如今的“喷砂”指什么？

“喷砂”一词常被泛指几乎所有干式磨料喷射。严格来说，它指用石英砂喷射。实际上，欧洲、北美和亚洲大部分地区的专业喷砂如今已改用其他磨料：石榴石、燃煤炉渣等矿物磨料，氧化铝，或钢砂与钢丸。方法相同：散粒磨料被高速喷出，撞击时碎裂，切削表面。

开放式干喷砂速度快，按每公斤磨料计算成本低。它能切出深锚纹，处理厚涂层效果好。它的缺点众所周知：粉尘大量扬起，反弹距离与力度都大，大量废弃磨料混着被清除的涂层，需要归集和处置。

为什么限制使用石英砂

天然砂的主要成分是结晶二氧化硅（石英）。它在喷砂时碎裂，产生能深入肺部的可吸入细颗粒。长期接触会导致矽肺，这是一种不可逆的肺病；可吸入结晶二氧化硅已被列为人类致癌物。

各地监管机构已规定了严格的接触限值：

• 美国：OSHA的可吸入结晶二氧化硅标准（一般工业为29 CFR 1910.1053，建筑业为1926.1153）规定，8小时时间加权平均容许接触限值为50 µg/m³，行动水平为25 µg/m³。
• 欧盟：修订《致癌物与致突变物指令》的(EU) 2017/2398号指令，对工作过程中产生的可吸入结晶二氧化硅粉尘设定了0.1 mg/m³（100 µg/m³）的强制限值。部分成员国执行更低的本国限值。
• 英国：约自1950年起已禁止将砂用作喷砂磨料，现行COSHH法规下的指南仍将石英砂喷砂视为禁止行为。

开放式喷砂要达到这些限值，需要严密的围护、空气监测和供气式呼吸器。因此大多数施工方已改用低硅或无硅磨料。还要注意本体：喷砂处理混凝土、砖或石材时，无论用哪种磨料，表面本身都会释放二氧化硅。

海绵喷砂与普通喷砂：主要差别

海绵喷砂中，每一颗磨粒都复合在一小块开孔聚氨酯载体内。撞击时载体被压扁，磨粒刺穿包覆层进行切削。随后载体回弹，形成负压，把大部分扬尘与残物吸住截留，颗粒本身的反弹力度很小。完整说明见什么是海绵喷砂。

与开放式喷砂相比，实际差别如下：

• 扬尘：与开放式干喷砂相比，撞击处最多可截留95%的粉尘。
• 反弹：颗粒落在操作人员附近，不会在现场四处弹射。
• 能见度：操作人员喷砂时能看清表面，有利于一次合格。
• 废料：视档位与压力，磨料可回收、循环使用5–30次，废料量比一次性磨料最多减少90%。
• 粗糙度：以氧化铝或钢砂为磨粒时，海绵磨料能切出真正的锚纹，可达到ISO 8501-1 Sa2.5 / SSPC-SP 10。
• 速度：在超厚涂层上，开放式喷砂通常更快。

苏打喷砂

苏打喷砂使用碳酸氢钠，这是一种很软、可溶于水的介质。晶体撞击时碎裂，可清除油漆、油污和烟炱，而不切入本体。因此苏打适用于娇嫩表面、食品设备清洁以及火灾烟熏后的修复。

局限：苏打不能清除附着牢固的铁锈或氧化皮，也不留锚纹。它只能用一次。它会产生大量细粉尘，碱性残留通常要在涂装前冲洗掉，否则可能影响涂层附着。冲洗废水还可能伤害附近的植物和土壤。

干冰除锈

干冰除锈喷射的是固态二氧化碳颗粒。颗粒撞击表面，使污染物急剧冷却，随后升华为气体，所以没有废弃介质需要收集，只剩被清除的污染物。它广泛用于清洁模具、生产线和电气设备，往往无需拆卸。

