Применение смазочно-охлаждающих жидкостей требует соблюдения ряда правил при смешивании, контроле рабочих характеристик, хранении и утилизации.

Зачастую выполнение рекомендаций компании-изготовителя и контролирующих организаций обосновано и экономически выгодно предприятиям.

Инструкция по применению СОЖ

Смазочно-охлаждающие жидкости применяют при металлообработке для уменьшения трения и отвода тепла в зоне резания, повышения точности и качества выпускаемых деталей, уменьшения износа инструмента и увеличения срока службы всего оборудования. 

При применении СОЖ в производственных процессах обработки металлов резанием необходимо соблюдать ряд правил, которые касаются приготовления, хранения, эксплуатации и утилизации. 


Инструкция по применению СОЖ содержит рекомендации, следование которым позволяет продлить срок службы самой смазочно-охлаждающей жидкости, а вместе с ней оборудования и инструментов.


Бесконтрольное использование СОЖ может снизить срок ее эксплуатации до 1 недели, а при регулярном мониторинге продлить период ее службы до 1 года. Использование СОЖ начинается с самостоятельного приготовления раствора. 

Как правильно разводить СОЖ

Смазочно-охлаждающие жидкости поставляются изготовителями в виде концентрата. Приготовление водного раствора в определенной пропорции для получения необходимой концентрации производится на предприятии. Так например, для получения 5% эмульсии пропорция для смешивания будет 1/20. 

Варианты смешивания могут отличаться для различных технологических процессов. 


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


Применение СОЖ, концентрация эмульсии в каждом конкретном случае определяется в соответствии с требованиями нормативных документов на каждый вид обработки.

Независимо от конечного значения концентрации эмульсии, следует придерживаться следующих правил приготовления СОЖ при смешивании концентрата и воды:

  • Постепенно добавлять концентрат в воду, а не наоборот 

  • Использовать чистую, заранее приготовленную, тару

  • Температура воды должна быть 17-50ºC

  • После добавления концентрата, перемешивать получившийся раствор в течение 10-15 минут 

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

Для контроля значений концентрации эмульсии как при приготовлении, так и во время работы всей технологической цепочки используют рефрактометр. 

Рефрактометр

Рефрактометр – необходимый и обязательный прибор для мониторинга рабочих свойств смазочно-охлаждающих жидкостей. Пользуясь рефрактометром со шкалой Brix, нужно учитывать индекс рефракции конкретной СОЖ. То есть для получения фактического параметра концентрации нужно показания прибора на шкале рефрактометра умножить на коэффициент рефракции. 


Рефрактометр

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

Как добиться нужной концентрации

Если концентрация по каким-то причинам получилась выше расчетной, то следует добавлять в полученный раствор эмульсию пониженной концентрации, например, однопроцентную. 

Недопустимо разбавлять смазочно-охлаждающую жидкость водой. Разбавление как концентрата, так и эмульсии водой может привести к получению, так называемой, обратной эмульсии, раствора по типу «вода в масле», что сопровождается гелеобразованием и появлением труднорастворимых сгустков. 

Требования к воде

Перед приготовлением эмульсии необходимо выполнить анализ воды. Уже на этапе приготовления следует учитывать особенности воды и при необходимости корректировать ее основные свойства. 

  • Жесткость

Одним из важных показателей воды для смешивания является ее жесткость. Требуемый показатель жесткости 2-10 мг экв/л. Мягкая вода способствует пенообразованию, а соли и минералы в воде повышенной жесткости вступают в реакцию с эмульгаторами и вызывают нестабильность СОЖ и коррозию оборудования.

При некоторых технологических процессах экономически обоснованно использовать деминерализованную воду, чтобы не ставить под угрозу рабочие качества смазочно-охлаждающей жидкости.

  • Уровень pH

Этот показатель определяет уровень кислотно-щелочного баланса водопроводной воды. Большинству составов требуется слабощелочная среда с показателем pH 9-10, но водопроводная вода не соответствуют этой норме и требует добавления щелочного буфера. 

Если вода характеризуется высоким показателем pH, то, при добавлении в нее концентрата, становится агрессивной и небезопасной для обслуживающего персонала. В этом случае полученный раствор требует снижения щелочного показателя.

  • Механические примеси

Примеси влияют на фильтруемость эмульсии в системе. Присутствие в воде абразивных частиц, ржавчины, мелкодисперсных включений могут вызвать сбой в работе системы и вызвать появление осадка, который станет причиной возникновения коррозии и биозаражения. Уровень нерастворимых загрязнений допустим не больше 0,1 г/л

Меры безопасности при приготовлении и применении СОЖ

Основными условиями безопасности при смешивании СОЖ являются:

  • Уровень вентиляции помещений, в которых используются СОЖ должен соответствовать ГОСТ 59972 Р 2021 Национального Стандарта Российской Федерации

  • На станках и агрегатах, требуется установить защитное оборудование и подвести местную вентиляцию

  • Персонал, работающий с растворами, должен быть обеспечен спецодеждой, защищающей от агрессивного воздействия СОЖ 

  • Для смешивании воды и концентрата сотрудники должны руководствоваться технической документацией по приготовлению СОЖ, в которой указаны правила приготовления составов для различной концентрации

Как правильно хранить СОЖ

Масляные СОЖ – стабильные растворы, которые при обеспечении условий могут без потери качества хранится несколько лет.

