Sablage au jet

Le sablage au jet est une technique de traitement de surface utilisé pour lisser, former ou nettoyer une surface dure en y projetant un média d’abrasif à très haute vélocité par le biais d’air comprimé.

Cette technique vieille d’environ un siècle a beaucoup évolué au cours des années avec l’introduction de nouveaux designs, technologies et médias d’abrasif. L’action du sablage au jet peut varier en fonction d’une panoplie de paramètres de procédé, tel que le média d’abrasif (propriétés physiques, grosseur de particule, type angulaire VS sphérique, etc.), vélocité du flux d’abrasif, angle d’impact, distance entre la buse de sablage et la pièce et temps de passage.

La condition de la pièce à traiter – sa forme, la présence de cavités, sa dureté, sa contamination et/ou détérioration par la corrosion, présence d’un revêtement ou d’une peinture, etc. – ainsi que le résultat visé par l’application sont les principales considérations lorsque vient le temps de définir les paramètres du procédé de sablage.

Référez-vous aux 6 Facteurs qui impactent la performance de sablage pour plus d’informations sur les paramètres de procédé à prendre en considération pour maximiser la performance de votre procédé.

Équipements courants du sablage au jet

Les systèmes de sablage au jet consistent à un ensemble de quatre composantes principales :

1. Système de projection

La méthode de projection est un élément clé dans le choix du système de sablage puisqu’elle permet de produire un jet d’abrasif très étroit et précis pour les applications de haute précision ou, à l’inverse, un jet très large pour réduire le temps de procédé pour des applications qui impliquent de couvrir une surface très vaste, mais au détriment du niveau de précision. Le sablage au jet peut être réalisé dans un environnement sec – ce qui est généralement le cas – ou dans un environnement humide, appelé sablage en milieu humide. Dans le sablage en milieu humide, le média d’abrasif est mélangé à de l’eau afin d’obtenir un finit plus lisse, contrôler les émanations de poussière durant le procédé ou encore pour obtenir une action de sablage moins agressive sur des surfaces délicates. Il y a trois principaux types de systèmes de projection :

1. Air comprimé (pneumatique) – Le flux de média est projeté par le biais d’un débit d’air comprimé ou aspiré, généralement produit par un compresseur
2. Roues mécaniques (sablage sans air) – Le média d’abrasif (généralement un média de type sphérique ou un mélange de type sphérique et angulaire) est projeté sur la pièce par le biais de roues centrifugeuses, un peu similaire au système d’épandage d’engrais sur la pelouse
3. Sablage en milieu humide (pneumatique ou hydraulique) – Dans le sablage en milieu humide, l’eau et le média sont mélangés dans une trémie chauffée. Le mélange de média et eau est ensuite propulsé sur la pièce par le principe du Venturi « système à succion » ou par une pompe « système à pressions ».

IST a publié un Guide sur les techniques de sablage complet qui aborde les avantages et inconvénients des différents systèmes de projection disponibles.

2. Système de confinement

Un système de sablage au jet est plus efficace et sécuritaire lorsqu’il est opéré dans un environnement clos afin de contrôler la poussière et les particules volantes produites lors de l’impact du média. Selon la taille de la pièce à traiter, le système de confinement peut être un cabinet de sablage avec une fenêtre et des ouvertures dans lesquelles l’opérateur peut glisser ses bras ou une chambre de sablage dans laquelle l’opérateur peut circuler librement autour de la pièce à sabler. Une pression négative est appliquée au système d’enclos qui est également scellé afin d’éviter que les poussières ne s’échappent dans l’environnement de travail. Cependant, certaines surfaces de très grande taille peuvent difficilement être acheminées à un système de sablage confiné. C’est le cas, par exemple, de paquebots, sites de construction, bâtiments, ouvrages de génie civil et autres structures métalliques de grande dimension. Selon la direction du vent et la proximité d’activités commerciales, résidentielles ou industrielles, la gestion de la poussière peut devenir très problématique. Pour ces raisons, le sablage à ciel ouvert est généralement défendu à moins d’obtenir une autorisation spéciale par les autorités municipales.

3. Système de récupération du média

Le système de récupération du média permet de récolter et de recycler les résidus de média utilisés aux termes des opérations de sablage. Ce système auxiliaire permet de réaliser des économies substantielles sur la consommation de média et est également bénéfique pour l’environnement en réduisant considérablement l’enfouissement de résidus industriels. On compte trois composantes principales :

1. Une méthode de collecte de l’abrasif usé contaminé par de la poussière et d’autres contaminants découlant du procédé de sablage – généralement, il s’agit de trémies permettant de collecter l’abrasif situé au fond du cabinet ou de trémies intégrées au plancher dans le cas d’une chambre de sablage.
2. Un convoyeur pour acheminer l’abrasif au système de triage – soit un conduit pneumatique pour les médias relativement légers, une vis hélicoïdale pour les médias plus lourds ou une pelle mécanique pour les installations de très grande dimension.
3. Un système de triage permettant de séparer le média réutilisable des poussières et des résidus de média éclatés lors de l’impact avec la pièce – IST a conçu un séparateur à air ainsi qu’un séparateur cyclonique qui peuvent être paramétrés selon différents types et grosseurs de média.

