JP4317114B2 - Method of jet blasting steel structure or steel material - Google Patents
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Description
本発明は、液体と気体を混合した混気ジェットを鋼構造物や鋼材に対して噴射し、その表面改質や洗浄などを行う混気ジェットブラスト噴射方法及びそのための装置に関する。 The present invention is an admission jet of a mixture of liquid and gas injected against steel structures and steel, to a device admission jet blast injection method and therefore perform such surface modification and cleaning of it.
従来より、鋼構造物や鋼材の塗装前素地調整、或いは、摩擦接合面処理として、ブラスト施工が行われている。ブラストの方式としては様々なものがあり、大別すると、乾式ブラストと湿式ブラストとがある。これらのうち、乾式ブラストには、遠心式ブラスト（回転するディスクの遠心力によって研削材を投射する方式）と、エアーブラスト（圧縮空気の流れに研削材を供給し、ノズルから噴射する方式）とがある。 Conventionally, blasting has been performed as a base preparation before painting of a steel structure or steel material, or as a friction bonding surface treatment. There are various types of blasting methods, which are roughly classified into dry blasting and wet blasting. Of these, dry blasting includes centrifugal blasting (a method in which abrasives are projected by the centrifugal force of a rotating disk) and air blasting (a method in which abrasives are supplied to the flow of compressed air and injected from a nozzle). There is.
一方、湿式ブラストには、ウォータージェットブラスト（高圧水に研削剤を加えてジェット水流として噴射する方式）や、混気ジェッターへ圧縮エアー、水（高圧水）、及び、研削材を供給し、高圧水によって水を液滴化させ圧縮エアーと研削材を液滴化状態の水と共に吹き付ける混気ジェットブラストがある（例えば、特開２００２−７９１４５号公報）。 On the other hand, for wet blasting, water jet blasting (a method in which abrasive is added to high-pressure water and jetted as a jet water stream), compressed air, water (high-pressure water), and abrasives are supplied to an air-fueled jetter. There is an air-jet jet blast in which water is made into droplets by water and compressed air and an abrasive are sprayed together with the water in droplets (for example, JP-A-2002-79145).
乾式ブラストは、施工時に粉塵が飛散するため、施工に際しては粉塵の飛散に対処するための手段が必要となる。一方、湿式ブラストは、水噴射流に研削材を添加するため、粉塵の飛散を防止することができる。しかしながら、水が使用されるため、鋼構造物や鋼材等の塗装前処理に適用しようとする場合には、錆が発生する可能性があり、この場合、塗装前素地調整等の要求品質が得られないという問題がある。 In dry blasting, dust is scattered at the time of construction. Therefore, means for dealing with dust scattering is required at the time of construction. On the other hand, since wet blasting adds an abrasive to the water jet, it can prevent dust from scattering. However, since water is used, rust may occur when applying to pre-painting treatment of steel structures and steel materials. In this case, the required quality such as substrate preparation before painting is obtained. There is a problem that can not be.
尚、湿式ブラストにおける防錆対策として、インヒビター（腐食抑制剤）を使用する（水に混入する）という方法も適用されているが、毒性があるため、施工時において適切に回収することが必要となる。また、乾燥後、施工面にはインヒビターが皮膜の状態で残留することになるため、その後に実施される塗装工程に悪影響を及ぼす可能性がある。従って、湿式ブラストを、鋼材等の塗装前素地調整に適用しようとする場合においては、インヒビターの使用には問題がある。 In addition, as a rust prevention measure in wet blasting, a method of using an inhibitor (corrosion inhibitor) (mixed in water) is also applied, but because it is toxic, it must be properly recovered during construction. Become. In addition, after drying, the inhibitor remains on the construction surface in the form of a film, which may adversely affect the subsequent coating process. Therefore, there is a problem in using the inhibitor when wet blasting is to be applied to preparation of a base material before coating such as steel.
また、「使用される水の溶存酸素濃度が高いこと」が、錆の原因であるため、既知の溶存酸素低減法を適用して、湿式ブラストに使用する水の溶存酸素濃度を低下させれば、錆を防止することができる、とも考えられるが、従来の湿式ブラスト装置に溶存酸素低減法を適用しようとする場合、実用性の面で様々な障害があり、実用化は困難であった。 In addition, because “the high dissolved oxygen concentration of the water used” is the cause of rust, if the dissolved oxygen concentration of water used for wet blasting is reduced by applying a known dissolved oxygen reduction method, Although it is thought that rust can be prevented, when applying the dissolved oxygen reduction method to a conventional wet blasting apparatus, there are various obstacles in terms of practicality, and practical application has been difficult.
