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sablage

Sablage d'un mur en pierre Compresseur diesel utilisé comme alimentation en air pour le sablage Une piqûre de corrosion sur la paroi extérieure d'un pipeline , au niveau d'un dé...

Sablage d'un mur en pierre
Compresseur diesel utilisé comme alimentation en air pour le sablage
Une piqûre de corrosion sur la paroi extérieure d'un pipeline , au niveau d'un défaut de revêtement, avant et après sablage.

Le sablage , parfois appelé grenaillage , consiste à projeter sous haute pression un jet d' abrasif sur une surface afin de la lisser, de la rendre rugueuse, de la modeler ou d'éliminer ses contaminants . Un fluide sous pression, généralement de l'air comprimé , ou une roue centrifuge est utilisé pour propulser l'abrasif . Le premier procédé de grenaillage a été breveté par Benjamin Chew Tilghman le 18 octobre 1870.

Il existe plusieurs variantes de ce procédé, utilisant divers abrasifs ; certains sont très abrasifs, d’autres plus doux. Les plus abrasifs sont le grenaillage (avec des grenailles métalliques ) et le sablage (avec du sable ). Parmi les variantes modérément abrasives, on trouve le microbillage (avec des billes de verre) et le sablage aux abrasifs plastiques (PMB) avec des résidus de plastique broyés, des coquilles de noix ou des épis de maïs . Certaines de ces substances peuvent provoquer un choc anaphylactique chez les personnes allergiques. Le sablage au bicarbonate de soude est une version douce . Il existe également des alternatives peu ou pas abrasives, comme le sablage cryogénique et le sablage à la glace carbonique .

Types

sablage

Le sablage, également appelé grenaillage, est un terme générique désignant le procédé de lissage, de mise en forme et de nettoyage d'une surface dure par projection de particules solides à grande vitesse. L'effet est similaire à celui du papier de verre , mais offre une finition plus uniforme, sans défauts dans les angles et les recoins. Le sablage peut être naturel, généralement dû à l' érosion éolienne causée par le vent , ou artificiel, à l'aide d'air comprimé . Un procédé de sablage artificiel a été breveté par Benjamin Chew Tilghman le 18 octobre 1870. Thomas Wesley Pangborn a perfectionné le procédé et y a ajouté l'air comprimé en 1904.

L'équipement de sablage se compose généralement d'une chambre où le sable et l'air sont mélangés. Le mélange est projeté à travers une buse manuelle afin de diriger les particules vers la surface ou la pièce à usiner. Les buses existent en différentes formes, tailles et matériaux. Le carbure de bore est un matériau couramment utilisé pour les buses en raison de sa bonne résistance à l'abrasion.

sablage humide

Le sablage humide utilise l'eau comme fluide vecteur des abrasifs. L'eau présente l'avantage de piéger la poussière produite et de lubrifier la surface. Elle amortit également l'impact des projections, limitant ainsi l'enlèvement de matière saine.

Norman Ives Ashworth, l'un des pionniers du sablage humide à la fin des années 1940, a démontré les avantages de ce procédé comme alternative performante au sablage à sec. Disponible sous toutes ses formes conventionnelles, notamment en cabines manuelles, cabines de sablage à passage direct, machines de production automatisées et unités de sablage portables à perte totale, ce procédé offre de nombreux avantages. Il permet l'utilisation d'abrasifs extrêmement fins ou grossiers, de densités allant du plastique à l'acier, ainsi que l'emploi d'eau chaude et de savon pour un dégraissage et un sablage simultanés. La réduction des poussières rend également l'utilisation d'abrasifs siliceux plus sûre et permet le sablage de l'amiante , de surfaces radioactives ou toxiques.

Les vitesses de traitement sont généralement inférieures à celles du sablage à sec conventionnel, à abrasif de taille et de type équivalents. Ceci s'explique notamment par la présence d'eau entre l'abrasif et le substrat, qui crée un film lubrifiant protégeant à la fois la surface et l'abrasif et réduisant ainsi les risques de dégradation. La moindre imprégnation de la surface par l'abrasif, la réduction des poussières et l'élimination de l'électricité statique permettent d'obtenir une surface très propre.

