Приготовление СОЖ для металлообработки. Пять основных правил

В зависимости от состава, смазочно-охлаждающая жидкость поставляется на предприятие либо уже готовой к применению, либо в виде водорастворимого концентрата. Из концентрата готовят рабочую эмульсию или раствор непосредственно перед использованием в производственном процессе. 

Как правило, масляные СОЖ поступают на предприятие в готовом виде, а водосмешиваемые требуют приготовления перед применением. Для того чтобы получить рабочую жидкость из концентрата на водной основе, достаточно смешать в определенных пропорциях концентрат и воду. При этом следует соблюдать некоторые правила, чтобы при смешивании получить определенные рабочие свойства СОЖ. 

Основные правила приготовления СОЖ

При получении рабочей жидкости из водорастворимого концентрата необходимо придерживаться некоторых общих правил приготовления СОЖ, а также следует учесть рекомендации компании-изготовителя. 

Правила касаются:

• Последовательности смешивания   

• Получения нужной концентрации

• Контроля концентрации СОЖ в процессе приготовления и использования

• Восстановления концентрации

• Требований к воде, используемой для смешивания с концентратом

Несоблюдение, изложенных ниже правил, приводит к производственному браку, снижению износостойкости инструмента, поломке дорогостоящего оборудования, простою, затратам на ремонт и преждевременному старению смазочно-охлаждающей жидкости. 

Поэтому экономически целесообразно придерживаться правил, выработанных многолетним опытом и теоретическими исследованиями в этой области. Рассмотрим каждое из этих правил подробнее.

Последовательность смешивания

Для производственных целей СОЖ на водной основе требуются в различных концентрациях для различных условий металлообработки. В зависимости от заданных параметров обработки, характеристик обрабатываемых металлов, способа подачи компания-изготовитель рекомендует применять смазочно-охлаждающие жидкости в диапазоне возможных значений концентрации. 

Нужное значение концентрации достигается смешиванием концентрата водной СОЖ с водой. 

При получении рабочего состава порядок действий должен быть следующим:

• Заранее подготовить специализированную емкость. Резервуар для рабочей СОЖ должен быть достаточного объема, чистый, без примесей и загрязнений

• Предварительно определить необходимый объем воды и наполнить емкость водой. Температура используемой воды должна быть не меньше 17 ºC, но не выше 50 ºC

• Вливайте концентрат в воду, а не наоборот. Это особенно важно при получении эмульсий. Если нарушить это правило, то рискуем получить не эмульсию, а желеобразные сгустки масла в воде, так называемую обратную эмульсию – «вода в масле». Концентрат следует вливать медленно, постоянно перемешивая при этом

• Перемешивайте после приготовления еще 10-15 минут

• Измерьте получившуюся концентрацию

Источник изображения: Ahmet Soysat / www.shutterstock.com/ru

Как добиться требуемой концентрации при приготовлении СОЖ

Перед приготовлением СОЖ следует определить в каких пропорциях нужно смешать концентрат и воду, чтобы получить рабочую жидкость необходимой концентрации.

К примеру, для получения СОЖ с концентрацией 5% смешивают концентрат и воду в пропорции 1/20. 

Для других значений концентрации количество воды и концентрата можно рассчитать по универсальной формуле:

• Мк = (К х Мв)/(100-К), где

• Мк - необходимая масса концентрата (кг)

• К - требуемая концентрация (%)

• Мв – масса воды (кг)

Эта формула позволяет рассчитать количество концентрата, которое нужно взять, чтобы получить рабочий раствор в уже имеющемся количестве воды.

Количество воды определяем исходя из необходимого потребления в системе СОЖ. После этапа приготовления требуется проверить получившуюся концентрацию.

Смеситель СОЖ

На производстве для приготовления СОЖ используются смесители – устройства для подачи воды и концентрата СОЖ. Смеситель крепится на емкости, в которой содержится концентрат СОЖ и к нему подведена вода. 

