Металлообработка. Как правильно работать со смазочно-охлаждающими жидкостями

В последние годы металлообрабатывающие предприятия убедились в том, насколько важное место занимают смазочно-охлаждающие жидкости в производственном процессе. Этому способствовали многие факторы: использование более трудоемких в обработке металлов, развитие и усложнение технологий обработки, а также стремление машиностроительных заводов к повышению продуктивности и сокращению расходов.

Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) выполняют три основные функции:

• Смазывание области контакта стружки и инструмента, инструмента и заготовки для уменьшения трения, увеличения срока службы инструмента и повышения качества обработки поверхности заготовки.
• Охлаждение заготовки и инструмента для отвода тепла из зоны резания, предотвращения сваривания стружки и инструмента, повышения точности обработки.
• Промывка и удаление металлической стружки из зоны резания.

Существует два типа смазочно-охлаждающих жидкостей:

Масляные СОЖ, которые не надо смешивать с водой, их используют при выполнении таких операций, как сверление и нарезание резьбы на заготовках из высоколегированных сталей, что не входит в область стандартного применения водосмешиваемых СОЖ. Продукты с оптимальным составом могут повысить качество обработки деталей на высокоскоростных станках-автоматах благодаря обеспечению наилучших рабочих характеристик в процессе резки, снижению износа оборудования и повышению качества обработки поверхности. Специалистам по техническому обслуживанию необходимо выбирать продукты, которые:

• максимально прозрачны, что обеспечивает хороший обзор обрабатываемой детали;
• препятствуют образованию масляного тумана, позволяя соблюдать требования по охране труда и гарантируя безопасное использование продукта;
• не содержат хлора, что снижает угрозу окружающей среде, но без ущерба эффективности смазывания и качеству механической обработки.

Водосмешиваемые СОЖ – в отличие от масляных СОЖ поставляются в виде концентрата, который перед использованием должен быть разбавлен водой непосредственно в механических мастерских. Оптимальная работоспособность водосмешиваемой СОЖ достигается благодаря постоянному сотрудничеству между поставщиком смазочных материалов и представителями механических мастерских с целью повышения производительности и предотвращения незапланированных простоев.

Во-первых, представители механических мастерских совместно с поставщиком смазочных материалов должны определить наиболее подходящий тип водосмешиваемой СОЖ для конкретных условий применения. Существует три типа водосмешиваемых концентратов СОЖ с различными эксплуатационными характеристиками:

• эмульгирующаяся (эмульсол) или обычная – концентрат СОЖ с высоким содержанием масла (60-75%), после разбавления водой образует грубую эмульсию молочного вида;
• полусинтетическая – концентрат СОЖ с низким или средним содержанием масла (10-50%), при смешивании с водой образует полупрозрачную микроэмульсию;
• синтетическая – концентрат СОЖ, не содержащий масла, образует с водой чистый химический раствор, обычно используется при шлифовании.

Во-вторых, крайне важно подобрать оптимальный уровень концентрации для конкретных операций по обработке с учетом типа металла. Правильная концентрация (обычно от 3% до 10%) обеспечивает оптимальные эксплуатационные характеристики жидкости. Например, если рекомендуемая концентрация составляет 5%, это означает, что данная жидкость была специально разработана, чтобы обеспечить стопроцентную защиту и эффективность обработки именно при такой концентрации. Даже если разница между фактической и рекомендуемой концентрациями составляет всего 1%, в рабочей жидкости будет на 20% больше или меньше присадок. Слишком высокая концентрация может вызвать такие проблемы, как раздражение кожи у рабочих, вспенивание и плохую фильтрацию жидкости. Слишком низкая концентрация также может привести к серьезным проблемам: размножению бактерий, коррозии и снижению качества обработки поверхности.

Кроме того, при использовании жидкостей в обрабатывающих станках неизбежно происходит смешение различных масел для направляющих скольжения и гидравлики с СОЖ. Необходимо использовать смазочные материалы, которые полностью совместимы с водосмешиваемой СОЖ, что поможет устранить накопление «захваченного масла». «Захваченное масло» может существенно снизить эффективность СОЖ и сократить срок ее службы. Высококачественные, совместимые с маслами, рабочие жидкости для металлообрабатывающих станков должны использоваться в сочетании с регулярным удалением максимально возможного количества «захваченного масла» скиммером (маслоснимателем с поверхности), что помогает продлить срок службы рабочей жидкости и избежать других потенциальных угроз производительности, здоровью и безопасности рабочих.

Обеспечение максимальной продуктивности невозможно без непрерывного мониторинга

После того как правильный тип СОЖ и рабочая концентрация были выбраны, крайне важно постоянно контролировать состояние жидкости. Необходимо отслеживать четыре параметра: концентрацию жидкости, уровень рН, количество бактерий и грибков, концентрацию растворенных солей и жесткость жидкости. Концентрация жидкости является наиболее важным контрольным фактором, ее необходимо проверять и регистрировать уровень. Уровень рН должен составлять 8,3-9,5.

В процессе эксплуатации охлаждающей жидкости ее концентрация может существенно меняться из-за испарения воды в результате выделения тепла во время резки, а также из-за потерь вследствие циркуляции под высоким давлением. Поэтому необходим тщательный ежедневный контроль, по результатам которого проводятся мероприятия, направленные на устранение выявленных проблем. Недостаточно просто оценить и добавить нужное для восстановления количество воды или концентрата. Это может привести к таким проблемам, как снижение показателя рН и повышение бактериальной активности, что сокращает срок службы рабочей жидкости, снижает качество продукции и увеличивает расходы.

Следующие процедуры желательно проводить ежедневно или еженедельно:

• проверка концентрации рабочей жидкости при помощи рефрактометра в начале каждого рабочего дня или смены;
• проверка показателя рН при помощи рН-метра или лакмусовой бумаги в начале каждого рабочего дня или смены;
• еженедельная проверка жесткости разбавленной воды и охлаждающей жидкости при помощи индикаторных полос;
• еженедельное удаление максимально возможного количества «захваченного масла» после отстаивания рабочей жидкости в течение часа;
• пополнение системы исключительно разбавленной в нужной концентрации СОЖ, а не водой;
• ведение тщательного учета параметров охлаждающей жидкости с использованием графиков, в случае необходимости следует незамедлительно предпринимать корректирующие меры.

Следуя этим рекомендациям, предприятия смогут увеличить общую эффективность и обеспечить максимальную производительность.

 Внимание!

• Не используйте воду из потенциально зараженных бактериями источников – пожарный шланг, скважина, расширительный бак и т.д.
• Не заправляйте загрязненные системы станков чистой смазочно-охлаждающей рабочей жидкостью. Не пренебрегайте средствами очистки систем и рекомендованной процедурой очистки.
• Не допускайте длительного простоя станков, полностью заправленных рабочей жидкостью, особенно когда системы загрязнены «захваченным маслом».
• Не используйте технологические жидкости дольше их срока службы.
• Не осуществляйте приготовление рабочей жидкости в грязных или оцинкованных контейнерах.
• Не доливайте в систему воду. Используйте приготовленную смесь концентрата с водой.
• Не принимайте пищу, не пейте и не курите возле станков.
• Не используйте концентраты СОЖ, срок хранения которых истек.

Текст Умут Уркун (Umut Urkun), специалист по маркетингу департамента индустриальных масел (Европа, Африка и Ближний Восток), ExxonMobil Lubricants and Specialties