Suggerimenti tecnici
Spesso i clienti hanno una serie di domande tecniche e di applicazione relative alla giusta scelta, alle prestazioni e all’uso degli abrasivi per idrogetto BARTON.
Oltre alle informazioni trovate su questo sito web, la presente sezione è fornita dagli esperti di BARTON sui diversi argomenti che spesso sono stati trattati nelle conversazioni con i clienti. Speriamo che troverete utili le seguenti informazioni. Chiaramente, per eventuali domande non affrontate in questa sezione, non esitate a contattarci. I professionisti del servizio clienti BARTON sono sempre pronti a rispondere alle vostre domande.
Scegliere la giusta gemma per orifizi
L’assemblaggio degli orifizi è una componente chiave del processo di taglio ad acqua. La sua funzione è indirizzare il flusso di alta pressione dell’acqua attraverso il tubo di miscelazione da cui viene attinto l’abrasivo e spedito verso la superficie di taglio. Gli orifizi in diamante sono molto apprezzati nel settore o nel taglio ad acqua. Vengono anche utilizzati gli orifizi in rubino e zaffiro.
Gli orifizi in rubino e zaffiro sono considerati equivalenti funzionali. Sono solitamente usati in applicazioni meno importanti poiché sono soggetti a danneggiamenti in applicazioni ad alta pressione, dove le particelle abrasive urtano sui lati dell’orifizio. L’impatto di queste particelle può danneggiare il bordo di ingresso e compromettere la qualità del flusso del getto d’acqua. Gli orifizi in rubino e zaffiro durano di solito da 1 a 40 ore in qualsiasi luogo.
È noto che gli orifizi in diamante producono un flusso più coeso rispetto a un orifizio in rubino o zaffiro. Un flusso più coeso può implicare una durata più lunga del tubo di miscelazione e una maggiore potenza di taglio. Generalmente, gli orifizi in diamante hanno una durata garantita di 500 ore e, sistematicamente, raggiungono o superano le 500 ore. Non è insolito per un operatore avere 1.000 ore o più da un solo orifizio in diamante.
Gli orifizi in diamante sono consigliati per l’uso con attrezzatura da 6.000 bar (da 87.000 a 100.000 PSI) e, solitamente, sono scelti per tagli di lunga durata su materiali costosi che potrebbero essere danneggiati nel caso di un errore di taglio di tipo medio dell’orifizio. Il costo della parte danneggiata, a causa del taglio compromesso da un orifizio danneggiato, può superare di gran lunga il costo di acquisto iniziale di un orifizio in diamante piuttosto che quello di un orifizio in rubino o zaffiro.
Gli orifizi in diamante portano anche a una notevole efficienza in termine di costi poiché hanno bisogno di poca manutenzione e durano di più, richiedendo un minor numero di sostituzioni.
Gli operatori che eseguono teste di taglio multiple possono rendersi conto anche del valore aggiunto che l’uso di orifizi in diamante offre. Gli orifizi in rubino e zaffiro hanno una durata di utilizzo più breve e imprevedibile rispetto agli orifizi in diamante. Il ciclo di vita più breve si somma a maggiori interruzioni, specialmente sulle macchine multitesta.
E se gli orifizi in diamante sono scelti per una serie di motivi, vi sono volte in cui vengono spesso scelti gli orifizi in rubino e zaffiro meno costosi. Gli operatori che tagliano una vasta gamma di materiali che non hanno specifiche rigorose e che cambiano le combinazioni di orifizi e tubi di miscelazione, spesso potrebbero preferire l’utilizzo degli orifizi in rubino e zaffiro meno costosi, dal momento che la frequente manipolazione dei componenti durante le normali sostituzioni crea un maggiore rischio di eventuali perdite o danni. Gli orifizi in diamante più costosi rappresenterebbero un maggiore rischio economico durante le operazioni.
Proteggere l’orifizio da eventuali danni è sempre una buona strategia. Sia che si scelgano gli orifizi in rubino, zaffiro o diamante, la vita utile di qualsiasi assemblaggio di orifizi può essere migliorata aggiungendo un set di filtri short-stop sulla linea ad alta pressione prima della valvola on-off per non rischiare che gli agenti contaminanti penetrino all’interno della linea e danneggino l’orifizio. Se si impiega un set di filtri short-stop, è raccomandata una pulizia periodica con un pulitore a ultrasuoni per rimuovere i depositi di calcio e aumentare la vita dell’orifizio.
