El chorro de arena es una técnica que se utiliza habitualmente para limpiar, desbastar y preparar superficies. Utiliza aire comprimido para propulsar partículas abrasivas a gran velocidad con el fin de eliminar óxido, pintura y contaminantes de las superficies de las piezas. Este proceso es vital en la fabricación para la correcta adherencia de los revestimientos y la larga vida útil de los materiales. Este artículo explorará los principios de funcionamiento, tipos de equipos, abrasivos comunes y funciones del proceso de chorro de arena.
Visión general del chorreado de arena
Chorro de arena utiliza aire comprimido para proyectar partículas diminutas a gran velocidad sobre la superficie de una pieza. Se utiliza para limpiar, desbastar, eliminar óxido o decapar pintura de la superficie de la pieza. La fuerza de los abrasivos modifica las propiedades físicas. El chorreado de arena es muy importante en muchos campos, y sirve para controlar el acabado superficial mediante acción mecánica.
El proceso de chorreado de arena comienza en la década de 1870. El general Benjamin Chew Tilghman se percató de la capacidad de la arena para abrasionar el vidrio que se utilizaba para las ventanas en el desierto, y entonces obtuvo la patente. En 1904, Thomas Wesley Pangborn introdujo una mejora y añadió aire comprimido al proceso. Este cambio hizo que el proceso fuera adaptable y eficaz, y generalizó su uso en diversas industrias.
Pasos del chorreado de arena
- Preparación: Asegúrese de elegir el equipo de chorreado y los abrasivos adecuados en función del material, la forma y el tamaño de la pieza. Asegúrese de que todo el equipo está en condiciones de funcionamiento, incluida la presión del compresor y la boquilla de la pistola. Debe garantizarse un entorno seguro, como el uso de gafas de seguridad, mascarillas y ropa protectora.
- Fijación de la pieza: Asegúrese de que la pieza está sujeta en el banco de trabajo para evitar que se mueva durante el granallado. Esto mantiene el proceso uniforme y preciso. Se necesitan fijaciones especiales para mantener las piezas grandes o de formas extrañas en su sitio.
- Ajuste del equipo: Ajuste la configuración según la pieza de trabajo y los objetivos. Esto incluye el ajuste de la presión de aire, la distancia entre la pistola y la pieza de trabajo, el ángulo de la pistola y el caudal de abrasivo. Para piezas finas, ajuste una presión más baja para evitar daños y aumente el caudal de abrasivo para superficies rugosas.
- Comenzando voladura: Una vez que todo esté listo, la pieza se sujetará en la pistola y se moverá con una trayectoria y velocidad predefinidas. Mantenga el movimiento suave para evitar un chorreado excesivo o insuficiente.
- Control de calidad: Después del granallado, inspeccione la pieza para comprobar su limpieza y rugosidad. Si alguna zona no está completamente tratada, realice más chorreado en esas zonas.
- Limpieza: Una vez terminado todo, limpie la zona, recoja los abrasivos que no haya utilizado y guarde el equipo.
Equipos de chorro de arena
Según el método de suministro de abrasivo, los equipos de chorro de arena pueden dividirse en 3 tipos:
Arenadora de succión
La arenadora de succión funciona con aire comprimido. Debido al flujo de aire a alta velocidad en la pistola, hay una presión más baja en la pistola que hace que los abrasivos sean aspirados a través de un tubo. Los abrasivos se someten a un haz de aire a presión y se impulsan hacia la superficie que debe tratarse.
Chorreadora a presión
La chorreadora a presión también funciona con aire comprimido. En este sistema, el aire comprimido presuriza un depósito donde se mezclan los abrasivos. Los abrasivos se introducen en el tubo de transporte a través de una válvula, a continuación se aceleran con el aire y se pulverizan sobre la superficie. los abrasivos mezclados con aire en un depósito se presurizan con aire comprimido impulsado a través de un tubo de transporte mediante una válvula y se pulverizan sobre la superficie.
