Strahlmittelverbrauch und Anlagenverschleiß senken
Weniger Verbrauch. Weniger Verschleiß. Mit dem richtigen Strahlmittel und einem stabilen Strahlprozess.
- > 20 %
- Verbrauchssenkung bei Anwendern
- ca. 0,10 %
- Kohlenstoff, bainitisches Gefüge
Kurzantwort: Wie senkt man Strahlmittelverbrauch und Anlagenverschleiß?
Strahlmittelverbrauch und Anlagenverschleiß haben meist dieselbe Ursache: Strahlmittelkörner, die im Betrieb zerbrechen. Bruchstücke werden als Staub oder Feinkorn abgeschieden und müssen durch Neukorn ersetzt werden. Scharfkantige Fragmente greifen zugleich Wurfschaufeln, Schleuderräder und die Innenauskleidung der Strahlanlage an.
Die wirksamsten Hebel sind deshalb ein nahezu rissfreies Strahlmittel, die passende Korngröße, ein stabil geführtes Betriebsgemisch und richtig eingestellte Anlagenparameter. Diese Seite erklärt alle vier Hebel und zeigt, welche Ergebnisse Anwender mit niedrig gekohltem Stahl-Strahlmittel erzielt haben.
- Verbrauchssenkung bei Anwendern gegenüber anderen metallischen Strahlmitteln
- > 20 %
- Kohlenstoff: bainitisches, nahezu riss- und lunkerfreies Gefüge
- ca. 0,10 %
Wo Strahlmittelverbrauch und Anlagenverschleiß entstehen
In einer Schleuderrad- oder Druckluftstrahlanlage läuft das Strahlmittel im Kreislauf. Bei jedem Umlauf trifft das Korn mit hoher Geschwindigkeit auf das Werkstück und wird anschließend gesammelt, gereinigt und erneut beschleunigt. Verbraucht wird nur, was diesen Kreislauf verlässt.
Die vier typischen Verlustquellen
Kornzerfall
Rissige oder spröde Körner brechen und werden als Feinanteil abgeschieden.
Abscheidung
Ein zu scharf eingestellter Abscheider entfernt noch brauchbares Mittelkorn.
Austrag
Strahlmittel verlässt die Anlage mit Werkstücken, über Undichtigkeiten oder landet auf dem Hallenboden.
Staub
Zerfallenes Strahlmittel erhöht die Staubmenge, die abgesaugt und kostenpflichtig entsorgt werden muss.
Warum Kornzerfall auch den Verschleiß treibt
Zerbrochene Körner haben scharfe Bruchkanten. Sie wirken wie kantiges Strahlmittel (Steel-Grit) und tragen an Wurfschaufeln, Schleuderrädern und Auskleidung deutlich mehr Material ab als intakte Kugeln. In Druckluftanlagen trifft es vor allem Strahlschläuche und Düsen. Weniger Kornzerfall bedeutet daher zugleich weniger Verbrauch, weniger Verschleißteile und weniger Stillstand für deren Wechsel.
Niedrig gekohlt statt hoch gekohlt: der größte Einzelhebel
Metallische Strahlmittel unterscheiden sich vor allem im Kohlenstoffgehalt. Hoch gekohltes Stahl-Strahlmittel enthält rund 0,80–1,20 % Kohlenstoff. Beim Zerstäuben entstehen durch die hohe Härte häufig Oberflächenrisse, die sich bei der anschließend nötigen Wärmebehandlung noch vergrößern können. Das Gefüge ist martensitisch.
Niedrig gekohltes Stahl-Strahlmittel wie FERROSAD enthält rund 0,10 % Kohlenstoff. Direkt nach der Granulation bildet sich ein überwiegend bainitisches Gefüge mit einer Kombination aus Härte und Zähigkeit. Eine Wärmebehandlung entfällt. Die Norm ISO 11124-4 grenzt niedrig gekohltes Stahl-Strahlmittel auf 0,08 bis 0,20 % Kohlenstoff ein.
- Kohlenstoff (C)
- ca. 0,10 %
- Mangan (Mn)
- ca. 1,15 %
- Phosphor / Schwefel
- je ca. 0,015 %
- Gefüge
- bainitisch, nahezu riss- und lunkerfrei
- Wärmebehandlung
- nicht erforderlich
- Härte HV1 im Betrieb
- 440–480
- Verhalten im Betriebsgemisch
- Kugel bleibt erhalten, härtet auf
- Kohlenstoff (C)
- ca. 0,80 %
- Mangan (Mn)
- ca. 0,60 %
- Phosphor / Schwefel
- je ca. 0,05 %
- Gefüge
- martensitisch, häufig rissig
- Wärmebehandlung
- erforderlich
- Härte HV1 im Betrieb
- 420–480
- Verhalten im Betriebsgemisch
- Bruch in scharfkantige Fragmente
Quelle der Kennwerte: Produktdaten Metalltechnik Schmidt, Härteprüfung nach ISO 11125-3 und ISO 6507. Das Neukorn von FERROSAD liegt bei 390–430 HV1 und härtet im Betriebsgemisch nach wenigen Umläufen auf.
