Техподдержка Контроль параметров смазочных материалов Мониторинг соостояния смазочных материалов Мониторинг СОЖ Методики контроля СОЖМетодики контроля СОЖ
Разработана оценка изменений эксплуатационных свойств СОЖ в процессе их использования с возможностью более эффективного применения. Систематизированы методы оценки эксплуатационных свойств водорастворимых СОЖ и приведены методики контроля ряда показателей этих свойств в процессе эксплуатации рабочих растворов и эмульсий СОЖ.
Предложены практические рекомендации по испытаниям СОЖ в условиях соответствующим их различным эксплуатационным показателям.
1. Введение:
Ассортимент выпускаемых в настоящее время промышленностью товарных СОЖ ни по качеству, ни по объёму не удовлетворяет современным требованиям машиностроения и металлообработки. Поэтому исследования эксплуатационных свойств водосмешиваемых СОЖ и разработка на их основе мероприятий по корректировке качества рабочих эмульсий (растворов) создаёт условия для более эффективного их использования. Оценка эксплуатационных свойств СОЖ производится на стадии разработки новых композиций при моделировании условий их применения (наличие солей жёсткости воды, минерального масла, механических примесей и др.). Качество выпускаемых эмульсий (растворов) СОЖ проверяется методами текущего контроля с целью своевременной корректировки составов эмульгаторами, ингибиторами коррозии, бактерицидами и другими способами в процессе их эксплуатации. Оценка эксплуатационных свойств водосмешиваемых СОЖ играет решающую роль в эффективности и рентабельности использования как СОЖ и вспомогательных продуктов, так и металлов, инструментов и металлообрабатывающего оборудования
| # п/п |
Характеристика показателя | ГОСТ | Метод определения | Способы корректировки свойств технологической среды |
| 1. | Внешний вид (цвет и однородность) свидетельствует о степени "старения" СОЖ, качестве приготовления рабочих составов и т.д. | 6243-75 | Визуальный осмотр | Выдача рекомендаций по корректировке производится взависимости от других показателей технологической среды. |
| 2. | Запах (специфический, гнилостный и т.д.) характеризует наличие нежелательных при месей, бактерий или грибное поражение технологической среды. Ухудшает условия труда персонала. | 6243-75 | Органолептический | При появлении гнилостного запаха производится уточнение степени биопоражения, добавление биоцида или дезодоранта. При отсутствии эффективности принятых мер необходимы слив СОЖ, мойка и дезинфекция оборудования |
| 3. | Концентрация (% мас.) - это содержание концентрата СОЖ в рабочем растворе или эмульсии, выраженной в процентах. Характеризует соответствие требованиям нормативно-технической документации для СОЖ. При заниженной величине возможна коррозия металла в СОЖ.Завышенная концентрация может привести к раздражению кожи работающихи и перерасходу СОЖ. | Инстр. ВНИИПК нефтехим, УДК621 9.079 1991г. | Рефрактометрический или кислотный | Добавление воды или разбавленного концентрата с последующей обязательной проверкой концентрации |
| 4. | Инородное масло (% об.)свидетельствует о попадании смазки гидравлических систем в СОЖ в результате некачественных уплотнений, резиновых прокладок или разрушении данного сорта(марки) резины уплотнений.При содержании инородного масла более 2% может увеличиться микробопоражаемость, понизится рН и появиться коррозия металла.Характеризует экономичность применения СОЖ на оборудoвании с большой утечкой гидравлических масел | Методика ВНИИПК нефтехим | Приготовление серии растворовили эмульсий СОЖ с добавлением масла и оценка их свойств. | Отстаивание среды, удаление отслоившегося масла и замена уплотнений с подбором устойчивого к данной СОЖ сорта резины. |
| 5. | Механические примеси(% мас) характеризуют попадание отходов металлообработки в СОЖ, которые могут воздействовать с активными компонентами СОЖ и влиять на технологические показатели качества(чистота, шероховатость и т.д.) | Методика ВНИИПК нефтехим | Приготовление серии растворов с добавлением мех. примесей(от 0,1 до 30% мас.) и оценка их свойств. | Удаление механических примесей отстаиванием фильтрацией,центрифугированием или другим способом. При отсутствии эффекта от принятых мер необходима остановка и очистка систем приготовления и подачи СОЖ. |
