M e t a a l c o n s e r v e r i n g s t r a l e r c o n s e r v e e r d e r s p u i t e r
4 Inhoudsopgave 1! Metaal en corrosie 9! 1.1! Metaal 9! 1.2! Corrosie 10! 1.3! Metaal beschermen tegen corrosie 14! 2! Voorbehandelen van staal 17! 2.1! Controle van de ondergrond op constructieve aspecten 17! 2.2! Hechting van de verf op de ondergrond 22! 2.3! Controleren en vaststellen van de voorbehandeling 23! 2.3.1! Oppervlaktereinheid 23! 2.3.2! Oppervlakteruwheid 29! 2.4! Reinigen en opruwen van de ondergrond 31! 2.4.1! Reinigen van de ondergrond 31! 2.4.2! Handmatig en mechanisch ontroesten van de ondergrond 33! 2.4.3! Stralen 36! 2.5! Opzuiveren van de ondergrond 37! 3! Stralen 39! 3.1! Straalprincipes 40! 3.2! Persluchtstralen 42! 3.2.1! Drukketel- en injectorsysteem 43! 3.3! Werpstralen 58! 3.4! Ultra hogedruk waterstralen 62! 4! Straalmiddelen 65! 4.1! Soorten straalmiddelen 65! 4.1.1! Keuze soort straalmiddel 67! 4.2! Korrelvormen 69! 4.3! Eenmalige of meermalige straalmiddelen 71! 4.4! Bedrijfsmix 71! 5! Verf en verfproducten 75! 5.1! Toepassing en eigenschappen 75! 5.2! De samenstelling van verf 77! 5.2.1! Bindmiddel 77! 5.2.2! Pigmenten 80! 5.2.3! Vulstoffen 81! 5.2.4! Oplos- en verdunningsmiddelen 82! 5.2.5! Hulpstoffen 83! 5.3! Droging van de verflaag 83! 5.3.1! Drogingprincipes 83! 5.3.2! Droogproces 87! 5.4! Het verfsysteem 89! 5.4.1! Wat is een verfsysteem? 89! 5.4.2! Keuze van het verfsysteem 91! 5.4.3! Opbouw van het verfsysteem 92! 5.4.4! Duurzaamheid van het verfsysteem 93! 5
6! Voorbereiden van de verfapplicatie 95! 6.1! Kiezen van materialen, gereedschappen en veiligheidsmiddelen 95! 6.2! Raadplegen van productdatasheets 96! 6.3! Controle van de omgevingscondities 98! 6.3.1! Luchttemperatuur 98! 6.3.2! Oppervlaktetemperatuur 98! 6.3.3! Relatieve luchtvochtigheid (RV) 99! 6.3.4! Dauwpunt 99! 6.3.5! Dauwpunt bepalen 99! 6.4! Aanmaken van tweecomponentenverf 102! 6.5! Op viscositeit brengen van de verf 103! 7! Kwast- en rolapplicatie 105! 7.1! Applicatiemethoden 105! 7.2! Voorzetten 107! 7.3! Kwastapplicatie 108! 7.3.1! Haren van de kwast 108! 7.3.2! Verzorgen van de kwast 110! 7.4! Rolapplicatie 110! 7.4.1! Soorten verfrollers 111! 8! Spuitapparatuur 113! 8.1! Spuitrendement 115! 8.1.1! Bounce back 115! 8.1.2! Overspray 116! 8.2! Airless spuiten 117! 8.2.1! Onderdelen van de airless spuitinstallatie 118! 8.3! Airmix spuiten 123! 8.3.1! Onderdelen van de airmix spuitinstallatie 123! 8.4! Elektrostatisch natlakken 125! 8.4.1! Kooi van Faraday 126! 8.4.2! Geschikt maken van de verf 127! 8.5! Verfpompen 128! 8.5.2! Elektrische plunjerpomp 135! 8.5.3! Hydraulische plunjerpomp 136! 9! De spuitwerkplaats 139! 9.1! Spuitcabine 140! 9.2! Spuiten op locatie 146! 10! Verfspuittechnieken 147! 10.1! Veilig werken tijdens het spuiten 147! 10.2! Instellen van de spuitapparatuur 147! 10.3! Verfspuiten 148! 10.3.1! Controle op de hoeveelheid aangebrachte verf 149! 10.3.2! Voornevelen (piklaag) 149! 10.3.3! Afspuiten 150! 10.3.4! Voorkomen van overspray 151! 10.4! Technische storingen 152! 10.4.1! Afwijkingen in spuitpatronen 154! 10.5! Reinigen en opruimen 155! 6 10.5.1! Reinigen van verfspuitapparatuur 155! 10.5.2! Controle en onderhoud van de verfspuitapparatuur 156! 11! Kwaliteitscontroles tijdens en na het conserveren 157! 11.1! Gebreken in het verfsysteem 157! 11.2! Laagdikte 165! 11.3! Hechting 168! 11.3.1! Beoordelen van de hechting 169! 11.3.2! Pull-off hechtingstest 169! 