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CHORREO
(LIMPIEZA CON ABRASIVOS)
La limpieza abrasiva utiliza pequeñas partículas propulsadas
por una corriente de aire o un chorro de agua para incidir en
la superficie, eliminando contaminantes a través de la fuerza
de su impacto. Existe una amplia variedad de medios abrasivos
de diferentes tamaños para cubrir necesidades específicas. La
limpieza abrasiva suele ser elegida para eliminar calaminas
resistentes y pinturas, especialmente en superficies amplias
pero de difícil acceso con otros métodos.
La limpieza abrasiva es también con frecuencia el único método
de limpieza posible para aceros sensibles al debilitamiento
por hidrógeno. Este método de limpieza se utiliza asimismo en
la preparación de metales como el acero inoxidable y el titanio,
para que la pintura produzca una adherencia mecánica en sustitución
de recubrimientos de conversión que no puedan ser aplicados
fácilmente sobre esos metales.
Tanto el chorreo por presión como los sistemas de succión con
boquilla requieren una potencia importante para generar el aire
comprimido o vapor a presión que se utiliza para acelerar y
propulsar el abrasivo. Los sistemas de chorreo a presión con
boquilla suelen utilizar un suministro de aire de 685 kPa (100
psi) para propulsar el abrasivo a través de una tobera especial.
Las toberas o boquillas de chorreo por aire tienen formas diversas.
La mayoría de los sistemas disponen de toberas intercambiables,
hechas de aleaciones, o boquillas con partes cerámicas resistentes
al desgaste. Todos los tipos de abrasivos pueden ser manipulados
con sistemas de chorreo a presión en diversos contextos.
Generalmente considerado el tipo más sencillo de equipo de chorreo
abrasivo, las cabinas de chorreo por succión pueden ser utilizadas
de manera manual o disponer de toberas fijas u oscilantes. La
boquilla de la cabina de succión es una tobera de inducción
que crea una mezcla de chorreo a través del efecto sifón del
aire liberado a través del cuerpo de la boquilla.
Las ruedas de propulsión de abrasivos sin aire que utilizan
aspas requieren en torno al 10% de la potencia requerida por
los sistemas de chorreo por aire para lanzar volúmenes equivalentes
de abrasivos a las mismas velocidades. La vida de las partes
expuestas de las ruedas de chorreo (propulsor, caja de control,
aspas, recubrimientos de la carcasa) depende en primer lugar
del tipo y condición del abrasivo utilizado y de los contaminantes
que son objeto del proceso de limpieza. La granalla de acero
limpia ofrece la mayor vida útil de la rueda y de los recubrimientos
de la carcasa. Existe un desgaste mucho mayor como resultado de la utilización
de abrasivos no metálicos como la arena, el óxido de aluminio
y el carburo de silicio. Las microesferas de cristal y la granalla
no ferrosa ocasionan un desgaste relativamente reducido.
Las máquinas de chorreo tipo rueda centrífuga pueden ser relativamente
sencillas, con una sola rueda de chorreo, una cinta transportadora
más sencilla, un sistema de reciclaje del abrasivo y un dispositivo
de recogida del polvo.
Limpieza por chorreado en seco
Prácticamente todos los metales pueden ser limpiados al menos
con uno de los procesos de chorreo abrasivo disponibles, pero
el medio abrasivo tiene que ser seleccionado cuidadosamente
para los metales blandos y frágiles y sus aleaciones, como el
aluminio, el magnesio, el cobre, el cinc y el berilio.
Equipo fijo para la limpieza por chorreo seco. La limpieza por
chorreo seco es probablemente el método más eficiente y eficaz
desde el punto de vista medioambiental para la limpieza y el
acabado abrasivos – una ventilación apropiada ayuda a mantener
el área de trabajo limpia, mientras que los extractores de polvo
facilitan de forma sencilla su eliminación. Para garantizar
una ventilación adecuada de las cabinas de chorreo suelen utilizarse
colectores de polvo con filtro de tela con un conducto adecuadamente
diseñado. Los filtros de tela suelen estar equipados con extractores
en el lado del aire limpio del colector.
