Инструкция по применению смазочно-охлаждающих жидкостей

Инструкция по применению СОЖ

Смазочно-охлаждающие жидкости применяются в металлообработке для снижения трения, отвода тепла в зоне резания, повышения точности и качества деталей, а также для уменьшения износа инструмента и увеличения срока службы оборудования. 

При использовании СОЖ в процессах обработки металлов резанием необходимо соблюдать правила, которые касаются приготовления, хранения, эксплуатации и утилизации. 

Инструкция по применению СОЖ предоставляет рекомендации, соблюдение которых позволяет увеличить срок службы как самой жидкости, так и оборудования с инструментами.

Бесконтрольное использование СОЖ может сократить срок её эксплуатации до 1 недели, в то время как регулярный мониторинг может увеличить этот срок до 1 года. Начало использования СОЖ требует самостоятельного приготовления раствора. 

Как правильно разводить СОЖ

Смазочно-охлаждающие жидкости поставляются в виде концентрата. Приготовление водного раствора в нужной пропорции для получения необходимой концентрации происходит на предприятии. Например, для получения 5% эмульсии пропорция смешивания составляет 1/20. 

Варианты смешивания могут варьироваться в зависимости от технологических процессов. 

Концентрацию можно вычислить по формуле Мк = (К х Мв)/(100-К), где Мк – необходимая масса концентрата (кг), К – требуемая концентрация (%), Мв – масса воды (кг).

Концентрация эмульсии при применении СОЖ определяется в соответствии с требованиями нормативных документов для каждого вида обработки.

Независимо от конечной концентрации эмульсии, следует соблюдать следующие правила при смешивании СОЖ:

• Постепенно добавлять концентрат в воду, а не наоборот 
• Использовать чистую, заранее подготовленную тару
• Температура воды должна быть 17-50ºC
• После добавления концентрата, перемешивать полученный раствор в течение 10-15 минут 

На предприятиях также используется автоматический способ смешивания. В этом случае ёмкость с концентратом и подача воды включены в технологическую цепочку, а на ёмкость установлен дозатор. Смешивание воды и концентрата происходит автоматически, и готовая эмульсия необходимой концентрации поступает в систему.

Для контроля концентрации эмульсии в процессе приготовления и эксплуатации применяют рефрактометры. 

Рефрактометр

Рефрактометр – важный прибор для мониторинга рабочих свойств смазочно-охлаждающих жидкостей. При использовании рефрактометра со шкалой Brix необходимо учитывать индекс рефракции конкретной СОЖ. Для получения фактического значения концентрации нужно умножить показания прибора на шкале рефрактометра на коэффициент рефракции. 

Источник изображения: Romulo Gomes Queiroz / www.shutterstock.com/ru

Как добиться нужной концентрации

Если концентрация получилась выше расчетной, необходимо добавить в раствор эмульсию пониженной концентрации, например, однопроцентную. 

Недопустимо разбавлять смазочно-охлаждающую жидкость водой. Разбавление как концентрата, так и эмульсии водой может привести к образованию обратной эмульсии, что сопровождается гелеобразованием и появлением труднорастворимых сгустков. 

Требования к воде

Перед приготовлением эмульсии следует провести анализ воды. Учитывайте особенности воды и при необходимости корректируйте её основные характеристики при приготовлении. 

• Жесткость

Одним из важных показателей воды для смешивания является её жесткость. Оптимальный показатель жесткости составляет 2-10 мг экв/л. Мягкая вода может способствовать образованию пены, тогда как соли и минералы в жесткой воде могут взаимодействовать с эмульгаторами, вызывать нестабильность СОЖ и коррозию оборудования.

В некоторых случаях экономически целесообразно использовать деминерализованную воду, чтобы сохранить рабочие качества смазочно-охлаждающей жидкости.

• Уровень pH

Этот показатель определяет кислотно-щелочной баланс водопроводной воды. Большинству составов требуется слабощелочная среда с pH 9-10, но водопроводная вода может не соответствовать этой норме и требует добавления щелочного буфера. 

Если уровень pH воды высок, то после добавления концентрата она становится агрессивной и небезопасной для персонала. В этом случае необходимо снизить щелочной уровень раствора.

• Механические примеси

Примеси могут влиять на фильтруемость эмульсии в системе. Наличие абразивных частиц, ржавчины и мелкодисперсных включений в воде может привести к сбоям в работе системы, образованию осадка, что может вызвать коррозию и биозаражение. Уровень нерастворимых загрязнений не должен превышать 0,1 г/л.

Меры безопасности при приготовлении и применении СОЖ

Основные условия безопасности при смешивании СОЖ:

• Уровень вентиляции в помещениях, где используются СОЖ, должен соответствовать ГОСТ 59972 Р 2021 Национального Стандарта Российской Федерации.
• На станках и агрегатах следует установить защитное оборудование и организовать местную вентиляцию.
• Персонал, работающий с растворами, должен быть обеспечен специальной одеждой, защищающей от агрессивного воздействия СОЖ. 
• При смешивании воды и концентрата работники должны следовать технической документации по приготовлению СОЖ, в которой указаны правила приготовления составов для различной концентрации.

