什么是海绵喷砂？海绵磨料如何工作

什么是海绵喷砂？它是一种干式磨料喷砂清理工艺，每一颗磨料都是一小块开孔聚氨酯载体，与硬质磨粒复合而成。磨粒负责切削铁锈、氧化皮和涂层，载体在撞击处把大部分扬尘截留在内，随后落地，而不是四处反弹。处理后的表面与常规喷砂相近，但扬尘少得多，反弹小，磨料还可回收、循环复用。本文介绍海绵磨料如何工作、海绵喷砂系统需要哪些设备，以及它适合用在哪里、哪里不适合。

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。