Смазочно-охлаждающая жидкость для металлообработки: выбор и эксплуатация. Практическое руководство
Применение современных смазочно-охлаждающих жидкостей позволяет повысить качество и точность обработки металла, увеличить продолжительность использования оснастки и инструмента, что напрямую влияет на срок окупаемости оборудования, позволяет оптимизировать его работу и повысить качество готовой продукции. Но всё это верно только в том случае, если пользователь правильно подобрал СОЖ и грамотно её эксплуатирует. Вместе с производителями промышленных смазочных материалов выясняем, какие ошибки допускают потребители этой продукции и как их избежать.
Этап первый: правильный выбор
«Эффективный срок службы водосмешиваемых смазочно-охлаждающих жидкостей зависит от соответствия их характеристик условиям эксплуатации, соблюдения чистоты на рабочем месте и технического обслуживания СОЖ.
Регулярный мониторинг состояния продукта, соблюдение корректного температурного режима и гигиены рабочего пространства, использование подготовленной воды для приготовления эмульсии — такой комплекс мероприятий помогает увеличить срок службы СОЖ, защитить от образования микроорганизмов и сократить эксплуатационные расходы предприятия», — подчёркивает технический директор ООО «ДЖЕНЕРАЛ ЛУБРИКАНТС» Евгения Кочнева.
«При выборе смазочно-охлаждающей жидкости потребителю нужно ориентироваться на качество воды, операции, при которых будет использоваться СОЖ, и обрабатываемый материал. Зачастую, чтобы избежать ошибок, которые допускают клиенты при самостоятельном выборе продукта, наша компания запрашивает информацию об условиях эксплуатации и образец используемой воды. На основании этого мы даём потребителю рекомендации, какой продукт будет для него оптимальным», — поясняет технический директор ООО «ПК РУС-ИНДАСТРИ» Алексей Мартынкин.
«Для подбора подходящей смазочно-охлаждающей жидкости правильнее всего обратиться в профильную компанию, поставляющую, а лучше производящую данную продукцию. Совместный подбор позволит объединить профильный опыт внедрения СОЖ с локальными особенностями и требованиями конкретного производства или даже станка.
Смазочные продукты следует выбирать в числе прочего в зависимости от режимов работы оборудования. Некоторые присадки, разработанные специально для высоких скоростей и тяжёлых операций, просто не будут выполнять свои функции на универсальном оборудовании», — комментирует практику руководитель направления СОЖ ООО «АВТОграф Инструментальные Решения» Сергей Новиков.
«Для корректного выбора продукта нужно понимать, какой способ подачи СОЖ используется в оборудовании: режим полива, подача через шпиндель или рабочий инструмент. Как правило, в последнем случае СОЖ подаётся под повышенным давлением. Если использовать продукт, который не предназначен для работы в таких условиях, возможен риск повышенного пенообразования и потери стабильности эмульсии», — дополняет Евгения Кочнева.
«Очень важно, чтобы СОЖ попадала в место контакта резца и обрабатываемой детали. Это важный аспект, который влияет на качество обработки и результат. При высоком давлении подачи жидкости возможно образование пены, но тут на помощь приходят специальные присадки, которые её гасят», — уточняет руководитель направления СОЖ ООО «Аймол Лубрикантс» Демид Шембель.
По его опыту, наиболее распространённые ошибки, связанные с выбором смазочно-охлаждающих жидкостей, можно разделить на два типа. Первые, о котором уже упомянули спикеры, — подбор без учёта специфики производства.
«Несмотря на то, что производитель, как правило, сообщает в описании продукта, для каких операций и металлов тот предназначен, использовать эту информацию необходимо с учётом таких факторов, как жёсткость воды, наличие хлора, унос СОЖ со стружкой или испарение.
