Sabbiatura Tangenziale
La sabbiatura Tangenziale è un tipo speciale di sabbiatura abrasiva e un metodo di sabbiatura efficace e consolidato per la pulizia e l'irruvidimento delicato di materiali sensibili/delicati e di substrati complessi. Di conseguenza, gli abrasivi e i parametri di processo per la sabbiatura Tangenziale devono essere accuratamente selezionati in base al tipo di sabbiatura, in modo da escludere qualsiasi danno al pezzo da trattare.
Pulizia con sabbiatura tangenziale con rivestimenti di zinco
La sabbiatura tangenziale si è dimostrata particolarmente utile nell'esecuzione di sistemi duplex, in cui due metodi di protezione autonomi si completano a vicenda. Si basano sulla zincatura e su un rivestimento monostrato o multistrato a umido o a polvere, che insieme formano un sistema di protezione dalla corrosione con una durata di protezione molto lunga.
La sabbiatura tangenziale consente di preparare la superficie in modo efficace e rapido prima del rivestimento, poiché il rivestimento di zinco viene pulito e irruvidito in un unico passaggio.
Un utilizzo principale della sabbiatura tangenziale è la rimozione di residui che riducono l'adesione prima dell'applicazione del rivestimento. Tra questi rientrano le impurità intrinseche dello zinco, come la ruggine bianca (idrossido di zinco, ossido di zinco e carbonato di zinco), ma anche impurità estranee, come eventuali passivazioni applicate temporaneamente come protezione dalla corrosione.
Topografia superficiale favorevole
Allo stesso tempo, durante la sabbiatura tangenziale, la superficie solitamente liscia del rivestimento di zinco viene ampiamente profilata e leggermente irruvidita dall'impatto dell’abrasivo. La modifica della topografia superficiale e il conseguente ampliamento della superficie totale aumentano significativamente l'area di contatto tra lo zinco e il rivestimento, creando così una maggiore superficie adesiva sulla stessa area. Il profilo di rugosità creato con la sabbiatura tangenziale favorisce inoltre l'adesione meccanica del rivestimento e lo rende meno suscettibile a sollecitazioni di trazione, compressione e distacco.
Caso particolare dei rivestimenti in polvere
L'allargamento superficiale mediante sabbiatura tangenziale favorisce anche il degassamento di residui volatili di aria e idrogeno, che si trovano frequentemente nei rivestimenti zincati a caldo, soprattutto quelli con strati spessi. Questo perché il processo di reticolazione termochimica nei rivestimenti in polvere, che viene effettuato ad alte temperature, ne favorisce la fuoriuscita e può alterare gravemente la struttura del rivestimento sotto forma di bolle, crateri e pori.
Le alterazioni nella struttura del rivestimento non rappresentano solo un problema estetico, ma spesso causano un notevole indebolimento dello strato protettivo organico all'interno del sistema duplex. Questo perché i mezzi corrosivi possono penetrare attraverso queste aree danneggiate, raggiungere la zincatura e innescare un attacco corrosivo. La ruggine bianca che si forma si espande in area e volume, indebolisce progressivamente il rivestimento e di conseguenza porta alla perdita di adesione.
Un'ulteriore ricottura dopo la sabbiatura a sbalzo può favorire ulteriormente il processo di degassamento.
Indipendentemente dalla fuoriuscita di residui gassosi dal substrato di zinco presente, sussiste sempre il rischio, anche in presenza di nidi di ruggine bianca in superficie, che quest'ultima si decomponga in acqua, CO₂ e SO₂ durante la cottura della vernice a polvere, formando bolle e causando il distacco della vernice. Queste contaminazioni possono essere rimosse in modo efficace ed efficiente mediante spazzamento, se la pulizia con sabbiatura viene eseguita correttamente e professionalmente.
Il rivestimento di zinco
Il rivestimento di zinco stesso, in quanto parte integrante del sistema di protezione duplex, deve essere intatto dopo la sabbiatura tangenziale e presentare la minima perdita di spessore possibile. Il prerequisito è innanzitutto un rivestimento di zinco di alta qualità con uno spessore dello strato sufficiente, in cui il rivestimento di zinco stesso presenti ottime proprietà adesive e coesive. In caso contrario, il rivestimento di zinco può staccarsi dal substrato di acciaio anche con una sabbiatura tangenziale professionale, e in particolare le zone dei bordi che sono critiche in questo caso, oppure possono verificarsi fratture coesive all'interno del rivestimento di zinco.
La perdita di zinco dovuta alla sabbiatura deve essere tenuta in considerazione durante la zincatura, poiché la durata protettiva del rivestimento di zinco è determinata principalmente dallo spessore del suo strato. Pertanto, lo spessore dello strato di una zincatura a caldo prima della sabbiatura dovrebbe essere ≥100 μm, se il materiale di zincatura lo consente (vedere DIN EN ISO 1461), in modo che sia ancora garantito uno spessore minimo di 85 μm dopo la sabbiatura a sbalzo. La rimozione di zinco misurata dopo la sabbiatura è al massimo inferiore a 10μ e non deve in nessun caso superare i 15μ.
Grado di preparazione della superficie
L'aspetto del rivestimento di zinco dopo la sabbiatura tangenziale deve essere omogeneamente opaco o satinato (sabbiatura a turbina).
