Поршень начинает движение вверх.
4. Давление внутри возрастает. В результате впускной клапан перекрывается.
5. Когда давление увеличивается выше определенного значения, открывается нагнетательный клапан. Воздух под давлением проталкивается в выпускной трубопровод.
6. По завершении цикла проталкивания клапаны перекрываются. В дальнейшем вся работа повторяется.

Конструктивно промышленные установки имеют не один, а несколько цилиндров. Поэтому при их эксплуатации работ происходит в сглаженном режиме. Маховик уравновешивает вибрацию.

Конструкция многоцилиндрового поршневого компрессора:

При работе винтового компрессора происходит всасывание воздуха из окружающей среды. Профили винтовой пары изготовлены так, что при проталкивании газа в промежутках между винтами постоянно уменьшается объем. Происходит постепенное сжатие рабочего тела.

Цикл совершается без резких возвратно-поступательных движений. Износ в такой конструкции минимальный. Поэтому большинство пользователей рассматривают вопрос использования винтовых компрессорных машин. Их более высокая надежность доказана временем. Поэтому если есть возможность выбирать тот или иной тип, то лучше остановить свой выбор на винтовых системах.

Для нормальной работы компрессорных установок нужно выполнять охлаждение. Промышленные устройства имеют водяную рубашку охлаждения. Небольшие установки охлаждаются за счет вентилятора, который обдувает ребристую поверхность цилиндра и головки цилиндров.

Конструктивное исполнение компрессорной установки

При выборе компрессора рекомендуется определиться, какой двигатель будет использоваться для привода. Обычно используют:

• Электрические моторы, они работают от сети 220 или 380 В.
• Бензиновые двигатели, потребляют в качестве топлива бензин А-92 (обычно устанавливают четырехтактные устройства, но некоторые производители устанавливают и двухтактные моторы).
• Дизельные энергосиловые установки. В качестве топлива применяется соляровое масло.

Типы приводов у бытовых и промышленных компрессоров:

Компрессор, оборудованный дизелем. Мощность составляет 12 кВт, оснащен ресивером на 350 л:

Тепловые машины позволяют работать компрессорам в автономном режиме. Такие установки эксплуатируют при выполнении работ на удалении от источников питания. Ими пользуются для работы на удаленных строительных объектах:

1. При ремонте и строительстве мостов и эстакад. Там приходится очищать арматуру от различных примесей перед последующей заливкой бетонным раствором.
2. При разрушении объектов, выведенных из эксплуатации. В стране проходит расширенная реновация жилищного фонда. Приходится выполнять разрушение зданий, непригодных для жилья. В них находятся значительные объемы металлических каркасов. Для вывоза строительного мусора нужно удалять арматуру. Помощь в очистке оказывают пескоструйные установки.
3. При необходимости использовать высокопроизводительное оборудование компрессоры на базе дизелей или бензиновых двигателей могут производить десятки кубических метров в минуту.

Бытовой компрессор использует одноцилиндровое устройство. Осуществляется привод клиновым ремнем. Именно такие установки получили распространение в небольших мастерских по ремонту автомобилей:

• Электрическое оборудование с питанием до 3,0…3,5 кВт обычно эксплуатируется от сети 220 В. Их подключают обычными вилками. При этом потребляемый ток не превышает 15 А. Такие установки находят использование в небольших производствах или у индивидуальных предпринимателей, занимающихся ремонтом автомобилей.
• При необходимости использовать более производительные установки, для питания задействуют сеть на 380 В. Она способна подключать компрессоры, потребляющие до 90…100 кВт электроэнергии. Такие установки могут выдавать до 5…10 м³/мин. Такие устройства устанавливают на промышленных предприятиях.
• На заводах или в мастерских стараются располагать энергетическое оборудование в отдельном помещении. Тогда звук от работающих устройств будет меньше утомлять слух работников. Подачу сжатого воздуха от компрессоров осуществляют по трубам.
• На современных предприятиях широко используют полипропиленовые трубы. Их легко сваривать между собой, нетрудно организовать разветвление и раздачу разным потребителям.
• Чтобы равномерно загрузить сеть со сжатым воздухом около потребителей устанавливают ресиверы. Они сглаживают пульсации давления. Имеющийся резерв позволяет эксплуатировать технологическое оборудование в оптимальных режимах.
• Для работы пескоструя стараются разместить недалеко от объекта ресивер на 500…800 л. Тогда при работе будет обеспечиваться запас по производительности. Работа будет выполняться в стабильном режиме.

Видео: компрессор для пескоструя.

Как эксплуатировать компрессоры в зимний период?

При работе установки зимой необходимо помнить, что в трубопроводах образуется конденсат. Если его регулярно не удалять, то возможно замерзание. Поэтому на промышленных предприятиях устанавливают регламент по обслуживанию компрессорных станций. Ежедневно перед началом работы сливают водо-масляный конденсат. У мощных устройств за 8…16 часов работы набирается до 20…35 л подобной смеси.