11.3.3! Ruitjessnijproef 170! 12! Veiligheid, gezondheid en milieu 172! 12.1! Risicofactoren 172! 12.2! Lichamelijke belasting 172! 12.2.1! Specifieke aandachtspunten voor de straler 174! 12.3! Gevaarlijke stoffen 179! 12.3.1! Blootstelling aan- en opname van gevaarlijke stoffen 179! 12.3.2! Opname van gevaarlijke stoffen via het lichaam 179! 12.3.3! Etikettering van gevaarlijke stoffen 179! 12.3.4! Veiligheidsinformatiebladen (safety datasheets) 182! 12.3.5! Vluchtige organische stoffen 183! 12.3.6! Werken met epoxy 183! 12.3.7! Maatregelen bij het werken met gevaarlijke stoffen 184! 12.3.8! De betekenis van grenswaarden en reukwaarneming 185! 12.4! De opslag gevaarlijke stoffen 186! 12.5! Gevaarlijk afval 187! 12.6! Werken in besloten ruimten 188! 12.7! Good housekeeping 189! 12.8! Persoonlijke beschermingsmiddelen 191! 12.8.1! Wanneer gebruiken we persoonlijke beschermingsmiddelen?191! 12.8.2! CE-markering 192! 12.8.3! Lichaamsbescherming 192! 12.8.4! Voet- en beenbescherming 193! 12.8.5! Hand- en armbescherming 194! 12.8.6! Ademhalingsbescherming 194! 12.9! Straaluitrusting (PBM s) 197! 12.10! Specifieke risico s en veiligheidsmaatregelen voor de straler 198! 12.10.1! Schadelijk geluid 198! 12.10.2! Werken met installaties 198! 12.10.3! Brandgevaar 202! 12.10.4! Stralen en het milieu 203! 7
8 1 Metaal en corrosie Waar je ook om je heen kijkt, je komt overal metaal tegen. Metaal wordt wereldwijd toegepast voor veel verschillende doeleinden, van auto-onderdelen tot sieraden en van meubels tot computeronderdelen. Binnen de metaalconserveringsbranche heb je vooral te maken met bouwconstructies en andere objecten die van groot belang zijn voor onze leefomgeving zoals bruggen, offshoreplatforms, gasleidingen en de railinfrastructuur. Deze objecten zijn gemaakt van staal en staal corrodeert. Een veel gebruikt woord voor corroderen is roesten. Om het corroderen van staal tegen te gaan moeten we staal conserveren. In dit hoofdstuk bespreken we de ondergrond metaal en leggen we uit waarom metaal geconserveerd moet worden. De volgende paragrafen komen aan de orde: 1.1 Metaal 1.2 Corrosie 1.3 Metaal beschermen tegen corrosie Blank staal en gecorrodeerd staal. 1.1 Metaal Er zijn veel verschillende soorten metaal. Elk metaal heeft andere eigenschappen en wordt daardoor ook voor andere toepassingen gebruikt. Aluminium is bijvoorbeeld erg licht van gewicht en wordt om deze reden gebruikt om vliegtuigen en steigers van te bouwen. Koper wordt gebruikt als bliksemafleider omdat het zo goed elektriciteit geleidt. In het algemeen kunnen we zeggen dat metaal sterk is en dat het een goede geleider is van elektriciteit en warmte. Metalen kun je opdelen in edele en onedele metalen. In de volgende tabel zie je een lijst van metalen. Links staan de onedele metalen en rechts de edele metalen. 9
Spanningsreeks metalensoorten gerangschikt van onedel naar edel. Metaalsoorten Natrium Magnesium Aluminium Zink Chroom IJzer Nikkel Lood Goud Onedel Onedele metalen komen in de natuur voor in de vorm van erts. Erts wordt gedolven en omgezet tot een zuiver en bruikbaar metaal. Dit zuivere metaal is geen stabiele stof en wil altijd terug naar zijn oorspronkelijke vorm: erts. Hoe edeler het metaal, des te ongevoeliger het is voor corrosie. Goud komt in de natuur voor als goud en heeft daardoor ook niet de neiging om terug te keren in zijn oorspronkelijke vorm, het is immers al in zijn oorspronkelijke