здесь мы будем печатать статьи, делиться новостями и новыми проектами

Водосмешиваемые смазочно-охлаждающие жидкости требуют более тщательного контроля по сравнению с масляными. Вызвано это тем, что в их составе может содержаться до 99% воды. Трудно переоценить влияние состояния какого-либо компонента на технологические и эксплуатационные характеристики всей смеси, если концентрация этого компонента может достигать 99%. Именно поэтому мы считаем вполне обоснованным написание отдельной статьи об этом удивительном веществе.

Данный материал, в отличие от множества вышедших статей, изданий и даже фильмов о воде, носит не такой обширный характер, а является довольно узконаправленным и прагматичным. Нас интересует, как вода влияет на рабочую жидкость, и, если это влияние негативно, как его снизить или по возможности устранить в условиях предприятия. Итак, чтобы быть уверенными в том, что СОЖ будет выполнять все заявленные функции в течение максимально возможного периода, необходимо понять, что и в каком количестве, кроме молекул Н2О, содержит в себе вода, поступающая в цех металлообработки. Причем обрести это понимание желательно еще до подбора соответствующего технологическому процессу концентрата продукта.
В условиях предприятия можно и нужно измерить следующие физико-химические характеристики воды: 

  • общую жесткость;
  • водородный показатель рН;
  • электропроводность;
  • общее количество бактерий и грибков.

Рассмотрим каждую из перечисленных характеристик несколько подробнее.

Общая жесткость воды 

Общая жесткость воды отражает суммарное содержание растворенных в воде солей кальция, магния и, в некоторой степени, железа. БлогСамый простой способ измерения жесткости воды – индикаторные полоски со специальным покрытием, изменяющим цвет согласно содержанию в жидкости перечисленных солей. Точность измерения таким путем невелика, однако этой точности вполне достаточно для выбора СОЖ как «кандидата» на испытания или для принятия решения о корректирующих действиях в отношении этого параметра. Для получения более точных результатов без привлечения специализированной лаборатории не обойтись. Отметим, что в настоящее время предлагается множество вариантов относительно недорогих портативных приборов, так называемых солемеров и TDS-метров (TDS – Total Dissolved Solids – общее количество растворенных в воде веществ). Они непригодны для определения общей жесткости воды, поскольку «не отличают» соли жесткости от других солей и иных растворенных веществ.                                                                                                                                                                                                            Слишком жесткая вода способствует возникновению коррозии и снижает эффективность эмульгаторов, что может спровоцировать дестабилизацию
(разделение на фазы) эмульсии, а также образование как трудноудаляемых твердых, так и мазеобразных отложений. Слишком мягкая вода может
вызвать повышенное пенообразование. Каждая водосмешиваемая СОЖ рассчитана на определенный диапазон жесткости воды. Причем, производители могут пользоваться различными единицами измерения или эквивалентами. Для удобства мы сделали таблицу, с помощью которой можно пересчитать одни единицы в другие. В большинстве регионов нашей страны вода средней жесткости или жесткая. Проблема в том, что соли жесткости накапливаются в системе подачи СОЖ, регулярно поступая вместе с жидкостью, доливаемой  в качестве компенсации расхода на выпаривание
воды или уно
Блогса СОЖ со стружкой. На практике мы наблюдали ситуации, когда при начальной общей жесткости воды порядка 250 ppm CaCO3 (средняя жесткость), через шесть месяцев работы количество накопившихся солей жесткости составляло 1270 ppm CaCO3. С таким количеством справится далеко не каждая СОЖ. Именно поэтому, по результатам анализа воды на производстве мы часто рекомендуем нашим Заказчикам организовать в цехе водоподготовку. Это могут быть промышленные системы обратного осмоса или ионообменные колонны. Мы готовы помочь Вам с оценкой целесообразности водоподготовки и с выбором системы. Повысить общую жесткость воды значительно проще. Необходимо добавить в воду специальные реагенты, например, кальциевую соль уксусной кислоты (ацетат кальция). Причем, в большинстве случаев достаточно всего десятых долей процента этого вещества от объема системы.