Existen diferentes tipos de equipos para la limpieza por chorreo
seco, basando su selección ante todo en el tipo de piezas
a limpiar y en el flujo relativo requerido:
a) Máquinas de cabina: la cabina aloja el mecanismo de propulsión
del abrasivo, mantiene la pieza en posición y confina el material
abrasivo y el polvo. Las máquinas de cabina pueden ser diseñadas
para operaciones manuales, semiautomáticas o totalmente automatizadas
para trabajar sobre una pieza única, sobre un lote o en un proceso
de chorreo de flujo continuo.
b) Máquinas de flujo continuo: equipadas con dispositivos para
un soporte y transporte apropiados, las máquinas de flujo continuo
son utilizadas para la limpieza por chorreo continuo de flejes,
bobinas o cables de acero. Estas máquinas son también utilizadas
para limpiar piezas de fundición y forjado en grandes series.
Las máquinas de flujo continuo incorporan dispositivos de reciclaje
de abrasivos y un sistema completo de extracción para la eliminación
de polvo y partículas pequeñas.
c) Máquinas de chorreo con volteo: consisten en una cinta transportadora
continua, uno o varios dispositivos propulsores de chorreo y
un sistema de reciclaje de los abrasivos. Estas máquinas voltean
la pieza a la vez que realizan el chorreo sobre la misma. Con
el movimiento de la cinta transportadora, la pieza se voltea
lentamente, exponiendo todas sus superficies al chorreo abrasivo.
Esta máquina no se utiliza para limpiar piezas tras el mecanizado,
ya que su movimiento deteriora las superficies mecanizadas.
Equipo portátil para la limpieza por chorreo seco. Cuando las
piezas a limpiar son demasiado grandes para ser colocadas en
las máquinas de chorreo, se pueden utilizar equipos portátiles,
como equipos de chorreo por aire. Normalmente se utiliza una
arena de bajo coste, ya que en un equipo portátil es difícil
recuperar o recircular el abrasivo.
Los equipos de reciclado portátiles constituyen un nuevo desarrollo
en el chorreo por presión de aire. Estos equipos utilizan una
manguera con un medio a presión, contenida en otra más amplia,
de evacuación. Después del impacto, el medio es recogido a través
de la manguera externa hacia la unidad central para su recuperación
y reciclaje. Con este equipo se pueden realizar importantes
trabajos de exterior con medios especializados y sin problemas
ambientales.
El chorreo con microabrasivos es otro método portátil de chorreo
por aire. Tanto el tamaño de las partículas abrasivas (entre
10 y 100 µm) como el de las aperturas de las boquillas (entre
0,4 y 1,2 mm de diámetro) es muy reducido. El chorreo con microabrasivos
suele ser una operación de mano para la eliminación de precisión
de rebabas, la limpieza o la preparación de superficies. La
sequedad y la uniformidad de las partículas resultan críticas
y los abrasivos no pueden ser reutilizados.
Limpieza por chorreado con medio húmedo
El chorreado con medio húmedo difiere del chorreo seco en que
las partículas abrasivas utilizadas suelen ser mucho más finas
y están suspendidas en agua tratada químicamente, formando una
especie de lodo. Este compuesto acuoso es bombeado y agitado
continuamente para prevenir su solidificación y es impulsado
por aire comprimido a través de una o varias boquillas dirigidas
hacia la pieza de trabajo.
A diferencia del chorreo seco, el objetivo del chorreo húmedo
no es la eliminación basta de calaminas resistentes, rebabas
o suciedad sino la producción de efectos relativamente leves
sobre la superficie de la pieza de trabajo. En muchas piezas
pequeñas, incluidas las agujas hipodérmicas y los componentes
electrónicos, las rebabas son eliminadas mediante chorreo húmedo.
