¿Qué es el arenado y cómo funciona?

¿Qué es el Sand Blasting?

El arenado es un proceso que utiliza el impacto de un chorro abrasivo a alta velocidad para limpiar y rugosizar la superficie de un sustrato. Emplea aire comprimido como fuente de energía para generar un chorro de alta velocidad que proyecta materiales abrasivos, como escoria de cobre, arena de cuarzo u óxido de aluminio, sobre la superficie de la pieza. Esta acción modifica el acabado superficial o la forma de la pieza.

El impacto y la acción de corte del abrasivo sobre la superficie de la pieza logran un nivel específico de limpieza y una rugosidad superficial definida. Este proceso mejora las propiedades mecánicas de la superficie, aumentando la resistencia a la fatiga de la pieza y mejorando la adherencia entre la pieza y los recubrimientos posteriores. En consecuencia, prolonga la durabilidad de la película de pintura y contribuye a obtener mejores capas de recubrimiento y un acabado estético superior.

Proceso de chorro de arena

La etapa de pretratamiento consiste en preparar la superficie de la pieza antes de aplicar un recubrimiento o chapado protector. La calidad de este pretratamiento mediante granallado influye significativamente en la adherencia, el aspecto, la resistencia a la humedad y la resistencia a la corrosión del recubrimiento. Un pretratamiento deficiente permite que la corrosión se extienda bajo el recubrimiento, lo que provoca un desprendimiento a gran escala. Pruebas de exposición comparativas han demostrado que las superficies cuidadosamente limpiadas pueden tener una vida útil de 4 a 5 veces mayor que aquellas con una limpieza simple.

La etapa de granallado utiliza aire comprimido para generar un chorro de alta velocidad que proyecta material abrasivo sobre la superficie de la pieza, modificando su acabado externo. El impacto y la acción de corte del material abrasivo logran un nivel de limpieza específico y diversos perfiles de rugosidad, mejorando así las propiedades mecánicas de la superficie de la pieza.

Tipos de equipos de chorro de arena

Las máquinas de chorro de arena se dividen generalmente en dos categorías principales: máquinas de chorro en seco y máquinas de chorro húmedo o líquido. Las máquinas de chorro en seco se clasifican a su vez en dos tipos: de succión y de presión.

(1) Máquina de chorro por succión

Una máquina completa de granallado en seco por succión consta típicamente de 6 sistemas: la cabina/estructura, el sistema de alimentación del abrasivo, el sistema de tuberías, el sistema de recolección de polvo, el sistema de control y los sistemas auxiliares. Los sistemas de alimentación por succión utilizan aire comprimido como fuente de energía. El flujo de aire a alta velocidad crea una presión negativa dentro de la pistola de granallado, aspirando el abrasivo a través de una manguera de alimentación. El abrasivo se acelera y se expulsa a través de la boquilla sobre la superficie de la pieza de trabajo para lograr el efecto de mecanizado deseado. En este tipo de máquina, el aire comprimido proporciona tanto la alimentación del abrasivo como la aceleración del chorro.

(2) Máquina de chorro a presión

Una unidad completa de granallado en seco a presión consta típicamente de cuatro sistemas principales: el depósito de presión, el sistema de alimentación del abrasivo, el sistema de tuberías y el sistema de control. El sistema de presión utiliza aire comprimido para generar la presión de trabajo dentro del depósito. Esta presión impulsa el abrasivo a través de la válvula dosificadora hacia la manguera de granallado y lo expulsa por la boquilla, proyectándolo sobre la superficie de la pieza de trabajo para obtener el acabado deseado. En este sistema, el aire comprimido actúa tanto como fuente de alimentación del abrasivo como acelerador del chorro.

(3) Máquina de chorro húmedo

La principal ventaja de la máquina de chorreado líquido sobre la de chorreado en seco radica en su eficaz control de la contaminación por polvo durante el proceso, lo que mejora el entorno de trabajo del operario. Generalmente consta de cinco sistemas: la cabina/estructura, el sistema de alimentación de la mezcla abrasiva, el sistema de tuberías, el sistema de control y los sistemas auxiliares. La máquina utiliza una bomba de alimentación para suministrar la mezcla abrasiva. Esta bomba suministra la mezcla homogénea a la pistola de chorreado. El aire comprimido, que entra en la pistola a través de una línea de aire, se utiliza como fuerza de aceleración. Dentro de la pistola, el aire comprimido acelera la mezcla, que luego se expulsa a través de la boquilla sobre la superficie de la pieza para lograr el acabado deseado. En este sistema, la bomba de alimentación proporciona la fuerza de alimentación y el aire comprimido la fuerza de aceleración.

Grados de limpieza del chorro de arena

Existen dos normas internacionales representativas para la limpieza de superficies tras el arenado: la norma estadounidense SSPC, establecida en 1985, y la norma sueca Sa, establecida en 1976. La norma Sa, que es la norma común aceptada internacionalmente, se divide en cuatro grados: Sa1, Sa2, Sa2.5 y Sa3. Los detalles son los siguientes:

(1) Grado Sa1

Equivalente a la norma estadounidense SSPC-SP7. Este grado se obtiene mediante métodos manuales sencillos, como el cepillado con alambre o el lijado. Es el grado de limpieza más bajo de los cuatro, y ofrece una protección del recubrimiento solo ligeramente superior a la de una pieza sin tratar. La superficie de la pieza debe estar libre de aceite, grasa, residuos de cascarilla de laminación, óxido y restos de pintura visibles. El grado Sa1 también se conoce como granallado con cepillo.