Водородный показатель рН

БлогВодородный показатель рН – это мера активности ионов водорода в жидкости, которая количественно выражает ее кислотность. Определяется рН количественным соотношением в воде ионов Н+ и ОН–. Если в жидкости пониженное содержание свободных ионов водорода (H+) по сравнению с ионами гидроксида (ОН–), то она будет иметь щелочную реакцию (рН > 7). А при повышенном содержании ионов Н+ реакция будет кислой. (рН < 7). У условно питьевой водопроводной воды этот показатель обычно около семи единиц, то есть реакция нейтральная. Для измерения рН имеются относительно недорогие портативные электронные приборы. Менее точный, но более доступный способ – применение тест-полосок, однако мы рекомендуем все же использовать электронный прибор. Ведь, помимо измерения «начального» рН, вам потребуется регулярно контролировать этот параметр на протяжении всего периода эксплуатации СОЖ, а для этих целей точности полосок недостаточно. Желательно, чтобы значение водородного показателя используемой воды находилось в диапазоне от 6,5 до 7,5. Если оно отклоняется от этого диапазона в сторону увеличения кислотности, щелочной буфер СОЖ частично потеряет свою активность еще до начала работы продукта. В результате СОЖ будет иметь меньший запас веществ, нейтрализующих кислые продукты жизнедеятельности бактерий. 

Электропроводность

кондуктометр СОЖЭлектропроводность показывает общее количество всех электролитов в жидкости, в том числе солей жесткости. Электролиты проводят электрический ток, поэтому следствием их высокого содержания в жидкости может стать электрохимическая коррозия. Кроме того, на эмульгаторы негативно влияют не только соли жесткости, но и другие соли, ионы которых могут реагировать с ионными эмульгаторами, «выключая» их из работы. В конечном итоге, это может привести к разделению эмульсии на водную и масляную фазы, а значит, к необходимости ее замены. Для целей контроля качества воды для приготовления СОЖ и мониторинга состояния самой СОЖ вполне подходят недорогие портативные приборы, . Поскольку и жесткость, и электропроводность в сущности показывают содержание ионов солей, методы коррекции этих характеристик совпадают. Отметим только, что повышение электропроводности в нашем случае приводит только к негативным результатам.

Количество бактерий и грибков

бактериальное поражение СОЖКоличество бактерий и грибков измеряется путем посева на специальных питательных средах на основе агара, нанесенных на удобные для использования приспособления, так называемые дип-слайды. Определение этого параметра особенно важно, если для приготовления рабочей эмульсии предполагается забор воды из природных источников, а не из водопроводной сети. Количество бактерий и грибков в смазочно-охлаждающей жидкости напрямую влияет на срок ее эксплуатации, поэтому измерение начальных значений нельзя игнорировать. Если число бактерий и/или грибков превышает норму, необходимо провести обработку воды бактерицидом и/или фунгицидом. В любом случае забор воды для приготовления СОЖ лучше производить из водопроводной сети. Основываясь на опыте, можно с абсолютной уверенностью сказать, что каждый участок металлообработки требует индивидуального подхода в отношении выбора СОЖ, ее приготовления, мониторинга и сервиса. Именно поэтому мы всегда готовы помочь заказчикам на каждом этапе эксплуатации жидкостей. Обратите внимание, что каждый из рассмотренных параметров равнозначен по важности и, в большей или меньшей степени, влияет на остальные, изменяясь в процессе работы уже готового продукта. 

Сервис СОЖ включает в себя одну, но самую важную операцию. Эта операция закладывает основу для полной реализации потенциала, заложенного в СОЖ производителем. Мы имеем в виду тщательную очистку и дезинфекцию систем подачи СОЖ с последующим их заполнением правильно приготовленной эмульсией в точно выверенной концентрации. Одна только эта сервисная операция может увеличить срок службы жидкости до двух раз. Ее можно проводить по разному. Можно вычерпать отработанную жидкость ведрами, а затем, вооружившись скребками, совками и лопатами выгрести шлам, биоматериал и различные отложения, после чего приготовить эмульсию или раствор прямо в баке станка. Это тоже будет замена СОЖ. Можно добавить к процессу кое-какое оборудование, например мойку высокого давления – в этом случае результат будет лучше, но все еще далек от максимально возможного. Мы выполняем эту операцию на специально предназначенном для этого оборудовании и руками людей, которые умеют пользоваться этим оборудованием и знают, что делают, поскольку имеют опыт в своем деле.

