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喷砂清理技术

压缩空气输送管道

压缩空气都是通过管到来输送的,输送压缩空气用的管道我们通常都选用无缝钢管和橡胶管,符合压力要求的塑料硬管也可以用来输送压缩空气,但用来自来水输送的镀锌钢管不宜用于压缩输送。
喷砂机实物图
用无缝钢管和塑料硬管来输送压缩空气优于使用橡胶软管,这是因为,相对于橡胶软管来说,压缩空气在无缝钢管和塑料硬管内流动时的压力损失几乎可以忽略不计。
像桥梁这样需要常年维修保养的工程,喷砂机的作业地点时不固定的,因此,有些承包公司就会在桥梁的一端安装一台空气压缩机和一段固定的钢管。需要时,只要用橡胶软管连接喷砂机,就可以在桥梁的任何地点进行喷砂清理了。
在工厂和其它一些场合,喷砂清理的地点往往时不变的,空气压缩机也回安装在一个固定的场所,使用永久性的钢管来输送压缩空气是最好的选择了。
不管使用任何方法来输送压缩空气,由于压缩空气在膨胀和输送过程中的冷却,压缩中会出现冷凝水,为了保证喷完清理的质量,我们就有必要在最后一段(离喷砂机最近)垂直管段上配置一个放水阀。另外,钢管用久了,其内表面还会生锈、接垢,因此,在压缩空气管路上应该有一个好的过滤器,用来清除压缩空气中的水分、油分个固体颗粒。
如果空气压缩机离喷砂机有数十米之遥甚至更远,应该选用至少大一档规格的钢管来输送压缩空气,而且要尽量减少弯头的数量。这样做的目的只有一个:减少压缩空气在管道内流动造成的压力损失。在无法避免管道走向变化时,最好避免采用直角弯头或45°弯头,使用弯管可以使压力损失减少许多。另外,使用两个45°弯头来代替一个90°弯头有利于减少压缩空气压力的下降。
在不得已必须使用橡胶软管来输送压缩空气时,我们一定要注意橡胶软管的质量,第一,耐压等级,其工作压力不低于喷砂机的工作压力,爆破压力一般不低于工作的4倍;第二,内胶层的材料必须耐水、耐油,在输送压缩空气过程中不膨胀、不变形;第三,外胶层要有足够的强度,经得起喷完作业现场恶劣环境对橡胶软管的破坏使用。
橡胶软管的长度只要够用就行了,多余的长度除了会增加压力损失外,不会带来任何好处。要避免曲率很大的弯曲,最好用弯管来改变管道的走向。按压缩空气的流量正确选用的橡胶管压力损失不会很大,一般在每20m0.02~0.03Mpa。一个90°弯头造成的压力损失可以达到0.05~0.055Mpa
橡胶软管的规格是用其内径来表示的,在我国的很多地方,大家还习惯于用in作单位,比如lin1.25in1.5in等。Lin相当于25.4mm
在喷完清理作业,橡胶软管规格的选择取决于喷嘴的规格(见表4-1)。通常,橡胶软管的直径应该时喷嘴直径的4倍。要是空气软管达到40m长度或更长,空气软管还要在大一些。举个例子:空气压缩机与喷砂机之间的距离为60m,喷嘴的直径是9.5mm,我们应该先用两根20m长的2in橡胶软管接到空气压缩机上,然后再接一根20m长的1.5in软管到喷砂机上。
4-1  橡胶软管与喷嘴

