Normy pro abraziva

IKB Slévárna Písečná s.r.o.

Abraziva a normy: proč jsou při tryskání tak důležité?

Když se řekne „norma“, většina lidí si představí nudný technický dokument plný čísel a tabulek. Ve světě tryskání ale normy znamenají něco mnohem důležitějšího – jistotu kvality, opakovatelnost výsledků a také ochranu investic do technologie i samotné výroby.

Ať už se jedná o ocelovou drť, granulát, korund nebo skleněné kuličky, právě normy určují, jaké vlastnosti má abrazivo mít, jak se měří jeho kvalita a co od něj může zákazník očekávat.

Bez jasně definovaných pravidel by každý výrobce používal vlastní označení velikosti, tvrdosti nebo chemického složení. Výsledkem by byl chaos, problémy při výrobě a hlavně nekonzistentní kvalita povrchu po tryskání.

SAE – nejpoužívanější standard v oblasti abraziv

U abraziv se nejčastěji setkáme s označením „SAE“.
SAE znamená Society of Automotive Engineers – organizaci založenou v USA ve městě Warrendale v Pensylvánii.

Původně šlo o standardizační orgán pro automobilový a letecký průmysl, postupně se však SAE začala věnovat také materiálům, metalurgii, testování a právě abrazivům. Dnes jsou SAE normy považovány za jeden z hlavních světových standardů pro třídění a specifikaci tryskacích materiálů.

Přestože jde o americkou normu, používá se prakticky po celém světě:

  • USA a Kanada – běžný průmyslový standard
  • Evropa – široce používaná výrobci i zákazníky
  • Asie – velmi rozšířená v průmyslové praxi

SAE normy pomáhají sjednotit například označení velikosti abraziva nebo jeho tvrdost. Díky tomu zákazník přesně ví, co kupuje, a výrobce zase ví, jaký výsledek může očekávat.

Nejčastější SAE normy pro abraziva

  • SAE J444 – velikostní třídění abraziva
  • SAE J445 – tvrdost abraziva
  • SAE J827 – specifikace ocelového granulátu (steel shot)
  • SAE J1993 – specifikace ocelové ostrohranné drti (steel grit)

SAE J444 – Cast Shot and Grit Size Specifications for Peening and Cleaning

  • Jedná se o americký standard organizace SAE International, který stanovuje velikostní klasifikaci (zrnitost) kovových abraziv používaných při tryskání.
  • Právě SAE J444 je v praxi velmi důležitá, protože určuje velikostní frakce abraziva. A velikost zrna má zásadní vliv například na:
  • Rychlost tryskání,
  • výslednou drsnost povrchu,
  • spotřebu abraziva,
  • životnost zařízení.

Praktické využití

SAE J444 používáte například při:

  • vstupní kontrole abraziva,
  • reklamaci dodávky abraziva,
  • posouzení opotřebení abraziva v provozu,
  • hodnocení separace v tryskači,
  • sledování výkonu tryskacího procesu,
  • optimalizaci drsnosti povrchu.

Ve znalecké praxi se často řeší otázka:

Bylo použito abrazivo odpovídající deklarované velikostní třídě?

Právě zde je SAE J444 základním podkladem.

SAE J445 – Methods of Test for Shot, Grit and Cut Wire Shot Used for Peening and Cleaning

Je to soubor zkušebních metod pro kovová abraziva používaná při tryskání a shot peeningu.

V podstatě je pro SAE normy tím, čím je ISO 11125 pro normy ISO.

Co SAE J445 obsahuje

Norma popisuje metody pro stanovení:

1. Tvrdosti abraziva

  • Rockwell
  • Vickers
  • další metody podle typu abraziva

Například:

  • GH 40
  • GH 50
  • GH 60

u ocelové drti.

2. Mikrostruktury

Posouzení:

  • martenzitu,
  • bainitu,
  • karbidů,
  • vadných struktur.

Velmi důležité u ocelové drti.

3. Hustoty

Kontrola materiálových vlastností abraziva.

4. Tvaru částic

Posuzování:

  • kulatosti,
  • hranatosti,
  • deformací,
  • rozlámaných částic.

5. Vadných částic

Hodnocení:

  • prasklin,
  • dutin,
  • vměstků,
  • nevyhovujících částic.

ISO normy – mezinárodní jazyk kvality

Dalším klíčovým pilířem jsou normy ISO.

ISO znamená International Organization for Standardization – Mezinárodní organizace pro normalizaci se sídlem v Ženevě. Organizace byla založena v roce 1947 a dnes sdružuje více než 160 států.

