Nassstrahlverfahren

Feuchtstrahlen

Prinzip: Das Verfahren ähnelt dem Druckluftstrahlen. Dem Strahlmittel/Luft-Gemisch wird jedoch vor der Düse sehr wenig Flüssigkeit (im allgemeinen sauberes Wasser) zugefügt. Dadurch arbeitet das Verfahren im Teilchengrößenbereich unterhalb von 50 Mikrometern staubfrei. Der Wasserverbrauch kann geregelt werden. Er beträgt im allgemeinen 15 l/h bis 25 l/h. Dem Wasser kann ein geeigneter Rostinhibitor zugesetzt werden.

Verfahrensprinzip des Feuchtstrahlens   Anlagenbeispiel: Auer

Anwendungsbereich: Das Verfahren eignet sich für die Reinigung von Werkstücken und Konstruktionen aller Art und Größe. Es ist auf Werkstücke mit beliebigen Rostgraden anwendbar, da die Zugabe von Flüssigkeit geregelt und so der anfallenden Staubmenge angepasst werden kann. Die Zugabe staubbindender Flüssigkeit wird so eingestellt, dass sie gerade noch nicht aus der Düse tropft. Die einzelnen Strahlmittelteilchen sind dann mit einem dünnen Flüssigkeitsfilm umhüllt. Dadurch wird die Bildung von Staub im Umkreis der behandelten Fläche nahezu vollständig vermieden. Das Verfahren kann in den meisten Fällen angewendet werden, in denen sowohl starke Staubentwicklung, als auch große Wassermengen in der Umgebung vermieden werden müssen.

Wirksamkeit: Das Verfahren ist vielseitig anwendbar. Mit ihm kann der Oberflächenvorbereitungsgrad Sa 3 auf Stahl erreicht werden, der alle Rostgrade nach ISO 8501-1 oder ISO 8501-2 aufweisen kann.

Einschränkungen: Die nach diesem Verfahren vorbereitete Oberfläche unterscheidet sich von der durch Druckluftstrahlen erzeugten dadurch, dass sie zunächst feucht ist. Je nach den Umgebungsbedingungen verschwindet die Feuchtigkeit in wenigen Minuten. Sie kann jedoch eine leichte Spur von Rost auf den Rauheitsspitzen verursachen. Derartiger Flugrost kann bei einigen Beschichtungssystemen toleriert werden. Anderenfalls muss dem Wasser ein Rostinhibitor zugesetzt werden. Dabei ist sicherzustellen, dass der Rostinhibitor mit dem Beschichtungssystem verträglich ist.

Nassdruckluftstrahlen

Prinzip: Das Verfahren ähnelt dem Druckluftstrahlen. Es wird jedoch vor oder hinter der Düse Flüssigkeit (im allgemeinen sauberes frisches Wasser) zugeführt, so dass sich ein Strom aus Luft, Wasser und Strahlmittel bildet. Dem Wasser kann ein geeigneter Rostinhibitor zugesetzt werden.

Wirkungsweise des Nassdruckluftstrahlens      Anlagenbeispiel: Auer

Anwendungsbereich: Nassdruckluftstrahlen kommt dort zum Einsatz, wo die Staubentwicklung auf ein Minimum reduziert werden muss oder empfindliche Oberflächen eine schonende Reinigung erfordern. Das Verfahren eignet sich für die Reinigung von Werkstücken und Konstruktionen aller Art und Größe. Es ist auf Werkstücke mit beliebigem Rostgrad anwendbar, vorausgesetzt, dass die Anwesenheit von Wasser auf der Oberfläche zulässig ist. Das Verfahren kann kontinuierlich oder diskontinuierlich angewendet werden.

Wirksamkeit: Mit dem Verfahren kann der Oberflächenvorbereitungsgrad Sa 3 nach ISO 8501-1 bzw. ISO 8501-2 erreicht werden. Das Verfahren ist besonders geeignet, um die Menge löslicher Salze zu verringern und die Staubentwicklung während der Reinigung auf ein Minimum zu reduzieren. Wenn das Wasser hinter der Düse zugegeben wird, ist die Reinigung weniger wirkungsvoll, als wenn es bereits vor der Düse beigemischt wird.

