Conseils techniques
Les clients ont régulièrement des questions techniques et d’application sur la sélection, les performances et l’utilisation des jets d’eau abrasifs BARTON.
En plus des informations disponibles sur le reste du site, cette section fournie par les experts de BARTON traite des sujets qui reviennent souvent dans les conversations avec les clients. Nous espérons que vous trouverez ces informations utiles. Bien entendu, si vous avez une question qui n’est pas abordée dans cette section, n’hésitez pas à nous contacter. Les professionnels du service client BARTON sont toujours prêts à répondre à vos questions.
Sélection de la pierre de l’orifice appropriée
L’assemblage de l’orifice est un élément clé du processus de découpe au jet d’eau. Il a pour fonction de diriger le flux d’eau à haute pression à travers le tube de mélange où il attire l’abrasif et le dépose sur la surface de découpe. Les orifices en diamant sont très appréciés dans l’industrie de la découpe au jet d’eau. Les orifices en rubis et en saphir sont également utilisés.
Les orifices en rubis et en saphir sont considérés comme des équivalents fonctionnels. Ils sont généralement utilisés dans des applications moins critiques, car ils sont susceptibles d’être endommagés dans les applications à haute pression lorsque des particules abrasives frappent les côtés de l’orifice. L’impact de ces particules peut endommager la lame d’entrée et compromettre la qualité du jet d’eau. Les orifices en rubis et en saphir durent généralement entre 1 et 40 heures.
Les orifices en diamant sont connus pour produire un flux plus consistant que les orifices en rubis ou en saphir. Un flux plus consistant peut permettre de prolonger la durée de vie du tube mélangeur et d’augmenter le pouvoir de découpe. Les orifices en diamant sont généralement garantis pour 500 heures, et ils atteignent ou dépassent régulièrement ces 500 heures. Il n’est pas rare qu’un opérateur puisse obtenir 1 000 heures ou plus avec un seul orifice en diamant.
Les orifices en diamant sont recommandés pour une utilisation avec un équipement de 6 000 bars (87 000 à 100 000 psi) et sont généralement préférés pour les coupes de longue durée sur des matériaux coûteux qui pourraient être détruits en cas de défaillance de l’orifice à mi-découpe. Le coût d’une pièce abîmée en raison d’un orifice endommagé peut dépasser de loin le coût initial de l’achat d’un orifice en diamant au lieu d’un orifice en rubis ou en saphir.
Les orifices en diamant sont également très rentables, car ils nécessitent moins d’entretien et s’usent moins rapidement, ce qui nécessite moins de remplacements.
Les opérateurs qui utilisent plusieurs têtes de découpe peuvent également tirer profit de l’utilisation d’orifices en diamant. Les orifices en rubis et en saphir ont une durée de vie plus courte et plus imprévisible que les orifices en diamant. Ce cycle de vie plus court augmente les temps d’arrêt, en particulier sur les machines à têtes multiples.
Et si les orifices en diamant sont préférables pour diverses raisons, il arrive que des orifices en rubis et en saphir, moins coûteux, soient choisis. Les opérateurs qui découpent une grande variété de matériaux ne répondant pas à des spécifications précises et qui changent souvent de combinaison d’orifices et de tubes de mélange peuvent préférer utiliser des orifices en rubis ou en saphir moins coûteux, car la manipulation fréquente des composants lors des remplacements réguliers augmente le risque de perte ou de détérioration. Des orifices en diamant plus coûteux présenteraient un risque financier plus important pour l’opération.
Protéger l’orifice contre les dommages est toujours une bonne stratégie. Que l’on choisisse des orifices en rubis, en saphir ou en diamant, la durée de vie de tout ensemble d’orifices peut être améliorée par l’ajout d’un filtre à arrêt court dans la conduite haute pression, avant la soupape marche-arrêt, afin d’éliminer le risque que des contaminants entrent dans la conduite et endommagent l’orifice. Si un filtre à court terme est utilisé, il est recommandé de procéder à un nettoyage périodique à l’aide d’un nettoyeur à ultrasons pour éliminer les dépôts de calcium et prolonger la durée de vie de l’orifice.