Если на предприятии зафиксирован большой унос жидкости, то нет необходимости использовать СОЖ с выдающимися антибактериальными свойствами и долгим сроком службы. Затраты будут велики, а вот производственного эффекта пользователь не получит. Получается, что необходимо учитывать все факторы, а не только смотреть на качество самой СОЖ», — поясняет Демид Шембель.
Второй тип ошибок связан с подбором смазочных материалов методом аналогов. В этом случае возможно повторение ошибок, допущенных при подборе предыдущих продуктов. Чтобы этого избежать, специалист «Аймол Лубрикантс» рекомендует всегда выбирать СОЖ с учётом опыта эксплуатации, но используя свежую информацию, которую легко можно получить с помощью опросных листов.
Все участники нашей заочной дискуссии отмечают, что сегодня основным требованием пользователей к смазочно-охлаждающим жидкостям для металлообработки является их универсальность. По словам Сергея Новикова, подобрать единый продукт для всего комплекса оборудования независимо от его типа и обрабатываемого материала не всегда возможно.
Тем не менее в ответ на запрос потребителей практически все компании представляют свои линейки универсальных смазочно-охлаждающих жидкостей, которые позволяют предприятиям использовать одну марку СОЖ для всего станочного парка или не менять её при смене обрабатываемого материала.
Этап второй: контроль параметров
«Допустим, продукт подобран верно с учётом особенностей производства, техпроцесса и на основании анализа воды предприятия. При таких условиях в 90% случаев проблем в будущем можно избежать, если на регулярной основе измерять и контролировать всего три параметра: концентрацию эмульсии — ежедневно (лучше в начале и в конце смены), уровень pH — еженедельно, а также с помощью скиммеров удалять из бака СОЖ посторонние масла один-два раза в месяц», — делится опытом специалист «АВТОграф Инструментальные Решения».
«На стабильность эмульсии при приготовлении влияет комплекс параметров: жёсткость и качество воды, её температура, условия хранения концентрата на складе предприятия, метод приготовления, а также порядок добавления концентрата в воду. Например, при приготовлении полусинтетических и минеральных эмульсий смешивание производится путём постепенного добавления концентрата в воду с постоянным перемешиванием.
При добавлении воды в концентрат может образоваться обратная эмульсия, что приведёт к расслоению, образованию отложений и ухудшению качества обрабатываемой поверхности», — рассказывает Евгения Кочнева.
По её словам, корректная концентрация эмульсии обеспечивает оптимальные эксплуатационные характеристики жидкости. Выбирать её следует, исходя из рекомендаций производителя СОЖ и условий эксплуатации.
«Существует несколько методов определения концентрации: рефрактометрический — самый распространённый и наиболее удобный, фотоколориметрический и метод кислотного разложения. Важно не забывать умножить полученные данные на коэффициент рефрактометра. Это индивидуальный параметр для каждого продукта, который можно найти в его техническом описании или на этикетке.
Водородный показатель (рН) характеризует кислотность или щёлочность среды, т. е. степень накопления в рабочих эмульсиях кислых продуктов. Контроль pH используют для оценки многих характеристик СОЖ: микробиологического поражения, концентрации, коррозионной активности, пенообразования, влияния на операторов, работающих с СОЖ, уровня культуры производства», — напоминает технический директор компании «ДЖЕНЕРАЛ ЛУБРИКАНТС».
Евгения Кочнева также напоминает, что при эксплуатации СОЖ следует следить за её внешним видом и обращать внимание на запах. Это позволяет осуществлять дополнительный контроль качественных характеристик жидкостей: концентрацию, наличие инородного масла и примесей металлических частиц, стабильность продукта.
Кроме того, это позволяет оценить вероятность микробиологического поражения смазочно-охлаждающих жидкостей. Влиянию микроорганизмов различных физиологических групп (бактерий, грибков, дрожжей) подвержены практически все водные СОЖ. Оценить уровень их содержания в продукте можно с помощью тест-полосок dip-slides.