Как правильно хранить СОЖ

Масляные СОЖ – стабильные растворы, которые при соблюдении условий могут храниться без потери качества в течение нескольких лет.

Водосмешиваемые СОЖ имеют более сложный состав, и со временем, при значительном превышении рекомендованного срока хранения, концентрация присадок может снизиться, в результате чего СОЖ потеряет свои рабочие свойства. Обычно срок хранения указан в технической документации и в среднем составляет 12 месяцев.

Ёмкость для хранения должна быть чистой, без посторонних примесей. Необходимо избегать хранения СОЖ в оцинкованной таре, так как цинк может вступить в реакцию. Ёмкость для хранения должна быть изготовлена из устойчивых к коррозии материалов, обеспечивать герметичность и иметь соответствующую маркировку. После отлива части жидкости ёмкость нужно плотно закрывать, чтобы избежать попадания влаги и загрязнений. 

Смазочно-охлаждающие жидкости лучше хранить в отапливаемом помещении, где температура поддерживается в диапазоне от +5ºC до +40ºC. Вентиляция в таком помещении должна соответствовать санитарно-гигиеническим требованиям.

Нарушение температурного режима хранения может негативно сказаться на однородности СОЖ. При длительном понижении температуры необходимо перемешать жидкость перед отбором.

Не допускайте замораживания. При длительном хранении СОЖ в помещениях с отрицательной температурой рабочие свойства эмульсии будут утеряны. Прежде чем использовать СОЖ после нарушения условий хранения, необходимо провести контроль основных характеристик раствора. 

Контроль основных характеристик и свойств СОЖ

Мониторинг свойств СОЖ осуществляется по нескольким параметрам и методами:

• Объем должен соответствовать техническим данным системы СОЖ.
• Запах и цвет – визуально и органолептически. 
• Температура – измеряйте термометром или пирометром.
• Осадок и отложения – визуально.
• Концентрация – измеряйте рефрактометром (промышленным, стационарным или портативным).
• pH – определяйте электрохимически или с помощью индикаторной бумаги.
• Антикоррозийные свойства – тест стружка-фильтр.
• Бактерии, грибки – тест-полоски, метод ТТХ.
• Проводимость – кондуктометрически (метод электрохимического анализа).
• Жесткость – тест-полоски ГОСТ 4151-72. 
• Постороннее масло – отстаивание в течение 24 часов.
• Хлориды, нитраты, нитриты – тест-полоски, титриметрическое определение. 

Своевременный контроль смазочно-охлаждающей жидкости помогает продлить срок её службы в системе. 

Применение СОЖ

В зависимости от способа обработки, твердости материалов инструмента и деталей, скоростных режимов, способа подачи в зону резания могут понадобиться различные эмульсии. Смазочно-охлаждающая жидкость должна удовлетворять условиям обработки. Концентрация, способ подачи и наличие добавок определяют разные рабочие характеристики СОЖ. 

Для выбора СОЖ под конкретный технологический процесс рекомендуется консультироваться с представителем компании-изготовителя.

Меры безопасности при работе с СОЖ

Правила безопасного использования СОЖ в предприятиях регулируются санитарными нормами при работе со смазочно-охлаждающими жидкостями и технологическими смазками и должны соблюдаться всеми организациями, использующими СОЖ и ТС.

Источник изображения: sspopov / www.shutterstock.com/ru

Замена смазочно-охлаждающей жидкости в системе

Если анализы жидкости в системе показывают, что восстановить необходимые характеристики для обеспечения стабильности технологического процесса невозможно, следует произвести полную замену жидкости. 

Процедура замены раствора в системе включает:

• Залить в систему очиститель, не сливая отработанную СОЖ.
• Слить старый раствор и очистить оборудование от загрязнений, стружки и осадка с помощью ветоши.
• Заполнить систему 0,5% раствором промывочной эмульсии до минимальной отметки и обеспечить её циркуляцию в течение часа.
• Слить промывочную эмульсию и оценить её состояние. Повторять промывку, пока система не станет чистой.
• Залить свежую эмульсию в систему.
• Проверить концентрацию с помощью рефрактометра.

Утилизация отработанной СОЖ

Утилизация СОЖ – это ответственность предприятия, которое её использует. Отработанные смазочно-охлаждающие жидкости не разлагаются и, если их не утилизировать должным образом, могут нанести серьёзный вред окружающей среде. 

Согласно Федеральному классификационному каталогу отходов отработанные растворы считаются умеренно опасными отходами. 

Предприятия с источниками загрязнения должны быть зарегистрированы в Роспотребнадзоре. Отказ от регистрации или сокрытие информации об источниках загрязнения может повлечь за собой штрафы. 

Методы утилизации включают термический, химический и мембранный способы. 

Термический метод подразумевает выпаривание воды и утилизацию осадка. Он подходит для всех типов СОЖ.

Химический метод заключается в расслоении отработки с помощью электролитов. Осадок отстаивается и удаляется из жидкости для утилизации.

Мембранная очистка заключается в пропускании жидкости через полупроницаемые мембраны. Вода проходит через мембраны, в то время как масло и загрязнения фильтруются.

Если объём отходов невелик и создание собственного участка переработки невыгодно, можно воспользоваться услугами специализированных компаний.