vorm. Goud corrodeert dus niet. 10 Edel Staal De metaalsoort die gebruikt wordt voor het bouwen van bruggen, offshoreplatforms, schepen, etc. is een mengsel van ijzer en koolstof. Een mengsel van metalen noemen we ook wel een legering. Legeringen die ijzer bevatten noemen we ferro-metalen. Omdat staal ijzer bevat heeft staal veel eigenschappen van ijzer: de kleur van corrosie is bijvoorbeeld net als ijzer roodbruin en staal is magnetisch. Het voordeel ten opzichte van ijzer is dat staal goedkoop en heel taai en sterk is, zo sterk dat we er grote constructies mee kunnen bouwen. Er zijn veel verschillende soorten staal waarin naast ijzer en koolstof ook andere stoffen worden gebruikt. Elke stof geeft een andere eigenschap mee aan het staal. Zo maakt koolstof staal harder en sterker, en maakt chroom het staal harder en corrosiebestendig. 1.2 Corrosie Metalen corroderen wanneer ze worden blootgesteld aan zuurstof en vocht. Corrosie is het meest voorkomende probleem bij metalen ondergronden. Bij ijzer en staal kun je ook van roest spreken. De term corrosie is beter, omdat roest vrijwel alleen voor ijzer en staal wordt gebruikt en corrosie op alle metalen van toepassing is. Corrosie kun je zien, maar het is afhankelijk van het soort metaal hoe het eruitziet. IJzer wordt omgezet in roodbruine roest, koper slaat groen uit, zink wordt wit en aluminium donkergrijs. Staal bevat ijzer, dus corrosie op staal kleurt roodbruin. Metalen verliezen hun sterkte als ze corroderen. Stalen constructies die corroderen kunnen hun draagkracht verliezen, gebouwen kunnen hier zelfs door instorten. Corrosie op een stalen profiel. Corrosie is een reactie die kan ontstaan als de volgende drie elementen aanwezig zijn: 1. Metaal 2. Zuurstof 3. Vocht Als een van deze elementen ontbreekt kan er in de meeste gevallen geen corrosie ontstaan 1. Corroderen is een elektrochemisch proces. We bedoelen hiermee dat metaal corrodeert door elektrische geleiding en dat, als metaal corrodeert, de samenstelling verandert. Eenmaal gecorrodeerd kan metaal niet meer terug veranderen in zuiver metaal. Kathode en anode In de tekst hiervoor heb je gelezen hoe corrosie in grote lijnen ontstaat. We zoomen nu nog iets dieper in op het ontstaan van corrosie. Dat is belangrijk om te weten, want als je weet hoe corrosie ontstaat, kun je metaal ook beschermen tegen corrosie. In het begin van dit hoofdstuk is beschreven dat er onedele en edele metalen bestaan. Je kunt dit aangeven met de negatieve pool (-) en positieve pool (+). De deeltjes zijn net als een batterij elektrisch geladen. Als we de spanningsreeks uitvergroten zien we dat niet alleen het ene metaalsoort edeler is dan het andere, maar dat ook binnen één metaalsoort edele deeltjes en onedele deeltjes bestaan. We noemen dat een potentiaalverschil. De positieve deeltjes binnen het metaal worden de kathode genoemd (dit zijn de edele deeltjes binnen het metaal) en de negatieve deeltjes de anode (dit zijn de onedele deeltjes binnen het metaal). Spanningsreeks Zink - - - Onedel (anode) 11 IJzer + ++ Edel (kathode) Zink is onedeler dan ijzer. Maar binnen zink zijn er weer deeltjes die onedeler zijn dan andere deeltjes. Spanningsreeks IJzer - + Onedel (anode) Edel (kathode) Elke metaalsoort heeft op zichzelf ook een spanningsreeks. Binnen ijzer zijn deeltjes aanwezig die ten opzichte van elkaar edel en onedel zijn. 1 Bacteriële corrosie kan zich vormen zonder de aanwezigheid zuurstof.