Einschränkungen: Die gestrahlte Oberfläche ist im allgemeinen mit Schlamm bedeckt, der die visuelle Beurteilung erschwert. Dieser Schlamm muss mit einem Luft- oder Wasserstrahl entfernt werden. Eine Trocknung der gestrahlten Oberflächen ist vor dem Auftragen von Beschichtungsstoffen erforderlich. Beim Nassdruckluftstrahlen kann sich Flugrost bilden. Dieser muss entfernt werden, wenn er für die nachfolgende Beschichtung nachteilig ist. Nassdruckluftstrahlen darf nicht angewendet werden, wenn die Anwesenheit von Wasser auf der gereinigten Oberfläche schädlich ist. Als Strahlmittel kommen im allgemeinen nur Teilchen aus Nicht-Eisen-Werkstoffen in Frage, die in der Regel nicht wiederverwendbar sind. Wenn ein Rostinhibitor verwendet wird, muss er mit nachfolgenden Beschichtungen verträglich sein.

Schlämmstrahlen

Prinzip: Bei dem Schlämmstrahlen, in der Literatur teilweise auch als Druckstrahlläppen bezeichnet, wird eine Dispersion eines feinkörnigen Strahlmittels in Wasser oder in einer anderen Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit auf die zu bearbeitende Oberfläche gestrahlt. In Abgrenzung zum Nassdruckluftstrahlen und Feuchtstrahlen stellt bei diesem Verfahren die Flüssigkeit das Wirkmedium zur Beschleunigung des Strahlmittels dar. Die Abgrenzung zum Druckflüssigkeitsstrahlen erfolgt zum einen durch das weitaus geringere Druckniveau von einigen wenigen bar (im Vergleich zu einigen hundert bis tausend bar beim Druckflüssigkeitsstrahlen) und zum anderen durch den Strahlzweck. Das Druckflüssigkeitsstrahlen dient dem Entschichten, Entrosten und Entzundern von Oberflächen. Das Schlämmstrahlen hingegen wird als Verfahren zur Feinst- und Finishbearbeitung bei gleichzeitiger Reinigung der Oberfläche eingesetzt.

Anwendungsbereich: Das Verfahren ist zur Herstellung eines feinen Oberflächenprofils geeignet, wenn eine geringe Oberflächenrauheit gefordert ist. Das Verfahren führt zu einer besonders feinen und gleichmäßigen Oberfläche. Es ist zudem zur Entfernung löslicher Salze besonders geeignet.

Bild: Schlick

Typische Anwendungen für das Schlämmstrahlen sind:

-Entzundern von Feinguss

-Mikro-Entgraten

-Feinentgraten von Thermoplasten

-Polieren von Oberflächen

-Verfestigen von Oberflächen

-Reinigen chirurgischer Instrumente

Die gestrahlte Oberfläche muss nach der Bearbeitung mit frischem Wasser abgewaschen oder abgespritzt werden, um noch anhaftendes Strahlmittel zu entfernen. Das Wasser kann zur Bearbeitung rostempfindlicher Bauteile einen Rostinhibitor enthalten. Vor dem Auftragen von Beschichtungen oder Lacken müssen die bearbeiteten Oberflächen getrocknet werden. Die Trocknung sollte durch öl- und feuchtefreie Druckluft oder saubere erwärmte Luft erfolgen.

Druckflüssigkeitsstrahlen

Prinzip: Bei diesem Verfahren wird ein unter hohem Druck stehender Flüssigkeitsstrom (im allgemeinen sauberes Wasser) mit Hilfe einer Düse auf das Werkstück gerichtet. Zur Verstärkung der Abrasionswirkung kann dem Flüssigkeitsstrom zusätzlich ein festes Strahlmittel beigemengt werden. Das Strahlmittel kann trocken oder als Aufschlämmung zugeführt werden. Dem Strahlwasser kann zudem ein geeigneter Rostinhibitor zugesetzt werden.

Schema des Druckflüssigkeitsstrahlens und übliche Druckbereiche

Anwendungsfall	Druckniveau
Entlacken	700 - 1700 bar
Betonabtrag	900 - 1100 bar
Rohrbündelreinig.	400 - 1200 bar
Oberflächenvorb.	900 - 1000 bar
Behälterreinigung	300 - 600 bar
Rohrreinigung	200 - 600 bar
Kanalreinigung	50 - 200 bar

Anwendungsbereich: Das Verfahren eignet sich für die Reinigung von Werkstücken und Konstruktionen aller Art und Größe. Es ist auch auf Werkstücke mit sehr starken Rostnarben und Verunreinigungen anwendbar. Das Druckflüssigkeitsstrahlen kann kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Der Einsatz ist insbesondere dann sinnvoll, wenn auf den gereinigten Oberflächen nur noch wenig lösliche Salze verbleiben dürfen. Bei entsprechender Wahl der Prozessparameter können gezielt auch einzelne Schichten eines Beschichtungssystems entfernt werden.