Stabilire la velocità di avanzamento ottimale dell’abrasivo
Una velocità di avanzamento ottimale dell’abrasivo è fondamentale per raggiungere un’efficienza di taglio ideale, precisione e affidabilità delle operazioni di taglio ad acqua. La velocità di avanzamento dell’abrasivo ha un impatto diretto sulla qualità e velocità di taglio, nonché sul volume di abrasivo impiegato. Velocità di avanzamento non corrette possono portare a un’ostruzione del tubo di miscelazione, a un uso eccessivo di abrasivo, a un taglio lento e scarsa qualità dei bordi.
La velocità di avanzamento dell’abrasivo varierà a seconda di diversi fattori. La dimensione mesh o, granulometria, dell’abrasivo utilizzato e il tipo di abrasivo sono due tra i principali fattori che influenzano la velocità di avanzamento. Altri fattori coinvolti sono i cambiamenti di umidità e la condizione delle manichette in cui viene inserito l’abrasivo.
Possono verificarsi problemi nell’inserimento dell’abrasivo anche se il regolatore dell’abrasivo non è collegato a terra. I regolatori dell’abrasivo non collegati a terra possono rimanere inalterati nella linea di alimentazione fino ad arrivare alla testa di taglio e possono rallentare o bloccare l’avanzamento dell’abrasivo.
I grafici di misurazione forniti dalle aziende OEM sono uno straordinario punto di partenza per garantire l’uso di una velocità di avanzamento ottimale dell’abrasivo per un’applicazione specifica. Tuttavia, è sempre bene eseguire un test di calibrazione dell’abrasivo e misurare fisicamente la quantità di abrasivo inserito dal regolatore dell’abrasivo. Gran parte delle aziende OEM raccomandano di eseguire questi test settimanalmente o ogniqualvolta vi sia una modifica delle dimensioni mesh dell’abrasivo, del tipo di abrasivo, una modifica delle attrezzature o altri fattori di cui si sa che possono influire sulla velocità di avanzamento e sulle prestazioni di taglio generali.
Un semplice test della velocità di avanzamento può essere eseguito seguendo questi passaggi:
- Seguire le istruzioni specificate dall’OEM per la calibrazione dell’alimentatore dell’abrasivo.
- Rimuovere la linea di alimentazione dell’abrasivo o il blocco di alimentazione se ne è provvisto, dalla parte inferiore del regolatore dell’abrasivo.
- Utilizzando un cronometro o la funzione di test disponibile in alcuni software OEM, accendere l’alimentatore dell’abrasivo e far correre l’abrasivo esattamente per un minuto all’interno di un contenitore come un sacchetto in plastica per panini. Pesare il contenitore prima di inserire il materiale per ottenere la sua tara.
- Pesare il campione di abrasivo utilizzando una bilancia accurata.
- Sottrarre la tara del sacchetto o contenitore per ottenere il peso del materiale. La velocità di avanzamento è di X grammi di abrasivo al minuto.
- Eseguire il test due o tre volte utilizzando le stesse specifiche e condizioni di test per assicurarsi di avere pesi coerenti.
- Posizionare le dimensioni dei dischi di misurazione su o giù per avere la velocità di avanzamento desiderata e ripetere i passaggi 3, 4 e 5 per assicurarsi ancora una volta che sia stata raggiunta l’adeguata velocità di alimentazione. Eseguite i test finché non siete sicuri di avere la velocità di avanzamento esatta.
- Inserire la velocità di avanzamento esatta nelle impostazioni del software.
Scegliere il giusto abrasivo per idrogetto per la vostra applicazione
Scegliere il tipo e la dimensione di abrasivo giusti per un’applicazione da taglio ad acqua può fare una notevole differenza nelle prestazioni e nel rendimento delle vostre attrezzature per idrogetto.
La scelta degli abrasivi inizia con un’analisi del materiale e delle specifiche di taglio. La difficoltà di taglio del materiale e la finitura superficiale desiderata sono due fattori importanti per stabilire il giusto abrasivo da utilizzare. Il prodotto abrasivo deve avere durezza, densità, tenacità e una forma delle particelle coerenti.
Di fatto, ogni abrasivo conosciuto dall’uomo — sia naturale sia sintetico — è stato preso in considerazione per il suo utilizzo come abrasivo nel taglio ad acqua. Il garnet almandino si è rivelato un minerale con le migliori caratteristiche per il taglio ad acqua. Altri minerali potrebbero essere più duri, più pesanti o meno costosi, ma il garnet almandino si dimostra l’unico abrasivo con la migliore combinazione di caratteristiche per il taglio ad acqua. Il materiale presente in natura viene estratto e lavorato per diverse applicazioni industriali, oltre al taglio ad acqua, come materiale per la sabbiatura e per le applicazioni di filtraggio dell’acqua. Il garnet almandino comune ha un colore rosso brunastro ed è opaco. Il garnet almandino molto più raro e dalle qualità di una gemma è contraddistinto da un colore rosso scuro ed è trasparente.