Metaal is dus niet overal gelijk van samenstelling (metaal is niet homogeen), maar heeft potentiaalverschillen. Met andere woorden: metaal is niet stabiel. Metaal heeft de eigenschap altijd terug te willen naar een stabiele vorm. Als een metaaldeeltje in aanraking komt met vocht kan er een elektrische stroom ontstaan van het onedele deeltje naar het edele deeltje van het metaal. Het minst edele deeltje gaat in een oplossing voor het edele deeltje. Er ontstaat een reactie met zuurstof waardoor het onedele metaaldeeltje corrodeert en zichzelf opoffert voor het edele deeltje. In de volgende tekening wordt het corrosieproces schematisch weergegeven. Ontstaan van corrosie in metaal. Bij sommige metaalsoorten vormt de corrosielaag een dichte zuurstofafsluitende laag. Op het moment dat er een afsluitende laag corrosie is gevormd stopt het corrosieproces. Het laagje corrosie beschermt het metaal tegen verdere corrosie. Zink is hier een voorbeeld van. Corrosievormen Corrosie komt voor in verschillende vormen. De belangrijkste corrosievormen voor de conserveerder zijn: Oppervlaktecorrosie Putcorrosie Contactcorrosie Oppervlaktecorrosie. Oppervlaktecorrosie Wanneer over het gehele oppervlak een egale laag roest op het staal ontstaat, spreek je van oppervlaktecorrosie. De laag corrosie kan dun of dik zijn. Een dunne waas van corrosie wordt ook wel vliegroest genoemd. 12 Spleetcorrosie Spleetcorrosie is een plaatselijke aantasting. Het komt voor in smalle spleten en kieren van enkele micrometers breed. De spleten en kieren zijn net breed genoeg om met water opgevuld te kunnen worden, maar zo smal dat het water in de spleet niet wordt ververst. Door het stilstaande water en het tekort aan zuurstof (dat onttrokken wordt aan het water door het corrosieproces) treedt er verzuring op, waardoor het metaal nog sneller corrodeert. Spleetcorrosie is lastig te behandelen en moet zoveel mogelijk voorkomen worden door bij het ontwerp van een constructie al rekening te houden met de afstand tussen de onderdelen. Putcorrosie. Contactcorrosie. Putcorrosie Putcorrosie of pitting is te herkennen aan zeer kleine tot middelgrote vlekken die na verloop van tijd diepe naaldvormige gaatjes veroorzaken in het staal. Putcorrosie treedt, net als spleetcorrosie, plaatselijk op. Het kan bijvoorbeeld beginnen bij een beschadiging van de verflaag (bv. steenslag). Net als bij spleetcorrosie zorgt stilstaand water voor verzuring. Meestal kun je alleen de corrosie aan de oppervlakte van het staal verwijderen, omdat je niet bij de corrosie in de diepe putjes kunt komen. Ook putcorrosie is erg lastig tegen te gaan. Contactcorrosie of galvanische corrosie Wanneer onedel metaal in contact komt met een edeler metaal kan contactcorrosie ontstaan. Bij contact tussen twee metaalsoorten zal het onedele metaal gaan corroderen. Zink en plaatstaal mogen niet direct met elkaar in contact komen. Vaak is contact tussen deze beide metalen te vermijden door het gebruik van kunststof strips, isolatieband of kunststof afstandhouders. Omgevingsfactoren (expositieomstandigheden) De snelheid van het corroderen van staal is afhankelijk van de omgeving waarin het object zich bevindt. Een stalen object dat zich in een droog en verwarmd gebouw bevindt zal minder snel corroderen dan een brug of sluis die in aanraking komt met zeewater. Hoe vochtiger de lucht, des te sneller staal corrodeert. Daarnaast bevat zeewater veel zouten waardoor het corrosieproces nog eens extra versneld wordt. Bij de keuze van de voorbehandeling en het conserveringssysteem is het belangrijk hier rekening mee te houden. In de norm ISO-12944 zijn de verschillende macroklimaten gedefinieerd in relatie tot de duurzaamheid (levensduur) van het verfsysteem. 13
