金属表面の汚染：リスクとは？
表面処理とコーティングは、金属の酸化と腐食に対する耐性、機械的、熱的、表面的な疲労性能、電気伝導率、摩擦と耐摩耗性、断熱性、さらには色彩や外観、生体適合性、セラミックスやポリマーなど他の物質クラスへの接着性を向上させるために必要不可欠な方法です。
最適で長持ちする強度を実現するためには、ショットブラストなどの表面準備作業を初期表面に施すことが重要です。このプロセスは、圧縮空気を使用した研磨材投射やタービン機で行うことができます。 金属や非金属を問わず、材料の特性を最適化することを目指す場合、表面現象が決定的な役割を果たします。強度、安全性、環境への影響、設置の費用対効果を向上させる際には、表面汚染に関連するリスクを分析し、さまざまな原因を特定し、適切な技術的解決策を提案することが重要です。
表面汚染の潜在的なリスク
ショットブラストがさまざまな材料の表面を整え、維持し、清掃するために広く使用される工業プロセスである場合、その最適な効率を達成するためには潜在的な問題源に対処することが重要です。以下のリスクが考えられます：
コーティングの付着不良と切削油による汚染
確かに、ショットブラストによる表面準備工程に入る前に、処理対象の部品は油分の痕跡がない状態である必要があります。油分はショットブラスト工程中に最小限の干渉を引き起こすかもしれませんが、完全に除去することはできません。その結果、錆やスケール、その他の硬い物質からはクリーンな表面になりますが、油分の膜により汚染され、これがその後の保護コーティングの適切な付着に悪影響を及ぼします。
そのため、コーティングの付着が非常に悪くなるリスクがあります。さらに、最初から全ての部品が油で汚染されていない場合でも、投射システムに長時間残るショットに油が移り、その後初めて油がない部品を汚染する可能性があります。
しかし、この油を除去するためのいくつかの方法があります：ショットブラスト前に手作業で清掃するか、洗浄機を使用することで予防的に対処します。また、ショットブラスト中に表面の油を吸収する鉱物系の粉製品を使用することで反応的に対応できます。さらに、ショットが汚染された場合にそれらの製品をショットブラスト機で使用し、汚染を治療的に除去することができます。
コーティングの早期劣化
これはコーティング前の表面準備が不十分な場合の最も深刻な結果の一つです。しかし、原因は複数考えられます：
- 先述したように部品上に残留する油分。
- 次に説明する可溶性塩の存在。
- ショットブラスト作業が目標とする清掃目的を達成できなかった場合の過剰なスケールや錆の残留物。
- コーティングメーカーの推奨プロファイルに合わない不適切な表面プロファイル。
腐食のリスクの増加
鋼／塗料の界面における可溶性塩（主に塩化物と硫酸塩）の存在は、ほとんどの塗料システムの完全性に有害な影響を与えることが知られています。鋼に塗布される保護コーティングの性能は、コーティング直前の表面状態に大きく左右されます。従って、水溶性汚染物質は腐食を引き起こして促進し、浸透性のブリスターとフィルム下の腐食を促進します。
塩汚染の主な原因はショットブラスト周辺の環境（海の近さ、湿度レベル、気温、ショットブラストとコーティングの間の待機時間）によるものであることは明らかですが、基材や表面を汚染する可能性を避けるために、非常に低いレベルの可溶性塩を含むショットを使用することを推奨します。
機器の摩耗増加および既に清掃された表面の再汚染リスク
ショットブラスト作業が不十分に制御されている場合、錆やスケールの残留物、さらには粉末状にまで劣化したショットがショットブラスト機内に残り、摩耗による早期の機器損耗を引き起こします。
摩耗した機器は、操作的な混合物から残留物を除去できず、これらの粒子の投射時に表面を再汚染します。
表面汚染の原因は何ですか？
問題には理由があります。それを特定することで、持続的で効果的な技術的解決策の提供が容易になります。表面汚染を引き起こす要因には、ショットブラスト後も残る停滞した汚れや埃、不適切な清掃品質と間違った機械パラメータが含まれます。多くの原因が考えられますが、表面汚染の主な原因は、ショットブラスト作業の理解不足と不適切な実行にあります。
以下はパフォーマンスの低下と品質の欠如につながる主な要因の概要です：
