Hoe kiest u de juiste spuitmond?

Bij het selecteren van een spuitmond moet er een evenwicht worden gevonden en dat begint met uw luchtcompressor. Als u eenmaal begrijpt hoe de grootte van uw compressor de productiemogelijkheden beïnvloedt, dan wilt u naar de grootte van de spuitmond kijken. Kies een te kleine boring en u laat wat straalcapaciteit achter op de tafel. Met een te grote boring mist u de druk om productief te stralen. 

Dan is de vorm van de spuitmondaan de beurt. De twee belangrijkste spuitmondtypes zijn met rechte boring en Venturi, met meerdere maat- en patroonvariaties daarbinnen. Tot slot wil u stilstaan bij het materiaal waar de spuitmond van gemaakt is. Specifiek het materiaal dat de voering binnenin de boring vormt. De drie belangrijkste factoren bij de keuze van het ideale materiaal voor de spuitmondboring zijn duurzaamheid, slagvastheid en prijs.

De juiste keuze van de spuitmond kan een aanzienlijk effect hebben op de winstgevendheid van zowel kleine als grote straalwerkzaamheden, en het begint met uw luchtcompressor.

1. Neemt 5,2+ kubieke meter lucht per minuut in bij atmosferische druk
2. Comprimeert de lucht in een kleiner volume bij hoge druk
3. De spuitmond comprimeert de lucht in een nog kleiner volume (3/8" - 3/4" I.D.) bij extreem hoge druk

Hoe meer luchtvolume u per minuut kunt comprimeren, hoe hoger de druk die bij de spuitmond wordt geproduceerd. Dit verbetert uw productiesnelheid op twee manieren:

• Hoge druk verhoogt de snelheid van de straaldeeltjes, waardoor meer kinetische energie wordt geleverd bij impact, wat een dieper ankerpatroon oplevert. Hierdoor kunt u een fijnere gradatie straalmiddel gebruiken, wat meer impacts per volume oplevert.
• Met meer luchtcapaciteit kunt u een spuitmond met een grotere boring gebruiken, waardoor u meer straalmiddel op het doel kunt richten.

Ervan uitgaande dat de beschikbare capaciteit van de luchtcompressor niet onbeperkt is, moet u een spuitmond met een opening selecteren dieklein genoeg is om een productieve luchtdruk te handhaven bij ieder volume dat uw compressor kan leveren.

De meest gebruikte spuitmonden voor het stralen met Vapour Abrasive-stralen variëren van 3/8" binnendiameter tot 3/4", oplopend met stappen van 1/16". Een 3/8" spuitmond is voldoende vernauwd om een effectieve straaldruk te produceren met een 185 CFM-compressor. Een 1/2" spuitmond is voldoende om met een 375 CFM-compressor een effectieve straaldruk te produceren.

Het is belangrijk op te merken dat wanneer u de diameter van de opening verdubbelt, u de grootte van de opening verviervoudigt en het volume lucht en straalmiddel dat door de spuitmond kan stromen, verviervoudigt.  

Om uw optimaal productieve spuitmond te vinden, bepaalt u welke sproeidruk (bar) u moet aanhouden voor productief stralen en welk luchtvolume uw beschikbare compressor per minuut (CFM) kan leveren, raadpleeg vervolgens de volgende tabel om de grootte van de spuitmondopening te vinden die aan deze parameters voldoet.

Houd er rekening mee dat uw compressor minder druk aan de spuitmond produceert dan op de kaart staat aangegeven, afhankelijk van de toestand en de configuratie van uw apparatuur.

Spuitmonden verslijten. Het straalmiddel dat door de spuitmond gaat, zal de voering afslijten, waardoor de opening groter wordt. Een versleten spuitmond heeft meer volume per minuut nodig om uw gewenste druk te behouden.

Als u bijvoorbeeld een # 8 (1/2") spuitmond hebt gekocht om 6,9 bar te krijgen met uw 375 CFM-compressor, mag u, zodra deze 1/8" diameter is versleten tot de volgende spuitmondformaat (# 9 - 5/8"), al gelukkig zijn als u 4,5 bar behoudt met dezelfde compressor (op lijn # 9 valt de 375 CFM-compressor tussen 350 en 400 CFM, dus u kunt slechts 4,5 bar behouden), omdat het luchtvolume dat door de vergrote opening gaat onvoldoende is om de druk te handhaven.