Déterminer la vitesse d’alimentation en abrasif optimale
La vitesse d’alimentation en abrasif optimale est essentielle pour obtenir l’efficacité, la précision et la fiabilité idéales de toute opération de découpe au jet d’eau. La vitesse d’alimentation en abrasif a un impact direct sur la qualité de la découpe, la vitesse de coupe et le volume d’abrasif utilisé. Une vitesse d’alimentation inadaptée peut entraîner un colmatage du tube de mélange, une surconsommation d’abrasif, une découpe lente et une qualité de lame médiocre.
Les vitesses d’alimentation en abrasif varient en fonction de divers facteurs. La taille du tamis, ou qualité, de l’abrasif utilisé ainsi que le type d’abrasif sont les deux facteurs les plus importants qui affectent la vitesse d’alimentation. Les changements d’humidité et l’état des tuyaux d’alimentation en abrasif sont d’autres facteurs qui influent sur la vitesse d’alimentation en abrasif.
Des problèmes d’alimentation en abrasif peuvent également survenir si le régulateur d’abrasif n’est pas ancré au sol. Les régulateurs d’abrasif non mis à la terre peuvent créer de l’électricité statique dans la ligne d’alimentation de la tête de découpe et ralentir ou arrêter l’alimentation en abrasif.
Les tableaux de dosage de l’abrasif fournis par les fabricants constituent un excellent point de départ pour garantir une utilisation de la vitesse d’alimentation en abrasif optimale pour une application spécifique. Cependant, il est toujours préférable d’effectuer un test de calibrage de l’abrasif et de mesurer physiquement la quantité d’abrasif fournie par le régulateur d’abrasif. La plupart des fabricants recommandent d’effectuer ce test chaque semaine ou à chaque fois qu’il y a une modification de la taille du tamis, du type d’abrasif, de l’équipement ou de tout autre facteur susceptible d’affecter la vitesse d’alimentation et les performances de découpe globales.
Un test simple de la vitesse d’alimentation peut être effectué en suivant les étapes suivantes :
- Suivez les instructions spécifiées par le fabricant pour calibrer l’alimentation en abrasif.
- Retirez la ligne d’alimentation en abrasif, ou le bloc d’alimentation s’il en est équipé, du bas du régulateur d’abrasif.
- À l’aide d’un chronomètre ou de la fonction de test disponible dans certains logiciels des fabricants, mettez en marche l’alimentation en abrasif et faites couler l’abrasif pendant exactement une minute dans un récipient tel qu’un sachet en plastique. Pesez le récipient avant de verser l’abrasif pour obtenir son poids à vide.
- Pesez l’échantillon d’abrasif à l’aide d’une balance précise.
- Soustrayez le poids à vide du sac ou du récipient pour obtenir le poids du matériau. La vitesse d’alimentation est de X grammes d’abrasif par minute.
- Effectuez ce test deux ou trois fois en utilisant les mêmes caractéristiques et conditions de test pour vous assurer que vous obtenez des poids cohérents.
- Augmentez ou diminuez la taille des disques de dosage pour obtenir la vitesse d’alimentation souhaitée, et répétez les étapes 3, 4 et 5 pour vous assurer une fois de plus que la vitesse d’alimentation appropriée a été atteinte Faites des essais jusqu’à ce que vous soyez sûr d’avoir une vitesse d’alimentation exacte.
- Entrez la vitesse d’alimentation exacte dans les paramètres de votre logiciel.
Choisir le bon abrasif pour jet d’eau pour votre application
La sélection du type et de la taille d’abrasif appropriés pour une application de découpe au jet d’eau peut faire une différence significative dans la performance et la rentabilité de votre équipement.
Le choix de l’abrasif commence par l’examen du matériau et des spécifications de découpe. La difficulté du matériau à découper et la finition de surface souhaitée sont deux facteurs importants pour déterminer l’abrasif à utiliser. Le produit abrasif doit avoir une dureté, une densité, une résistance et une forme de particule constante.