Zajímavostí je, že „ISO“ není anglická zkratka. Název vychází z řeckého slova isos – tedy „stejný“. A právě o to jde: sjednotit pravidla tak, aby byly požadavky na kvalitu stejné po celém světě.

ISO normy nejsou zákonem, ale v průmyslu jsou často považovány za minimální standard kvality. V mnoha oborech je bez nich prakticky nemožné uspět.

Kdo ISO normy vytváří?

Na tvorbě ISO norem se podílejí národní normalizační organizace:

  • ČR – ÚNMZ
  • Německo – DIN
  • USA – ANSI
  • Francie – AFNOR
  • Velká Británie – BSI

Každá země má při schvalování jeden hlas a normy vznikají v technických komisích složených z odborníků z celého světa.

ISO normy v oblasti tryskání a abraziv

V oblasti abraziv a povrchových úprav jsou nejdůležitější zejména tyto normy:

  • ISO 9001 – systém řízení kvality
  • ISO 14001 – environmentální management
  • ISO 11124, 11125 a 11126 – specifikace a testování abraziv

Tyto normy definují například:

  • chemické složení abraziva,
  • tvrdost,
  • hustotu,
  • tvar částic,
  • obsah nečistot,
  • životnost materiálu,
  • způsob testování.

A právě díky tomu lze porovnávat abraziva různých výrobců mezi sebou.

ISO 11124 – specifikace kovových abraziv

Norma ISO 11124 popisuje požadavky na kovová abraziva, například:

  • ocelový granulát,
  • ocelovou ostrohrannou drť,
  • litinovou drť.

Řeší zejména:

  • chemické složení,
  • tvrdost,
  • hustotu,
  • čistotu,
  • tvar částic.

Jednotlivé části normy ISO 11124

  • ISO 11124-1 – obecné požadavky
  • ISO 11124-2 – ocelový granulát
  • ISO 11124-3 – ocelová ostrohranná drť
  • ISO 11124-4 – litinová drť

ISO 11124 – specifikace kovových abraziv

Struktura normy

ISO 11124-1

Všeobecné požadavky

Stanovuje:

  • klasifikaci abraziv,
  • označování výrobků,
  • požadavky na kvalitu,
  • požadavky na balení a identifikaci.

ISO 11124-2

Ocelová kulatina (Steel Shot)

Řeší:

  • chemické složení,
  • tvrdost,
  • mikrostrukturu,
  • velikostní třídy,
  • požadavky na kvalitu výroby.

Používá se zejména pro:

  • shot peening,
  • zpevňování povrchu,
  • čištění odlitků,
  • tryskání ve slévárnách.

ISO 11124-3

Ocelová ostrohranná drť (Steel Grit)

Nejdůležitější část pro přípravu povrchu před nátěry.

Stanovuje:

  • tvrdost,
  • mikrostrukturu,
  • zrnitost,
  • obsah vadných částic,
  • chemické složení.

Používá se například při:

  • dosažení Sa 2½ a Sa 3,
  • přípravě povrchu před lakováním,
  • přípravě povrchu před metalizací.

ISO 11124-4

Litinová drť (Cast Iron Grit)

Stanovuje:

  • tvrdost,
  • mikrostrukturu,
  • zrnitost,
  • obsah vadných částic,

chemické složení

  •  

ISO 11125 – jak se abraziva testují

Normy ISO 11125 určují samotné metody měření a kontroly kvality abraziv.

ISO 11125-1

Odběr vzorků

  • způsob odběru reprezentativního vzorku abraziva
  • postup přípravy vzorků pro laboratorní zkoušky

ISO 11125-2

Stanovení zrnitosti (sítový rozbor)

  • použití normalizovaných sít
  • stanovení velikostního rozložení částic

Tato část se v praxi používá velmi často.

ISO 11125-3

Stanovení zdánlivé hustoty

  • hmotnost abraziva na jednotku objemu

ISO 11125-4

Stanovení tvrdosti

  • měření tvrdosti částic
  • například u ocelové drti

ISO 11125-5

Stanovení procenta vadných částic a mikrostruktury

  • metalografické hodnocení
  • praskliny
  • pórovitost
  • nevhodná struktura

Velmi důležité u ocelových abraziv.

ISO 11125-6

Stanovení cizích příměsí

  • kontaminace abraziva
  • nečistoty

ISO 11125-7

Stanovení vlhkosti

  • obsah vody v abrazivu

ISO 11125-8

Stanovení mechanických vlastností

  • odolnost proti rozpadu
  • životnost abraziva

ISO 11125-9

Stanovení sypné hustoty

  • důležité při provozu tryskačů

Jinými slovy – norma neurčuje jen to, jaké abrazivo má být, ale i jak správně ověřit jeho kvalitu.