По опыту технического специалиста по СОЖ ООО «Ракета Лубрикантс» Татьяны Репиной, самыми простыми методами контроля смазочно-охлаждающих жидкостей являются измерение водородного показателя при помощи рН-полосок, концентрации — с помощью рефрактометра, а также биопоражения при помощи дипслайдов.
Однако, как отмечает эксперт, измерение концентрации рефрактометром эффективно только для свежей эмульсии. Более точный метод — титрование, но оно требует большего количества оборудования и привлечения обученного специалиста.
Алексей Мартынкин подтверждает: одна из наиболее распространённых ошибок, которые допускают пользователи при эксплуатации смазочных продуктов, — отсутствие контроля параметров рабочего раствора, включая электропроводность, которую также следует регулярно проверять (в среднем — раз в неделю).
Помимо рефрактометра, упомянутого ранее, минимальный стандартный набор для отслеживания параметров СОЖ включает рН-метр и кондуктометр. По мнению технического директора «ПК РУСИНДАСТРИ», эти приборы обязательно должны быть у пользователя, который не хочет тратить средства на незапланированные чистки оборудования и внеплановые заправки станка свежей смазочно-охлаждающей жидкостью.
«После поставки продукта на завод мы проводим периодические аудиты предприятия, в ходе которых оцениваем параметры СОЖ и даём рекомендации по эксплуатации. Очень важным моментом при работе с любой смазочно-охлаждающей жидкостью является контроль вышеуказанных параметров и своевременное реагирование на их изменение.
Снижение технологических свойств СОЖ косвенно говорит о том, что какие‑то параметры изменились, и требуется корректировка раствора. Работу со смазочными продуктами в какой‑то мере можно сравнить с врачебной практикой: чем раньше мы обнаружим негативное изменение, тем выше вероятность исправить ситуацию вовремя.
Часто потребители СОЖ не принимают ответных мер, например, на снижение уровня рН и доводят ситуацию до стадии, когда её уже нельзя исправить, а самым разумным выходом из неё становится полная замена рабочего раствора. Это, естественно, влечёт за собой остановку процесса мехобработки, дополнительные затраты на моющие средства и новую заправку», — акцентирует Алексей Мартынкин.
«Важно понимать, что СОЖ — это рабочий инструмент, который нуждается в контроле и корректном применении. Хорошая практика — закрепление за выполнением этих операций отдельного сотрудника, который будет нести ответственность за корректную эксплуатацию и регулярный контроль параметров смазочно-охлаждающих жидкостей», — рекомендует Евгения Кочнева.
Этап третий: исправляем ошибки
Существуют и другие ошибки, которые пользователи допускают при обращении с водосмешиваемыми смазочно-охлаждающими жидкостями. Например, на некоторых металло-
обрабатывающих производствах отсутствует практика регулярной промывки оборудования. В совокупности со снижением уровня pH эмульсии это может привести к коррозии деталей станка, рабочего инструмента и обрабатываемых изделий, а также снизить стабильность эмульсии и вызвать риск её бактериологического поражения.
«Для устранения и профилактики бактериологических и грибковых поражений рекомендуется проводить комплексную регулярную промывку оборудования с помощью системных очистителей и полной механической очистки ёмкостей, трубопроводов или бачков от металлической стружки, абразива, отложений и других неорганических примесей.
Рекомендуемая регулярность промывки оборудования — не реже одного раза в год, оптимально — раз в полгода в зависимости от индивидуальных условий эксплуатации. Длительный простой оборудования влечёт за собой повышенное распространение бактерий в системе», — поясняет Евгения Кочнева.
«При эксплуатации СОЖ часто можно почувствовать неприятный кислый запах. Всё дело в бактериях, которые развиваются в эмульсии. Чтобы избежать ускоренного закисания продукта, я рекомендую, во‑первых, устанавливать скиммеры — оборудование, которое снимает с поверхности эмульсии масляную пленку, а во‑вторых, в случае если оборудование простаивает несколько дней, то хотя бы раз в сутки включать эмульсию на циркуляцию.
