Как обеспечить эффективный контроль качества СОЖ
Содержание статьи
В настоящее время на рынке представлено множество товарных СОЖ, однако их качество не всегда соответствует требованиям современного машиностроения и металлообработки. Изучение эксплуатационных свойств водосмешиваемых СОЖ и разработка мероприятий по улучшению их качества способствуют более эффективному применению этих жидкостей.
Качество эмульсий (растворов) СОЖ в процессе их использования проверяется методами текущего контроля. Это позволяет своевременно очищать СОЖ или корректировать её состав, добавляя эмульгаторы, ингибиторы коррозии, бактерициды и другими способами. Контроль водосмешиваемых СОЖ критически важен для повышения эффективности и рентабельности использования как смазочно-охлаждающей жидкости, так и вспомогательных продуктов, материалов, инструментов и оборудования.
Контроль качества и поправка свойств рабочих растворов и эмульсий СОЖ
Регулярный контроль и коррекция физико-химических и микробиологических характеристик рабочих эмульсий и растворов способствуют повышению эффективности использования СОЖ, увеличению срока их службы и снижению затрат, а также улучшению технологических параметров.
В централизованных системах контроля СОЖ следят за концентрацией, рН, общим содержанием микроорганизмов, “инородного” масла и механических примесей, антикоррозионными свойствами, склонностью к пенообразованию и т.д.
В станках с индивидуальной системой охлаждения перечень проверяемых показателей меньше и в основном включает органолептические характеристики (внешний вид, запах, однородность). Например, синий или белый оттенок рабочей эмульсии указывает на низкую концентрацию, тогда как желтый или коричневый оттенки сигнализируют о присутствии постороннего масла, а серый оттенок – о введении металлических примесей.
Неоднородная эмульсия свидетельствует о значительном количестве “инородного” масла, а появление гнилостного запаха указывает на бактериальное поражение СОЖ. Органолептические характеристики СОЖ контролируют ежедневно.
Обслуживание и чистка систем подачи СОЖ
Загрязнения, возникающие из-за попадания бактерий, плесени, различных дрожжей, механических частиц и масел в систему, составляют основную проблему при эксплуатации СОЖ. Они попадают в систему через контакт с руками операторов, с металлическими отходами, узлами оборудования и через воздух.
Продукты жизнедеятельности микробов в жидкости ведут к образованию осадка в трубопроводах системы подачи СОЖ и на дне резервуара. Анаэробные бактерии размножаются без доступа воздуха, выделяя сероводород, который вызывает неприятный запах и негативно влияет на здоровье персонала.
Однако большая проблема заключается в том, что бактерии нарушают смазывающие, охлаждающие и защитные свойства жидкости. Такие СОЖ не несут заданных параметров техпроцесса и могут разъедать резину, пластик и оргстекло. Зафиксированы случаи, когда загрязнённая смазочно-охлаждающая жидкость разрушала электроизоляционные материалы оборудования.
Специальные чистящие средства для систем подачи СОЖ обеспечивают чистоту трубопроводов и резервуаров, что продлевает срок службы СОЖ.
Промывка систем подачи производится до полной замены старой СОЖ или перед переходом на другую смазочно-охлаждающую жидкость.
За несколько часов до слива старой жидкости перед началом последнего рабочего цикла в резервуар добавляется очищающее средство в концентрации, обычно составляющей несколько процентов от объема СОЖ, в зависимости от степени загрязнения.
Стоит отметить, что наличие чистящих средств не влияет на работу металлообрабатывающего оборудования и качество обработки деталей.
При работе оборудования очиститель смешивается с рабочей жидкостью и циркулирует по системе, очищая даже труднодоступные места. Таким образом, система подачи СОЖ полностью очищается.
После слива старой СОЖ с очистителем необходимо промыть систему водой и залить новую рабочую жидкость.
Методы исследования свойств СОЖ
Для эффективного контроля и коррекции показателей эксплуатационных свойств СОЖ были разработаны экспресс-методы их оценки.