Pratiquement tous les abrasifs connus de l’homme, qu’ils soient naturels ou synthétiques, ont été envisagés pour être utilisés comme abrasifs dans la découpe au jet d’eau. Le grenat almandin s’est révélé être le minéral présentant les meilleures caractéristiques pour la découpe au jet d’eau. D’autres minéraux peuvent être plus durs, plus lourds ou moins coûteux, mais le grenat almandin est l’abrasif qui présente la meilleure combinaison de caractéristiques pour la découpe au jet d’eau. Ce matériau naturel est exploité et traité pour de nombreuses applications industrielles en plus de la découpe au jet d’eau, comme les produits de sablage et les applications de filtration de l’eau. Le grenat almandin commun est de couleur brun-rouge et opaque. Le grenat almandin de qualité pierre précieuse, beaucoup plus rare, est marqué par une couleur rouge profond et est translucide.
D’autres abrasifs peuvent être utilisés pour la découpe au jet d’eau. L’oxyde d’aluminium est plus dur que le grenat et est parfois utilisé pour découper des matériaux très durs comme la céramique. Cependant, son inconvénient est que l’utilisation de l’oxyde d’aluminium réduit considérablement la durée de vie des tubes de mélange, ce qui augmente le coût de l’opération. La staurolite est un minéral naturel dont la densité et la dureté sont similaires à celles du grenat. C’est un abrasif économique à usage général pour les jets d’eau. Des abrasifs plus doux comme l’olivine peuvent être utilisés pour découper des matériaux moins exigeants comme l’aluminium.
Aperçu des caractéristiques des abrasifs
Les attributs naturels et le traitement des minéraux ont un effet direct sur la façon dont le matériau abrasif se comportera en tant qu’abrasif pour jet d’eau. Un fabricant doit être conscient de la manière dont ces quatre attributs clés affectent les performances de l’abrasif.
La dureté. Les opérateurs doivent trouver un équilibre entre la vitesse de découpe et l’usure des composants. L’utilisation d’un abrasif mou prolonge la durée de vie de l’embout, mais ralentit la découpe. L’utilisation d’un abrasif très dur permet une découpe rapide, mais érode l’embout trop rapidement. L’érosion de l’embout diminue la précision du processus de découpe, entraîne des temps d’arrêt récurrents et augmente le coût en raison du remplacement fréquent de l’embout. Le grenat almandin se situe entre 7 et 8 sur l’échelle de dureté de Mohs, ce qui permet d’équilibrer efficacement les besoins de découpe rapide et d’assurer une durée de vie raisonnable de l’outil de coupe.
Densité. La force de coupe principale d’un jet d’eau est une fonction de la masse multipliée par la vitesse. Par conséquent, l’abrasif idéal a la particule la plus lourde que le jet d’eau peut accélérer à sa vitesse maximale. Cela génère la force de coupe maximale.
Un abrasif trop léger n’aura pas beaucoup d’énergie, et un abrasif trop lourd n’accélérera pas à la vitesse maximale, privant le jet d’eau de sa puissance. Comme pour la dureté, la clé est de trouver un abrasif qui offre un équilibre parfait. Le grenat almandin a une densité de 4,0 (quatre fois le poids de l’eau) et se situe dans la plage idéale pour l’énergie et l’accélération.
Dureté. Parfois appelée friabilité, la dureté joue un rôle direct dans les performances d’un jet d’eau abrasif. Un matériau trop friable se décompose dans le tube de focalisation et finit par être trop fin pour être coupé efficacement. Un abrasif trop dur (pensez malléable comme le plomb) s’arrondit pendant le processus de mélange et est trop émoussé pour bien couper. L’abrasif idéal a un taux de dégradation mesuré et produit des bords tranchants angulaires. Encore une fois, le grenat almandin, avec son caractère semi-friable et sa cassure conchoïdale, répond au besoin.
Forme de particule. Les abrasifs sont disponibles dans toutes les formes de particules imaginables, des billes parfaites comme la grenaille d’acier aux cristaux acérés comme des aiguilles trouvées dans le carbure de silicium, un abrasif synthétique utilisé dans les applications de haute technologie. Reconnaissant qu’une sphère est le support idéal de la masse projetée dans un courant d’eau à haute puissance, un fabricant pourrait supposer que les fabricants de jets d’eau rechercheraient des particules sphériques. Cependant, ils doivent garder à l’esprit l’équilibre constant entre l’accélération, l’usure et l’efficacité de coupe.
