Laseriin perustuvan puhdistuslaitteen käyttö teräsputkien teollisessa esikäsittelyssä

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli tutkia laserpuhdistuslaitteiston soveltuvuutta teräsputkien mekaanisessa esikäsittelyprosessissa. Työn toimeksiantajana toimi Trailander Oy, joka on toteuttanut mekaanisen esikäsittelyprosessin suljetulla hiekkapuhallusmenetelmällä. Koska uudet puhdistustekniikat kehittyvät nykyisin nopeasti, nähtiin tarpeelliseksi tutkia, voiko laserpuhdistustekniikalla korvata nykyisen hiekkapuhallusprosessin. Työssä käydään läpi laserpuhdistustuksen teoriaa ja laservalon syntyyn liittyviä tekniikoita. Tietoa kerättiin myös muista mekaaniseen esikäsittelyyn liittyvistä tekniikoista, joita pystyttiin vertaamaan pintaprofiilin muokkausasteeseen kohdistetuilla tutkimuksilla. Työssä tuotettiin suuri määrä erilaisilla mekaanisilla esikäsittelymenetelmillä ja laitteistoilla käsiteltyjä koekappaleita. Eri menetelmin käsiteltyjä koekappaleita tutkittiin pinnankarheusmittauksilla, ja siten saatiin taulukoitua materiaalin pintaprofiiliin syntynyt karhentuma. Tutkimuksia jatkettiin koekappaleiden mikroskooppitutkimuksilla, ja näin saatiin tarkasteltua mekaanisten esikäsittelymenetelmien pinnanlaadun eroja visuaalisesti. Koekappaleille suoritettiin jauhemaalauksen jälkeen tartuntavetokokeita, joiden tuloksilla pystyttiin vertailemaan erilaisten mekaanisten esikäsittelymenetelmien tuottamaa maalin tartuntakykyä materiaalin pinnassa. Tuloksista saatiin selville laserpuhdistustekniikan pystyvän muokkaamaan materiaalin pintaprofiilia yhtä paljon verrattuna hiekkapuhallustekniikkaan. Mikroskooppitutkimusten perusteella oli kuitenkin todettavissa laserpuhdistustekniikan muokkaaman pintaprofiilin olevan kuviotaan harvempi verrattuna hiekkapuhallustekniikkaan. Tämä asia tuli esille myös tartuntavetokokeissa, jossa hiekkapuhalletuille koekappaleille saatiin tulokseksi parhain jauhemaalin tartunta. Laserpuhdistustekniikka oli pintaprofiilia muokkaavassa menetelmässä hiekkapuhallustekniikkaa hitaampi prosessi. Laserpuhdistustekniikka on vielä varsin uusi menetelmä, josta löytyy paljon tunnistamatonta potentiaalia. Laitteistotestien yhteydessä oli huomattavissa laserpuhdistustekniikan tehokkuus ruosteen poistamisessa pintamateriaalia muokkaamattomana menetelmänä.

The purpose of the thesis was to collect information on the applicability of laser cleaning in the pretreatment of steel pipes. The client of the work was Trailander Oy. Trailander has completed the pretreatment with closed sandblasting. As cleaning techniques developed, there was a need to study if sandblasting could be replaced. The thesis gathered information about the theory of laser cleaning and laser light. Information was also collected on preprocessing techniques, which were analyzed using surface roughness tests. The thesis produced many test pieces with different pretreatment methods. Test pieces were examined with surface roughness measurements and the results were tabulated. Microscopic examinations were performed on the test pieces. The test compared the quality of the surface visually. Tensile strength tests were performed on the test pieces after powder coating. The results of the study compared the adhesion of the paint on the surface of the piece. The results suggest that laser cleaning can modify the surface profile of the material as much as sandblasting. A microscopic study found that the surface profile of laser cleaning was smaller than that of sandblasting. Adhesion tensile tests of sandblasted test pieces produced the best powder coating adhesion. Laser cleaning was a slower process than sandblasting. Laser cleaning is a new method with much potential. Tests showed the effectiveness of laser cleaning in rust removal.