Tandis que le sablage à ciel ouvert rend la récupération de l’abrasif particulièrement complexe, certains sableurs expérimentés ont recours à des bâches pour récupérer le média usé au sol afin qu’il soit réutilisé à nouveau lors de projets futurs.

4. Système de collecte des poussières

Enfin, un dépoussiéreur installé à proximité de l’équipement de sablage ou à l’extérieur du bâtiment permet de collecter les poussières et particules fines générées durant les opérations de sablage. Évacuer les poussières à l’extérieur du système de confinement permet à l’opérateur d’avoir une meilleure visibilité pour travailler et contribue à réduire les risques d’incendie associés aux poussières combustibles. Le dépoussiéreur crée une pression d’air négative pour assurer qu’aucune poussière ne s’échappe de l’enclos de sablage. Référez-vous aux Normes NFPA concernant les poussières combustibles pour plus d’informations sur les dispositifs et mesures de sécurité à mettre en place afin de se conformer aux meilleures pratiques NFPA et de réduire les risques de feu ou d’explosion dans l’usine.

Médias de sablage au jet

Il existe une grande variété de médias d’abrasif utilisés dans le sablage au jet. Les médias viennent en différentes grosseurs de grains, compositions et propriétés physico-chimiques. Les résidus industriels ou organiques font d’excellents médias de sablage en raison de leurs propriétés et leur faible coût. Voici quelques exemples de médias d’abrasif couramment utilisés dans le sablage au jet :

• Grenaille d’acier ou bille d’acier – ces médias sont obtenus par durcissement les résidus d’acier au carbone qui sont ensuite broyés et tempérés. Ces médias sont idéals pour les applications de nettoyage agressif, préparation de surface ou martelage (peening) en raison de leur durabilité et dureté supérieures.
• Oxyde d’aluminium – ce média est produit suite à une réaction chimique entre l’aluminium et l’oxygène et est réputé pour sa résistance élevée à la traction et sa dureté. Il est surtout utilisé pour les applications de nettoyage agressif.
• Scories de charbon – il s’agit d’un sous-produit industriel des centrales électriques au charbon très réputé par son faible coût et son efficacité dans une panoplie d’applications de nettoyage et/ou de préparation de surface. Sa principale faiblesse est qu’il se fracasse lors du premier impact et produit énormément de poussière durant les opérations de sablage.
• Billes de verre – ce média est produit à partir de débris de verre fondus approvisionné en grande partie auprès des centres de tri et largement utilisé dans les applications de nettoyage sur plusieurs substrats.
• Coquilles de noix– ce média est fabriqué en broyant les résidus d’écales de noix provenant des usines de production de noix de Grenoble. Ce média est idéal pour le nettoyage en douceur de pièces délicates qui ne tolèrent pas la contamination par les métaux ferreux – telles que des composantes et des moteurs de véhicules.
• Grenat– le grenat d’almandine est un minerai extrait naturellement dans la nature et réputé pour sa dureté naturelle, sa durabilité et ses propriétés abrasives.

Il existe un nombre impressionnant d’abrasifs produit à partir de résidus industriels, de matières organiques ou de minéraux retrouvés naturellement dans la nature. Selon l’application visée, il existe des abrasifs de type angulaire ou sphérique qui donneront le résultat souhaité et ce, à coût efficient. Nous déconseillons fortement l’utilisation de sable de silice ou d’abrasifs contenant de la silice puisque cette substance est extrêmement nocive tant pour la santé des opérateurs que pour l’équipement de sablage.

Applications courantes du sablage au jet

Énormément d’industries ont recours au sablage au jet pour la fabrication de produits ou composantes divers, ou encore, pour donner une deuxième vie à des objets en reconditionnant sa surface. Le sablage au jet est une technique largement préférée pour la préparation de surface préalablement à l’application d’un revêtement sur la surface d’un objet, mais cette technique s’avère également très efficace pour décaper ou nettoyer en profondeur une surface afin de prolonger sa durée de vie utile. Parmi les nombreuses applications typiques du sablage au jet, voici les applications les plus courantes chez nos clients :

• Nettoyage au jet– L’action de retirer les contaminants tenaces – tel que les résidus de procédés industriels, la rouille, les sels solubles, etc. – sur une surface métallique sans ou avec une altération modérée et contrôlée de sa surface.
• Préparation de surface– L’action de créer un profil d’encrage à la surface d’une pièce métallique pour faciliter l’adhérence de peinture ou autre revêtement fonctionnel.
• Finition de surface– L’action de doter une surface métallique d’un effet lisse, rugueux ou autre afin de lui donner un aspect esthétique.
• Martelage– L’action qui permet d’induire une contrainte de compression à une structure métallique dans le but d’augmenter sa durée de vie utile ainsi que sa résistance à la fatigue et aux fissures.