ISO 11126 – nekovová abraziva

Norma stanovuje požadavky na vlastnosti jednotlivých druhů nekovových abraziv:

  • zrnitost,
  • obsah nečistot,
  • vodivost výluhu,
  • obsah rozpustných solí,
  • vlhkost,
  • hustotu,
  • chemické složení.

Jednotlivé části ISO 11126

ISO 11126-1

Všeobecný úvod a klasifikace

  • základní požadavky
  • označování abraziv

ISO 11126-2

Křemičitý písek (Quartz sand)

Dnes se v Evropě prakticky nepoužívá kvůli zdravotním rizikům (silikóza), ale norma existuje.

ISO 11126-3

Měděná struska (Copper refinery slag)

Historicky velmi rozšířené abrazivo.

ISO 11126-4

Uhelná struska (Coal furnace slag)

Používána především v lodním a těžkém průmyslu.

ISO 11126-5

Niklová struska (Nickel refinery slag)

Podobné použití jako měděná struska.

ISO 11126-6

Železářská struska (Iron furnace slag)

Specifikace hutních abraziv.

ISO 11126-7

Tavený oxid hlinitý (Fused aluminium oxide)

To je vlastně korund.

Velmi důležitá norma pro:

  • nerezové oceli,
  • letecký průmysl,
  • přípravu povrchu před metalizací,
  • speciální povrchové úpravy.

ISO 11126-8

Olivínový písek

Používaný zejména v lodním průmyslu.

ASTM, AMS a normy pro shot peening

Vedle SAE a ISO existují také další standardy používané hlavně v letectví, energetice nebo při shot peeningu.

ASTM

ASTM (American Society for Testing and Materials) vydává normy pro:

  • testování materiálů,
  • měření tvrdosti,
  • kontrolu chemického složení,
  • technologické postupy povrchových úprav.

AMS

AMS (Aerospace Material Specifications) jsou normy určené především pro letecký a obranný průmysl.

Používají se tam, kde je vyžadována extrémní přesnost a opakovatelnost procesu.

Řeší například:

  • přesné požadavky na abraziva pro shot peening,
  • tvrdost a tvar částic,
  • čistotu abraziva,
  • kvalitu povrchu po peeningu.

Co z toho vyplývá v praxi?

Normy definují:

Parametry abraziva

  • tvrdost,
  • velikost,
  • chemické složení,
  • hustotu,
  • tvar částic,
  • obsah nečistot,
  • vnitřní vady materiálu.

Způsob měření

  • sítovou analýzu,
  • měření tvrdosti,
  • hustoty,
  • životnosti,
  • čistoty,
  • mikrostruktur,
  • chemického složení.

To všechno má jediný cíl – zajistit stabilní a opakovatelný výsledek tryskání.

Když problém není v abrazivu

Z praxe velmi často vyplývá jedna důležitá věc:
pokud není výsledek tryskání ideální, zákazníci často automaticky hledají problém v abrazivu.

Ve skutečnosti však bývá příčina velmi často úplně jinde.

Ve velkém množství případů jde například o:

  • špatné nastavení tryskacího stroje,
  • nefunkční separaci,
  • zanesené filtry,
  • nesprávnou volbu abraziva,
  • chyby obsluhy.

Výrobci abraziv si dnes většinou nemohou dovolit ignorovat normy a parametry kvality. Seriózní výrobci své produkty testují a deklarují jejich vlastnosti právě podle SAE nebo ISO standardů.

Je ale pravda, že někteří výrobci používají také vlastní interní specifikace. Proto je vždy důležité číst technickou dokumentaci opravdu pečlivě.

Může se například objevit informace:

„Dle SAE J444 upraveno podle interní specifikace výrobce.“

A právě zde je potřeba zpozornět a zjistit, jaké odchylky jsou oproti standardu povolené.

„Abrazivo práší“ ještě neznamená špatné abrazivo

V praxi se často objevují formulace typu:

  • „abrazivo hodně práší“
  • „abrazivo se rychle spotřebovalo“

Jenže tyto projevy často nesouvisí s kvalitou abraziva, ale s technickým stavem zařízení.

Typickým problémem bývá:

  • špatná separace,
  • nefunkční filtrace,
  • nevhodné nastavení stroje,
  • příliš vysoké zatížení abraziva.

Je důležité si uvědomit, že abrazivo je spotřební materiál. Postupně se opotřebovává, rozpadá a musí se doplňovat.