Это наш сервисный фургон, который вы увидите на территории вашего завода если обратитесь к нам. Он сам по себе получился весьма эффектный, согласитесь, но суть не в этом. Внутри него лучшее на наш взгляд оборудование для откачки жидкости, очистки и дезинфекции системы подачи и приготовления эмульсии. Кроме прочих выгод, это говорит о сроках выполнения работ. С таким оборудованием сроки сокращаются в разы.

сервисный фургон сож сервисный фургон сож 3 сервисный фургон сож 2

Конференция СОЖНа прошлой неделе (24.05 — 28.05) состоялось одно из главных событий года в машиностроительной отрасли:                              выставка «МЕТАЛЛООБРАБОТКА 2021».          
В рамках этой выставки ежегодно проводится конференция, имеющая непосредственное отношение к смазочным материалам. Она носит название «Индустриальные масла и СОЖ в металлургии, металлообработке и машиностроении – 2021». Мы регулярно выступаем на этой конференции, и в этот раз наш доклад был полностью посвящен водосмешиваемым смазочно-охлаждающим жидкостям. Мы поделились нашей концепцией относительно того, как раскрыть весь потенциал, заложенный в СОЖ производителем. Рассказали о четырех составляющих максимальной эффективности в эксплуатации СОЖ, а именно: о выборе, применении, мониторинге и сервисе водосмешиваемых жидкостей. Доклад получил теплые отзывы аудитории, а мы установили довольно значимые контакты, как в рамках конференции, так и на выставке. Мы намерены и дальше развивать спектр услуг для этой категории смазочных материалов согласно требованиям рынка и ожиданиям наших Заказчиков.

Как раскрыть весь потенциал СОЖ Конференция СОЖ

 

Выбор СОЖСмазочно-охлаждающие жидкости призваны повышать эффективность металлообработки, причем настолько, чтобы обусловить возникновение и развитие целой отрасли по их разработке и производству. Звучит неплохо, однако хотелось бы понять, как оценивается эта самая эффективность, по каким показателям ? Чтобы ответить на этот вопрос, обозначим базовые функции СОЖ, которые заложены в самом названии всей группы жидкостей такого типа. СОЖ должны эффективно смазывать, то есть снижать трение между инструментом и стружкой, а также между инструментом и заготовкой. СОЖ должны эффективно охлаждать инструмент и заготовку, уносить стружку и частицы износа инструмента из зоны резания. Существует еще одна весьма важная функция: пассивирование поверхности металла путем заполнения освободившихся в процессе резания химических связей. Способность СОЖ выполнять эту функцию значительно влияет на снижение адгезионного износа инструмента и точность обработки. На основе перечисленных базовых функций СОЖ из всего множества показателей эффективности обработки металлов в целом можно выделить две группы, непосредственно касающиеся этих жидкостей. Назовем
их технологические и экономические.

Технологические показатели в основном заключаются в снижении высотных и шаговых параметров
шероховатости обработанной поверхности и повышении геометрической точности обрабатываемых деталей путем: 

  • снижения адгезионного износа инструмента и предотвращения наростообразования;
  • удаления абразивных частиц из зоны резания;
  • уменьшения деформации заготовки под действием механических нагрузок;
  • уменьшения температурных деформаций заготовки и инструмента.

Экономические показатели выглядят так:

  • увеличение стойкости инструмента и, соответственно, сокращение его расхода;
  • повышение производительности как результат увеличения подачи и скорости резания;
  • повышение производительности путем улучшения условий труда по сравнению с резанием «всухую»;
  • защита заготовки от коррозии в межоперационный период;
  • защита оборудования и оснастки от коррозии в течение всего периода эксплуатации.

Как видите, пунктов немало, при этом мы даже не затронули эксплуатационные и санитарно-гигиенические характеристики. Очевидно, что уровень и длительность проявления всех перечисленных показателей в значительной мере зависят от правильности выбора тонко настроенной смеси веществ,
которая непосредственно участвует в процессе резания. Выбор СОЖ — задача всегда индивидуальная. Здесь невозможен подбор «к продукту», то есть вопрос из разряда: «Какой продукт Y можно использовать вместо работающего сейчас продукта Х ?» в случае с любыми жидкостями для металлообработки не имеет смысла. Не существует универсальной жидкости, одинаково хорошо подходящей для всех операций, металлов, скоростей резания, операторов станков, давлений подачи и т. д., так же, как не существует абсолютно одинаковых технологических процессов.