喷嘴直径

橡胶软管直径

/in

/mm

/in

/mm

3/16
3
/16
1/4
5/16
3/8
7/16
1/2
5/8
3/4

5
5
6.5
8
9.5
11
12.5
16
19

3/4
1
1
1.25
1.5
2
2
2.5
3

19
25
25
32
38
50
50
64
76

※注:实际使用的空气软管不能小于表列的规格

在野外喷完作业中,由于受环境条件的限制,有时不得不使用很长的空气软管,碰到这种情况,我们就要根据喷砂机上的压力来判断所使用的空气软管时否合适。
用来连接空气软管的接头的规格有两种表达方式,一种是连接螺纹的直径,另一种是与接头相配的空气软管的内径,两者不能混淆。另外,压缩空气管路上我们经常会用到不同的阀,选用时注意阀的通径,有些阀采用半通径,不宜选用,比如,号称1.25in的半通径球阀的实际通径远小于32mm,可能只有25mm,1.25in只是指它的连接螺纹尺寸,其流通截面只有全通径1.25in球阀的63%,压力损失可想而知。
在喷完作业场地,橡胶软管时最为输送压缩空气用管道,因为橡胶软管柔软,连接方便,可以很容易地把压缩空气送到任何需要的地方。
用来输送压缩空气的橡胶软管在结构上由内胶层和外胶层三部分组成,内胶层时任何橡胶软管的基础,没有内胶层增强层就无法存在。增强层是橡胶软管的受力层,增强层一旦受损,橡胶软管也就要报废了。
在喷完作业工地,我们经常回看到随意拖拉橡胶软管的情景。这会使用来保护增强层的外胶层容易受到破坏,增强层一旦暴露,其抗压能力就会降低,离橡胶管爆破的时间就不远了。这有点像自行车胎和内胎之间的关系。
按增强层结构的不同,橡胶软管主要分为夹布橡胶管、缠绕橡胶管和编制橡胶管三类。
工作压力位0.7Mpa的橡胶软管一般都可以用来输送喷完清理用的压缩空气。
压缩空气在管道中流动会由于摩擦而造成不可避免的压力损失,该压力损失我们也称压力降。虽然压力损失不可避免,但是,我们可以采取一些措施来减少压缩空气输送过程中的压力损失。
压缩空气在管道中流动时的压力损失主要与三个因素有关,这就是管道的直径、输送距离和压缩空气的压力。另外,压缩空气管路中弯头和阀门的多少、管道内表面的粗糙程度和压缩空气的温度等也会对压力损失造成影响。
在相同流量和压力的条件下,管道直径越大,压缩空气流动的速度就会越低,压力损失就减少。在相同流量和管道直径的条件下,压力越高,压缩空气的体积就越小,压缩空气在管道内流动的速度就降低,由此而产生的压力损失就小(见表4-2)。
 
4-2 压缩空气在管道内的压力损失

管道内径

长度20m/in(mm)

自动空气流量/m3.min-1

管道内压力/Mpa

0.42

0.56

0.7

0.84

1.05

1.4

2.1

3/4”(20mm)

1.7

0.029

0.022

0.019

 

 

 

 

2.3

0.049

0.039

0.033

0.027

0.022

0.017

0.011

2.8

0.076

0.060

0.048

0.042

0.034

0.026

0.018

3.4

 

0.084

0.069

0.059

0.048

0.036

0.025

4.0

 

0.119

0.092

0.078

0.064

0.049

0.035

4.5

 

 

0.199

0.101

0.083

0.059

0.043

5.1

 

 

 

0.127

0.104

0.079

0.049

5.7

 

 

 

0.155

0.126

0.097

0.066

6.2

 

 

 

 

0.151

0.116

0.078

 

管道内径

长度20m/in(mm)

自动空气流量/m3.min-1

管道内压力/Mpa

0.42

0.56

0.7

0.84

1.05

1.4

2.1

1”(25.4mm)

3.4

0.025

0.020

 

 

 

 

 

4.2

0.038

0.030

0.025

0.021

 

 

 

5.1

0.049

0.043

0.035

0.030

0.243

0.019

0.012

5.9

0.071

0.057

0.047

0.040

0.333

0.025

0.017

6.8

 

0.074

0.061

0.051

0.042

0.032

0.021

7.6

 

0.091

0.076

0.064

0.052

0.040

0.027

8.5

 

0.112

0.092

0.078

0.064

0.049

0.034

9.3

 

 

0.110

0.093

0.077

0.059

0.040

10.2

 

 

0.130

0.111

0.091

0.069

0.047

11.0

 

 

 

0.129

0.105

0.081

0.055

11.9

 

 

 

0.148

0.121

0.093

0.063

12.7

 

 

 

 