Con frecuencia es necesaria una limpieza previa al chorreo para
prevenir la contaminación del lodo de recirculación. Los métodos
de limpieza previa incluyen métodos de desengrase convencionales.
Los óxidos más resistentes y la tierra seca se eliminan con
chorreo seco.
Pueden utilizarse tipos y tamaños de abrasivos muy diversos
para el chorreado con medio húmedo. Los tamaños van de una malla
de 20 pulgadas (muy gruesa) a una de 5000 pulgadas (ultrafina). Entre los tipos
de abrasivos utilizados se encuentran materiales orgánicos o
agrícolas, bicarbonato sódico, sílice, cuarzo, óxido de aluminio,
etc.
Los líquidos más comúnmente utilizados para transportar las
partículas abrasivas son aditivos a base de agua como los inhibidores
de óxido, agentes humectantes y compuestos anti-obstrucción
y anti-solidificación. En algunas aplicaciones se han utilizado
destilados de petróleo como portadores de abrasivos para eliminar
residuos de aceites y cascarillas o rebabas finas. Los destilados
de petróleo, no obstante, sólo pueden ser utilizados con unidades
de chorreo húmedo diseñadas específicamente, debido al peligro
de inflamación.
Aunque los equipos de chorreo húmedo suelen ser diseñados de
forma especial para cada tipo de aplicación, se han diseñado
varios tipos de máquinas básicas para un uso general, incluyendo:
- máquinas tipo cabina;
- máquinas de plato giratorio horizontal con mesas de distintos
diámetros;
- máquinas de rueda vertical;
- máquinas de cadena o cinta transportadora;
- cabinas de tipo móvil con extensiones con vagonetas y rieles;
- mecanismos giratorios autónomos montados en vagonetas, para
ejes o piezas tubulares.
Estas máquinas básicas pueden equiparse con decapantes, transportadores
de despegue y estaciones de limpieza-enjuague-secado.
Limpieza por chorreado con hielo seco
(nieve de CO2)
Se trata de una forma de chorreo abrasivo en la que son propulsadas
sobre la superficie a tratar partículas duras de CO2 helado,
por medio de aire o de otros gases. La granalla de CO2 sirve
para eliminar pinturas, grasas y aceites. Algunas piezas pueden
ser sensibles a los cambios térmicos que produce la granalla,
por lo que se hará necesaria una prueba previa. Las piezas de
grosor fino pueden verse dañadas con el impacto. La granalla
puede fabricarse en diferentes tamaños y propulsarse a diferentes
velocidades para mejorar los ratios de limpieza y reducir los
daños superficiales.
Como alternativa se utilizan "copos de nieve" blandos de CO2
helado. La nieve de CO2 es muy eficaz en la eliminación de partículas.
Ha sido utilizada para eliminar pequeñas partículas de componentes
ópticos, giroscopios, espejos muy finos y otras superficies
delicadas. Algunas fuentes señalan experiencias exitosas de
eliminación de capas de fluidos, flujos y huellas digitales.
No sirve para eliminar óxido, pintura, grasas o capas gruesas
de aceite. El proceso está más indicado en limpiezas con visibilidad
directa.
La ventaja de la granalla y de la nieve de CO2 es que se subliman
al contacto con el material a limpiar. Eso hace que el operario
únicamente tenga que desechar la suciedad en sí.
Las cuestiones de seguridad incluyen la ventilación y la protección
de las personas respecto del contacto con la nieve fría. Es
aconsejable asimismo el uso de gafas de protección.
Los niveles de ruido podrían alcanzar entre 60 y 120 dB. Sin embargo
se han desarrollado boquillas capaces de reducir el ruido a unos 20 dB.
Para consultar reglamentos y legislación al respecto ver 'Medio de abrasión'
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