Chorro de arena húmedo
El arenador húmedo utiliza una bomba de fluido abrasivo para suministrar una mezcla de abrasivos y agua a la pistola de pulverización. A continuación, el aire comprimido acelera el fluido a medida que entra en la pistola y lo pulveriza sobre la superficie. Este método combina abrasivos con agua para ayudar a limpiar y tratar la superficie.
Una arenadora en húmedo utiliza una bomba para transportar una mezcla de abrasivos a base de agua a la pistola de chorro. El aire comprime el fluido en la pistola, desde donde se proyecta sobre la superficie a tratar.
Granalla de arena
Óxido de aluminio
El abrasivo más común para el chorro de arena. El óxido de aluminio es afilado, duradero y puede reutilizarse muchas veces. Viene en diferentes grados de dureza y tamaños de partícula, por lo que es adecuado para una amplia gama de proyectos.
Cuentas de vidrio
Las perlas de vidrio son seguras, no tóxicas y no contienen metales pesados ni sílice. Su forma esférica ayuda a pulirlas para dejar un acabado brillante y liso. Pueden reutilizarse varias veces.
Granalla de plástico
La granalla de plástico funciona bien para un decapado agresivo y obtendrá resultados consistentes. puede decapar pintura de metales, plásticos y materiales compuestos.
Carburo de silicio
El carburo de silicio es el abrasivo más duro y corta rápidamente. Comienza con trozos pequeños y se rompe durante el granallado. Este material puede reutilizarse y suele emplearse para grabar vidrio y piedra o para eliminar óxido pesado.
Granate
Este abrasivo se basa en el granate mineral de silicato complejo, que tiene alta fuerza de corte, tamaño de grano uniforme y menor contaminación por polvo.
Disparo de acero
La granalla de acero consiste en pequeñas bolas de acero que se utilizan para limpiar y pulir superficies metálicas. Elimina parte del material y deja una superficie brillante y lisa.
Granalla de acero
La granalla de acero se utiliza para el chorreado agresivo; funciona rápidamente y puede eliminar una gran variedad de contaminación. Es eficaz para grabar metales, siempre que la superficie lo resista.
Compuestos orgánicos
Los abrasivos orgánicos como la mazorca de maíz y la cáscara de nuez son verdes. La mazorca de maíz se utiliza para trabajos de chorreado delicados en madera, mientras que la cáscara de nuez ofrece una acción decapante más abrasiva.
Tabla comparativa de abrasivos
| Tipo de abrasivo | Dureza | Efecto de acabado superficial | Aplicaciones primarias |
| Óxido de aluminio | 9 MH | Áspero | Eliminación de óxido metálico, desbarbado, desbaste de superficies cerámicas |
| Grano de vidrio | 5-6 MH | Limpieza ligera a media | Grabado de vidrio, tratamiento de superficies de piedra, limpieza de metales ligeros |
| Cuentas de vidrio | 5-6 MH | Acabado liso y mate | Granallado de acero inoxidable/aluminio, limpieza de piezas de precisión, acabados mate decorativos |
| Carburo de silicio | 7 MH | Corte ultrafino | Corte de materiales duros (cerámica, compuestos), rectificado de precisión de semiconductores |
| Plástico abrasivo | 2-4 MH | Limpieza muy ligera | Desbarbado de materiales delicados (plásticos, electrónica), limpieza de compuestos aeroespaciales |
| Granate | 7-8 MH | Rugosidad media | Talla de piedra, anticorrosión de buques y tuberías, corte por chorro de agua |
| Disparo de acero | 60+ HRC | Textura lisa y uniforme | Decapado de metales pesados, endurecimiento de superficies (p. ej., piezas de automóviles), granallado |
| Granalla de acero | 40-60 HRC | Corte agresivo | Eliminación de óxido en acero estructural (puentes, barcos), perfilado de superficies de hormigón |
Limpieza
La limpieza mide lo bien que se eliminan las impurezas de una pieza tras el chorreado. Existen dos normas internacionales principales para la limpieza: la norma estadounidense "SSPC-" de 1985 y la norma sueca "Sa-" de 1976. La norma Sa- tiene cuatro grados: Sa1, Sa2, Sa2.5 y Sa3, y se utiliza comúnmente en todo el mundo.