局限：干冰只能清洁，不能控制粗糙度，只能清除一般油污与松脱锈层，对附着牢固的锈层和硬涂层效果差。它需要持续供应新鲜干冰、大型空压机和通风，因为二氧化碳可能在密闭空间内积聚。它的噪音也很大。

湿式喷砂（水汽喷砂）

水汽喷砂（也称湿式磨料喷砂）在喷枪前或喷枪处把磨料与水混合。水把粉尘压住，大幅减少空气中的颗粒，同时仍能切出粗糙度。

局限：被水打湿的裸钢很快就会返锈，因此施工方通常在水中加缓蚀剂，涂装前可能还要冲洗并干燥表面，延长了施工周期。缓蚀剂必须与涂层体系相容。废弃磨料与漆皮混成泥浆，需要收集处理；天冷时水还可能结冰。湿式方法的详细分析见低扬尘与“无尘”喷砂对比。

对比表

如何选择

1. 从技术规格出发。如果涂层体系要求Sa2.5 / SSPC-SP 10并规定锚纹深度，只有靠磨粒切削的方法符合要求：开放式喷砂、海绵磨料或湿式磨料喷砂。
2. 看现场。在用建筑、运行中的工艺装置、有其他工种同时作业的船厂，或含铅涂料，都更适合低扬尘、低反弹的方法。
3. 核对喷砂到涂装的间隔。如果钢材必须在同一班次内涂装，干式工艺可避免湿式方法的返锈和干燥等待。
4. 计算废料。在污染磨料处置费用高的地方，可复用磨料会改变成本结构。
5. 考虑施工效率。在专用喷砂车间处理钢材上的厚衬里，开放式喷砂可能仍是最快的选择。

常见问题

海绵喷砂比普通喷砂好吗？

在扬尘、反弹、废料或围护是主要限制的场合，它更好。在已经控制好粉尘的喷砂车间里处理超厚涂层，开放式喷砂仍然更快。

海绵磨料能用普通喷砂机吗？

不能稳定使用。海绵磨料需要专为轻质、可压缩颗粒设计的喷砂机，以及用于循环复用的振筛机。

海绵喷砂更贵吗？

磨料每公斤价格更高，但能多次循环使用，废料少得多。请按每平方米比较成本，把处置、围护和停工时间都算进去。

哪种方法不会引起返锈？

干式方法，包括海绵喷砂和干式磨料喷砂，不会打湿钢材，因此工艺本身不会带来返锈窗口。

如果您的项目需要粗糙度，又不想要粉尘云，可以先看我们的海绵磨料系列，或进一步了解低扬尘海绵喷砂，并索取试用样品。

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各种磨料的区别在哪里

决定磨料表现的有四项性质：

• 硬度（通常用莫氏硬度，金属磨料用洛氏硬度）：越硬，切削越快、越深。
• 形状：棱角磨料切出粗糙度；圆形的丸或珠起喷丸作用，使表面平滑。
• 密度与粒度：颗粒越重、越粗，携带的能量越大，切出的锚纹越深。
• 韧性：韧性好的磨料经得起撞击，可以回收复用；脆性磨料用一次就碎成粉尘。

喷砂磨料种类对比

表中硬度为该类磨料的典型值，具体产品会有差别。请务必查阅供应商的技术资料和安全技术说明书（SDS）。

矿物与合成磨料

氧化铝

氧化铝（电熔刚玉）是最硬的常用磨料之一。棕刚玉是通用型；白刚玉纯度更高，用于需要避免铁污染的场合。它切削快，锚纹锐利，韧性足以在喷砂柜和喷砂房中回收复用。它也是海绵磨料最常用的磨粒。