Grâce à des essais approfondis sur de nombreuses plateformes de jet d’eau à travers le monde, les experts du jet d’eau ont déterminé que la forme de particule la plus appropriée dépend de deux facteurs : le matériau à couper et la finition requise des bords. Il a été prouvé que les grains avec des bords tranchants et angulaires coupent plus rapidement et offrent des finitions de bord supérieures. Les grains subarrondis sont utilisés dans des applications de coupe standard à usage plus général.
Un fabricant de machines de découpe au jet d’eau ou un fournisseur d’abrasifs peut fournir plus d’informations sur les deux types et aider aux essais pour déterminer quelle forme de particule est la meilleure pour une application.
L’industrie de la découpe au jet d’eau dépend de sources capables de produire des abrasifs d’une grande pureté, de distributions granulométriques serrées et d’un degré élevé de propreté, autant d’attributs qui sont contrôlés pendant le traitement des minéraux.
Pureté. En tant que minéral naturel, le grenat almandin est extrait, broyé et traité pour répondre aux spécifications finales du fabricant. Les matériaux de haute pureté impliquent généralement des étapes de traitement supplémentaires et nécessitent une plus grande attention aux détails pendant le processus de raffinage par rapport aux produits de faible pureté. En conséquence, les matériaux de haute pureté coûtent plus cher, mais ils offrent également des résultats de coupe supérieurs. Les produits de faible pureté peuvent contenir des matériaux autres que le grenat qui privent une machine de découpe au jet d’eau de sa capacité à bien couper. Lorsqu’ils sont produits pour être utilisés comme jet d’eau abrasif, d’autres minéraux doivent être traités pour atteindre le niveau de pureté élevé requis pour la découpe au jet d’eau.
Distribution granulométrique. Un contrôle strict et constant de la distribution granulométrique (PSD) est extrêmement important pour maximiser les performances d’un jet d’eau. Les particules grossières ou surdimensionnées présentent un risque réel de colmatage de la buse, ce qui peut arrêter le processus d’usinage et potentiellement endommager la pièce. Inversement, des fines excessives peuvent s’accumuler dans la ligne d’alimentation ou la tête de coupe, provoquant une alimentation irrégulière ou des pulvérisations dans le flux de coupe. Une distribution granulométrique incohérente peut être un cauchemar pour les opérateurs qui doivent ajuster la vitesse d’alimentation en abrasif pour maintenir les vitesses de coupe.
Propreté. Bien que similaire à la distribution granulométrique, la propreté de l’abrasif est à elle seule le dernier attribut important pour un abrasif de découpe au jet d’eau. La propreté fait référence à la quantité de super fines présentes dans le produit abrasif. Ces fines sont si petites qu’elles adhèrent souvent à des particules plus grosses. D’un point de vue technique, les producteurs d’abrasifs de grenat de qualité utilisent une mesure appelée « solides en suspension » pour quantifier la propreté du produit. L’utilisation d’un produit qui n’a pas été correctement traité génère de la poussière gênante lors du chargement de la trémie d’abrasif, ce qui peut entraîner une mauvaise alimentation et une mauvaise coupe au fil du temps.
Choisir le bon partenaire d’approvisionnement est une action importante pour un fabricant de métaux. Un fabricant de jet d’eau ou un fournisseur d’abrasifs de bonne réputation doit aider un fabricant à déterminer le bon type et la bonne qualité d’abrasif. Cela facilite la sélection d’un abrasif qui maximisera les performances de la machine de découpe au jet d’eau.
Conseil d’expert. La consultation d’experts par un fournisseur consiste à aider les fabricants à évaluer une grande variété de facteurs de produits différents, y compris le type et la qualité d’abrasif les plus adaptés au travail.
Choisir la bonne qualité. Les jets d’eau abrasifs sont disponibles dans une variété de qualités, allant du grossier (50 mesh) au très fin (230 mesh). La plupart des jets d’eau utilisent des qualités entre 50 mesh et 120 mesh, 80 mesh étant la qualité la plus largement utilisée.
Options de livraison. Le partenaire fournisseur doit être capable de fournir un jet d’eau abrasif dans des sacs de 25 kg ou 1 000 kg. Cela aide également si le fournisseur d’abrasifs peut expédier dans les 24 heures suivant la réception d’une commande et dispose d’un entrepôt à proximité pour une expédition d’un à deux jours. Cela garantit des livraisons ponctuelles et maintient les coûts de transport aussi bas que possible.