Als u echter een # 7 (7/16") hebt gekocht, nog steeds een compressor van 375 gebruikt en 6,9 richt, als deze eenmaal versleten is tot de volgende maat groter (# 8 - 1/2"), zou u nog steeds in staat zijn om 6,9 bar te bereiken, maar u zou wat productiviteit opofferen eerder in de levensduur van de spuitmond (vergeleken met een # 8 (1/2") spuitmond) omdat de hoeveelheid lucht en straalmiddel die door de opening zou kunnen gaan bij 6,9 bar minder zou zijn dan wat uw compressor kan leveren.

De druk kan aanzienlijk dalen tussen de compressor en de spuitmond, tot 0,07 bar per 50' van de slang (1 inch I.D.). Bovendien daalt de druk bij elke bocht in de slang of verandering van richting: de kortste, rechtste slangconfiguratie is de beste. Als er bovendien slecht passende koppelingen of lekken in de slang zitten, kan de drukval totaal zijn.

Niet alleen heeft de grootte van de boring van de spuitmond effect op het volume en de druk, maar ook op de grootte van het straalpatroon. Verwacht voor elke toename van de spuitmondgrootte een toename van 10% in de grootte van uw straalpatroon. Maar het is de vorm van de spuitmond, in plaats van de grootte van de opening, die de meeste invloed heeft op de grootte van uw straalpatroon.

Spuitmonden zijn er in twee basisvormen: rechte boring en Venturi, met verschillende variaties van Venturi-spuitmonden.

Als de samengeperste lucht in het convergerende (linker) uiteinde van een rechte boring komt, versnelt het de in de stroom zwevende straaldeeltjes. De deeltjes verlaten de spuitmond in een strakke stroom en produceren een smal, geconcentreerd straalpatroon bij impact.

Straalpatroon: 3" op 18" afstand
Productiesnelheid: 4,5/5

Venturi-spuitmonden hebben een convergerende ingang en een divergerende uitgang. Deze vorm is ontworpen om een effect te produceren dat de luchtstroom en de deeltjes sterk versnelt - het is echter niet het Venturi-effect.

Het Venturi-effect is een waarneming dat wanneer een luchtstroom versnelt terwijl deze door een vernauwing gaat, er een overeenkomstige drukval is.

Dit is niet het belangrijkste principe dat werkzaam is bij een "Venturi"-spuitmond. Technisch gezien zijn dit De Laval-spuitmonden, met hetzelfde ontwerp als jetuitlaten. De snelle acceleratie van de luchtstroom en de deeltjes in een De Laval-spuitmond is het gevolg van een effect dat optreedt als de stroom door de geluidsbarrière gaat.

Naast het produceren van een enorme versnelling, verspreidt de hoekige vorm van het divergerende uiteinde de stroom, waardoor een groot blaaspatroon en een meer uniforme deeltjesverdeling ontstaat dan een spuitmond met standaard boring.

Lange Venturi-spuitmonden produceren tot 40% betere productiesnelheden en verbruiken minder straalmiddel in vergelijking met spuitmonden met rechte boring.

Straalpatroon: 3" op 18" afstand
Productiesnelheid: 4/5

Een dubbele Venturi-spuitmond is een De Laval-spuitmond met een extra brede uitstroomopening en gaten aan het divergerende uiteinde.

Volgens het Venturi-effect daalt de druk naarmate de snelheid van een stroom toeneemt, waardoor een vacuüm ontstaat tussen de schokgolf en de loop, waardoor de straalsnelheid afneemt. Met een dubbele Venturi-spuitmond wordt de atmosferische lucht door de gaten in het lagedrukgebied gezogen, waardoor de luchtstroom wordt uitgebreid om een breder straalpatroon te produceren.