(2) Grado Sa2

Equivalente a la norma estadounidense SSPC-SP6. Este grado se obtiene mediante granallado abrasivo (o granallado con perdigones). Es el grado más bajo para el granallado abrasivo real y representa un requisito general, pero ofrece una protección del recubrimiento significativamente mejor que la limpieza manual. La superficie de la pieza debe estar libre de aceite, grasa, suciedad, cascarilla de laminación, óxido, pintura, óxidos, productos de corrosión y otras materias extrañas visibles, a excepción de manchas (imperfecciones). Sin embargo, estas imperfecciones se limitan a un máximo del 3 % de la superficie y pueden incluir ligeras sombras, decoloración menor debido a imperfecciones/picaduras/óxido y ligeras marcas de laminación o pintura. Si la superficie original presentaba picaduras, pueden quedar ligeros restos de óxido y pintura en el fondo de estas. El grado Sa2 también se conoce como granallado comercial.

(3) Grado Sa2.5

Este es el grado más utilizado en la industria y suele servir como requisito técnico de aceptación y estándar. El grado Sa2.5 también se conoce como granallado casi blanco. Los requisitos son los mismos que para la primera mitad del estándar Sa2, pero las imperfecciones se limitan a un máximo del 5 % de la superficie y pueden incluir ligeras sombras, decoloración menor debido a imperfecciones, picaduras u óxido, y ligera cascarilla de laminación o defectos de pintura.

(4) Grado Sa3

Equivalente a la norma estadounidense SSPC-SP5. Este es el grado de tratamiento más alto del sector, también conocido como limpieza con chorro de arena blanco. Los requisitos son los mismos que para Sa2.5, pero no se permite la tolerancia del 5 % para sombras, imperfecciones, óxido, etc.

Aplicaciones del chorro de arena

El granallado elimina todos los contaminantes, como el óxido y la cascarilla de laminación, de la superficie de la pieza y crea un perfil superficial crucial, comúnmente conocido como patrón de anclaje o «diente». Al ajustar el tamaño de las partículas abrasivas, se pueden lograr distintos niveles de rugosidad, mejorando así la adherencia entre la pieza y el material aplicado. anodizado o capa de recubrimiento. También garantiza una adhesión más fuerte y de mayor calidad para los componentes unidos.

Limpieza y pulido

El granallado elimina eficazmente todos los contaminantes de la superficie de piezas fundidas y forjadas, así como de componentes sometidos a tratamiento térmico posterior, tales como cascarilla de laminación, aceite y otros residuos. Pule la superficie, mejorando el acabado y revelando el color natural uniforme del metal, lo que se traduce en una apariencia más estética.

Desbarbado y acabado de superficies

El chorro de arena puede eliminar rebabas diminutas de la superficie de Piezas mecanizadas CNCEsto da como resultado una superficie más plana y lisa. Se eliminan los efectos perjudiciales de las rebabas y se mejora la calidad general de la pieza. Además, el granallado permite crear radios pequeños y precisos en las intersecciones de las superficies, lo que confiere a la pieza un aspecto más refinado y preciso.

Mejora de las propiedades mecánicas

Tras el granallado, se crea una textura superficial uniforme y de grano fino, capaz de retener el aceite lubricante. Esto mejora las condiciones de lubricación, reduce el ruido y prolonga la vida útil de los componentes mecánicos.

Acabado decorativo

Para ciertas piezas especializadas, el arenado puede producir acabados reflectantes o mate específicos según se requiera. Algunos ejemplos incluyen lograr un acabado satinado/mate en piezas de acero inoxidable, pulir plásticos, abrillantar jade, matificar superficies de muebles de madera, crear patrones en vidrio esmerilado y rugosizar superficies de tela.

Consideraciones para el arenado

 Antes de comenzar el trabajo, se debe usar todo el equipo de protección. Está prohibido trabajar con los brazos descubiertos.

• El trabajo debe ser realizado por no menos de dos personas.
• Los depósitos de aire comprimido, los manómetros y las válvulas de seguridad deben revisarse y calibrarse periódicamente. El depósito de aire comprimido debe vaciarse cada dos semanas para eliminar el polvo y la humedad acumulados, y el filtro del recipiente abrasivo debe inspeccionarse mensualmente.
• Compruebe que los conductos de ventilación y las puertas de la máquina de chorro de arena estén correctamente sellados.
• El sistema de ventilación y extracción de polvo debe encenderse al menos 5 minutos antes de comenzar el arenado. Está prohibido el arenado si el sistema de ventilación y extracción de polvo no funciona correctamente.
• La válvula de aire comprimido debe abrirse lentamente y la presión del aire no debe exceder los 0.8 MPa (aproximadamente 116 psi).
• El tamaño de las partículas abrasivas debe ser el adecuado para los requisitos del trabajo, normalmente dentro del rango de 10 a 20 mallas, y el material abrasivo debe mantenerse seco.
• Cuando la máquina de chorro de arena esté en funcionamiento, se prohíbe el acceso a personal no autorizado. La máquina deberá apagarse antes de realizar cualquier limpieza o ajuste de las piezas móviles.
• No se debe utilizar aire comprimido para quitar el polvo del cuerpo ni para juegos bruscos.
• Una vez finalizado el trabajo, los equipos de ventilación y extracción de polvo deben seguir funcionando durante otros 5 minutos antes de apagarse para expulsar el polvo residual y mantener limpia la zona de trabajo.

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