Регулярное измерение рабочих параметров эмульсии и съём постороннего масла скиммером позволяют существенно увеличить срок эксплуатации СОЖ. Измерение рекомендую производить на ежедневной основе, особенно летом», — делится опытом Татьяна Репина.
Довольно распространённая проблема при эксплуатации смазочно-охлаждающих жидкостей — повышенное пенообразование. Как уже говорилось ранее, оно может быть обусловлено слишком высоким давлением (выше 30 бар) и высокой скоростью подачи СОЖ, попаданием воздуха в насос всасывания, слишком тонкой фильтрацией СОЖ.
В числе потенциальных причин возникновения обильной пены специалист «ДЖЕНЕРАЛ ЛУБРИКАНТС» также указывает слишком высокую концентрацию рабочей жидкости, которую следует привести в соответствие с рекомендациями производителя, постепенно снижая на 0,5-2% в зависимости от условий процесса.
Кроме того, избыток пены может быть вызван тем, что вода, применяемая для приготовления эмульсии, слишком мягкая (менее 50‒100 ppm). Выход из этой ситуации — замена СОЖ на наиболее подходящую для работы при мягкой воде.
Слишком низкая концентрация эмульсии тоже может вызвать ряд проблем, включая коррозию оборудования или обрабатываемых деталей. Например, при обработке сталей или чугуна с высоким содержанием серы и свинца специалисты «ДЖЕНЕРАЛ ЛУБРИКАНТС» рекомендуют поддерживать концентрацию на верхнем допустимом уровне.
Увеличивать этот параметр желательно и в том случае, если в работе используется вода жёсткая (более 600 ppm) или с высоким содержанием хлоридов (более 100 ppm). Если же повышения концентрации эмульсии недостаточно, требуется дополнительная очистка воды. Жёсткая вода также может стать причиной нарушения стабильности СОЖ или появления отложений.
«Со временем в баке может скапливаться постороннее масло, которое частично эмульгируется в СОЖ, особенно на крупногабаритном оборудовании с опцией барботажа. Размытая граница на рефрактометре — явный признак данной проблемы, которая может повлечь некорректное считывание истинной концентрации и, как следствие, нарушение нижнего или верхнего допустимого предела.
Также стоит учитывать тот факт, что по мере работы повышается содержание солей в эмульсии и её электропроводимость, что может ухудшить свойства продукта», — рекомендует Сергей Новиков.
«В случае накопления постороннего масла в СОЖ на поверхности рекомендуется установка скиммера с целью удаления масла. Также следует устранить источник загрязнения и проверить систему фильтрации, чтобы выявить возможные дефекты или неправильную установку фильтров. Затем необходимо тщательно очистить систему и добавить свежую СОЖ», — дополняет Евгения Кочнева.
Этап четвёртый: полная замена
Повышенное пенообразование, появление отложений или возникновение коррозии деталей оборудования либо готовых изделий может быть следствием низких эксплуатационных характеристик продукта, и в этом случае его замена — единственное возможное решение.
«Хороший продукт должен служить 8‒12 месяцев до полной замены. Мы не берём во внимание период более 12 месяцев, поскольку любое оборудование должно проходить ежегодное плановое ТО, а замена СОЖ и полная очистка станка — часть этой работы. Конечно, в практике пользователей есть опыт эксплуатации СОЖ длительностью более года, но оставим это за скобками», — отмечает Сергей Новиков.
Слово экспертам
Евгения Кочнева, технический директор ООО «ДЖЕНЕРАЛ ЛУБРИКАНТС»
«При подборе смазочно-охлаждающей жидкости важно собрать полный объём информации об эксплуатации продукта, а не руководствоваться только наименованием продукта-конкурента, который на данный момент используется в оборудовании.