Для пескоструйных установок наличие влаги в системе недопустимо. Намокает абразивный материал. Остаются следы окисления на стальных поверхностях. Оборудование повреждается.

Внимание! При эксплуатации установок для абразивной очистки нужно устанавливать клапан для экстренного сброса давления. Перекрывают подачу сжатого воздуха и открывают предохранительный клапан. Воздух быстро покидает ресивер.

Многие технические задания вынуждают пользоваться разными технологиями. Одна из таких — пескоструйная обработка. Она необходима при проведении покрасочных работ, очистке массивной поверхности от старой краски, ржавчины, следов масла и жира. Технология заключается в использовании мощной струи воздуха. В неё подмешивают песок, который является прекрасным абразивным материалом.

Частички кварцита, ударяясь о поверхность изделия, разрушают негативное старое покрытие. Удобство метода в том, что песок можно использовать повторно, а воздух является неисчерпаемым ресурсом. У исполнителя возникает лишь вопрос: «Какой нужен компрессор для пескоструя?» Ведь именно компрессор создаёт мощную струю воздуха, обеспечивающую смысл процесса. Слабый воздушный поток не даст требуемого эффекта.

Выбор

Всё зависит от области применения этого устройства. Как выбрать агрегат? Если Вы планируете использовать аппарат в небольшом гараже, то прекрасно подойдёт поршневой компрессор с эффективностью от 0,68 до 1 метра кубического в минуту. Создаваемое давление на выходе должно быть от 6 до 8,1 бар. Дополнительным пожеланием будет наличие в нём фильтра и осушителя сжатого воздуха. Это исключит попадание воды и масла в абразивный материал.

Если Вам надо обработать огромный многометровый ржавый резервуар, то потребуется компрессор пескоструйный для промышленной установки. Требуемая производительность — от 3 до 5 кубометров воздуха в минуту. Предпочтительное давление около 11 бар. Оптимальный вариант — винтовой компрессор с массой фильтров и дополнительных сервисных элементов для очистки воздуха.

Самодельное создание

Если есть свободное время, мастерская, инструменты, подручные средства — можно соорудить пескоструйную установку своими руками. Важен и опыт конструирования, пусконаладочных работ. Самодельный компрессор выйдет дешевле, чем покупной. Цена покупного пескоструйного агрегата начинается от 25000 рублей. Сам компрессор стоит от 4000 рублей. Очень выгодно для пескоструйного аппарата использовать старый компрессор от МАЗа или ЗИЛа. Газовый баллон берётся на 50 литров, его объём зависит от Ваших потребностей.

Ориентировочная схема компоновки агрегата: ресивер в горизонтальном положении ставят на колёсные опоры. На отрезок швеллера (до 30 сантиметров) ставят компрессор и электромотор на лапах. Крепление двигателя должно иметь возможность перемещаться. Это потребуется для регулировки натяжение приводного ремня. Швеллер с конструкцией крепят сверху ресивера. Потом монтируют разводку, устанавливают манометр. В ресивере должны присутствовать отверстия для подачи и забора воздуха.

Подбор электродвигателя производится в зависимости от требуемой мощности и подаваемого напряжения. Диаметр приводного шкива рассчитывают, учитывая необходимый объём подачи воздуха. Для работы с маслом можно использовать бачок сцепления от «Жигулей». Для отключения двигателя в режиме холостого хода, можно соорудить соответствующий автомат. Подойдёт стоп-сигнал от автомобиля ГАЗ или УАЗ. Его необходимо конструктивно соединить с датчиком давления. Если Вы планируете работать долго, то можно придумать систему охлаждения двигателя.

Распылитель

Сам пистолет для распыления можно сделать из пластиковой бутылки. Потребуется ещё водопроводный шаровой кран, тройник и клапан от краскопульта. Некоторые части можно выточить токарным способом. Особое внимание уделяется инжектору для пескоструйной обработки. Именно эта часть производит область низкого давления. Воздух проникает в бутылку и производит захват песчинок. Краном регулируют расход песка. Сопло инжектора лучше приобрести, изготовить кустарно его не получится. Керамическое сопло стоит примерно 170 рублей. Минус такой установки — необходимость часто засыпать песок. Песок обязательно просеивают, но лучше всего его купить в специализированной торговой сети.

Самому изготавливать насадку (сопло) не имеет смысла. Получить деталь надлежащего качества в домашней мастерской не выйдет. Полученного ресурса Вам хватит на пару часов работы: песок быстро съест Ваше творение, сделав всю конструкцию непригодной. Лучше купите насадку из бора или карбида вольфрама. Они смогут прослужить Вам более 100 часов работы. А пескоструйная насадка для компрессора из керамики или чугуна будет убита за три часа.

Соорудив самодельный компрессор для пескоструйки, имея приспособленное помещение под пескоструйные работы, можно организовать небольшое прибыльное дело. Но для этого надо хорошо овладеть соответствующими технологиями. Важно помнить, что для безопасного проведения пескоструйных работ потребуется костюм пескоструйщика.