0.138

0.106

0.072


 

管道内径

长度20m/in(mm)

自动空气流量/m3.min-1

管道内压力/Mpa

0.42

0.56

0.7

0.84

1.05

1.4

2.1

1-1/4”(32mm)

5.7

0.022

0.018

0.014

0.010

 

 

 

7.1

0.035

0.027

0.022

0.019

0.017

 

 

8.5

0.049

0.038

0.032

0.027

0.021

0.017

0.011

9.9

0.065

0.051

0.054

0.035

0.029

0.022

0.015

11.3

0.083

0.065

0.068

0.046

0.037

0.029

0.020

12.7

 

0.082

0.083

0.058

0.047

0.036

0.024

14.2

 

0.101

0.100

0.071

0.058

0.044

0.030

15.5

 

 

0.118

0.085

0.069

0.053

0.036

17.0

 

 

0.136

0.100

0.081

0.063

0.043

18.4

 

 

 

0.116

0.095

0.073

0.049

19.8

 

 

 

0.113

0.109

0.084

0.057

21.2

 

 

 

 

0.124

0.095

0.064

22.6

 

 

 

 

0.140

0.107

0.073

 

管道内径

长度20m/in(mm)

自动空气流量/m3.min-1

管道内压力/Mpa

0.42

0.56

0.7

0.84

1.05

1.4

2.1

1-1/2”(38mm)

8.5

0.020

0.017

0.014

0.010

 

 

 

11.3

0.035

0.027

0.022

0.019

 

 

 

14.1

0.052

0.041

0.035

0.029

0.023

0.018

0.012

17.0

0.075

0.059

0.049

0.041

0.034

0.026

0.018

19.8

 

0.079

0.065

0.055

0.046

0.035

0.023

22.6

 

0.102

0.084

0.072

0.059

0.045

0.030

25.4

 

 

0.105

0.089

0.073

0.056

0.038

 

管道内径

长度20m/in(mm)

自动空气流量/m3.min-1

管道内压力/Mpa

0.42

0.56

0.7

0.84

1.05

1.4

2.1

1-1/2”(38mm)

28.3

 

 

0.127

0.108

0.089

0.068

0.046

31.1

 

 

 

0.131

0.106

0.082

0.056

34.0

 

 

 

 

0.127

0.097

0.066

36.8

 

 

 

 

0.147

0.113

0.077

 

管道内径

长度20m/in(mm)

自动空气流量/m3.min-1

管道内压力/Mpa

0.42

0.56

0.7

0.84

1.05

1.4

2.1

2”(51mm)

17.0

0.018

0.013

0.012

0.009

 

 

 

22.6

0.030

0.023

0.020

0.015

0.014

 

 

28.3

0.047

0.036

0.030

0.025

0.021

0.016

0.010

34.0

0.065

0.051

0.042

0.035

0.029

0.022

0.015

39.6

0.087

0.069

0.057

0.049

0.051

0.030

0.021

45.3

 

0.090

0.074

0.063

0.064

0.039

0.034

51.0

 

0.113

0.092

0.078

0.079

0.049

0.041

56.5

 

 

0.114

0.097

0.095

0.061

0.049

62.3

 

 

0.136

0.117

0.112

0.073

0.059

67.9

 

 

 

0.137

0.132

0.086

0.068

73.6

 

 

 

 

0.151

0.101

0.079

79.3

 

 

 

 

 

0.116

 

2-1/2”(64mm)

28.3

0.016

 

 

 

 

 

 

42.5

0.035

0.027

0.022

0.019

 

 

 

56.6

0.061

0.048

0.039

0.034

0.027

0.021

0.014

70.8

0.093

0.074

0.061

0.051

0.042

0.032

0.021

84.9

 

0.105

0.087

0.074

0.060

0.046

0.031

99.1

 

 

0.116

0.099

0.081

0.062

0.042

113.2

 

 

 

0.128

0.104

0.080

0.054

127.4

 

 

 

 

0.131

0.100

0.068

 

管道内径

长度20m/in(mm)