Tryskací zařízení je navíc svým způsobem „samodestruktivní stroj“ – netrýská pouze výrobek, ale postupně i samo sebe. Proto je správná údržba, prevence a pravidelná kontrola naprosto zásadní.

Každé tryskání má jiný cíl

Při volbě abraziva by si měl zákazník vždy definovat priority:

  • požadovanou čistotu povrchu,
  • výslednou drsnost,
  • rychlost tryskání,
  • spotřebu abraziva,
  • životnost technologie,
  • ekonomiku procesu.

Neexistuje jedno univerzální abrazivo pro všechny aplikace. Správná kombinace nastavení stroje, typu abraziva a technologie rozhoduje o výsledku mnohem více, než si mnoho lidí uvědomuje.

Normy nejsou formalita

Normy nejsou jen „papír do šanonu“.
Ve skutečnosti představují společný jazyk mezi výrobcem abraziva, dodavatelem technologie a zákazníkem.

Pomáhají:

  • udržet kvalitu výroby,
  • eliminovat chyby,
  • porovnávat produkty,
  • správně nastavit proces,
  • předcházet zbytečným nákladům.

A právě v oblasti tryskání, kde dochází k extrémnímu mechanickému namáhání materiálů i zařízení, mají dobře nastavené standardy obrovský význam.

Pokud si nejste jistí správnou volbou abraziva nebo nastavením technologie tryskání, vždy se vyplatí konzultace s odborníky. Správně nastavený proces totiž dokáže výrazně snížit náklady, prodloužit životnost zařízení a zároveň zlepšit kvalitu výsledného povrchu.

Preventivní servis a technická podpora

Společnost IKB Slévárna Písečná s.r.o. nabízí ve spolupráci s profesionálními výrobci tryskacích zařízení také preventivní servis a odbornou technickou podporu. Cílem těchto kontrol je odhalit slabá místa tryskací operace ještě dříve, než způsobí vyšší spotřebu abraziva, zhoršení kvality povrchu nebo zbytečné odstávky výroby.

Výsledkem servisní kontroly je několikastránkový technický report, který detailně popisuje aktuální stav tryskací operace na konkrétním zařízení. Součástí kontroly je například měření pracovní směsi a separace na sítech, nastavení odsávání pomocí anemometru, kontrola procesu tryskání termokamerou, měření drsnosti a čistoty povrchu nebo kontrola a nastavení parametrů motorů a dalších částí zařízení.

V naší laboratoři dokážeme zároveň analyzovat samotné abrazivo a ověřovat jeho parametry podle příslušných norem SAE a ISO. Provádíme měření tvrdosti, chemického složení, obsahu prachových částic i kontrolu vnitřních vad materiálu, jako jsou dutiny, řediny nebo praskliny. Díky tomu dokážeme přesněji určit skutečnou příčinu problémů a navrhnout efektivní řešení.

Budeme rádi, pokud se na nás obrátíte se svými požadavky. Společně můžeme najít optimální řešení tryskání, které bude odpovídat konkrétní technologii, výrobě i požadované kvalitě povrchu.

Zdroje a použité normy

Při zpracování článku byly využity zejména následující technické normy a standardy:

SAE normy

  • SAE International – Society of Automotive Engineers
  • SAE J444 – Cast Shot and Grit Size Specifications for Peening and Cleaning
  • SAE J445 – Test Method for Determining the Hardness of Shot
  • SAE J827 – Cast Steel Shot
  • SAE J1993 – Cast Steel Abrasive Grit

ISO normy

  • International Organization for Standardization
  • ISO 9001 – Systémy managementu kvality
  • ISO 14001 – Environmentální management
  • ISO 11124 – Preparation of steel substrates before application of paints and related products — Specifications for metallic blast-cleaning abrasives
  • ISO 11125 – Preparation of steel substrates before application of paints and related products — Test methods for metallic blast-cleaning abrasives
  • ISO 11126 – Preparation of steel substrates before application of paints and related products — Specifications for non-metallic blast-cleaning abrasives

ASTM normy

  • ASTM International
  • ASTM standardy pro testování materiálů, tvrdosti, chemického složení a povrchových úprav

AMS normy

  • AMS 2430 – Shot Peening, Automatic
  • AMS 2431 – Peening Media
  • SAE J443 – Procedures for Using Standard Shot Peening Test Strip

Další odborné podklady

  • Technické listy výrobců abraziv
  • Technická dokumentace výrobců tryskacích zařízení
  • Interní laboratorní a provozní zkušenosti společnosti IKB Slévárna Písečná s.r.o.