- ショットブラスト前に表面に残る油、グリース、その他の汚染物質。
- 汚染されたまたは不適切な研磨材の使用。
- 表面の不十分な事前清掃。
- ショットブラスト中の不適切な埃の除去。
- ショットブラスト装置による静電気（埃や粒子の凝集を引き起こす）。
- ショットブラスト後の不十分な清掃。
- 劣化した研磨材の再使用。
- ショットブラスト装置の適切なメンテナンスの欠如。
- ショットブラストプロセス中の操作者のエラー。
表面汚染のリスクを軽減する方法
表面準備には、その最適な効果を達成するために綿密な注意が必要です。これは、金属表面にコーティングを施す前の最初のステップです。これを達成するためには、各状況に合わせた技術的な解決策が必要です。
表面を適切に準備するとは、油、グリース、錆、スケール、スラグなどの汚染物質をすべて除去し、塗料やその他の重ね塗り材料が適切に付着できる適切なプロファイルを作成することです。
一貫した信頼性のあるコーティング品質を確保するための重点項目と潜在的な解決策は次の通りです…
部品の事前清掃
油、グリース、その他の汚染物質を除去するための不可欠かつしばしば無視または軽視されるステップ。
市場に新しい解決策として、PantaTecの追加があります。PantaTec方式では、単に添加剤を追加するだけで問題のある油やグリースを金属表面から分離し、それらと結合し、プロセスから排除します。その結果、油っぽい金属表面さえも一度で脱脂し、ショットブラストし、さらに直接コーティングすることができます。
適正な研磨材の選択
表面や用途に応じて、推奨される研磨材の種類があります。しかし、表面の汚染を最小限に抑えるためには：
- 敏感な表面の鉄分汚染を避けるために、ステンレスショットを使用します。
- 粉塵や汚染物質を発生しにくい研磨材（例：メタルショット）を選択します。
- 塩分含有量が低い材料とショットを選びます。
- プレミアムソリューションを優先します。
表面清浄度の管理
ISO 8001およびSSPC/NACE基準は、ショットブラスト後の錆やスケールの残存清浄度を標準化されたテキストまたはビジュアルと比較することで分析することを許容します。
より正確で客観的な清浄度測定のために、WinoaはWA Cleanを開発しました。これは国際基準に基づき、ショットブラストされた表面の清浄度を評価および検証するのに理想的なISO特許技術であり、人間の解釈に依存せずに清浄度を読み取り、定量化し、記録します。
表面の粉塵管理
ショットブラストされた鋼表面の粉塵をテストするための評価および参照基準は、ISO 8502-3:2017です。これは「レプリカテープ法」としても知られ、このISO基準は詳細な手順を提供し、比較のための6つの粉塵評価を含む参照説明と写真を含んでいます。
静電気の除去
静電気は表面の粉塵の一般的な原因です。ショットブラストシステムに静電気がないことを確認するために、機器を接地し、帯電防止供給ホースを使用してください。
研磨剤の埋め込みの確認
この現象は、高速圧縮空気ショットブラスト中に時折発生し、特に非常に硬い研磨剤を使用している場合やノズル角度が不適切な場合（例：理想的な50°から70°ではなく90°）に顕著です。
清掃速度の観点からも効果が低いだけでなく、表面に直角にブラストすることは、清掃された表面に研磨剤が埋め込まれるリスクを高めます。これらの埋め込まれた粒を取り除くために、適切なスクレーピングが必要です。
オペレーターの研修
リスクを減らすためには、積極的に取り組むことも重要です。適切な技術をオペレーターに研修し、直面する可能性のある課題に対応することで、安心で効率的かつ安全な生産を実現できます。
金属表面の処理には、Winoaの専門知識を信頼してください。
未来の表面を準備するために、Winoaは産業プロセスを最適化するための研磨剤、さまざまなサービス、および技術を含むショットブラストソリューションを提供しています。最良の解決策は、W Careの技術チームの専門知識に頼ることです。
専門家は、現場の既存プロセスの単純な診断から始め、コストを削減しながら最適化する手助けを行います。この専門知識により、研磨剤の選択と使用からショットブラストオペレーションおよび機器まで、総合的な改善をもたらすことができます。