自动空气流量/m3.min-1

管道内压力/Mpa

0.42

0.56

0.7

0.84

1.05

1.4

2.1

3”(76mm0

56.6

0.023

0.019

 

 

 

 

 

70.8

0.036

0.028

0.023

0.020

 

 

 

84.9

0.051

0.041

0.034

0.029

0.023

0.018

0.012

99.1

0.070

0.055

0.046

0.038

0.032

0.024

0.016

113.2

0.091

0.071

0.059

0.049

0.041

0.031

0.021

127.4

 

0.090

0.074

0.063

0.051

0.039

0.026

141.6

 

0.109

0.900

0.077

0.063

0.048

0.033

155.7

 

 

0.107

0.091

0.075

0.057

0.039

3”(76mm)

170.0

 

 

0.127

0.107

0.088

0.067

0.046

184.0

 

 

 

0.126

0.103

0.078

0.053

198.2

 

 

 

0.146

0.118

0.091

0.062

212.3

 

 

 

 

0.135

0.104

0.071

4”(102mm)

141.6

0.018

 

 

 

 

 

 

170.0

0.025

0.020

0.016

 

 

 

 

198.2

0.034

0.026

0.021

0.019

 

0.011

 

226.5

0.044

0.035

0.028

0.024

0.020

0.015

 

254.7

0.055

0.043

0.035

0.030

0.024

0.019

 

283.1

0.067

0.053

0.044

0.037

0.030

0.023

 

311.4

0.081

0.063

0.052

0.045

0.036

0.028

 

339.7

 

0.076

0.063

0.053

0.043

0.033

 

368.0

 

0.088

0.073

0.056

0.050

0.038

 

396.3

 

 

0.084

0.071

0.058

0.045

 

424.7

 

 

 

0.081

0.066

0.050

 

453.0

 

 

 

0.091

0.075

0.058

 

481.3

 

 

 

 

0.085

0.064

 

压缩空气温度度压力损失失系数的影响见表4-3

4-3 压缩空气温度对压力损失系数的影响

压缩空气温度

压力损失系数

压缩空气温度/

压力损失系数

21

1.00

121

1.34

54

1.11

149

1.43

93

1.24

176

1.53

为了有足够的喷砂清理工作用压缩空气压力我们可以采取以下一些行之有效的措施。
    (1)空气压缩机尽量靠近喷砂机或喷砂作业地点,两者之间的距离能不超过15~20mm最好。反之,空气软管内的压力降降明显增加。如果被清理的工作离空气压缩机很远,增加空气软管的长度而不是增加喷砂软管的长度是合理的,这是因为,喷砂软管内除了空气外还有磨料,压力损失壁空气软管更大。
    (2)尽可能采用较大口径的空气软管。如果采用9.5mm的高效率喷嘴,与之配套良好的空气压缩机的排气量达到10m3/min或13m3min,喷嘴刚使用时,压缩空气消耗量在0.7Mpa压力条件下为5.55m3/min。空气压缩机的排气口至少油一个1.5in(38mm)的排气阀,如果与排气阀连接的空气软管为1.5in,20m长,压力损失只有3.7kpa若空气软管的长度增加一倍,则总压力损失就要达到7.5kpa左右。要是用3、4in或lin的空气软管来代替1.5in的空气管,压力损失就要达到0.23Mpa和0.045Mpa.
     9.5mm的高效率喷嘴在使用过程中会逐渐磨损,喷嘴口径扩大,空气消耗量会随只增加。当9.5mm的喷嘴不能继续使用时,通径可达到12.7mm,此时,在0.7Mpa压力条件下,压缩空气消耗量就会达到9.6m3/min。使用小口径空气软管造成的后果就会更加严重。
    (3)按空气压缩机的排气阀规格配用空气软管是最为合理的。设法减小空气压缩机的排气阀以适应小口径空气软管的做法时绝对不可取的。
    空气软管和接头的漏气会直接降低喷砂清理的工作压力,因此我们要相当重视空气软管和接头的漏气问题。在喷完清理场地,空气软管和接头的漏气现象经常会看到。有些人觉得有点漏气微不足道,其实不然,有人对这个问题做了研究,研究结果列于表
4-4,弟我们大部分人都会有所启发的。
4-4 漏气与能量消耗