石榴石

石榴石是天然矿物磨料，密度大，粉尘相对较少。它常用于钢结构的开放式喷砂，也用作水刀切割的磨料。石榴石难重复使用，即使回收设备良好，也只能再用几次就会碎裂。

燃煤炉渣与碎玻璃

燃煤炉渣是燃煤电厂的副产品，以多种品牌名称销售。它便宜、有棱角、切削好，因而常用于船体和储罐的开放式喷砂。它一般只用一次，粉尘大。炉渣可能含微量金属，请查阅安全技术说明书。碎玻璃由回收的瓶玻璃制成，同样是低成本、一次性的选择；由于玻璃是非晶态，通常几乎不含结晶二氧化硅。

石英砂

表中有意没有列入砂。砂是最早的喷砂磨料，但其主要成分是结晶二氧化硅，碎裂后形成可吸入粉尘，会导致矽肺。英国禁止用砂喷砂，许多其他国家也有限制；在美国，它受OSHA可吸入结晶二氧化硅标准约束。大多数专业施工方已改用上面列出的无硅或低硅磨料。

金属磨料

钢砂与钢丸

钢砂有棱角，切出深锚纹；钢丸为圆形，用于喷丸或除氧化皮。两者韧性都很好，在喷砂房和离心抛丸机中可多次循环使用，因此是大批量车间作业的经济选择。没有完整回收时，它们对大多数野外开放式喷砂来说太重；用在不锈钢或铝材上可能留下铁污染。

软质与特种磨料

玻璃珠

玻璃珠为圆形，留下光滑的缎面效果。它以清洁和喷丸为主，不切削，所以用于尺寸不能改变的机加工零件、不锈钢和模具。

塑料磨料

塑料磨料最初是为了给飞机除漆、又不损伤铝蒙皮或复材而开发的。它逐层去除涂层，几乎不蚀刻本体。

苏打与核桃壳

苏打（碳酸氢钠）很软，可溶于水。它能清除油漆、油污和烟炱，但不留粗糙度，只能用一次。核桃壳是有机磨料，用于零件、木材和软金属的清洁与去毛刺。苏打与其他方法的对比见海绵喷砂与普通喷砂、苏打、干冰和湿式喷砂对比。

海绵磨料的位置

海绵磨料不是另一种矿物，而是以开孔聚氨酯为载体，与上述某一种磨粒复合而成，最常用的是氧化铝或钢砂，精细作业则用塑料磨料。它的切削能力取决于所复合的磨粒；与开放式干喷砂相比，载体在撞击处最多可截留95%的粉尘，颗粒反弹力度也小。它的每公斤价格高于散粒磨料，因此在扬尘、围护和处置成本高的场合才划算。完整机理见什么是海绵喷砂。

如何选择喷砂磨料

1. 从技术规格出发。所要求的清洁度（例如ISO 8501-1 Sa2.5）和以µm计的锚纹深度，会把选择缩小到一定粒度范围内的硬质棱角磨料。
2. 检查本体材质。铝、不锈钢、复材、木材和石材需要较软或不含铁的磨料，以免损伤或污染。
3. 看在哪里喷砂。在封闭喷砂房里，钢砂等韧性好、可回收的磨料最经济。在开放现场，扬尘、反弹和废料收集往往决定选择。
4. 按每平方米比较成本，而不是按每袋：消耗量、复用次数、处置和清理时间都要计算。