È possibile usare altri abrasivi nel taglio ad acqua. L’ossido di alluminio è più duro del garnet e, a volte, è utilizzato per tagliare materiali molto duri come la ceramica. Uno svantaggio, tuttavia, è rappresentato dal fatto che l’uso dell’ossido di alluminio riduce drasticamente la durata del tubo di miscelazione, aumentando i costi delle operazioni. La staurolite è un minerale presente in natura con una densità e durezza simili a quelle del garnet ed è un economico abrasivo multiuso per idrogetto. Gli abrasivi più morbidi come l’olivina possono essere impiegati per tagliare materiali meno impegnativi come, ad esempio, l’alluminio.
Uno sguardo ravvicinato alle caratteristiche di un abrasivo
Le caratteristiche naturali e la lavorazione dei minerali hanno un effetto diretto sul modo in cui il materiale abrasivo si comporterà da abrasivo per idrogetto. Un costruttore dovrebbe conoscere come queste quattro caratteristiche chiave influiscono sulle prestazioni dell’abrasivo.
Durezza. Le macchine per il taglio ad acqua devono bilanciare la velocità di taglio e l’usura dei componenti. L’uso di un abrasivo morbido aumenta la durata dell’ugello, ma rallenta il taglio. L’utilizzo di un abrasivo molto duro offre un taglio rapido, ma usura l’ugello troppo velocemente. L’erosione dell’ugello diminuisce la precisione nel processo di taglio, portando a interruzioni ricorrenti, e, quindi, implica ulteriori spese per la frequente sostituzione dell’ugello. Il garnet almandino nella scala di durezza di Mohs ha una valutazione che oscilla tra il 7 e l’8; ciò, quindi, bilancia effettivamente l’esigenza di tagliare rapidamente e di fornire una durata ragionevole allo strumento di taglio.
Densità. La principale forza di taglio di un getto d’acqua è funzione della massa moltiplicata per la velocità. Pertanto, l’abrasivo ideale presenta la particella più pesante che il flusso d’acqua può accelerare alla massima velocità. Ciò genera la massima forza di taglio.
Un abrasivo troppo leggero non sarà molto potente e un abrasivo troppo pesante non accelererà alla massima velocità, minando, così, alla potenza del flusso del getto d’acqua. Come avviene per la durezza, la soluzione è trovare un abrasivo che colpisca il punto giusto. Il garnet almandino ha una gravità specifica di 4.0 (quattro volte il peso dell’acqua) e rientra nell’intervallo ideale sia di forza sia di accelerazione.
Tenacità. A volte definita anche friabilità, la tenacità riveste un ruolo diretto nelle buone prestazioni di un abrasivo per idrogetto. Il materiale troppo friabile si frantuma all’interno del tubo focalizzatore e diventa troppo fine per un taglio efficace. L’abrasivo troppo duro (si pensi ai materiali malleabili come il piombo) si arrotonda durante il processo di miscelazione ed è troppo smussato per tagliare bene. L’abrasivo ideale ha un tasso di rottura misurato e produce bordi da taglio angolari e taglienti. Ancora una volta, il garnet almandino, grazie alla sua natura semifriabile e alla frattura concoide, soddisfa le esigenze.
Forma delle particelle. Gli abrasivi sono disponibili in ogni forma di particella possibile, da perline perfette come i pallini d’acciaio a cristalli simili a un ago e affilati come un rasoio trovati nel carburo di silicio, un abrasivo sintetico utilizzato nelle applicazione high-tech. Se si riconosce che una sfera sia il vettore di massa ideale previsto in un flusso d’acqua ad elevata potenza, un costruttore potrebbe pensare che i produttori delle macchine per idrogetto cerchino le particelle sferiche. Tuttavia, devono tenere a mente l’azione di bilanciamento costante che comprende l’accelerazione, l’usura e l’efficienza di taglio.
Attraverso test condotti su vasta scala su diverse piattaforme di taglio ad acqua di tutto il mondo, gli esperti in materia di idrogetti hanno stabilito che la forma della particella più adatta dipende da due fattori: il materiale da tagliare e la finitura dei bordi richiesta. È stato dimostrato che grani con bordi taglienti e angolari tagliano molto più rapidamente e offrono finiture dei bordi superiori. I grani subrotondi sono utilizzati nelle applicazioni di taglio standard e, principalmente, multiuso.