В рамках статьи я могу обозначить лишь критерии для предварительного подбора жидкости, которая впоследствии будет допущена или не допущена к испытаниям в реальных условиях конкретного предприятия. В наше время большинство производителей с готовностью предлагают СОЖ к испытаниям, и это хорошо. Другое дело, что и производителей и продуктов сейчас на рынке в десятки раз больше, чем во времена Акволов и Укринолов, а работающее предприятие не является площадкой для экспериментов. Другими словами, прежде, чем выделять одну или несколько единиц оборудования под испытания пока неизвестной СОЖ на несколько месяцев, весьма желательно минимизировать риск выпуска брака этими выделенными единицами.
Итак, критерии следующие: обрабатываемый металл/сплав, операции обработки, а также качество воды, используемой для приготовления эмульсии
или раствора. Очевидно, что в случае с масляными (неводосмешиваемыми) СОЖ качество воды мы не рассматриваем. Начнем с обрабатываемых металлов. 

ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ МЕТАЛЛЫ

Металл, безусловно, накладывает свои требования на состав и характеристики СОЖ, и требования эти зачастую определяют ее выбор. Ниже перечислены наиболее часто встречающиеся в отрасли металлы и сплавы, расположенные по возрастанию сложности их обработки:

  • сплавы магния;
  • сплавы алюминия;
  • сплавы меди;
  • серый чугун;
  • низко- и среднелегированные стали;
  • высоколегированные стали;
  • нержавеющие стали;
  • жаропрочные стали и сплавы;
  • инструментальные стали;
  • хромоникелевые сплавы;
  • сплавы никеля и кобальта;
  • сплавы титана.

Безусловно, выше показано весьма упрощенное деление, основанное по большей части на значениях силы резания и уровне воздействия на инструмент и не учитывающее ряд факторов. Например, сплавы магния вроде бы находятся в первой строке. Однако такая позиция справедлива без учета необходимости принятия особых мер пожарной безопасности при их обработке. Серый чугун не требует высоких усилий резания и часто обрабатывается «всухую», однако гораздо эффективнее и безопаснее держать мелкую стружку, образующуюся при обработке этого металла в объеме СОЖ, а не в атмосфере рабочей зоны. Помимо этого, чугун подвержен коррозии, поэтому СОЖ должна обладать хорошими антикоррозионными свойствами. Алюминий тоже относительно легко обрабатывается, однако, являясь пластичным металлом, способен образовывать нарост на инструменте, что негативно сказывается на размерной точности детали, и СОЖ призвана решать именно эту проблему. С другой стороны, при работе с жаропрочными сплавами образование нароста маловероятно, но стойкость инструмента будет сильно зависеть от наличия и количества в СОЖ противозадирных присадок, некоторые из которых вызывают коррозию сплавов меди. Пожалуй, каждый металл или сплав достоин отдельной статьи, однако нам нужно двигаться дальше. 

ОПЕРАЦИИ ОБРАБОТКИ

Все операции металлообработки можно разделить на два направления, принципиально различающихся по воздействию на металл и связанных с ним процессов и явлений. Одно из этих направлений охватывает все операции, подразумевающие снятие определенного количества металла с заготовки
или, другими словами, операции резания. При этом существуют операции резания, изменяющие форму заготовки и условно ее не изменяющие. Перечислим основные операции этих двух типов.

Операции с изменением формы:

  • точение;
  • фрезерование;
  • пиление;
  • сверление;
  • развертывание;
  • зубофрезерование;
  • зубодолбление;
  • нарезание резьбы;
  • протягивание.