常见问题

除锈用什么喷砂磨料最好？

硬质棱角磨料：氧化铝、石榴石、燃煤炉渣或钢砂。层状锈和点蚀严重时，钢砂或粗粒度磨料效果最好。

哪些喷砂磨料不会损伤金属？

塑料、苏打、核桃壳和玻璃珠可以去除涂层或清洁表面，几乎不形成粗糙度。保护档海绵磨料只清洁工件表层污垢、不伤本体，扬尘也少得多。

哪些喷砂磨料可以复用？

配合合适的回收设备，钢砂与钢丸、氧化铝、玻璃珠、塑料磨料和海绵磨料都可以回收复用。苏打、燃煤炉渣和碎玻璃通常只用一次。

砂与丸有什么区别？

砂有棱角，为涂层切出锚纹。丸为圆形，用于喷丸、除氧化皮或使表面平滑，不会切出尖锐的锚纹。

想了解氧化铝、钢砂和软质磨料复合在海绵载体内的表现，请浏览我们的海绵磨料系列。

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什么是海绵喷砂？简要说明

常规磨料喷砂用压缩空气把散粒磨料喷向表面。磨料碎裂，高速反弹，与被清除的涂层混在一起，变成一团细粉尘。海绵喷砂使用同样的压缩空气、同类的硬质磨粒，但每一颗磨粒都复合在可压缩的海绵载体内。载体改变了撞击之后发生的事：载体被压扁，磨粒刺穿包覆层进行切削，随后载体回弹，形成负压，把大部分残物吸住截留。与开放式干喷砂相比，海绵磨料可在撞击处截留最多95%的粉尘。它是低扬尘工艺，并不是完全不产生粉尘。

海绵磨料由什么构成

每一颗海绵磨料由两部分构成：载体与磨粒。

• 载体为开孔聚氨酯海绵。有些网上资料把海绵磨料说成三聚氰胺泡沫（密胺海绵），工业用海绵磨料并不使用这种材料。单独的载体只能去除表面油污、截留残物，本身不切削。
• 磨粒负责切削。常用的有：棕刚玉（氧化铝），粒度16#至320#；钢砂，用于重锈和点蚀；塑料磨料等细磨料，用于娇嫩的本体；以及不含磨粒的纯海绵档，只清洁、不出粗糙度。

磨粒的种类和粒度可以更换，所以海绵磨料其实是一个产品系列。供应商通常按切削力度分档：

我们的各档海绵磨料均不含结晶二氧化硅。这关系到作业人员的接触风险，详见海绵喷砂与普通喷砂对比。

海绵喷砂如何工作：分步说明

单颗磨料走完一个循环只需零点几秒，但这个过程解释了这一工艺的大部分优点和局限：

1. 推送。压缩空气把海绵磨料从送料端经软管、喷枪送出。
2. 撞击·压扁。颗粒撞上表面，载体被压扁，复合在内的磨粒被挤压，磨粒表面的包覆层被顶起。
3. 刺穿·切削。磨粒前端刺穿包覆层，切下铁锈、氧化皮或涂层，磨粒没有接触工件的面始终被包覆层牵制着。在钢材上，它同时切出供下一道涂层附着的锚纹。
4. 回弹·负压·截留。载体回弹，形成负压，把刚切削下来的大部分扬尘和残物吸住截留。
5. 低力度反弹。颗粒离开表面时反弹力度小，落在操作人员附近。
6. 回收·复用。带着残物的海绵磨料被清扫或吸起归集，经振筛机筛出残物与细粉，干净的海绵磨料回到送料端。

保护档只清洁工件表层污垢，不伤本体。所以在必须保持原表面完好的石材、砖和木材上，古迹修复人员会选用保护档。

海绵喷砂系统包括什么

海绵磨料不能随便倒进任何一台喷砂机。一套能正常工作的海绵喷砂系统由三部分组成。

喷砂机（送料端）

海绵颗粒轻、可压缩，需要专为海绵磨料设计的喷砂机（压力罐）把它稳定、定量地送入气流。喷射压力和送料量都可以调节。压力是最重要的参数，它既决定切削速度，也决定磨料能循环使用多少次。

振筛机

振筛机是一套振动筛分系统。粗筛去除漆片、锈片等大块残物；细筛去除扬尘与破碎的磨料。可复用的颗粒回到喷砂机，并按需补充新磨料。没有振筛机，可复用磨料的大部分经济优势就会失去。循环次数详见海绵磨料的循环复用与成本一文。

气源、防护用品与作业区

仍需要与喷枪匹配的空压机、干燥空气和常规喷砂防护用品。扬尘少不等于不需要呼吸防护：当地关于磨料喷砂的规定同样适用于海绵磨料。变化在于作业区。由于反弹小、扬尘大部分被截留，很多作业可以在室外或现场进行，只需简易围挡，不必使用密闭喷砂房。