漏气口的当量直径/mm

泄漏量/L.s-1

年电源消耗/kw.h

0.4
0.8
1.6
3.2
6.4
12.7

0.2
0.8
3.2
12.8
51.2
204.8

133
532
2128
8512
34040
136192

4-5列出了按喷嘴规格推膥采用的空气软管规格。工作压力均为0.7Mpa,空气软管的规格取决于喷嘴口径的大小。

4-5 喷嘴规格、空气消耗、空压机容量和空气软管

 

喷嘴规格

/mm

初始使用时压缩空气消耗量/m3.min-1

喷嘴磨穿时消耗量/m3.min-1

空气压缩机容量/m3.min-1

空气软管不小于/in

6

2.3

5.5

5-7

1

8

3.9

7.2

7-11

1-1/4

9.5

5.5

9.6

10-13

1.5

11

7.2

15.5

15-20

2

12.7

9.6

22.2

21-25

3

选用空气软管前要事先检查以下喷砂机上进气口和相应管系的直径,大部分工业用喷砂机的进气口均为1025in32mm )。如果喷瓦尼的进气口位1-1/2in(38mm),就不应该采用小于1.5in38mm)空气软管。
如果喷砂机用的压缩空气由工厂的压缩空气管网提供,就必须要考虑到喷砂作业对压缩空气的特殊要求,选用足够大通径的输气管道.否则,配额哇清理的效率就会下降
压缩空气管网中的管道直径要按本章讨论的原则确定,如果空压站到喷砂机的管路很长,就有必要弟管路进行重新设计、铺设,确保喷完作业用的压缩空气有足够大的风量和足够高的压力。如果在实际喷砂清理中出现前面提到的任何一种不正常情况,最好认真的检查一下空气压缩机以及空气管路的口径,并及时予以纠正。
一些老厂的集中供气管网普遍存在漏气的问题,这是一个很大的浪费,这在前面以作了讨论。我曾在一家工厂走了一圈,发现漏气的部位不下20处。其实,解决漏气是一件轻而易举的事情。
如果输气管道或空气软管不能有效地将压缩空气输送至喷砂机,那么,即使时使用了恰当的空气压缩机和除湿系统也是会无济于事的。
喷砂机上的油水分离器、遥控系统、末了发和喷砂软管等都会使压缩空气的压力进一步下降,这些部位的压力损失一般都是固定的,我们我们没有办法使其减小。设法降低空气软管中的压力损失时保证足够压力真正可行的有效措施。再强调一遍,空气软管中的压力损失取决于软管的通径、压缩空气流量、罐内的压力和输送距离。
压缩空气输送管道上的储气罐对玩呢定压缩空气的压力和减少压缩空气中的水分起着很大的作用。
空气压缩机一般带有储气罐,其作用时储存压缩空气和使压缩空气冷却。储气罐上装有不同规格的接头和阀,要留意这些接头和阀的规格是否与你使用的喷砂机、压缩空气输送管道和喷嘴匹配,绝不能凑合使用。
如果喷砂机离空气压缩机的距离超过30m,那么,位空气压缩机配置的标准储气罐的容积就会显得不够大,储气罐内储存的压缩空气不足以在短时间内充满输送管道和喷砂机。碰到这种情况,我们就要增加一个储气罐,这个新增加的储气罐要尽可能靠近喷砂机,其目的时减少输气管道对压缩空气的占有量。
压缩空气时靠空气压缩机产生的,储气罐没有增加压缩空气的功能,这是一个似乎不是问题的问题,其实不然。作者经常碰带油人提到这样的问题。
有些油漆工程承包商或承包公司一千没有接触过喷完清理,油那么一台或几台供油漆用的空气压缩机,其容量一般只有1~2m3/min,最大也不不会超过3m3/min.为了应付喷完清理的需要,有些人就提出建一个容量很大的储气包来应付,问我行不行。我的回答当然只有一个字,不!显然,他们不明白压缩空气时靠消耗能量来获得的。

 


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