Le sablage humide de l'acier doux provoque une corrosion immédiate, ou « éclair », du substrat en acier sablé en raison de la présence d'eau. L'absence de recontamination de surface permet également d'utiliser un seul équipement pour plusieurs opérations de sablage ; par exemple, des pièces en acier inoxydable et en acier doux peuvent être traitées dans le même équipement avec le même abrasif sans problème.

sablage à la vapeur

Le sablage par projection de vapeur est une variante du sablage humide. Ce procédé consiste à ajouter de l'air comprimé à l'eau dans la buse, produisant ainsi un brouillard à grande vitesse, appelé « vapeur ». Encore plus doux que le sablage humide, il permet de nettoyer les surfaces à assembler tout en préservant leur aptitude à l'assemblage.

sablage

Un ouvrier équipé de protections auditives procède au sablage d'une bordure en béton. Le mélange des particules avec de l'eau réduit considérablement la poussière.

Le microbillage est un procédé d'élimination des dépôts de surface par projection de fines billes de verre à haute pression, sans endommager le support. Il est utilisé pour nettoyer les dépôts calcaires des carreaux de piscine et autres surfaces, éliminer les champignons incrustés et raviver la couleur des joints . Il est également employé en carrosserie pour décaper la peinture. Dans ce cas, le microbillage est préféré au sablage, ce dernier ayant tendance à créer un profil de surface plus prononcé. Le microbillage est souvent utilisé pour obtenir une finition de surface uniforme sur les pièces usinées. Il sert aussi au nettoyage des échantillons minéraux, dont la plupart ont une dureté Mohs inférieure ou égale à 7 et seraient donc endommagés par le sable.

Sablage par roue

Le grenaillage par roue est une opération de projection d'abrasif par une roue en rotation contre une pièce. Ce procédé est généralement classé comme un grenaillage sans air, car aucun propulseur (gaz ou liquide) n'est utilisé. Une machine à roue est un système de grenaillage haute puissance et haute efficacité utilisant un abrasif recyclable (généralement de la grenaille d'acier ou d'acier inoxydable, du fil coupé , du gravillon ou des pastilles de taille similaire). Des machines à roue spécialisées projettent un abrasif plastique dans une chambre cryogénique et sont généralement utilisées pour l'ébavurage de pièces en plastique et en caoutchouc . La taille de la machine, ainsi que le nombre et la puissance des roues, varient considérablement en fonction des pièces à grenailler, du résultat et de l'efficacité recherchés. La première roue de grenaillage a été brevetée par Wheelabrator en 1932. En Chine, la première roue de grenaillage a été construite vers les années 1950. sablage micro-abrasif

mm à 1,5 mm de diamètre) pour projeter avec précision un fin jet d'abrasif sur une petite pièce ou une petite zone d'une pièce plus grande. La surface à traiter est généralement de 1 mm² à quelques cm² au maximum. Également appelé sablage au crayon, ce procédé permet une précision suffisante pour écrire directement sur du verre et une finesse suffisante pour graver un motif dans une coquille d'œuf . La granulométrie des particules abrasives varie de 10 micromètres à environ 150 micromètres. Des pressions plus élevées sont souvent nécessaires.

Les systèmes de micro-sablage les plus courants sont des unités de table commerciales composées d'une alimentation électrique et d'un mélangeur, d'une hotte d'aspiration, d'une buse et d'une alimentation en gaz. La buse peut être manuelle ou fixée pour un fonctionnement automatique. En mode automatique, le déplacement peut concerner la buse ou la pièce à usiner.

dynamitage automatisé

Le sablage automatisé consiste simplement à automatiser le processus de sablage abrasif. Il s'agit souvent d'une étape parmi d'autres procédures automatisées plus vastes, comprenant généralement d'autres traitements de surface tels que la préparation et l'application de revêtements. Il est souvent nécessaire d'isoler la chambre de sablage des composants mécaniques susceptibles d'être encrassés par la poussière .

Nettoyage cryogénique

Le grenaillage à brosses, contrairement à d'autres méthodes de grenaillage, ne nécessite pas d'abrasif séparé. La surface est traitée par un outil rotatif muni de brosses en fil d' acier à haute teneur en carbone dont la longueur est ajustée dynamiquement . Le contact répété avec les pointes acérées et rotatives des brosses provoque un impact localisé, un rebond et la formation de cratères, ce qui nettoie et rugosifie simultanément la surface.

sablage sous vide

Métallique
Grenaille d'acier, grenaille d'acier, grenaille d'acier inoxydable, fil coupé, grenaille de cuivre, grenaille d'aluminium, grenaille de zinc.