1.3 Metaal beschermen tegen corrosie Passieve corrosiewering = het afsluiten Als je weet hoe corrosie ontstaat, kun je van het staal voor zuurstof en vocht. corrosie ook voorkomen. Er zijn verschillende manieren om corrosie te Actieve corrosiewering = het bewust voorkomen. Je kunt onderscheid maken gebruikmaken van een onedel metaal dat het tussen actieve en passieve corrosiewering. staal beschermt door zelf in oplossing te gaan. Passieve corrosiewering Bij passieve corrosiewering wordt een laagje aangebracht dat het metaal afsluit van zuurstof, vocht en andere stoffen die het corrosieproces bevorderen (zoals chemicaliën) zodat het corrosieproces niet op gang komt. Passief betekent dat het proces stilstaat. Verfsysteem van twee lagen dat het metaal afsluit van zuurstof en vocht. Er zijn twee manieren waarop we passieve corrosiewering tot stand kunnen brengen: 1. Het aanbrengen van een afsluitende verflaag. 2. Het aanbrengen van een laagje edel metaal (dat niet kan corroderen) over het te beschermen metaal. (We noemen deze passieve vorm van corrosiewering anodische bescherming.) Het verschil tussen de anodische en kathodische beschermingsmethode is snel duidelijk wanneer je in een voorwerp van thermisch verzinkt staal en een voorwerp van blik een kras zou maken en je legt beide voorwerpen een paar weken in weer en wind. De kras op het thermisch verzinkte stalen voorwerp zal niet roesten. De kras op het voorwerp van blik roest wel. Hier offert de tinlaag zich niet op voor het staal en zal het staal gaan corroderen. Een tinlaag op staal (anodische bescherming) moet dus zeer dicht en goed weervast zijn. Actieve corrosiewering Bij actieve corrosiewering wordt een laagje aangebracht dat bestaat uit metaaldelen van een onedel metaal (bijvoorbeeld verzinkt staal of een primer met zinkfosfaat). Tijdens het corrosieproces zorgen de onedele metaaldeeltjes ervoor dat het metaal, dat beschermd moet worden, het edele metaal wordt. Het opgebrachte laagje onedel metaal wordt de anode en offert zich op voor het te beschermen metaal. Bij deze methode gaat het corrosieproces dus gewoon door en zorgt de beschermlaag dat het metaal niet wordt aangetast. We noemen deze actieve vorm van bescherming ook wel kathodische bescherming. In de onderstaande tekeningen zijn twee voorbeelden weergegeven van actieve corrosiewering. 14 15 Actieve corrosiewering door middel van een anodeblok (veelal toegepast in de offshore onder water) en actieve corrosiewering door middel van een zinkrijke primer). Er zijn drie manieren waarop we actieve corrosiewering tot stand kunnen brengen: 1. Het aanbrengen van een verf met corrosiewerende pigmenten zoals een zinkfosfaatprimer 2. Het gebruiken van anodeblokken, bijvoorbeeld zinken blokken op schepen 3. Het aanbrengen van een thermische, galvanische of opgespoten metallische deklaag Schip met anodeblokken. Hierna lichten we het aanbrengen van metallische deklagen kort toe. Het aanbrengen van een verf met corrosiewerende pigmenten wordt behandeld in het volgende hoofdstuk, omdat je deze vorm van corrosiewering toepast als conserveerder. Thermisch verzinken Het thermisch verzinken van staal wordt toegepast voor staalconstructies en afzonderlijke delen hiervan. Thermisch verzinken is alleen mogelijk als de te behandelen delen qua grootte passen in het zinkbad. Balkonhekken zijn bijvoorbeeld vaak van thermisch verzinkt staal gemaakt.