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

Тара для хранения должна быть чистая, без посторонних примесей. Нельзя хранить СОЖ в оцинкованной таре – цинк может вступить в реакцию. Емкость для хранения должна быть изготовлена из устойчивых к коррозии материалов, обеспечивать герметичность и иметь маркировку. После отлива части жидкости емкость нужно плотно закрывать во избежание попадания влаги и загрязнения. 

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


Нарушение температурного хранения может повлиять на однородность СОЖ. При длительном понижении температуры необходимо перемешивать жидкость перед отбором.


Не допускать замораживания. При продолжительном хранении смазочно-охлаждающих жидкостей в помещении с минусовой температурой рабочие свойства эмульсии будут утрачены. При нарушении условий хранения перед использованием СОЖ нужно выполнить контроль основных характеристик раствора. 

Контроль основных характеристик и свойств СОЖ

Мониторинг характеристик и свойств СОЖ производится по нескольким параметрам и следующими методами: 

  • Объем поддерживается согласно техническим данным системы СОЖ

  • Запах и цвет – визуально и органолептически 

  • Температура – термометром или пирометром

  • Осадок и отложения – визуально

  • Концентрация – рефрактометром (промышленным, стационарным или портативным)

  • pH – электрохимическим методом, с помощью индикаторной бумаги

  • Антикоррозийность – тест стружка-фильтр

  • Бактерии, грибки –тест-полоски, метод ТТХ

  • Проводимость – кондуктометрически (метод электрохимического анализа)

  • Жесткость – тест-полоски ГОСТ 4151-72 

  • Постороннее масло – отстаивание 24 часа

  • Хлориды, нитраты, нитриты – тест-полоски, титриметрическое определение 

Благодаря своевременному контролю смазочно-охлаждающей жидкости можно продлить срок службы раствора в системе. 

Применение СОЖ 

В зависимости от способа обработки, твердости материалов инструмента и обрабатываемой детали, скоростных режимов, способа подачи в зону резания потребуются различные эмульсии. Смазочно-охлаждающая жидкость должна решать задачи в зависимости от условий обработки. Концентрация, способ подачи и наличие присадок обеспечивают разные рабочие характеристики СОЖ. 

Выбрать СОЖ для конкретного технологического процесса можно по рекомендации консультанта компании-изготовителя.

Меры безопасности при работе с СОЖ

Правила, обеспечивающие безопасность применения СОЖ на предприятиях регламентируются Санитарными правилами при работе со смазочно-охлаждающими жидкостями и технологическими смазками и должны выполняться всеми промышленными предприятиями и организациями, использующих СОЖ и ТС.


СОЖ

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

Замена смазочно-охлаждающей жидкости в системе

Если пробы жидкости в системе говорят о невозможности восстановить ее необходимые для обеспечения стабильности технологического процесса характеристики, то следует произвести ее полную замену. 

Порядок замены раствора в системе такой:

  • Залейте в систему очиститель, при этом не сливайте отработанную СОЖ

  • Слейте старый раствор и очистите оборудование от остатков загрязнений, стружки и осадка ветошью.

  • Заполните систему 0,5% раствором промывочной эмульсии до минимальной отметки и обеспечьте ее циркуляцию в течение часа

  • Слейте промывочную эмульсию и оцените ее состояние. Промывку повторите несколько раз до тех пор, пока система не очистится

  • Залейте свежую эмульсию в систему

  • Проверьте концентрацию рефрактометром

Утилизация отработанной СОЖ

Утилизация СОЖ – это зона ответственности предприятия их использующего. Без дополнительных мер отработанные смазочно-охлаждающие жидкости не разлагаются и, не утилизированные должным образом, наносят непоправимый вред окружающей природе. 


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


Предприятия, имеющие источники загрязнения должны стоять на учете в Роспотребнадзоре. При непостановке на учет, сокрытии или уменьшении объемов источников загрязнения на предприятие налагается штраф. 

Методы утилизации сводятся к термическому, химическому способам и мембранной очистке. 

Термический способ предполагает выпаривание воды и утилизацию осадка. Подходит для всех типов СОЖ.

Химический способ означает расслоение отработки с помощью электролитов. Осадок отстаивается и его удаляют из жидкости для утилизации.

Мембранная очистка – это пропускание жидкости через полупроницаемые мембраны. Вода проходит через мембраны, а масло и продукты загрязнения фильтруются.

Если объем отходов небольшой и организовывать собственный участок переработки отходов невыгодно, имеет смысл воспользоваться услугами специализированных компаний.