如果你在找低扬尘喷砂磨料,很快就会遇到“无尘喷砂”这个说法。对空气质量要求严格的现场来说,它听起来像是理想答案,但没有任何一种磨料喷砂工艺能完全不产生粉尘。不同的是:释放多少粉尘,粉尘去了哪里,以及随之而来的是什么:水、泥浆、返锈,还是可循环复用的磨料。本文说明低扬尘喷砂与所谓“无尘喷砂”的区别,湿法与干法各自如何控制粉尘,硅尘法规有哪些要求,以及海绵磨料如何在撞击点截留扬尘。
为什么任何喷砂都会产生粉尘
喷砂靠冲击力从表面去除材料。这些材料总要有个去处。粉尘有三个来源:
- 磨料本身。脆性磨料在撞击时碎裂,部分变成细粉。
- 被清除的涂层与锈蚀。旧漆、铁锈和氧化皮碎成碎片和粉末。旧漆中可能含有铅、铬酸盐或其他有害物质。
- 本体。无论使用哪种磨料,混凝土、砖和石材都会释放自身的粉尘,其中包括结晶二氧化硅。
一种工艺可以减少、截留或压降这些颗粒,但不能让它们消失。所以严谨的供应商会说“低扬尘”,或给出实测的降低比例;对“扬尘为零”的说法,则始终值得追问。我们给出的海绵磨料数据是:与开放式干喷砂相比,在撞击点最多可截留95%的扬尘。
“无尘喷砂”指的是什么
在日常用法中,“无尘喷砂”通常指湿法磨料喷砂,也叫蒸汽喷砂:磨料与水混合,水润湿粉尘,使其落下而不是飘浮。Dustless Blasting 也是一家公司移动式湿喷设备的品牌名,因此这个词在搜索结果中占了大头。这项通用技术是湿法磨料喷砂,许多设备厂商都有提供。
湿喷确实能大幅减少可见的空中粉尘。它也会从其他方面改变整个作业,选用之前值得先弄清楚。
湿喷与干喷:水能做什么,不能做什么
压尘
水滴捕获细小颗粒,把它们带到地面。能见度提高,粉尘云小得多。仍有部分细颗粒会逸出,尤其是在表面和残物变干之后,所以仍需进行暴露监测并做好呼吸防护。
返锈与缓蚀剂
刚喷砂完的钢材化学活性很高。一旦沾水,视湿度和温度不同,几分钟到几小时内就会生成一层薄薄的浮锈,这就是返锈。许多涂料厂商会限定涂装前可接受的返锈程度,因为返锈会削弱附着力。
湿喷施工方通常会在水里加入缓蚀剂。缓蚀剂必须与涂层体系相容,有些规范还要求涂装前用淡水冲洗并检测可溶性盐。表面也必须干燥。在潮湿、含盐的空气中,例如船厂,每多等一小时,泛锈的风险就增加一分。
废水与泥浆
水最终变成含有废磨料、被清除的漆和锈的泥浆。如果旧涂层含铅或其他有害物质,这些泥浆就是危险废物,必须收集并处理。湿法在冰冻条件下和电气设备附近也难以施工。
干式低扬尘工艺
干式低扬尘工艺完全不用水。主要有两种选择:真空喷砂和海绵喷砂。真空喷砂的喷嘴外围有毛刷罩,罩体连接强力吸尘装置,粉尘和废磨料在撞击点就被吸回。它在平面上截留效果很好,但效率低,喷头难以应对复杂形状、边角和型钢截面。海绵磨料把扬尘截留在颗粒内部,因此用开放式喷枪就能处理梁、法兰和不平整表面。
无论哪种干式工艺,都无需干燥等待期,工艺本身也不会造成返锈窗口,涂装可在同一班次内紧随其后。粉尘在源头被截留,而不是靠水压下去。
| 对比项 | 开放式干喷砂 | 湿喷 / 蒸汽喷砂 | 海绵磨料(干式,低扬尘) |
|---|---|---|---|
| 喷枪处的空中粉尘 | 高 | 低 | 低(撞击点最多截留95%) |
| 用水 | 不用 | 用 | 不用 |