より具体的に説明すると、既知の溶存酸素低減方法のうち、最も効率が良いとされる「窒素ガス置換法」は、タンク内の水に窒素ガスをバブリングし、攪拌機を用いて１０分以上攪拌することによって、溶存酸素を窒素ガスと置換する、というものであるが、この方法は、作業工程に時間がかかるという問題があり、また、ブラスト作業中に水を使い切ってしまった場合、ブラスト作業を中断し、新たに溶存酸素を低減させた水を用意しなければならず、ブラスト作業を連続的に行うことができないという問題がある。 More specifically, among the known methods for reducing dissolved oxygen, the “nitrogen gas replacement method”, which is said to be the most efficient, is a method in which nitrogen gas is bubbled into water in a tank and stirred for 10 minutes or more using a stirrer. By replacing the dissolved oxygen with nitrogen gas, this method has the problem that the work process takes time, and if the water is used up during the blasting operation, There is a problem that the blasting operation cannot be continuously performed because the water in which the dissolved oxygen is reduced must be prepared.
本発明は、このような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、鋼構造物や鋼材について、錆を発生させることなく、表面処理を行うことができるジェットブラスト方法を提供することを目的とする。 The present invention was made to solve the problems of the prior art, the steel structures and steel, without causing rust, providing a jet blast method capable of performing a surface treatment For the purpose.
本発明の鋼構造物又は鋼材のジェットブラスト方法は、先端にジェットノズルを有する混気ジェッターに、窒素ガス供給手段から高圧の窒素ガスを供給するとともに、研削材供給手段から研削材を供給し、更に、高圧液体供給手段から高圧の液体を供給して窒素ガスと液体を混気することにより、液体の溶存酸素濃度を混気ジェッターの混気室内において行われる窒素ガス置換によって低減し、ジェットノズルから窒素ガスと液体を液滴化状態で研削材とともに噴射して、鋼構造物又は鋼材のブラスト施工を行うことを特徴としている。 In the jet blasting method of the steel structure or steel material of the present invention, a high-pressure nitrogen gas is supplied from the nitrogen gas supply means to the mixed gas jetter having a jet nozzle at the tip, and the abrasive is supplied from the abrasive supply means. Furthermore, by supplying a high-pressure liquid from the high-pressure liquid supply means and mixing the nitrogen gas and the liquid, the dissolved oxygen concentration of the liquid is reduced by the nitrogen gas replacement performed in the mixed gas chamber of the mixed gas jetter, and the jet nozzle From the above, nitrogen gas and liquid are jetted together with the abrasive in the form of droplets, and the steel structure or steel material is blasted .
本発明の鋼構造物又は鋼材のジェットブラスト方法によれば、錆を発生させることなく、表面処理を行うことができる。 According to the jet blasting method of the steel structure or steel material of the present invention, surface treatment can be performed without generating rust.
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。図１は、本発明に係る鋼構造物又は鋼材のジェットブラスト方法に用いられるジェットブラスト装置１の構成図である。図示されているように、このジェットブラスト装置１は、混気ジェッター２、窒素ガスボンベ３、液体タンク４、高圧ポンプ５、及び、研削材供給装置６によって構成されている。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. FIG. 1 is a configuration diagram of a jet blasting apparatus 1 used in a jet blasting method for a steel structure or steel material according to the present invention. As shown in the figure, the jet blasting apparatus 1 includes an air-fuel mixture jetter 2, a nitrogen gas cylinder 3, a liquid tank 4, a high-pressure pump 5, and an abrasive supply device 6.
混気ジェッター２は、先端に混気ジェットノズル８を有しており、この混気ジェッター２には、窒素ガスが、窒素ガスボンベ３から所定の圧力（０．５ＭＰａ）でガス供給通路２１を介して供給されるようになっており、更に、液体タンク４内に貯留されている水又は水道水が、液体供給通路２２に設けられた高圧ポンプ５を介して高圧で供給されるようになっている。 The mixed gas jetter 2 has a mixed gas jet nozzle 8 at the tip, and nitrogen gas is supplied to the mixed gas jetter 2 from the nitrogen gas cylinder 3 through the gas supply passage 21 at a predetermined pressure (0.5 MPa). Furthermore, the water or tap water stored in the liquid tank 4 is supplied at a high pressure via the high-pressure pump 5 provided in the liquid supply passage 22. Yes.
また、研削材供給装置６は、下方に定量送り装置７を有しており、内部に収容されている研削材（砂等）が、研削材供給通路２３を介して窒素ガスの供給通路２１から窒素ガスと共に混気ジェッター２へ定量的に供給されるようになっている。 Further, the abrasive supply device 6 has a fixed amount feeding device 7 below, and the abrasive (sand, etc.) accommodated therein passes from the nitrogen gas supply passage 21 via the abrasive supply passage 23. It is quantitatively supplied to the mixed gas jetter 2 together with nitrogen gas.