Полный химический анализ воды, тип обрабатываемых материалов, процессы металлообработки, информация о системе (давление подачи СОЖ, режимы работы оборудования, наличие скиммеров, тип фильтрации, тип смешения СОЖ и пр.) — минимальный объём информации, необходимый для корректного подбора продукта.
В отличие от моторных масел или индустриальных смазочных материалов, выбор которых осуществляется преимущественно по спецификации и вязкостно-температурным свойствам, подбор СОЖ всегда выполняется индивидуально для каждого отдельного предприятия и технического процесса».
Алексей Мартынкин, технический директор ООО «ПК РУСИНДАСТРИ»
«Самая распространённая проблема при эксплуатации СОЖ — снижение рН, что влечёт за собой множество рисков: от коррозии оборудования и обрабатываемых деталей до биопоражения рабочего раствора. Поэтому крайне важно поддерживать необходимую концентрацию и должный уровень рН рабочего раствора.
В концентрате некоторых марок СОЖ присутствуют биоцидные компоненты, рассчитанные на максимальную защиту при определённой рекомендованной концентрации. И если конечный потребитель работает на пониженных концентрациях, то логично, что защита от биопоражения значительно ниже. рН, концентрация, биопоражение — взаимосвязанные понятия, и нельзя однозначно утверждать, что, отслеживая, например, только концентрацию эмульсии, клиент получит стопроцентную гарантию её качества. Нужно комплексно анализировать все параметры рабочего раствора и своевременно реагировать на изменения».
Татьяна Репина, технический специалист по СОЖ ООО «Ракета Лубрикантс»
«Основным критерием при выборе смазочно-охлаждающей жидкости для пользователей, к сожалению, чаще всего является стоимость концентрата за литр. Мало кто задумывается о стойкости инструмента, частоте замены эмульсии, а также вредном воздействии продукта.
Чтобы избежать неприятных последствий, я рекомендую перед эксплуатацией приготовить эмульсию из предложенного концентрата, добавить туда стружку металла, который обрабатывает данное производство, и через 1–2 недели оценить этот раствор на предмет следов разложения, запаха, пены. Это позволит на практике оценить свойства продукта и понять, подходит ли он конкретному предприятию».
Сергей Новиков, руководитель направления СОЖ ООО «АВТОграф Инструментальные Решения»
«При эксплуатации смазочно-охлаждающих жидкостей основная задача пользователя — не повысить технологические свойства продукта, а сохранить без изменений его изначальные характеристики. Для этого мы рекомендуем следовать нескольким основным правилам.
- Перед заменой СОЖ прочищать оборудование с помощью системного очистителя.
- Для приготовления эмульсии использовать специальные смесители.
- Контролировать концентрацию, pH и жёсткость эмульсии.
- Доливать рабочий раствор не водой, а только слабым раствором концентрата».
Демид Шембель, руководитель направления СОЖ ООО «Аймол Лубрикантс»
«Основные методы контроля состояния эмульсии СОЖ заключаются в регулярном слежении за двумя основными параметрами: уровнем рН и концентрацией эмульсии. Зная эти значения, пользователь всегда сможет косвенно оценить работоспособность СОЖ по уровню рН, а для качественной обработки металла необходимо знать рекомендованные значения концентрации и придерживаться их.
Основной причиной старения смазочно-охлаждающих жидкостей являются загрязнения. Посторонние масла, окалина, грязь — всё это снижает срок службы СОЖ и делает её непригодной для эксплуатации. Регулярная мойка оборудования, использование скиммеров, дополнительная фильтрация — при таких условиях СОЖ будет служить долго.
А использование сложных композиций смазывающих агентов за счёт их способности равномерно присутствовать в объёме помогают смазочно-охлаждающим жидкостям приобретать свойства высокотехнологичных продуктов».
Работу со смазочными продуктами можно сравнить с врачебной практикой: чем раньше специалисты обнаружат негативное изменение, тем выше вероятность исправить ситуацию вовремя
Текст: Мария Кармакова
Фото редакции Promo GroupMedia