| 工艺导致的返锈 | 无 | 有,通常需加缓蚀剂 | 无 |
| 涂装前干燥时间 | 无 | 需要 | 无 |
| 废物形态 | 干的废磨料,一次性使用 | 湿泥浆 | 干残物;磨料可复用5–30次 |
| 回弹 | 能量高 | 中等 | 能量低 |
| 混凝土或石材本体产生的粉尘 | 有 | 减少 | 减少,但不能消除 |
硅尘暴露:磨料与本体
可吸入结晶二氧化硅是喷砂粉尘法规背后的主要健康因素。美国OSHA的可吸入结晶二氧化硅标准规定,8小时时间加权平均容许暴露限值为50 µg/m³,行动水平为25 µg/m³。在欧盟,指令(EU) 2017/2398设定了0.1 mg/m³的约束性限值,多个成员国执行更低的国家限值。
有两点常被忽略:
- 不含硅的磨料只解决了一半问题。选用不含结晶二氧化硅的磨料,例如氧化铝、钢砂或海绵磨料,可以去掉钢材作业中最大的硅尘来源。但在混凝土、砖或石材上,本体仍会释放二氧化硅。
- 截留和成分同样重要。源头粉尘更少,操作人员和附近工人吸入的就更少,所需的围护也更少。但这并不免除评估暴露和提供呼吸防护的责任。
硅尘法规如何推动市场弃用石英砂,见海绵喷砂与石英砂喷砂对比。
低扬尘喷砂磨料如何截留扬尘
海绵磨料由开孔聚氨酯载体与磨粒复合而成,一体成型(全貌见什么是海绵喷砂)。截留在一次撞击之内完成:
- 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。
- 磨粒前端刺穿包覆层,切削涂层、铁锈或氧化皮。
- 载体随即回弹,形成负压,把刚切削下来的大部分扬尘与残物吸住截留。
- 颗粒以较低能量回弹,带着残物落在操作人员附近。
- 之后由振筛机筛出残物与细粉,干净的海绵磨料回到送料端。
由于扬尘在产生处附近就被截留,操作人员能看清表面,附近的其他工种往往可以继续作业,许多工程可在室外只做简易遮挡施工,而不需要完全密闭的围护。磨料不含结晶二氧化硅。它是低扬尘工艺,能抑制扬尘,但不能让扬尘归零:仍有部分扬尘逸出,尤其是在易碎的本体和厚重、脆性的涂层上。
现场需要确认的事项
- 围护等级:业主或监管部门有什么要求?对于除漆作业,SSPC Guide 6是围护分级的常用参考。
- 有害涂层:含铅、铬酸盐或多氯联苯(PCB)的涂料,不论用哪种工艺,都会改变废物处理方式。
- 空气监测:有二氧化硅或铅的场合,要安排个人和周界监测。
- 涂装时间:如果钢材必须在同一班次内涂装,工艺中就不要加水。
- 周边环境:医院、食品厂和有人使用的建筑需要低扬尘、低回弹。见在用建筑与敏感场所喷砂。
常见问题
有没有完全不产生粉尘的喷砂?
没有。任何喷砂工艺都会从磨料、涂层或本体产生一些粉尘。各工艺的差别在于释放多少,以及如何控制。
控制粉尘,湿喷比干喷好吗?
湿喷能很好地减少空中粉尘,但也带来用水、返锈控制、干燥时间和泥浆。干式低扬尘磨料无需这些步骤就能控制粉尘。
海绵喷砂会导致返锈吗?
不会。它是干式作业,不会弄湿钢材。涂装时常规的湿度与露点要求仍然适用。
使用低扬尘磨料,操作人员还需要呼吸器吗?
需要。喷砂作业的相关法规仍然适用。低扬尘磨料能减少暴露和对围护的需求,但不能取代呼吸防护计划。
低扬尘喷砂磨料的分档、粗糙度和完整规格,见海绵磨料页面。