| 6. | Защитные свойства технологической среды(сутки/балл)характеризует способность СОЖ предохранять материал от коррози в условиях повышенной влажности и при межоперационном хранении деталей.Показатель позволяет прогнозировать срок межоперационного хранения деталей после обработки. | ТУ 38.1199-74 "Жидкость "СОЖ" Укринол-4" | Визуальный осмотр чугунных пластинок после их окунания в раствор или эмульсию и выдерживания во влаготе-рмостатической камере в течении 30-ти суток. | При удовлетворительных защитных свойствах необходимо соблюдение условий межоперационного хранения (влажность, длительность хранения). При отсутствии защитных свойств производится консервация деталей на необходимый срок межоперационного хранения или используется вспомогательные антикоррозийные присадки к рабочим эмульсиям или растворам. |
| 7. | Коррозионная активность характеризует степень коррозии оборудования и обрабатываемого металла под воздействием СОЖ. | 6243-75 п.2.1 | Визуальный осмотр поверхности чугунной пластинки после нанесения на неё 3% раствора и выдерживания её в течении 4 часов | Добавление корректирующего пакета присадок после удаления биопоражённости СОЖ или добавление 20-30%-ной свежеприготовленной эмульсии или раствора СОЖ. |
| 8. | Возможно появление коррозии в результате взаимодействия металла с кислородом, водой и с активными компонентами СОЖ, а так же воздействия продуктов жизнедеятельности микроорганизмов, например, бактерий или грибов. | 6243-75 п.2.2 | Визуальный осмотр поверхности стальной и чугунной стружки после выдерживания их с 3% р-ром СОЖ в течении 168 часов во влажной камере | То же |
| 9. | Степень разрушения лакокрасочных покрытий (ЛКП) (сутки/балл). Показатель позволяет прогнозировать периодичность подкраски оборудования, контактирующего с СОЖ. | Методика ВНИИПК нефтехим | Визуальный осмотр поверхности лакокрасочного покрытия после циклического полива раствором или эмульсией СОЖ в течении 30 суток. Оценка времени изменений (нарушение пигментации растворение ЛКМ, следы коррозии металла) по 6-бальной шкале. | При повреждении нитроцеллюлозных покрытий рекомендуется замена их покрытиями, более устойчивыми к щелочным средам. |
| 10. | Степень набухания резины (% мас.) характеризует увеличение объёмов резиновых уплотнений и деталей циркуляционных систем при контакте с технологической средой в течении 30 суток. Позволяет прогнозировать периодичность замены резиновых ьпрокладок контактирующих с СОЖ. | Методика ВНИИПК нефтехим | Весовое определение увеличения массы резины после выдерживания её в СОЖ в течении 30 суток. | При повышенной степени набухания резины необходимо увеличение периодичности замены резиновых прокладок. |
| 11. | Кратность и стойкость пены (куб.см/куб.см)представляет собой количественный критерий пенообразующей способности эмульсий СОЖ в процессе её приготовления ти эксплуатации. Кратность пены свидетельствует о пред полагаемом объёме пены на рабочем месте в момент приготовления эмульсии СОЖ. Стойкость пены характеризует способность пенного столба СОЖ к сохранению в нём жидкости. | ТУ 38.101197-82. Масло эмульгируемое "Укринол-1" п.3.6. | Продувание определёного объёма воздуха в течении 5мин. её отстоя. | Увеличение жёсткости воды, концентрации СОЖ или добавление пеногасителя. |
| 12. | Моющие свойства (% мас) характеризуют качество отмывки деталей, а также поверхности систем циркуляции СОЖ от масла, металлической стружки и пыли при металлообработке. При отсутствии моющих свойств или при их низких значениях возможно "засаливание" инструмента, налипание стружки и масла на обрабатываемые детали, образование плёнок и маслянистых загрязнений на по верхности циркуляционных систем. При завышенных показателях моющего действия ухудшаются смазочные свойства СОЖ. | Методика ВНИИПК нефтехим. | Приготовление серии эмульсий или р-ров СОЖ на воде жёсткостью от 2 до 44 мг-экв/л и оценка свойств в течении 7-10 суток. | При завышенных показателях жёсткости воды на предприятии необходимо умягчение воды содой или разбавление конденсатом, при заниженных показателях - разбавление расчётных количеств солей кальция или магния. |
Для эффективного и своевременного контроля и корректировки показателей эксплуатационных свойств СОЖ были созданы экспресс-методы оценки этих свойств.