混気ジェッター２に供給された高圧水は、図２（図１に示した混気ジェッター２の内部構造を示す図）に示すように、混気ジェッター２の内部空間に設けられた液体ノズル２ａから高速で混気室２ｂに噴射され、同様に混気ジェッター２内に流入した高圧窒素ガスが気体ノズル２ｃから高速で混気室２ｂに噴射されることによって、水は液滴化されることになる。そして、混気ジェットノズル８の先端８ｂからは、液滴化状態の水、研削材、及び、窒素ガスが、前方に向けて噴射されることになる。 The high-pressure water supplied to the mixed gas jetter 2 is a liquid nozzle 2a provided in the internal space of the mixed gas jetter 2 as shown in FIG. 2 (a diagram showing the internal structure of the mixed gas jetter 2 shown in FIG. 1). The high-pressure nitrogen gas injected into the air-fuel mixture chamber 2b at high speed from the gas nozzle 2c is similarly jetted from the gas nozzle 2c into the air-fuel mixture chamber 2b at high speed, whereby water is formed into droplets. become. Then, droplet-formed water, abrasive, and nitrogen gas are jetted forward from the tip 8b of the air-jet nozzle 8.
このようにして混気ジェットノズル８から研削材等を噴射させ、鋼構造物又は鋼材の表面に向けて吹き付けることにより、塗装前素地調整等を目的とする混気ジェットブラスト施工を行うことができる。 Thus the abrasive or the like is injected from the admission jet nozzle 8, by blowing toward the front surface of steel structures or steel, it is possible to perform admission jet blasting construction for the purpose of pre-painting surface preparation or the like it can.
ところで、鋼材などの金属材料に水を接触させると、水の中の溶存酸素によって錆が発生することになるため、前述したように、従来は湿式ブラストを鋼材等の塗装前処理に適用することは困難であった。しかし、本発明に係る鋼構造物又は鋼材のジェットブラスト方法によれば、錆を発生させることなく、混気ジェットブラスト施工を行うことができる。 By the way, when water is brought into contact with a metal material such as steel, rust is generated due to dissolved oxygen in the water. As described above, conventionally, wet blasting is applied to pretreatment for coating steel. Was difficult. However, according to the jet blasting method of a steel structure or steel material according to the present invention, mixed-air jet blasting can be performed without generating rust.
この点について詳細に説明すると、図２に示したように、混気ジェッター２の混気室２ｂ内には、水と共に窒素ガスが高圧で流入することになるため、混気室２ｂ内において液滴化状態となった水は、高圧窒素ガスの雰囲気に晒されることになり、これによって「窒素ガス置換」が行われることになる。従って、混気室２ｂ内への流入前においては、酸素が水の中に高濃度で溶存していた場合であっても、混気室２ｂ内において「窒素ガス置換」が行われることによって、液滴内の溶存酸素濃度は瞬間的に低減することになる。 This point will be described in detail. As shown in FIG. 2, since nitrogen gas flows together with water into the mixed gas chamber 2b of the mixed gas jetter 2 at a high pressure, the liquid is mixed in the mixed gas chamber 2b. The water in the droplet state is exposed to an atmosphere of high-pressure nitrogen gas, thereby performing “nitrogen gas replacement”. Therefore, before the inflow into the mixed gas chamber 2b, even if oxygen is dissolved at a high concentration in water, the "nitrogen gas replacement" is performed in the mixed gas chamber 2b. The dissolved oxygen concentration in the droplet will be reduced instantaneously.
このように、本発明に係る鋼構造物又は鋼材のジェットブラスト方法によれば、鋼材等に吹き付けられる水の溶存酸素濃度が低減されているため、錆の発生を有効に回避することができる。また、「窒素ガス置換」は、瞬間的に、かつ、連続的に行われるので、使用される水の溶存酸素低減処理のために、ブラスト作業が中断されるというような事態を好適に回避することができ、ブラスト作業を効率よく実施することができる。 Thus , according to the jet blasting method of the steel structure or steel material according to the present invention, the dissolved oxygen concentration of water sprayed on the steel material or the like is reduced, so that the generation of rust can be effectively avoided. In addition, since “nitrogen gas replacement” is performed instantaneously and continuously, it is preferable to avoid a situation in which the blasting operation is interrupted due to the dissolved oxygen reduction treatment of the water used. And the blasting operation can be performed efficiently.
１：ジェットブラスト装置、
２：混気ジェッター、
２ａ：液体ノズル、
２ｂ：混気室、
２ｃ：気体ノズル、
３：窒素ガスボンベ、
４，１４：液体タンク、
５：高圧ポンプ、
６：研削材供給装置、
７：定量送り装置、
８：混気ジェットノズル、
８ｂ：先端、
1: Jet blasting device,
2: Mixed air jetter,
2a: liquid nozzle,
2b: mixed air chamber,
2c: gas nozzle,
3: Nitrogen gas cylinder,
4, 14: Liquid tank
5: High pressure pump,
6: Abrasive supply device
7: Fixed amount feeding device,
8: Mixed-air jet nozzle,
8b: tip,
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