В общем случае все операции резания с изменением формы можно разделить на три категории с точки зрения энергозатрат на обработку, влияния
на инструмент и требовательности к составу СОЖ:
• легкие (точение, фрезерование);
• средней сложности (сверление, пиление, нарезание резьбы фрезой);
• тяжелые (зубофрезерование, зубодолбление, развертывание, протягивание, нарезание резьбы метчиком, глубокое сверление). 
Применительно к смазочно-охлаждающей жидкости «требовательность» выражается в необходимости добавления в состав и в количестве веществ и соединений, обеспечивающих насколько возможно мягкие условия для режима граничного трения. До определенных нагрузок эту роль выполняет непосредственно масло, а, в случае с синтетическими водосмешиваемыми СОЖ — водорастворимые полимеры. Однако в составе жидкостей для операций средней сложности и тяжелых операций мы обязательно увидим такие компоненты, как сложные эфиры, животные, растительные или синтезированные жиры, а также противоизносные и противозадирные присадки. При этом нельзя забывать об охлаждающей функции СОЖ, которая становится особенно актуальной с увеличением скорости резания.

Операции без изменения формы:

  • шлифование;
  • хонингование;
  • полирование, доводка и другие операции, которые принято называть суперфинишными.В такой операции, как шлифование, тоже можно выделить три категории:
  • легкие (плоское шлифование и шлифование двумя обращенными друг к другу кругами);
  • средней сложности (бесцентровое, внутреннее, заточка инструмента);
  • тяжелые (глубинное, профильное, резьбошлифование, шлифование канавок).

В операциях шлифования приобретают особенную актуальность такие характеристики СОЖ, как проникающая и смачивающая способность. Обусловлено это тем, что инструмент в этом случае имеет множество режущих кромок, а, значит, от жидкости требуется выполнить все свои функции в зонах резания, относительно большие поверхности которых удалены друг от друга и от места непосредственной подачи жидкости.
Выше дан краткий обзор двух основных критериев для предварительного выбора смазочно-охлаждающей жидкости. Что касается качества воды, то,
учитывая важность этой составляющей в водосмешиваемых жидкостях, мы рассмотрели этот критерий в отдельной статье: «Вода как основной компонент СОЖ».

Концентрат СОЖВ свою очередь, смазочно-охлаждающие жидкости разделяются на:
Водосмешиваемые (водоразбавляемые), представляющие собой концентраты для последующего смешивания с водой. В общем случае водосмешиваемые СОЖ бывают трех типов:

1. На основе минерального масла, процентное содержание которого в концентрате варьируется от 40% и более, образующие при смешивании с водой молочно-белые эмульсии. При этом, чем выше содержание минерального масла в составе, тем более насыщенный молочный цвет имеет эмульсия.

2. На основе минерального масла, где доля этого компонента менее 40%. Такие СОЖ часто называют «полусинтетическими», и их концентраты образуют в смеси с водой полупрозрачные эмульсии.  

3. Полностью синтетические, не содержащие минеральное масло и дающие при смешивании с водой прозрачный раствор. В основе таких СОЖ, как правило, участвуют водорастворимые полимеры, жирные спирты и т.д.

 Масляные, не предполагающие смешивание с водой. Основу таких СОЖ могут составлять различные масла: от минеральных масел до синтетических сложных эфиров. Замечу, что для одной и той же операции обработки одного и того же металла теоретически могут применяться СОЖ всех перечисленных типов. 

Однако на этом процесс выбора не заканчивается. Необходимо знать предшествующие и последующие этапы технологического процесса и их особенности на конкретном предприятии, технологические требования к готовому изделию, тип системы подачи СОЖ (централизованная или индивидуальная), требования безопасности и охраны труда для операторов станков, возможности предприятия по утилизации отработанной СОЖ, а также множество тонкостей и деталей настройки процесса в условиях конкретного предприятия. Другими словами, правильно подобрать смазочно-охлаждающую жидкость возможно только в тесном контакте с технологами, механиками и операторами станков. 

Москва

                       +7 (495) 197-88-99                                   +7 (495) 107-71-11             test@oiltest.ru

     Фактический адрес: 125362, г. Москва,          ул. Свободы, д. 35, стр. 5, оф. 34.
Почтовый адрес: 125430, г. Москва, а/я 7  Пн.-пт. 10:00–18:00, сб. и вс. — выходные

                            +7 (343) 251-99-11                             testekat@oiltest.ru

                 Фактический адрес: 620137,                   г. Екатеринбург, улица Блюхера, д.58, этаж 3
        Почтовый адрес: 620137, г. Екатеринбург,                                 улица Блюхера, д.58                              Пн.-пт. 10:00–18:00, сб. и вс. — выходные