L'utilisation de nombreux abrasifs grossiers lors du sablage produit souvent de l'énergie sous forme d'étincelles ou de lueur à l'impact. La couleur et la taille de ces étincelles ou de cette lueur varient considérablement : des étincelles orange vif et intenses proviennent du sablage à la grenaille d'acier, tandis qu'une faible lueur bleue (souvent invisible à la lumière du soleil ou dans les zones de travail fortement éclairées) est produite par l'abrasif au grenat.

Sécurité

Un ouvrier effectue un sablage sans utiliser d'équipement de protection individuelle adéquat. Son visage est couvert d'un bandana au lieu d'un masque respiratoire à filtre à particules remplaçable.
Ouvrier effectuant un sablage, portant un équipement de protection intégral.

Les opérations de nettoyage par sablage peuvent présenter des risques pour la santé et la sécurité des travailleurs , notamment lors du sablage à l'air comprimé ou en cabine de sablage. Le sablage génère une grande quantité de poussière provenant du substrat et de l'abrasif. Bien que de nombreux abrasifs utilisés en cabine de sablage ne soient pas dangereux en soi (grenaille d'acier, fonte, oxyde d'aluminium , grenat, abrasifs plastiques et billes de verre), d'autres (sable de silice, scories de cuivre , scories de nickel et staurolite ) présentent divers degrés de dangerosité (présence généralement de silice libre ou de métaux lourds). Dans tous les cas, leur utilisation peut présenter des risques importants pour les opérateurs, tels que des brûlures par projection (avec lésions cutanées ou oculaires ), des chutes dues à la présence de grenaille au sol, l'exposition à des poussières dangereuses, l'épuisement par la chaleur, la création d'atmosphères explosives et l'exposition à des bruits excessifs. Les cabines de sablage et les équipements de sablage portables ont été adaptés à ces risques. Le sablage de peintures au plomb peut libérer des particules de plomb dans l'air, potentiellement nocives pour le système nerveux.

Aux États-Unis, l' OSHA ( Occupational Safety and Health Administration ) impose des solutions techniques pour prévenir les risques potentiels. Cependant, l'utilisation du sable de silice reste autorisée, bien que la plupart des casques de sablage couramment utilisés ne protègent pas suffisamment l'opérateur lorsque les concentrations ambiantes de poussière dépassent les limites autorisées. L' Institut national de la sécurité et de la santé au travail (NIOSH) approuve les niveaux adéquats de protection respiratoire pour les opérations de sablage aux États-Unis.

L'équipement de sécurité typique pour les opérateurs comprend :

Autrefois, lorsque le sablage était effectué en plein air, l'ouvrier était exposé à des risques de blessures dues aux projections de particules et à des lésions pulmonaires liées à l'inhalation de poussières. Les poussières de silice produites lors du sablage pouvaient provoquer la silicose en cas d'inhalation prolongée . En 1918, la première cabine de sablage fut construite. Elle protégeait l'ouvrier grâce à un écran de vision, tournait autour de la pièce à usiner et utilisait un ventilateur d'extraction pour éloigner les poussières de son visage. Le risque de silicose persiste lorsque l'opérateur n'est pas complètement isolé de la machine de sablage.

Le sablage peut également présenter des risques secondaires, tels que les chutes d' échafaudages ou le confinement dans un espace restreint. L'intoxication au monoxyde de carbone est un autre risque potentiel, lié à l'utilisation de petits moteurs à essence pour le sablage.

Plusieurs pays et territoires réglementent désormais le sablage de sorte qu'il ne puisse être effectué que dans un environnement contrôlé, avec ventilation, vêtements de protection et alimentation en air respirable.

Jeans à l'aspect usé

De nombreux consommateurs sont prêts à payer plus cher pour des jeans à l'aspect usé. Pour donner aux tissus cet aspect vieilli, on utilise le sablage. Ce procédé présente un risque de silicose pour les travailleurs. En Turquie , plus de 5 000 ouvriers du textile souffrent de silicose et 46 décès en sont imputés. En 2007, une étude turque a révélé que la silicose était très fréquente chez les anciens sableurs de denim Une étude de 2015 a confirmé que la silicose est quasi inévitable chez ces anciens sableurs . Le Centre suédois du commerce équitable a mené une enquête auprès de 17 entreprises textiles, montrant que très peu d'entre elles étaient conscientes des dangers liés au sablage manuel des jeans. Plusieurs entreprises ont annoncé leur intention d'abandonner cette technique dans leur production

En 2013, une étude a révélé qu'en Chine, certaines usines produisant des jeans à l'aspect usé étaient impliquées dans diverses infractions aux réglementations en matière de santé et de sécurité.

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