Таблица 1. Показатели, методы определения и способы коррекции свойств СОЖ
| Характеристика показателя | Коррекция свойств технологической среды |
|---|---|
| Внешний вид (цвет и однородность) показывает степень “старения” СОЖ, качество приготовления рабочих составов и т.д. | Рекомендации по корректировке даются в зависимости от других показателей технологической среды. |
| Запах (специфический, гнилостный и т.д.) указывает на наличие нежелательных примесей, бактерий или грибковых поражений технологической среды, ухудшая условия труда. | При появлении гнилостного запаха уточняется степень биопоражения, добавляется биоцида или дезодорант. Если меры не помогают, необходимо слить СОЖ, выполнить мойку и дезинфекцию оборудования. |
| Концентрация (% мас.) – это содержание концентрата СОЖ в рабочем растворе или эмульсии. Характеризует соответствие требованиям нормативной документации для СОЖ. Низкая концентрация может привести к коррозии металла, высокая – к раздражению кожи и перерасходу СОЖ. | Добавление воды или разбавленного концентрата с последующей проверкой концентрации. |
| Инородное масло (% об.) указывает на попадание смазки гидравлических систем в СОЖ из-за некачественных уплотнений или их разрушения. При содержании выше 2% может увеличиться риск микробного поражения, понизиться рН и возникнуть коррозия. Характеризует экономичность использования СОЖ на оборудовании с высокой утечкой гидравлических масел. | Отстаивание, удаление отслоившегося масла и замена уплотнений на устойчивые к данной СОЖ. |
| Механические примеси (% мас) показывают попадание отходов металлообработки в СОЖ, которые могут взаимодействовать с активными компонентами и влиять на качество обработки (чистота, шероховатость и т.д.). | Удаление механических примесей отстаиванием, фильтрацией, центрифугированием или другими способами. Если меры неэффективны, необходимо остановить и очистить системы приготовления и подачи СОЖ. |
| Коррозионная активность указывает на уровень коррозии оборудования и металла от воздействия СОЖ. | Добавление корректирующего пакета присадок после удаления биопораженности или добавление 20-30%-ной свежеприготовленной эмульсии или раствора СОЖ. |
| Коррозия может возникнуть из-за взаимодействия металла с кислородом, водой и активными компонентами СОЖ, а также от микробной активности. | То же. |
| Степень разрушения лакокрасочных покрытий (ЛКП) (сутки/балл). Этот показатель позволяет определять периодичность подкраски оборудования, которое контактирует с СОЖ. | При повреждении нитроцеллюлозных покрытий рекомендуется заменять их покрытиями, более устойчивыми к щелочным средам. |
| Степень набухания резины (% мас.) показывает увеличение объемов резиновых уплотнений при контакте с технологической средой в течение 30 дней и позволяет определить частоту замены резинок. | При повышенной степени набухания необходимо увеличить частоту замены резинок. |
| Моющие свойства (% мас) характеризуют качество очистки деталей и внутренних поверхностей системы СОЖ от масел и стружки. При низких показателях могут возникнуть “засаливание” инструмента и образование пленок на поверхностях. Высокие значения ухудшают смазывающие свойства. | При повышенной жесткости воды надо умягчать ее или разбавлять конденсатом, при низкой — добавлять соли кальция или магния. |
Нормативные показатели для эксплуатационных свойств СОЖ разрабатываются на основе изучения изменений этих свойств при моделировании реальных условий использования.
Учитываются изменения свойств рабочих эмульсий и растворов в условиях эксплуатации в результате взаимодействия компонентов с металлами, смазками направляющих и гидравлических систем, жесткостью воды, лакокрасочными покрытиями, микроорганизмами и другими факторами.
Эксплуатационные свойства СОЖ проявляются в конкретных условиях их применения при проведении технологических операций. Например, в зависимости от вида обработки металла рекомендуемая концентрация эмульсии варьируется от 1 до 10%, что соответственно изменяет её эксплуатационные характеристики (внешний вид, цвет, пенообразование и пр.).
На коррозионную агрессивность, защитные свойства эмульсии и другие характеристики влияют множество факторов: природа обрабатываемого металла, конфигурация деталей, влажность, температура окружающей среды и прочие условия производства.
На эксплуатационные свойства СОЖ также влияют дополнительные факторы: выбор типа СОЖ, условия транспортировки и хранения, соответствие физико-химических и эксплуатационных свойств, водоподготовка, процесс приготовления рабочих эмульсий и растворов, а также наличие контроля и коррекции их свойств.
При длительной циркуляции водосмешиваемых СОЖ происходят изменения в их эксплуатационных характеристиках, снижается концентрация компонентов и увеличивается загрязненность системы. Например, нитрит натрия как ингибитор коррозии со временем теряет свою концентрацию. Скорость ее уменьшения зависит от степени “старения” рабочей эмульсии и типа бактерицида.
Скорость уменьшения концентрации ингибитора коррозии значительно выше в рабочей эмульсии, где проводилась корректировка свойств добавлением концентрата или пакета присадок, по сравнению с свежеприготовленной.
Во время эксплуатации уменьшается содержание и других компонентов СОЖ: эмульгаторов – из-за экстракции “инородным” маслом, аминов – в результате их взаимодействия с солями жесткости, а также из-за объединения компонентов в нестабильные агрегаты с последующим выпадением в осадок. Эти необратимые изменения приводят к “старению” системы, и она перестает выполнять свои функции.
Замедление процесса “старения” эмульсий достигается за счет поддержания чистоты системы подачи СОЖ и своевременной коррекции их качества по данным текущего контроля.
Таким образом, от выполнения необходимых мероприятий по поддержанию чистоты и свойств СОЖ зависит срок их службы на предприятии.