2. Основные показатели эксплуатационных свойств СОЖ и их взаимосвязь:
Для получения эмульсий (растворов) СОЖ высокого качества необходимо строгое соответствие физико-химических свойств концентрата СОЖ показателям технических условий. Технические условия на каждую СОЖ включают в себя перечень показателей качества концентрата и свежеприготовленного водного раствора или эмульсии СОЖ, которые являются обязательными для оценки пригодности партии СОЖ, поступившей потребителю.
В таблице 1 приведён перечень показателей свойств концентратов водосмешиваемых СОЖ и методов оценки их качества, используемых при так называемом входном контроле.
Большое влияние на производительность процесса металлообработки и срок службы водосмешиваемых СОЖ оказывают эксплуатационные свойства растворов (эмульсий) СОЖ приготовленных из концентратов водосмешиваемых СОЖ.
Нормативные показатели эксплуатационных свойств СОЖ разрабатываются на основе изучения изменения этих свойств при моделировании производственных условий эксплуатации СОЖ в лабораторных испытаниях, а также изучения процессов "старения" СОЖ в процессе эксплуатации с учётом статистической обработки экспериментальных данных. При этом учитывают возможные изменения свойств концентрата СОЖ в процессе его транспортировки, хранения, а также свойств рабочих эмульсий и растворов в условиях их эксплуатации при взаимодействии составляющих их компонентов с металлами, смазками направляющих и гидравлических систем станков, солями жёсткости воды, лакокрасочными покрытиями оборудования, микроорганизмами, бактерицидами, моющими растворами и в зависимости от других факторов.
- Развитие процессов старения при эксплуатации водных смазочно-охлаждающих жидкостей // Румянцева Т.А., Чугай Г.Н., Караулов А.К // Химия и технология применения новых смазочных материалов.М.,1979.-С.44-48.
- Основные показатели эксплуатационных свойств водосмешиваемых смазочно-охлаждающих жидкостей // Румянцева Т.А., Поляков А.Н. // Смаззочно-охлаждающие технологические среды.М., 1982. - С.117-122.
Сведения об эксплуатационных свойствах СОЖ позволяют прогнозировать срок их службы и уменьшить издержки производства при эксплуатации рабочих растворов и эмульсий СОЖ.
- Основные показатели эксплуатационных свойств водосмешиваемых смазочно-охлаждающих жидкостей / Румянцева Т.А., Поляков А.Н. // Смаззочно-охлаждающие технологические среды.М., 1982. - С.117-122. )
Эксплуатационные свойства СОЖ проявляются в конкретных условиях их применения при выполнении той или иной технологической операции обработки металлов. Например, в зависимости от вида металлообработки рекомендуемая концентрация эмульсии СОЖ колеблется от 1 до 10% и соответственно изменяются показатели её эксплуатационных свойств (внешний вид, цвет, способность к пенообразованию и др. На показатели других эксплуатационных свойств, в том числе коррозионную агрессивность, защитные свойства эмульсии и др., оказывает влияние большое число факторов: природа обрабатываемого металла, конфигурация деталей, влажность, температура окружающей среды и другие условия производства.
На эксплуатационные свойства СОЖ в значительной степени влияет также ряд дополнительных факторов: правильный выбор вида СОЖ, условия транспортировки и хранения концентрата СОЖ и рабочих эмульсий и раст воров, соответствие физико-химических и эксплуатационных свойств новой парртии СОЖ нормируемым показателям, водоподготовка, условия приготов ления рабочих эмульсий и растворов СОЖ, наличие текущего контроля и корректировки свойств рабочих эмульсий и растворов СОЖ и др.