(Mechanisch) schuren We kunnen zowel handmatig als met een schuurmachine schuren. Handmatig schuren wordt vooral toegepast bij kleine hoeveelheden werk en werk waarbij sterke profileringen aanwezig zijn. Schuren is een prima methode om oude verflagen licht op te ruwen. Schuren is minder geschikt om corrosie te verwijderen omdat het een minimale destructieve werking heeft en daardoor ook weinig oppervlakteruwheid geeft. Mechanisch slijpen De haakse slijpmachine wordt elektrisch aangedreven. Het toerental van een slijpmachine varieert van 3.400 tot 11.000 toeren per minuut (tpm) en is veel hoger dan van de roterende schuurmachine. Met een slijpmachine moet je daarom extra voorzichtig omgaan. De machine is vaak voorzien van een speciale veiligheidsschakelaar die de machine automatisch uitschakelt in noodsituaties. Zo n noodsituatie kan ontstaan als je bijvoorbeeld de macht over de slijpmachine verliest. Bij de haakse slijpmachine hoort een speciale slijpschijf. De rug van de slijpschijf is van fiber gemaakt. De schuurkorrels zijn in een zeer open bestrooiing in kunsthars gelijmd. De schuurkorrels, die van aluminiumoxide (korund) zijn gemaakt, zijn zeer hard en taai. Hierdoor is de slijpmachine bijzonder geschikt voor het schuren van harde oppervlakken, zoals staal. Ook kan op een slijpmachine een staalborstel worden gemonteerd om het metaal op te ruwen door middel van borstelen. Vóór het gebruik is het belangrijk om de elektrische slijpmachine te controleren op veilig- heid: Controleer of de machine dubbel geïsoleerd is. Het symbool voor dubbele geïsoleerdheid zijn 2 vierkantjes in elkaar zoals de onderstaande afbeelding. Controleer op welk voltage de machine werkt. Ga aan de hand van het voltage na of je de machine op het lichtnet (230 Volt) kunt aansluiten. Als een machine op 42 Voltwisselstroom werkt, dan moet je een transformator gebruiken. De transformator zet de stroom van 230 Volt om naar 42 Volt. Merkteken dubbel geïsoleerd. Controleer of het snoer goed vastzit aan de machine en aan de stekker. Elektrische stroom kan levensgevaarlijk zijn! Vooral bij metaal, want metaal geleidt stroom. Controleer of de hulpstukken en onderdelen goed vastzitten. De schijf moet goed bevestigd zijn, zodat deze tijdens het werken niet kan losraken. 34 35 Haakse slijpmachines (de slijpmachine op de linker afbeelding is voorzien van een staalborstel). (Mechanisch) borstelen Het mechanisch borstelen doe je bijvoorbeeld met een elektrische of persluchtaangedreven draadborstel of slijptol. Hiermee kun je sneller en beter borstelen dan handmatig met een staaldraadborstel. Nadeel is dat je met een elektrische draadborstel vaak niet alle hoeken en sleuven kunt bereiken. Deze moet je handmatig borstelen. Voor het mechanisch borstelen gelden dezelfde veiligheidsvoorschriften als voor mechanisch slijpen (zie bovenstaande tekst). (Mechanisch) bikken Bikken doe je met een handmatige of pneumatische naaldenbikhamer. Deze hamer beschikt over een bundel naalden. Bij een pneumatische naaldenbikhamer maken de naalden automatisch een bikkende beweging. Een naaldenbikhamer wordt vaak gebruikt op grote oppervlakten, corrosie en verflagen zijn goed te verwijderen met dit gereedschap. Voor kleine onderdelen, zoals lasnaden kun je ook een Bristle Blaster gebruiken. Met de Bristle Blaster kun je een ankerprofiel creëren wat een zeer goede hechting voor de verf geeft. Het nadeel van het ontroesten met de Bristle Blaster is dat het niet snel gaat. Voorafgaand aan het stralen maakt men vaak gebruik van een naaldenbikhamer voor het plaatselijk verwijderen van roest. Het voordeel van voorbikken is dat je gemakkelijk dikke lagen roest kunt verwijderen. Hierdoor gaat het stralen sneller en spatten er minder delen roest weg. Pneumatische naaldenbikhamer. Bristle Blaster. beschermkap uitgaande as steunschijf en schuurblad