Korngröße und Betriebsgemisch richtig führen
Für die Korngröße gilt die Grundregel: so fein wie möglich, so grob wie nötig. Feineres Korn trifft das Werkstück häufiger und verbessert die Flächenbedeckung. Unterhalb einer bestimmten Korngröße reicht die Aufprallenergie aber nicht mehr aus: Strahlzeiten steigen, die Putzleistung sinkt. Die richtige Korngröße ist die kleinste, die noch die volle Putzleistung erreicht.
So fein wie möglich, so grob wie nötig.
Ebenso wichtig ist das Betriebsgemisch, also die Mischung aus Neu-, Mittel- und Feinkorn in der Anlage. Ein ausgeglichenes Gemisch sorgt für gleichmäßige Bedeckung und stabile Strahlzeiten. Driftet es zum Feinkorn, sinkt die Wirkung. Driftet es zum Grobkorn, steigt die Belastung der Anlage mit der Gefahr des Überstrahlens, langen Strahlzeiten und fehlender Flächenbedeckung.
| Anwendung (Beispiel) | Neukorn-Anteil | Mittel- / Feinkorn |
|---|---|---|
| Stahlguss entsanden | ca. 70 % | 20–25 % / ca. 5 % |
| Grauguss, normal | ca. 55 % | 30–40 % / ca. 10 % |
| Schmiedeteile, mittel | ca. 55 % | 30–40 % / ca. 10 % |
| Stahlbau, Schiffsbleche | ca. 50 % | 30–40 % / ca. 10 % |
Richtwerte aus der FERROSAD-Produktbroschüre. Die tatsächlichen Werte hängen von Anlage, Strahlgut und Zielsetzung ab und werden über regelmäßige Siebanalysen des Betriebsgemisches überprüft.
Anlagenparameter und Wartung: was Betreiber selbst beeinflussen
Auch das beste Strahlmittel verliert seinen Vorteil, wenn die Strahlanlage nicht dazu passt. Folgende Punkte haben erfahrungsgemäß den größten Einfluss auf Verbrauch und Verschleiß:
Abscheider einstellen
Er soll Staub und zu feines Korn entfernen, aber brauchbares Strahlmittel im Kreislauf halten.
Abwurfgeschwindigkeit prüfen
Sie bestimmt zusammen mit der Korngröße die Aufprallenergie und damit die Belastung von Korn und Anlage.
Strahlmittelmenge konstant halten
Regelmäßig in kleinen Mengen nachfüllen statt selten in großen, damit das Betriebsgemisch stabil bleibt.
Verschleißteile kontrollieren
Abgenutzte Wurfschaufeln und Leitteile streuen den Strahl und erhöhen Verschleiß an der Auskleidung.
Undichtigkeiten beseitigen
Austretendes Strahlmittel ist Verbrauch ohne Nutzen und ein Unfallrisiko am Boden.
Ergebnisse aus der Praxis: zwei Anwenderberichte
Gießerei für Gusseisen-Komponenten (GIESSEREI 04/2014)
Eine Gießerei für einbaufertige Komponenten aus Gusseisen mit Kugel- und Lamellengrafit stellte von hoch gekohltem Strahlmittel mit 0,89 % Kohlenstoff auf FERROSAD um. Ein vorgeschalteter Labortest nach dem K50/K100-Verfahren bei 65 m/s ließ einen Minderverbrauch von rund 20 % erwarten. Im anschließenden Langzeitversuch auf zwei Hängebahn-Strahlanlagen bestätigten sich die Einsparung beim Strahlmittel und der geringere Verschleiß an Wurfschaufeln, Schleuderrädern und Innenauskleidung. Der Betrieb stellte danach auf Regelbelieferung um.
Hersteller von Pipeline-Komponenten (JOT 7/2014)
Ein Hersteller von Kugelhähnen und Komponenten für Gas- und Ölpipelines benötigt vor der Beschichtung Rauheitswerte von Rz 80 bis 120 µm. Bisher gelang das nur mit kantigem Hartguss und kantigem Stahlguss, mit entsprechend hohem Verschleiß an Schläuchen, Düsen und Wurfschaufeln. Nach der Umstellung auf das niedrig gekohlte FERROPLUS wurden die geforderten Rauheitswerte weiter erreicht und durch 100-%-Kontrollen bestätigt.
- geringerer Strahlmittelverbrauch und geringerer Anlagenverschleiß
- weniger Staubanfall und weniger Staubniederschlag auf den Werkstücken
- reduzierter Aufwand für die Nachreinigung und kürzere Durchlaufzeiten bis zur Beschichtung
- gesenkter Druckluftbedarf und bessere Arbeitsbedingungen im Freistrahlhaus
So gehen wir bei der Optimierung Ihres Strahlprozesses vor
Metalltechnik Schmidt liefert nicht nur das Strahlmittel, sondern begleitet den gesamten Strahlprozess. Die Optimierung läuft in vier Schritten:
Analysieren
Wir betrachten vorgelagerte Prozesse, die eingesetzte Strahlanlage, die Weiterbearbeitung und die Anforderungen der Folgeprozesse.