Bilder: Hammelmann

Wirksamkeit: Mit dem Verfahren können die Oberflächenvorbereitungsgrade Sa 3 auf Stahl der Rostgrade A und B und Sa 2 ¹/₂ auf Stahl des Rostgrades D erreicht werden. Das Verfahren ist besonders geeignet, um die Menge löslicher Salze zu verringern. Der hohe Wasserdruck erfordert entsprechende Schutzmaßnahmen.

Einschränkungen: Die gestrahlte Stahloberfläche ist im allgemeinen mit Schlamm bedeckt, der die visuelle Beurteilung erschwert. Dieser Schlamm muss mit einem Luft- oder Wasserstrahl entfernt werden. Eine Trocknung der gestrahlten Oberflächen ist vor dem Auftragen von Beschichtungsstoffen zumeist erforderlich. Beim Druckflüssigkeitsstrahlen kann sich Flugrost bilden. Dieser muss entfernt werden, wenn er für die nachfolgende Beschichtung nachteilig ist. Das Druckflüssigkeitsstrahlen darf nicht angewendet werden, wenn die Anwesenheit von Wasser schädlich ist. Als zusätzliches festes Strahlmittel kommen nur Teilchen aus Nicht-Eisen-Werkstoffen in Frage, die in der Regel nicht wiederverwendbar sind. Wenn ein Rostinhibitor verwendet wird, muss er mit nachfolgenden Beschichtungen verträglich sein.

Dampfreinigungsstrahlen

Prinzip: Beim Dampfstrahlen wird Wasser mit einer Pumpe auf erhöhten Druck gebracht und auf Temperaturen über 100 °C erhitzt. Der beim Entspannen des Druckwassers in einer Düse entstehende Sprühnebel aus Dampf und kochendem Wasser wird auf die zu reinigende Oberfläche gerichtet. Der hohe Wärmeinhalt des Strahls heizt das Werkstück rasch auf und bringt Fette und Öle zum Verlaufen. Durch den Zusatz von Waschmitteln kann die Reinigungswirkung verstärkt werden. Die üblichen Waschmittel enthalten u. a. auch Phosphat-Zusätze, welche Stahlteile mit einem rostschützenden Film überziehen.

Dampfstrahlgeräte verfügen zumeist über zwei verschiedenen Betriebsdrücke, um wahlweise einen Dampfsprühstrahl oder einen Druckspritzstrahl erzeugen zu können. Der Dampfsprühstrahl stellt eine nebelartige Mischung von wenig Dampf mit kochendem Wasser dar und wird zur Reinigung empfindlicher Oberflächen oder zum Nachspülen eingesetzt. Der Druckspritzstrahl, der mit hoher Geschwindigkeit auf die Oberfläche trifft, dient zum Ablösen hartnäckiger Verschmutzungen. Nach kurzem Spülen trocknet die gereinigte Oberfläche durch die gespeicherte Wärme von selbst nach.

Haupteinsatzgebiete: Das Dampfreinigungsstrahlen findet seine Einsatzbereiche dort, wo besonders starke mechanische Spül- und Schwemmwirkungen gefordert werden, wie bei der Reinigung von Ketten und Fahrwerken von Schleppern und Baumaschinen, Boden- oder Wandflächen, Maschinentischen usw.

Bilder: Ipros

Transportable Geräte: Diese Geräte arbeiten unabhängig vom Druck der Wasserleitungen. Die Druckerhöhung erfolgt durch eine Pumpe. Ein Ölbrenner oder eine elektrische Heizung geben Wärme über einen Durchlauferhitzer an das Wasser ab. Die Fördermenge der Wasserpumpe für den Dampfsprühstrahl beträgt meist ca. 600 l/h, bei Arbeiten mit dem Hochdruck-Spritzstrahl ca. 1200 l/h.

Stationäre Anlagen: Bei stationären Anlagen wird der Dampf entweder in einem gesonderten Aggregat erzeugt oder es erfolgt der Anschluss an eine vorhandene Dampfleitung (üblicherweise 4 - 12 bar).