海绵喷砂的优点

• 扬尘少得多。与开放式干喷砂相比，撞击处最多可截留95%的粉尘。
• 反弹小。颗粒落在操作人员附近。周边其他工种往往可以照常作业，操作人员喷砂时也能看清表面。
• 干式作业。没有清洗水，无需干燥等待期，因此不存在返锈窗口。涂装可在同一班次内紧随其后。
• 粗糙度可控。磨粒粒度决定锚纹深度，从只清洁、不出粗糙度，到钢材上100 µm以上。
• 磨料可复用。视档位与喷射压力，海绵磨料可循环使用5–30次，与一次性磨料相比，废料量最多减少90%。
• 不含结晶二氧化硅。磨料本身不含结晶二氧化硅。
• 原位作业。部件往往无需拆卸，也不必运到喷砂车间。

缺点与局限

海绵喷砂并不适合所有作业。实际的缺点如下：

• 每公斤价格较高。海绵磨料的采购价高于矿物磨料。它靠循环复用、处置量少、围护要求低收回成本，所以要按每平方米比较，而不是按每袋比较。
• 需要专用设备。需要海绵磨料专用喷砂机和振筛机。只有普通喷砂罐的施工方，无法一夜之间转过来。
• 超厚涂层上较慢。对多层厚衬里或厚橡胶层，开放式喷砂通常去除得更快。重垢档能缩小一部分差距，但施工效率应先在试验区确认。
• 回收需要人工。清扫、筛分、补充工作磨料是日常工作的一部分。
• 受潮与污染。受潮或浸油的磨料性能下降，必须保持干燥、清洁。

海绵喷砂用在哪里

凡是扬尘、反弹或废料会让作业停下来、或让成本变高的场合，这一工艺都适用：

• 船厂分段与舱柜的涂装前处理（船体喷砂）
• 炼油厂和工厂内紧邻运行设备的维护喷砂
• 桥梁与钢结构的含铅涂料清除，每一克残物都必须收集
• 古迹石材、砖、木材，以及涂鸦清除
• 在用建筑、食品与制药工厂，以及火灾、霉菌后的修复
• 航空航天部件、复材和风电机组部件

委托施工方，还是自己做？

只有一个项目时，请已经拥有海绵喷砂设备的施工方通常更简单。他们自带喷砂机、振筛机和受过培训的操作人员，也知道如何按您的本体材质设定压力和喷距。

以下情况适合自己做：

• 经常喷砂，例如船厂、加工车间或工厂维护班组；
• 现场对扬尘和反弹的限制，使开放式喷砂大多数时候无法进行；
• 已有足够的压缩空气能力和受过磨料喷砂培训的人员。

无论哪种情况，都应先试用档位。在试验区上就能看到实际施工效率、得到的粗糙度，以及在您的工况下磨料能循环多少次。

常见问题

海绵喷砂和苏打喷砂、干冰除锈一样吗？

不一样。苏打和干冰都是一次性介质，只清洁，不形成有效的粗糙度。海绵磨料带有硬质磨粒，可以清除铁锈并为涂装留下锚纹，而且能回收、循环复用。

海绵喷砂会损伤表面吗？

取决于档位。保护档只清洁，不伤本体。通用档和重垢档用于在钢材上切出粗糙度，和常规喷砂一样。

海绵喷砂能达到Sa2.5 / SSPC-SP 10吗？

能。通用档氧化铝海绵磨料可达到ISO 8501-1 Sa2.5（SSPC-SP 10 / NACE No. 2）。参见Sa2.5与SSPC-SP 10近白级喷砂指南。

需要哪些设备？

空压机、海绵磨料专用喷砂机、振筛机和常规喷砂防护用品。通常不需要喷砂房。

要在整个产品系列中比较磨粒种类、粒度和粗糙度，请看海绵磨料页面，或向我们索取试用样品，在您自己的工件上测试。

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