Beraten
Auf Basis der Analyse und von Strahlversuchen im METALLTECHNIK SCHMIDT-Technikum empfehlen wir Strahlmittel und Körnung passend zu Werkstoff, Anlage, Prozesszeiten und Zielsetzung.
Überwachen
Unser technischer Service begleitet den Prozess vor Ort, kontrolliert die Kornverteilung im Betriebsgemisch und den Wirkungsgrad der Anlage.
Kontrollieren
Wir prüfen Rautiefen (Rz, Ry, Ra), Reinheitsgrad, Strahlbild und Prozesszeiten und zeigen weiteres Optimierungspotenzial auf.
Häufige Fragen zu Strahlmittelverbrauch und Anlagenverschleiß
Wie kann ich den Strahlmittelverbrauch senken?
Den größten Einfluss hat die Bruchfestigkeit des Strahlmittels: Körner, die im Betrieb zerbrechen, werden abgeschieden und müssen ersetzt werden. Niedrig gekohltes Stahl-Strahlmittel mit bainitischem Gefüge ist nahezu rissfrei und zerbricht kaum. Bei Anwendern von FERROSAD sank der Verbrauch gegenüber anderen metallischen Strahlmitteln teils um mehr als 20 %. Weitere Hebel sind die passende Korngröße, ein stabil geführtes Betriebsgemisch und ein richtig eingestellter Abscheider.
Wie reduziere ich den Anlagenverschleiß beim Strahlen?
Verschleiß an Wurfschaufeln, Schleuderrädern und Auskleidung entsteht vor allem durch scharfkantige Bruchstücke zerfallener Strahlmittelkörner. Ein bruchfestes, kugeliges Strahlmittel senkt diesen Anteil. Zusätzlich helfen eine angemessene Abwurfgeschwindigkeit, die Kontrolle von Verschleißteilen und ein Betriebsgemisch ohne übermäßigen Grobkornanteil. Kantiges Strahlmittel (Steel-Grit) sollte nur eingesetzt werden, wenn die Strahlaufgabe es erfordert.
Was ist der Unterschied zwischen niedrig gekohltem und hoch gekohltem Stahl-Strahlmittel?
Niedrig gekohltes Stahl-Strahlmittel enthält rund 0,10 % Kohlenstoff und bildet ein bainitisches, nahezu riss- und lunkerfreies Gefüge ohne Wärmebehandlung. Hoch gekohltes Stahl-Strahlmittel enthält rund 0,80–1,20 % Kohlenstoff, ist martensitisch und häufig rissig. Im Betrieb zerbricht hoch gekohltes Material leichter, was Verbrauch und Anlagenverschleiß erhöht.
Wie wird die Standzeit eines Strahlmittels gemessen?
Metalltechnik Schmidt misst die Standzeit im Lifetime-Tester: Das Strahlmittel wird mit rund 70 m/s in Durchgängen von je 500 Umläufen beschleunigt, das Abscheidegut wird nach jedem Durchgang ersetzt. Die Kennwerte K50 und K100 geben die kumulierte Standzeit an. FERROSAD erreichte dabei in der Regel +20 % gegenüber dem jeweils getesteten Wettbewerbsmaterial.
Erzeugt niedrig gekohltes Strahlmittel weniger Staub?
Ja, die Staubentwicklung ist geringer, weil das bainitische, nahezu riss- und lunkerfreie Gefüge im Betrieb kaum zerfällt. Anwender berichten von weniger Staubniederschlag auf den Werkstücken und geringerem Aufwand für die Nachreinigung. Ein allgemeingültiger Prozentwert lässt sich nicht angeben, da die Staubmenge stark von Anlage und Strahlgut abhängt.
Wie finde ich heraus, ob sich ein Strahlmittelwechsel für meine Anlage lohnt?
Am zuverlässigsten ist ein Strahlversuch am eigenen Teilespektrum. Metalltechnik Schmidt analysiert den bestehenden Strahlprozess, führt Versuche im METALLTECHNIK SCHMIDT-Technikum in Filderstadt durch und begleitet auf Wunsch einen Langzeitversuch in der eigenen Anlage mit Siebanalysen des Betriebsgemisches.
Sprechen Sie uns an. Wir beraten Sie gerne.
Sie haben spezielle Fragen zur Anwendung, zum Vertrieb oder zum Service? Wir stehen Ihnen in vielen Ländern jederzeit gerne persönlich zur Verfügung.
Schulstr. 41, D-70794 Filderstadt
Telefon: +49 711 779 907-0
E-Mail: sales@ferrosad.com