Straalpatroon: 3" op 18" afstand
Productiesnelheid: 5/5

Spuitmonden met wijde loop zijn De Laval-spuitmonden met een wijde loop en een extra 1/4" breed convergerend gedeelte. Bij gebruik in combinatie met een slang met bijpassende binnendiameter (en met een overeenkomstige toename van het luchtvolume), kan de spuitmond met wijde loop de productiviteit verhogen tot 15% vergeleken met een lange Venturi.

Straalpatroon: 5" op 48" afstand
Productiesnelheid: 3/5

Deze extra lange spuitmonden versnellen de deeltjes over een langere afstand, waardoor een hogere uitgangssnelheid wordt bereikt, waardoor het straalapparaat verder van het te stralen oppervlak af kan staan en een groter straalpatroon en een hogere productiesnelheid wordt geproduceerd.

De derde overweging bij de keuze van een spuitmond is de samenstelling van de voering in de boring. Hardere materialen zijn beter bestand tegen slijtage, maar zijn duurder om te vervangen en zijn vatbaar voor scheurvorming bij ruwe behandeling. Er zijn drie basistypen hardmetalen spuitmonden.

Duurzaamheid: 1/5
Impactweerstand: 5/5
Prijs: Laag

Dit is de minst duurzame van de hardmetalen spuitmonden, maar relatief goedkoop en bestand tegen stoten. Geschikt voor het stralen van slakken, glas en minerale straalmiddelen.

Duurzaamheid: 1/5
Impactweerstand: 5/5
Prijs: Laag

Slagvast en duurzaam zoals wolfraamcarbide, maar dan lichter. Veroorzaakt minder belasting voor de operator

Duurzaamheid: 3/5
Impactweerstand: 1/5
Prijs: Hoog

Extreem hard en duurzaam, maar broos. Tot tien keer de levensduur van wolfraamcarbide.

Duurzaamheid: 5/5
Impactweerstand: 3/5 
Prijs: Hoog

Sommige fabrikanten produceren hun eigen composiet hardmetalen spuitmonden, die nog harder zijn dan boriumcarbide.

Spuitmonden zijn niet goedkoop om te vervangen. Een van de voordelen van het Vapour Abrasive-stralen is dat uw spuitmonden tot 3x langer meegaan dan een spuitmond voor droogstralen, omdat de deeltjes zijn ingesloten in een smerende watermantel, waardoor de wrijving tussen het straalmiddel en de voering van de spuitmond wordt verminderd.

Een ander belangrijk voordeel is dat het Vapour Abrasive-straalapparaat een precieze controle heeft over zijn straalmiddelaanvoer. Met zandstralen is het moeilijker aan te passen, met een kleiner bereik. Door van een #6 naar een #8 spuitmond te gaan met een zandstraalinstallatie wordt de verbruikte hoeveelheid straalmiddel bijna verdubbeld.

Onderzoek heeft aangetoond dat de productiviteit van het stralen geleidelijk toeneemt met de hoeveelheid straalmiddel die wordt toegevoegd, totdat een kritische waarde is bereikt, waarna de productiviteit constant blijft. Dus nadat die waarde is overschreden, vermindert het verbruik van meer media feitelijk de deeltjessnelheid, verspilt het straalmiddel en verlaagt het de efficiëntie.

Omdat de Vapour Abrasive-straler zijn straalstroom eenvoudig kan aanpassen om die kritische waarde te vinden, kan deze straler een optimale productiviteit bereiken bij een lagere druk dan bij droogstralen.

Grote luchthoeveelheden en grote spuitmonden leiden tot grote productiesnelheden, maar het is de vorm van de spuitmondboring die de versnelling van de deeltjes en de grootte van het straalpatroon bepaalt.

Om uw productiviteit te maximaliseren, kiest u de grootste boring voor uw spuitmond die uw compressor ondersteunt bij een druk die productief zal zijn, gezien de oppervlakte-eigenschappen en specificaties van de taak, terwijl u er rekening mee houdt dat er een aanzienlijke drukvermindering zal zijn naarmate uw spuitmond slijt tot een grotere diameter. De ideale productiviteit van uw spuitmond vinden gedurende zijn volledige levensduur is de sleutel om de meeste waarde uit uw spuitmond te halen.