Grado Sa1 - Este es el nivel más bajo, como el grado estadounidense SSPC-SP7. Implica un simple cepillado manual y lijado con papel de lija. La protección del revestimiento es sólo ligeramente mejor que sin tratamiento. Para Sa1, la superficie debe estar libre de aceite, grasa, óxido y pintura visibles, pero pueden quedar restos de contaminación menores.
Grado Sa2 - Equivale al grado estadounidense SSPC-SP6. Este nivel utiliza el chorro de arena, el método básico de limpieza. La superficie de la pieza debe estar libre de grasa, suciedad, óxido y pintura visibles, pero los defectos pueden cubrir hasta 33% de la superficie. Se acepta un ligero óxido y pintura en las abolladuras.
Grado Sa2.5 - Se trata de una norma utilizada en la industria, conocida como limpieza casi blanca. A menudo se utiliza como norma de aceptación. La superficie no debe tener más de 5% defectos, como pequeñas sombras o ligera decoloración, óxido o defectos de pintura.
Grado Sa3 - El nivel más alto, igual al grado SSPC-SP5 de EE.UU., también llamado limpieza blanca. La superficie debe estar completamente limpia, sin defectos, óxido o pintura permitida. No puede haber sombras ni decoloración en absoluto.
Rugosidad del chorro de arena
Los granos del chorro de arena impactan y rebotan hacia el exterior. Este impacto crea hendiduras en la superficie de unas milésimas de pulgada, lo que se denomina patrón básico. El rebote hará que algunas superficies sobresalgan unas milésimas de pulgada hacia fuera. Las partes más bajas se denominan "valles" y las más altas "picos". Cada grano de arena que incida en la superficie creará un "valle" y un "pico", que es la razón de la formación de la rugosidad. Se expresa en MILL (mil), y un mil es 1/1000 de segundo.
¿Por qué es necesario el chorreado de arena?
El chorreado de arena utiliza el flujo de arena a alta velocidad para procesar la superficie de la pieza, de modo que la superficie de la pieza adquiere cierto grado de limpieza y rugosidad, el proceso mejora las propiedades mecánicas y el aspecto estético de la pieza.
Pretratamiento de capas de revestimiento o metalizado
El chorreado de arena elimina impurezas como suciedad, grasa y óxidos de las superficies. Deja una textura uniforme y rugosa que mejora la unión entre las piezas y sus revestimientos o galvanoplastia. Diferentes abrasivos crean distintos niveles de rugosidad para adaptarse a diferentes necesidades.
Limpieza y pulido de superficies rugosas
El chorreado de arena limpia la suciedad, como el aceite y el óxido, de piezas fundidas, forjadas y tratadas térmicamente. También pule las superficies, haciéndolas más lisas y atractivas a la vista. El proceso revela un color metálico uniforme que mejora el aspecto de la pieza.
Desbarbado y estética de superficies
El chorreado de arena elimina las pequeñas rebabas de las piezas de trabajo, dejando las superficies planas y seguras. También crea bordes redondeados donde se juntan las superficies, mejorando el aspecto general de la pieza.
Mejora de las propiedades mecánicas
El chorreado de arena crea una textura fina y uniforme en las piezas, lo que permite que el aceite lubricante se almacene en la superficie. Esto mejora la lubricación, reduce el ruido y alarga la vida útil de la maquinaria.
Alivio del estrés
El chorreado de arena reduce la tensión en la superficie de una pieza golpeándola con granalla abrasiva. Esto refuerza la superficie y se suele utilizar para piezas como muelles, herramientas y palas de aviones.
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