2.4.3 Stralen Als voorbehandelingsmethode binnen de metaalconservering is stralen de meest gebruikelijke en vaak de meest efficiënte methode. Bij stralen wordt het te reinigen oppervlak meestal gebombardeerd met een straalmiddel. Er zijn twee verschillende straalmethoden: vrijstralen en werpstralen. Deze methoden worden hierna kort toegelicht. Vrijstralen is de methode waarbij een persoon straalt met behulp van een slang en een mondstuk (de straalnozzle). Het straalmiddel wordt onder hoge druk op het te reinigen voorwerp geblazen. Het vrijstralen kan door middel van persluchtvoeding (vacuümstralen) of drukvoeding (drukstralen). Er kan gestraald worden met verschillende straalmiddelen, die gemaakt zijn van staal (zoals steelshot, steelgrit en geknipt draad), RVS shot en grit, spons, of zelfs met water. Vrijstralen wordt voornamelijk gebruikt voor werkzaamheden op locatie en in een vrijstraalcabine. Werpstralen schematisch weergegeven. Vrijstralen. Bij het werpstralen wordt het straalmiddel door middel van een schoep met grote snelheid tegen het staal geslingerd. Bij deze techniek worden zware (meest metallische) straalmiddelen gebruikt. Er zijn grote stationaire installaties waarin diverse schoepwielen zijn aangebracht. In deze installaties worden vooral stalen balken, profielen, platen en soms samengestelde constructies gestraald. Ook kleine onderdelen of gietdelen kunnen in de werpstraler worden gestraald. Werpstralen wordt vooral toegepast in de serieproductie. In het volgende hoofdstuk gaan we, voor de module Straler verder in op het stralen als voorbehandeling. 36 2.5 Opzuiveren van de ondergrond Na het ontroesten moeten het stof en vuil van de ondergrond worden verwijderd. Het is zeer belangrijk om dit zorgvuldig te doen. Overal waar stof op de ondergrond ligt, heeft de verflaag geen hechting. Daarnaast veroorzaakt het stofpuntjes in de verf. Om stof in de verf te voorkomen moet op de volgende punten worden gelet: Verwijder stof door middel van droog afstoffen met een borstel of stofzuiger Zuig stof af uit de ruimte met een afzuiginstallatie Zorg dat er geen stof in de omgeving terechtkomt door bijvoorbeeld stofvrije kleding te dragen Zorg dat er geen stof op de ondergrond terechtkomt Bij hoge eisen aan glad en strak lakwerk kan gebruik worden gemaakt van een kleefdoek Stof in de verflaag. 37
De druk, de afstand en de straalhoek zijn elk afzonderlijk, maar ook onderling van invloed op het gewenste resultaat en de behaalde productie. Omdat de prijs per meter altijd van groot belang is, kun je geneigd zijn de druk op te voeren tot 8 à 10 bar en daarbij een zo groot mogelijke nozzlediameter te gebruiken. De druk geeft het straalmiddel zijn snelheid. Deze kan bij het verlaten van de straalnozzle 80 tot 100 m/sec bedragen. Het is niet altijd wenselijk om deze hoge druk te gebruiken. Een te hoge druk kan leiden tot een te grote inslag van het straalmiddel, terwijl de levensduur van de voor hergebruik geschikte straalmiddelen aanmerkelijk wordt bekort. De diameter van de nozzle bepaalt hoeveel straalmiddel bij gelijkblijvende druk toegevoerd kan worden. Economisch gezien heeft de keuze van de nozzlediameter zijn begrenzingen. Bij een grotere diameter stijgt het luchtverbruik zo schrikbarend, dat je bij dergelijke werkdrukken al snel compressorcapaciteit tekortkomt. Als je deze zou moeten verhogen kost dit veel geld, omdat juist de compressorcapaciteit met alle randapparatuur een belangrijk deel van de totale investeringskosten vormt. 3.3 Werpstralen Wanneer het straalmiddel door middel van schoepenwielen op het metaaloppervlak wordt geslingerd spreken we van werpstralen. Werpstralen schematisch weergegeven. Afstand 50-70 cm Schoepen Hoek 90 Turbinewiel. Toepassing Door middel van een werpstraalbewerking kan een product ontdaan worden van: Oxide (roest) Gloeihuid Walshuid Gietzand 58 Werpstralen wordt vooral toegepast voor het stralen van grote aantallen nieuwe platen en profielen, constructies, kleine onderdelen en gietdelen om deze van walshuid, oxide en gietzand te ontdoen. Verschillende manieren van transport van objecten Bij het werpstralen kunnen de objecten op verschillende manieren door de machine geleid worden: Via de rollenbaan Via een muldenband Via een hangbaan Transport via de rollenbaan Werpstralen is een zeer snelle methode van stralen. Omdat het veelal grote, stationaire machines zijn, wordt deze vorm van stralen vrijwel alleen toegepast in gespecialiseerde bedrijven. Ook het aanbrengen van de eerste primer wordt meestal direct na het stralen in hetzelfde bedrijf uitgevoerd. Het gebruikte straalmiddel wordt meerdere malen gebruikt. Dit werpstralen gebeurt in een machine met meerdere straalturbines die ook complexe producten geheel automatisch kan werpstralen. In deze automatische straalmachines worden de te stralen objecten op een lopende band gelegd. Werpstraler met rollerbaan. 59