При выборе СОЖ учитывают следующее: объём (количество) баков (эмульсоварок) для СОЖ; наличие аэрации; наличие (тип) фильтрующих устройств; конструкционные особенности системы циркуляции СОЖ (автоматические линии, станки с индивидуальным охлаждением, наличие застойных зон и т.д., расстояние от программирующих устройств до рабочей зоны); наличие склада для хранения нефтепродуктов; температуру хранения в зимний и летний периоды; наличие ёмкости для хранения биоцидных присадок и моюще-дезинфицирующих средств (МДС); марку лакокрасочного покрытия оборудования, контактирующего с раствором и аэрозолем СОЖ; марку резины в уплотнениях, контактирующих с СОЖ; марку гидравлических масел; жесткость воды для приготовления эмульсий в зимний и летний периоды; ориентировочный срок (условия) хранения деталей после металлообработки; марку металла; вид металлообработки; необходимый и фактический срок службы водосмешиваемых СОЖ; мероприятия по улучшению эксплуатационных свойств СОЖ (наличие моющих средств, биоцидов, физические методы борьбы с биоповреждением СОЖ - циркуляция эмульсии, пастеризация и др.); принятые на предприятии основные показатели СОЖ для слива на утилизацию (рН, коррозия, запах, плёнкообразование, расслоение и т.д); наличие устройств утилизации отработанных растворов; годовую потребность предприятия в водосмешиваемых СОЖ (эмульсионных, синтетических, полусинтетических, масляных); полезный фонд рабочего времени оборудования (количество работы в сутки) и т.д. 6-8
При длительном циркулировании водосмешиваемых СОЖ изменяются показатели их эксплуатационных свойств, уменьшается концентрация компонентов и повышается загрязнённость систем. Например, в системах СОЖ, содержащих нитрит натрия как ингибитор коррозии, его концентрация постепенно снижается. При этом скорость уменьшения концентрации зависит от степени "старения" рабочей эмульсии и от типа применяемого бактерицида. Так, скорость уменьшения концентрации ингибитора коррозии (скорость его "срабатывания") значительно больше в рабочей эмульсии, в которой произведена корректировка концентрации компонентов и её свойств добавлением концентрата или пакета присадок, по сравнению с тем же показателем в свежеприготовленной эмульсии. В присутствии фурацилина скорость уменьшения концентрации нитрита натрия значительно меньше, чем при использовании бактерицида "Вазин".
В процессе эксплуатации уменьшается концентрация и других компонентов СОЖ: эмульгаторов - в результате их экстракции "инородным" маслом, аминов - из-за их взаимодействия с солями жёсткости воды, многих компонентов СОЖ - в результате постепенного объединения их в кинетически неустойчивые агрегаты с последующим выпадением в осадок.
Из-за необратимых изменений в сбалансированной (первоначально) системе СОЖ происходит изменение эксплуатационных свойств ("старение" системы), и она перестаёт выполнять свои технологические функции.
Замедление процесса "старения" эмульсий и растворов СОЖ достигается своевременной корректировкой показателей их качества (эксплуатационных свойств) на основе данных текущего контроля свойств.
От эксплуатационных свойств СОЖ, условий их применения и организации выполнения необходимых мероприятий для поддержания показателей этих свойств в допустимых пределах и рационального использования рабочей эмульсии зависит время, в течении которого значения физико-химических и технологических характеристик рабочих эмульсий не выходят за допустимые пределы - срок службы СОЖ на конкретном предприятии.
3. Текущий контроль качества и корректировка показателей эксплуатационных свойств рабочих растворов и эмульсий СОЖ:
Регулярный текущий контроль и своевременная корректировка физико-химических и микробиологических показателей рабочих эмульсий и растворов способствуют повышению эффективности применения СОЖ, удлинению срока службы и сокращению их расхода, улучшению технологических свойств.
При циркуляции СОЖ в централизованных системах контролируют концентрацию, рН, общее содержание микроорганизмов, "инородного" масла и механических примесей, антикоррозионные свойства, склонность к пенообразованию и т.д.
При использовании СОЖ в станках с индивидуальной системой охлаждения перечень контролируемых показателей меньше и в основном ограничивается органолептическими показателями (внешний вид, запах, однородность). Например, синевато-белый оттенок рабочей эмульсии по сравнению с молочно-белым цветом свежеприготовленной эмульсии свидетельствует о заниженной концентрации СОЖ в ней, белый цвет с жёлтым или коричневым оттенком - о наличии в эмульсии инородного масла, серый оттенок - о включении примесей металла.
Неоднородность эмульсии свидетельствует о значительном присутствии "инородного" масла, а появление гнилостного (сероводородного) запаха - о поражении СОЖ бактериями. Органолептические показатели СОЖ контролируют ежедневно, а полный анализ.