Un produttore di macchine per il taglio ad acqua o un fornitore di abrasivi può dare maggiori informazioni su entrambi i tipi e fornire assistenza durante i test per stabilire quale forma di particella sia la migliore per un’applicazione.
Il settore del taglio ad acqua dipende da fonti che possono produrre abrasivi di alta purezza, con rigide distribuzioni dimensionali delle particelle e un elevato grado di pulizia. Queste sono le caratteristiche che vengono controllate durante la lavorazione dei minerali.
Purezza. In quanto minerale naturale, il garnet almandino è estratto, macinato e lavorato per soddisfare le specifiche finali del produttore. I materiali di alta purezza, solitamente, comprendono fasi di lavorazione aggiuntive e richiedono una maggiore attenzione ai dettagli durante il processo di rifinitura, se confrontati con i prodotti di bassa purezza. Di conseguenza, i materiali di alta purezza costano di più, ma offrono anche risultati di taglio superiori. I prodotti di bassa purezza potrebbero contenere materiali diversi dal garnet che impediscono alla macchina per il taglio ad acqua di tagliare bene. Quando sono prodotti per essere utilizzati come abrasivi per idrogetto, altri minerali devono essere lavorati per soddisfare il livello di alta purezza richiesto per il taglio ad acqua.
Distribuzione dimensionale delle particelle. Il controllo coerente e rigoroso della distribuzione dimensionale delle particelle (Particle size distribution – PSD) è estremamente importante per massimizzare le prestazioni di un getto d’acqua. Particelle grossolane o voluminose rappresentano un rischio reale di ostruzione dell’ugello. Ciò può portare a un blocco del processo di lavorazione ed eventualmente danneggiare il pezzo. Al contrario, frammenti eccessivamente piccoli possono accumularsi nella linea di alimentazione o nella testa di taglio provocando così un’alimentazione irregolare o una polverizzazione catodica all’interno del flusso di taglio. La distribuzione dimensionale delle particelle incoerenti può essere un incubo per gli operatori che devono regolare la velocità di avanzamento dell’abrasivo per mantenere le velocità di taglio.
Pulizia. Analogamente alla distribuzione dimensionale delle particelle, la pulizia dell’abrasivo si attesta come ultima caratteristica importante per un abrasivo da taglio ad acqua. La pulizia fa riferimento alla quantità di frammenti minuscoli presenti nel prodotto abrasivo. Questi frammenti sono così piccoli che spesso aderiscono alle particelle più grandi. Da un punto di vista tecnico, i produttori degli abrasivi garnet di qualità utilizzano una misura denominata “solidi sospesi” per quantificare la pulizia di un prodotto. L’uso di un prodotto che non è stato lavorato correttamente genera polvere fastidiosa e, al contempo, riempie il serbatoio dell’abrasivo. Ciò potrebbe comportare alimentazione e taglio scarsi nel corso del tempo.
Per un costruttore di metalli, è importante scegliere il giusto partner fornitore. Un produttore di idrogetti o un fornitore di abrasivi affidabile dovrebbe aiutare il costruttore nello stabilire il giusto tipo e la giusta granulometria di abrasivo. Ciò facilita la scelta di un abrasivo che massimizzerà le prestazioni della macchina per il taglio ad acqua.
Consigli degli esperti. Una consulenza da parte degli esperti di un fornitore consiste nell’aiutare i costruttori a valutare una vasta gamma di diversi fattori del prodotto, compresi il tipo e la granulometria di abrasivo migliori per il lavoro.
Scegliere la giusta granulometria. Gli abrasivi per idrogetto sono disponibili in una serie di granulometrie, che vanno dal grossolano (50 mesh) al molto fine (230 mesh). Gran parte degli idrogetti utilizzano granulometrie comprese tra 50 mesh e 120 mesh, dove la granulometria 80 mesh è la più utilizzata.
Opzioni di spedizione. Il partner fornitore dovrebbe essere capace di spedire l’abrasivo per idrogetto in sacchi da 25 kg o big bag da 1.000 kg. Inoltre, è utile che il fornitore di abrasivi riesca a spedire entro 24 ore dalla ricezione dell’ordine e che disponga di un magazzino nelle vicinanze per spedirlo dopo uno o due giorni. Ciò garantisce spedizioni rapide e mantiene i costi di trasporto i più bassi possibili.