Transport via een muldenband Een muldenband wordt vaak gebruikt voor het stralen van kleine onderdelen, zoals bouten en moeren. De objecten liggen op een band die zo ronddraait dat de objecten steeds over elkaar rollen, waardoor ze aan alle kanten gestraald kunnen worden. Muldenband. Transport via hangbanen Er zijn ook automatische straalmachines waar producten hangend doorheen lopen. Het straalmiddel wordt hierbij in een afgesloten straalkamer met behulp van centrifugaalkracht, verkregen door een schoepenwiel, op het te reinigen oppervlak geslingerd. Werpstraler met hangbaan. Type straalmiddel Om de korrels zo veel mogelijk in hun baan te houden worden bij voorkeur straalmiddelen met voldoende massa gebruikt, zoals steelshot en grit, draadkorrels, RVS-shot (chronital en RVS-grit (grittal). Een straalmachine heeft altijd een slijtvaste bekleding van mangaanstaal. 60 Straalhoek Voor een hoog rendement van de straalmachine is het belangrijk dat de straalhoek goed wordt afgesteld. De hotspot (plaats waar het straalmiddel terechtkomt) moet precies op het te stralen object worden gericht. Door slijtage van de doseerbuis en het doseerwiel in de turbine verplaatst de hotspot en moet deze regelmatig worden bijgesteld. Bepalen van de hotspots. Bepalen van de hotspot Het juist bepalen van de hotspot krijg je door een zwartgecoate plaat kort te stralen (ongeveer 10-15 seconde). Aan de hand van het weggestraalde zwart kun je de hotspot bepalen. De straalintensiteit (kinetische kracht) wordt bepaald door de snelheid en de massa van de straalkorrel. Ook de straaltijd heeft invloed. Hoe hoger de snelheid, de massa en de straaltijd, hoe hoger de intensiteit. Het meten van de intensiteit doe je door middel van een almenwaardetest. Dekkingsgraad en straaltijd hebben met elkaar te maken. Een te geringe dekkingsgraad kan door een langere straaltijd gecompenseerd worden. Nadeel bij een te lange straaltijd is dat er spanning in het oppervlak gebracht wordt, waardoor producten kunnen kromtrekken of vervormen. Tevens wordt de productietijd langer. Er zijn verschillende gradaties in dekking. Bovenstaand zie je er twee. 61
Links: bounce back, rechts geen bounce back. 8.1.2 Overspray Van een voorwerp moeten ook de randen goed gespoten worden. Daarbij zal altijd een deel van de verfnevel naast het voorwerp terechtkomen. We noemen dit overspray. De volgende factoren bepalen het verschijnsel overspray: De afstelling van de straalbreedte in verhouding tot de breedte van het object De drukinstelling De afstand van het spuitpistool tot het object; een grotere afstand geeft meer overspray De nauwkeurigheid waarmee de verfspuiter spuit De overspray wordt vooral beïnvloed door het vakmanschap van de verfspuiter. Een goede spuiter zal minder verf naast het object spuiten dan een minder goede spuiter. Overspray is verfnevel die buiten het te spuiten object of buiten het te spuiten deel van het object terechtkomt. 116 Hierna lichten we de meest relevante spuitapparatuur toe. 8.2 Airless spuiten Airless betekent luchtloos. Bij het airless spuiten gebruik je geen perslucht om de verf te vernevelen. Het principe van een airless spuit kunt u vergelijken met een tuinslang met sproeier. Als je deze sproeier bijna dichtdraait, verstuift het water in een fijne nevel. Dit komt door de waterdruk en de vorm van de sproeier. Bij airless spuiten gebeurt hetzelfde. De apparatuur brengt de verf onder druk. De verf ontwijkt door een fijne opening in de spuittip. De vorm en de grootte van de spuittip zijn van belang voor het verkrijgen van een goede verneveling. Een hoge druk, 100-350 bar, is noodzakelijk om de gewenste verneveling te bereiken. Airless spuitapparatuur. Door de zeer hoge druk kan airless spuiten gevaarlijk zijn. Let daarom op de volgende punten: Controleer voordat je gaat spuiten de spuitinstallatie goed; de verfslangen en de koppelingen mogen niet beschadigd zijn Werk nooit boven de maximale druk; er ontstaat dan schade aan de pakkingen, de slangen en de pomp Breng bij het doorspoelen van de installatie de druk sterk terug, zodat er geen gevaarlijke situaties ontstaan Zorg ervoor dat je nooit op je hand spuit Houd nooit je vingers voor de doorlaatopeningen Verwijder nooit de beschermbeugel van de spuittip Gebeurt er toch een ongeluk, dan is de kans groot dat je medische hulp moet inroepen. Vertel dan met welk type verf er is gespoten en welke R- en S-zinnen op deze verf van toepassing zijn. Je vindt de R- en S-zinnen op het etiket van het verfblik. Op het airless spuitpistool zijn drie beveiligingen aangebracht: 1. Eendenbek 2. Trekkervergrendeling 3. Trekkerbeugel 117