Смеситель действует по принципу сопла Вентури и всасывает концентрат после подачи напора воды. Получившаяся рабочая жидкость подается в систему, либо через шланг сливается в приготовленную тару.

Чем измерить концентрацию СОЖ

После приготовления СОЖ необходимо убедиться, что полученное значение концентрации соответствует заданному. Самый простой и быстрый способ измерения концентрации – это способ с использованием прибора ручной рефрактометр. 

При использовании рефрактометра со шкалой Brix нужно учесть индекс рефракции применяемой СОЖ. Итоговое значение концентрации получается в результате умножения полученного на приборе показания на индекс рефракции. 

Рефрактометр – необходимый прибор, для обеспечения стабильности процесса металлообработки, его используют не только на этапе приготовления СОЖ, но и для мониторинга значений концентрации в процессе использования. 

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

Также на предприятиях используют лабораторные методы определения концентрации с использованием стационарных и электронных рефрактометров. 

Существуют и иные способы контроля уровня концентрации. Применение того или иного способа контроля часто ограничено экономической целесообразностью. 

Как корректировать концентрацию в процессе приготовления или использования

Если, в результате измерения концентрации рефрактометром, величина параметра не соответствует требуемому значению, и оказалась больше нужного, то следует повторить процедуру смешивания. 

Если после проверки концентрация СОЖ оказалась меньше нужного значения, то следует добавить концентрат в уже получившийся раствор.

Источник изображения: i viewfinder / www.shutterstock.com/ru

Требования к используемой воде 

Вода является основным компонентом в составе СОЖ. Ее содержание в рабочей жидкости может доходить до 98%. Поэтому качество применяемой воды может сильно повлиять на характеристики и свойства смазочно-охлаждающей жидкости. Перед приготовлением СОЖ следует провести анализ воды и уже на этой стадии провести корректировку основных параметров.

Жесткость воды - один из основных параметров при приготовлении СОЖ. Идеальный уровень жесткости составляет от 2 до 10 мг экв/л. Если вода мягкая, она склонна к образованию пены. 

Соли и минералы в жесткой воде могут взаимодействовать с эмульгаторами, вызывая нестабильность смазочно-охлаждающей жидкости и коррозию оборудования. Для корректировки этого показателя применяют комплексные соединения. Чаще всего это этилендиаминтетраацетат натрия.

Уровень pH воды – также важный показатель её кислотно-щелочного баланса. Большинство составов требуют слабощелочной среды с pH от 9 до 10. Водопроводная вода обычно не соответствует этим параметрам и требует добавления щелочного буфера. Если pH воды слишком высокий, то при добавлении концентрата она становится агрессивной и опасной для персонала. В таком случае требуется уменьшить показатель pH воды.

Механические примеси существенно влияют на фильтруемость эмульсии в системе. Наличие абразивных частиц, ржавчины и мелкодисперсных включений в воде может вызвать сбой в работе системы и образование осадка, что приводит к коррозии и биозаражению. Допустимое количество нерастворимых загрязнений не должно превышать 0,1 грамма на литр. С очисткой воды от механических примесей справляются фильтры и системы фильтрации. 

Санитарно-гигиенические требования при приготовлении СОЖ

Основные требования к помещению, где готовится СОЖ для металлообработки изложены в Национальном Стандарте Российской Федерации, ГОСТ 59972 Р2021. Помещение должно быть оборудовано притяжной вентиляцией и укомплектовано средствами пожаротушения. 

Сотрудники, занимающиеся приготовлением растворов, должны использовать специализированные рабочую одежду, которая обеспечивает защиту от негативного воздействия на здоровье смазочно-охлаждающей жидкости.

Для смешивания воды с концентратом работники должны использовать нормативные документы по приготовлению смазочно-охлаждающих жидкостей, где указаны рекомендации по созданию составов разной концентрации.