I valori di rugosità, misurati con un calibro a sezione tattile, dopo il processo di sabbiatura tangenziale sono i seguenti:
Rz – profondità media di rugosit: 25,0 – 50,0µ
Ra – valore medio aritmetico: 4,0 – 6,5µ
RPc – numero di picchi: >40
ESECUZIONE DEL PROCESSO
Per la sabbiatura a getto di zinco a caldo, i seguenti parametri e abrasivi si sono dimostrati efficaci nella pratica:
Parametri
Sabbiatura a getto con aria compressa
Ossido di alluminio, sabbia di granato, graniglia di vetro, grit di acciaio inossidabile (GRITTAL)
Sabbiatura a turbina
Graniglia angolosa in acciaio inox GRITTAL
Granulometria [mm]
Pressione [bar]
Velocità di rotazione [g/min]
Strato di Zinco
0,10 – 0,50
2,0 – 3,0
-
Aspetto opaco uniforme, rimozione dello zinco max. 10-15μ.
0,30 – 0,80
-
1.700 - 2.200
Aspetto satinato uniforme, rimozione dello zinco max. 10-15μ
Zincatura a nastro - zincatura sendzimir
Nel caso di preparazione superficiale di lamiere d'acciaio zincate sendzimir con uno spessore ridotto (5-40 μm), è necessario valutare caso per caso in che misura la sabbiatura tangenziale possa rappresentare un metodo di preparazione idoneo. In ogni caso, i parametri di pulizia della sabbiatura tangenziale devono essere adattati con ancora maggiore attenzione al materiale da trattare. L'idoneità di base e i parametri di processo richiesti possono essere determinati e specificati durante le prove di sabbiatura.
Preparazione della superficie dell'acciaio inossidabile
La sabbiatura tangenziale è adatta anche per la pulizia di lamiere di acciaio inossidabile a pareti sottili e per lo più molto lisce, preparandole al contempo per il rivestimento o l'incollaggio. La sabbiatura della superficie in questo caso consente di ottenere condizioni notevolmente migliori, rimuovendo temporaneamente lo strato protettivo ossidativo naturale dell'acciaio inossidabile e aumentandone la superficie. Anche substrati particolarmente critici, come i cordoni di saldatura, possono essere trattati in modo molto efficace con il processo di sabbiatura tangenziale.
In generale
Come già accennato, la sabbiatura tangenziale è un metodo di preparazione efficace, efficiente e sicuro, a condizione che venga eseguita correttamente e professionalmente. Questo perché la sabbiatura tangenziale si basa inizialmente sugli stessi principi operativi dei processi di sabbiatura convenzionali. Tuttavia, in molti casi, l'adozione di parametri di sabbiatura consueti causerebbe danni irreversibili al materiale o al substrato da sabbiare. Questi includono, ad esempio, la deformazione del pezzo, il distacco e la scheggiatura del materiale in caso di substrati sensibili, oppure valori di rugosità troppo elevati che rendono impossibile l'ulteriore lavorazione.
Pertanto, durante la sabbiatura tangenziale, l'energia dei grani e quindi l'intensità del fascio devono essere ridotte significativamente. Ciò si ottiene riducendo la massa dei grani e/o la velocità dei grani utilizzando abrasivi più fini e selezionando una velocità di uscita o di espulsione inferiore.
Tecnologia di sabbiatura applicabile
La sabbiatura tangenziale può essere eseguita sia con macchine ad aria compressa che con macchine a turbina. Tuttavia, esistono due limitazioni legate al processo di sabbiatura tangenziale nelle macchine a turbina, ovvero la geometria del materiale abrasivo e la scelta del mezzo abrasivo.
Per una sabbiatura tangenziale efficace nelle macchine a turbina, è necessario che i pezzi da sabbiare siano di semplice progettazione e facilmente accessibili all'abrasivo, poiché le unità di scarico sono fisse e consentono poche possibilità di regolazione per quanto riguarda lo scarico dell'abrasivo. Nel caso di geometrie complesse, l'effetto desiderato della sabbiatura tangenziale può essere facilmente compromesso se parti del materiale abrasivo non vengono raggiunte a sufficienza o non vengono raggiunte affatto dal getto della turbina.
Nella scelta dell’abrasivo, è opportuno tenere presente che, allo stato attuale della tecnica, i gli abrasivi minerali (corindone, granato, frammenti di vetro o scorie) non possono essere utilizzati nei sistemi di sabbiatura a turbina. Questa circostanza deve essere tenuta in considerazione se si desidera trattare elevate produzioni o quantità superficiali con la sabbiatura tangenziale in modo economico ed ecologico. Tuttavia, questo tipo di sabbiatura con la tecnologia a turbina può essere realizzata molto facilmente con graniglia angolosa in acciaio inossidabile ed è già consolidata da molti anni.
La sabbiatura tangenziale con sistemi ad aria compressa, d'altra parte, non è soggetta ad alcuna restrizione tecnica. Grazie alla guida manuale dell'ugello di sabbiatura, il processo è altamente variabile e quindi facilmente adattabile dall'utente. Per la sabbiatura tangenziale possono essere utilizzati tutti gli abrasivi consigliati, ma l'abrasivo in acciaio inossidabile offre grandi vantaggi economici ed ecologici grazie alla sua eccezionale durata.
